ES2303873T3 - Protesis de articulacion de la rodilla. - Google Patents
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Abstract
Una prótesis de articulación de la rodilla que comprende un componente femoral (1) que va a ser fijado a un fémur (5) y un componente tibial (2) que va a ser fijado a una tibia (6), en la que: en el componente femoral un grosor de un cóndilo medial (3) de aquél es conformado con mayor tamaño que el cóndilo lateral (4) de aquél, correspondiendo dicho grosor a una longitud entre una línea de corte (BC) de un fémur (5) y un extremo inferior de dicho cóndilo medial (3) de dicho componente femoral (1); en el componente tibial (2) una superficie (8) articular medial de aquél, la cual soporta el cóndilo medial (3) de dicho componente femoral (1), es conformado más delgado que una superficie (9) articular lateral de aquél, la cual soporta el cóndilo lateral (4) de dicho componente femoral (1); y una línea de articulación (JL) que une los puntos más bajos de las superficies de contacto entre los cóndilos lateral y medial (3, 4) y las superficies articulares medial y lateral (8, 9) en una sección transversal longitudinal en una dirección medial lateral está inclinada hacia dentro en virtualmente el mismo ángulo sobre la entera región de un ángulo de flexión - extensión; y en la que una línea de grosor máximo (M) que longitudinalmente une los puntos de grosor máximo en una dirección medial - lateral del cóndilo medial (3) de dicho componente femoral (1) gira hacia fuera en dirección a un frente del componente femoral (1) estableciendo así una distancia entre la línea de grosor máximo (M) del cóndilo medial (3) y una línea de grosor máximo (M'') del cóndilo lateral (4) más pequeña hacia el frente de dicho componente femoral (1); una base de pivote (11) está conformada en una parte posterior de la superficie articular medial (8) del componente tibial (2) de forma que, cuando el cóndilo medial (3) del componente femoral (1) penetra en su interior, la base de pivote (11) restringe en mayor medida la desviación hacia atrás del cóndilo medial (3), estando el punto más bajo de una parte inferior de la base de pivote (11) a un nivel que es el mismo del o inferior al punto más bajo de la superficie articular medial (8); y una parte posterior de una línea de puntos más baja (L'') que longitudinalmente une los puntos más bajos de la superficie articular lateral (9) del componente tibial (2) está curvada para que se sitúe más próxima a un centro de un punto de pivote (12) que está en un centro de la base de pivote (11). 12
Description
Prótesis de articulación de la rodilla.
La presente invención se refiere a una prótesis
de articulación de la rodilla que sustituirá a la articulación de
la rodilla.
La articulación de la rodilla es sustituida por
una prótesis de articulación de la rodilla cuando se contrae una
osteoartritis, una artritis reumatoide o un tumor óseo, o resulta
traumatizada, etc. Esta prótesis de articulación de la rodilla es
una combinación de componentes femorales que tiene dos cóndilos,
uno medial y otro lateral; y un componente tibial que tiene dos
superficies articulares, una medial y otra lateral, que soportan
los dos cóndilos respectivos. Los cóndilos y las superficies
articulares deben efectuar los mismos movimientos que las
articulaciones naturales de la rodilla.
Más concretamente, cuando se fija una prótesis
de articulación de la rodilla, el equilibrio entre la tensión y la
relación de los ligamentos situados a lo largo del espacio entre el
fémur y la tibia, particularmente los ligamentos colaterales, no
debe resultar alterado; y la línea que une los puntos más bajos
sobre las superficies de contacto en los cóndilos medial y lateral
y las superficies articulares medial y lateral que soportan estos
cóndilos de forma que pueden deslizarse libremente (en adelante
designada como la línea de articulación) necesita caer hacia dentro
(se inclina hacia dentro) en un ángulo aproximado de 3° respecto de
la entera región del ángulo de flexión-extensión. Si
el equilibrio de los ligamentos resulta alterado, el movimiento
resultará afectado; y si no puede mantenerse la inclinación hacia
dentro, no se producirá el movimiento de
aducción-abducción de forma que los tobillos giren
hacia fuera (abducción) durante la extensión y girarán hacia dentro
(aducción) durante la flexión, y el mismo movimiento que para las
articulaciones de la rodilla naturales no resultará posible.
La Figura 8A muestra genéricamente una prótesis
de articulación de la rodilla convencional fijada a una rodilla
derecha y vista frontalmente cuando está flexionada 90º (posición
flexionada). La línea de corte femoral BC es la misma distancia
desde el SEA (eje central flexión-extensión) de los
cóndilos medial y lateral, y el grosor de los componentes es el
mismo en los cóndilos medial y lateral. Esta porción condilar puede
utilizarse para las dos rodillas derecha e izquierda mediante
simple mecanización del componente femoral. Por consiguiente,
existe una ventaja en el sentido de que la fabricación es fácil y el
coste bajo. Existe otra ventaja en el sentido de que el corte del
hueso durante la intervención quirúrgica es sencillo. Sin embargo,
dado que la línea de articulación JL es horizontal, existe una
desventaja en el sentido de que el movimiento de
abducción-aducción no es inducido durante la
flexión-extensión y una flexión profunda no resulta
posible.
En la prótesis de articulación de la rodilla
mostrada en la Figura 8B cuando el fémur es cortado, la longitud de
esta línea de corte BC desde el SEA se fija para que sea más largo
en el cóndilo medial que en el cóndilo lateral, y la línea de
articulación JL se fija para que esté inclinada hacia dentro, siendo
por tanto similar a la articulación natural de la rodilla. Sin
embargo, debido a que las superficies de soporte medial y lateral
del componente tibial son de la misma altura, el cóndilo medial se
eleva, y el ligamento colateral medial sobre este lado se alarga,
provocando con ello un exceso de tensión e imposibilitando una suave
flexión-extensión. Por consiguiente, en algunos
casos parte del ligamento es también cortado. Sin embargo, cuando
se lleva a cabo esto, la función de control del ligamento no se
lleva a cabo durante la flexión-extensión y el
movimiento flexión-extensión resulta difícil. Así
mismo, se produce sangrado, la prolongación de la intervención
quirúrgica y el aumento de la tensión en el
paciente.
paciente.
La prótesis de articulación de la rodilla
mostrada en la Figura 8C se divulga en la Publicación Nacional de
Solicitud de Patente japonesa No. 11-504226,
(también el documento US 5824105), y está dedicada a corregir los
problemas anteriormente descritos. El exceso de tensión sobre el
ligamento es corregido haciendo que el cóndilo medial del
componente femoral sea más delgado que el cóndilo lateral con el
fin de hacer descender el cóndilo medial. Sin embargo, aunque el
equilibrio de los ligamentos vuelve a su estado normal, hay una
reducción en el grado de inclinación hacia delante de la línea de
articulación JL. Por consiguiente, el movimiento de
aducción-abducción durante la
flexión-extensión no se produce, y no resulta
posible una flexión profunda. Así mismo, en esta técnica anterior,
la parte posterior del cóndilo medial se hace para que resulte más
delgada, induciendo la aducción durante las etapas finales de la
flexión-extensión. Sin embargo, la inclinación hacia
delante de la línea de articulación JL debe ser mantenida a lo
largo de toda la flexión-extensión. De acuerdo con
ello, no se produce el movimiento de aducción, concretamente,
durante la flexión-extensión y resulta inhibida la
suave flexión-extensión.
A la luz de los problemas anteriormente
descritos, la presente invención proporciona una prótesis de
articulación de la rodilla que comprende un componente femoral que
va a ser fijado a un fémur y un componente tibial que va a ser
fijado a una tibia, en la que, en el componente de fémur, un cóndilo
medial de éste es conformado más grueso que el cóndilo lateral de
aquél;
en el componente tibial, una superficie
articular medial de éste, la cual soporta el cóndilo medial, es
conformado más delgada que una superficie articular lateral de
aquél, la cual soporta el cóndilo lateral; y
una línea de articulación que une los puntos más
bajos de las superficies de contacto entre los cóndilos medial y
lateral y las superficies articulares medial y lateral en una
sección transversal longitudinal en una dirección
medial-lateral está inclinada hacia dentro en
virtualmente el mismo ángulo a lo largo de la entera región de un
ángulo de flexión-extensión.
En la prótesis de articulación de la rodilla de
la presente invención, el cóndilo medial del componente femoral es
conformado más grueso que el cóndilo lateral, y la superficie
lateral medial del componente tibial es conformada más delgada que
la superficie articular lateral, de acuerdo con ello, no se producen
cambios en la longitud desde el SEA (eje central
flexión-extensión) respecto de la superficie de
deslizamiento, esto es, la longitud del brazo de momento; y es
fácil adquirir un equilibrio entre la tensión y la relajación de los
ligamentos, concretamente de los ligamentos colaterales mediales,
resultando posible una suave flexión-extensión. Así
mismo, el movimiento aducción-abducción resulta
inducido y resulta también posible la flexión profunda como
resultado de la inclinación hacia dentro de la línea de
articulación. Así, resulta posible un movimiento que se aproxima al
de la articulación natural de la rodilla. En este caso, la
inclinación de la línea de articulación debe ser el mismo que la de
la articulación natural de la rodilla, la cual es de 1 a 10°
preferentemente de 2 a 5º.
Así mismo, en la prótesis de articulación de la
rodilla de la presente invención, la línea de máximo grosor que une
longitudinalmente los puntos de máximo grosor en la dirección
medial-lateral del cóndilo medial se fija para que
gire hacia fuera en dirección al frente. Como resultado de ello, en
combinación con la inclinación hacia delante anteriormente descrita
de la línea de articulación, se induce en mayor medida el
movimiento de aducción de la articulación de la rodilla durante la
flexión y se obtiene un movimiento suave de la
flexión-extensión.
Por otro lado, en la presente invención, se
forma una base de pivote en una parte posterior de la superficie
articular medial para que el cóndilo medial sea insertado sobre
ella y para que la base de pivote restrinja en mayor medida la
desviación hacia atrás del cóndilo medial; y una parte posterior de
una línea de puntos más baja que une longitudinalmente los puntos
más bajos en la dirección medial-lateral de la
superficie articular lateral gira hacia dentro alrededor de un
punto de pivote que se fija en un centro de la base de pivote. De
acuerdo con ello, el movimiento de aducción se facilita en mayor
medida resultando posible la flexión profunda.
Aunque en general es necesario el corte
predeterminado tanto del fémur como de la tibia para fijar una
prótesis de articulación de la rodilla, en la articulación de la
rodilla de la presente invención, la cirugía puede llevarse a cabo
fácilmente porque el fémur puede ser cortado en paralelo al SEA (eje
central flexión-extensión) y la tibia puede ser
cortada en perpendicular a un eje mecánico. El SEA es un eje que se
convierte en un centro de rotación cuando el fémur se flexiona y se
extiende; y en posición de pie, el SEA es perpendicular al eje
mecánico, el cual une el tobillo y el centro de la articulación de
la cadera.
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un
componente femoral de acuerdo con un ejemplo de la presente
invención;
la Figura 2 es una vista desde abajo de
aquél;
la Figura 3 es una vista en perspectiva de un
componente tibial de acuerdo con un ejemplo de la presente
invención;
la Figura 4 es una vista desde arriba de
aquél;
la Figura 5 es una vista lateral de una
articulación de la rodilla a la cual están fijados el componente
femoral y el componente tibial de acuerdo con un ejemplo de la
presente invención;
la Figura 6 es una vista desde atrás durante la
extensión de una articulación de la rodilla a la cual están fijados
el componente femoral y el componente tibial de acuerdo con un
ejemplo de la presente invención;
la Figura 7 es una vista desde atrás durante una
flexión de 90º de una articulación de la rodilla en la cual están
fijados el componente femoral y el componente tibial de acuerdo con
un ejemplo de la presente invención;
y
y
las Figuras 8A, 8B y 8C son ilustraciones
explicativas vistas desde el frente cuando la rodilla derecha es
flexionada 90º en prótesis de articulación de la rodilla
convencionales.
A continuación se describirán determinadas
formas de realización de la presente invención con referencia a los
dibujos que se acompañan.
La prótesis de articulación de la rodilla
comprende una combinación de un componente femoral 1 y de un
componente tibial 2. De éstos, el componente femoral está fabricado
a partir de un metal biocompatible, como por ejemplo una aleación
de titanio, etc. Una configuración en entrante es recortada a partir
del centro de la parte posterior de manera que desde la vista
lateral un cóndilo medial 3 y un cóndilo lateral 4 constituyen una
configuración sustancialmente redonda, esto es, sustancialmente en
forma de C. El componente femoral 1 está fijado al extremo distal
del fémur 5. Hay también un tipo que se llama el tipo PS en el que
parte de la parte recortada está cubierta por una caja para
restringir el movimiento específico del otro miembro. Pero
funcionalmente esto es lo mismo. En este caso, cuando el cóndilo
medial 3 y el cóndilo lateral 4 son vistos desde la dirección
longitudinal, su contorno adopta una configuración convexa, y esta
configuración convexa conecta con los tendones
longitudinalmente.
A diferencia de lo anterior, el componente
tibial 2 se obtiene mediante la formación de un inserto 7 hecho a
partir de una resina médica, por ejemplo polietileno con peso
molecular ultraalto, etc., sobre una base de un metal biocompatible
y es fijado al extremo proximal de la tibia 6. Unas protuberancias
inferiores 10 son conformadas a intervalos sobre la superficie
superior del inserto 7 sobre una superficie articular medial 8 y
una superficie articular lateral 9, las cuales soportan el cóndilo
medial 3 y el cóndilo medial 4, respectivamente, del componente
femoral 1 anteriormente descrito. Estas dos superficies articulares
8 y 9 están conformadas en arco con una configuración cóncava que
sustancialmente sigue la configuración de contorno del cóndilo
medial 3 y del cóndilo lateral 4, extendiéndose hacia fuera
longitudinalmente esta configuración cóncava. En este caso, los
planos superior e inferior de proyección de los cóndilos medial y
lateral 3 y 4 y las superficiales articulares medial y lateral 8 y 9
están montadas casi de la misma forma.
El fémur 5 y la tibia 6 deben flexionarse y
extenderse relativamente con la flexión-extensión
de la rodilla. En la prótesis de rodilla anteriormente descrita,
este movimiento se lleva a cabo mediante el movimiento deslizante
que acompaña los movimientos giratorios y deslizantes de los
cóndilos lateral y medial 3 y 4 sobre las superficies articulares
medial y lateral 8 y 9. El ángulo de
flexión-extensión es de 100 a 130°; y el giro es el
movimiento principal durante las etapas iniciales y el
deslizamiento se convierte en el movimiento principal durante las
etapas finales. Sin embargo, cada uno de estos movimientos es
controlado por grupos de ligamentos, como por ejemplo los
ligamentos cruzados y los ligamentos colaterales de forma que los
cóndilos medial y lateral 3 y 4 no resbalan (se dislocan) de las
superficies articulares medial y lateral 8 y 9.
En la presente invención, el grosor del cóndilo
medial 3 y del cóndilo lateral 4 del componente femoral 1 se fija
para que el cóndilo medial 3 sea más grueso que el cóndilo lateral
4. Así mismo, para ajustarse a ello, el grosor de la superficie
articular medial 8 y de la superficie articular lateral 9 sobre el
inserto 7 del componente tibial 2 se fija para que la superficie
articular medial 8 sea más delgada que la superficie articular
lateral 9. En otras palabras, hay una diferencia en el nivel
alrededor de la cara exterior del cóndilo medial 3 y del cóndilo
lateral 4 y la superficie articular medial 8 y la superficie
articular lateral 9, de forma que no resulta afectado el equilibrio
entre la tensión y la relajación de los ligamentos colaterales. La
línea de articulación JL, que une los puntos más bajos sobre las
superficies de contacto entre los cóndilos 3 y 4 las superficies
articulares 8 y 9, las cuales sujetan estos cóndilos respectivos,
se fija para que sean más baja sobre la cara interior, esto es,
está inclinada hacia dentro. Esta diferencia de nivel no es difícil
de conformar porque puede llevarse a cabo durante la fabricación del
componente. Con los parámetros expuestos, la línea de corte BC es
paralela al SEA, y la tibia es cortada en perpendicular al eje
mecánico.
La razón del parámetro expuesto es que esta es
la forma de las articulaciones naturales de la rodilla; y mediante
la conformación de la prótesis lo mismo que la de éstas, el
equilibrio entre la tensión y la relajación de los ligamentos
colaterales no resultará afectado, y la función de la rodilla
(flexión-extensión) no resultará disminuida después
de la sustitución. El ángulo de inclinación hacia dentro a de la
línea de articulación JL en este caso debe ser el mismo que el de
la articulación natural de la rodilla, de 1 a 10º, preferentemente
de 2 a 5º. Así mismo, en el ejemplo anterior, el radio de curvatura
de la superficie convexa del cóndilo lateral 4 se fija para que sea
menor que el del cóndilo medial 3; para que se corresponda con
éste, el radio de curvatura de la superficie cóncava de la
superficie articular lateral 9 es menor que el de la superficie
articular 8.
Así mismo, en el ejemplo anterior, una línea de
grosor máximo M, que une los puntos de grosor máximo del cóndilo
medial 3 longitudinalmente, gira hacia fuera en dirección al frente
de forma que su distancia desde una línea de diámetro máximo M',
que une los puntos de grosor máximo del cóndilo lateral 4
longitudinalmente, resulta más estrecha (y de acuerdo con ello las
líneas L y L' que se corresponden con el grosor máximo y las líneas
diametrales serán conformadas sobre la superficies articulares
medial y lateral 8 y 9); y así se establece el llamado "dedo
gordo hacia dentro". Esta configuración se establece porque
cuando se lleva a cabo, el movimiento de aducción del lado de la
tibia 6 resulta inducido en mayor medida durante la flexión.
Así mismo, en el ejemplo anterior, en la parte
posterior de la superficie articular medial 8 está formada con una
base de pivote 11 dentro la cual es insertado el cóndilo medial 3 y
la cual restringe la desviación hacia atrás adicional del cóndilo
medial. Más concretamente, cuando la superficie articular medial 8
forma una superficie cóncava de un radio R_{1} vista desde el
lateral, una superficie cóncava de radio R_{2} (< R_{1}) se
constituye en la parte superior de la superficie cóncava de radio
R_{1}, de forma que la superficie cóncava de radio R_{2} sirve
como la base de pivote 11. En este caso, la superficie más inferior
de la base de pivote 11 se conforma para que sea la misma o
ligeramente inferior a la superficie más baja de la superficie
articular medial 8.
Por otro lado, es preferente que parte de la
superficie cóncava de radio R_{1} permanezca detrás de la base de
pivote 11. Ello es porque esta es la porción que trabaja cuando
está en posición de pie (durante la extensión); y, por consiguiente,
esta posición de pie está estabilizada por la presencia de esta
superficie cóncava restante. Cuando el cóndilo medial 3 entra en la
base de pivote 11 durante las etapas finales de la flexión, la
desviación hacia atrás adicional del cóndilo medial 3 resulta
restringida de forma que hay solo un movimiento deslizante relativo.
En consecuencia, el movimiento de aducción resulta facilitado, se
realiza una suave flexión, y resulta posible una flexión profunda.
En este momento la parte posterior de la línea de puntos más baja
L', la cual une longitudinalmente los puntos más bajos de la
superficie articular lateral 9, gira hacia dentro alrededor del
punto de pivote 12, que está en el centro de la base de pivote 11;
y, por consiguiente, este movimiento de aducción es inducido con
mayor intensidad, y puede obtenerse un amplio ángulo de
flexión.
Cuando se fija la prótesis de articulación de la
rodilla anteriormente descrita, la línea de articulación JL está
inclinada de forma que es más baja sobre la cara interior; y , como
resultado de ello, el comportamiento durante la flexión y la
extensión de la rodilla naturalmente se aproxima al de una
articulación natural de la rodilla y el equilibrio entre la tensión
y la relajación de los ligamentos, particularmente de los
ligamentos colaterales no resulta afectado. En consecuencia, no
habrá disfunción, incluso si algunos de estos ligamentos no son
separados durante la intervención quirúrgica, y el esfuerzo sobre el
paciente resultará aliviado. Así mismo, la distancia entre las
líneas diametrales máximas M y M' de los cóndilos medial y lateral
no se situará en la posición de dedo gordo hacia dentro, se
reducirá el movimiento de aducción-abducción durante
la flexión-extensión, y se llevará a cabo un
movimiento suave de flexión-extensión.
Las epífisis del fémur 5 y de la tibia 6 deben
cortarse durante la fijación de la prótesis de la rodilla. En la
presente invención, dicha cirugía se espera que sea sencilla
porque, de acuerdo con lo anteriormente descrito, el fémur puede ser
cortado en paralelo al SEA y la tibia puede ser cortada en
perpendicular al eje mecánico.
De acuerdo con la prótesis de articulación de la
rodilla de la presente invención, puede adquirirse, para una suave
flexión y extensión, un equilibrio entre la tensión y la relajación
de los ligamentos colaterales cuando la articulación se ha fijado,
y puede inducirse un movimiento de aducción durante el movimiento
de extensión y aducción durante las etapas finales de la
flexión-extensión, de forma que resulta posible un
movimiento suave resultando también posible una profunda flexión. A
partir de este punto, puede llevarse a cabo el mismo movimiento que
el de las articulaciones naturales de la rodilla.
Claims (1)
1. Una prótesis de articulación de la rodilla
que comprende un componente femoral (1) que va a ser fijado a un
fémur (5) y un componente tibial (2) que va a ser fijado a una
tibia (6), en la que:
en el componente femoral un grosor de un cóndilo
medial (3) de aquél es conformado con mayor tamaño que el cóndilo
lateral (4) de aquél, correspondiendo dicho grosor a una longitud
entre una línea de corte (BC) de un fémur (5) y un extremo inferior
de dicho cóndilo medial (3) de dicho componente femoral (1);
en el componente tibial (2) una superficie (8)
articular medial de aquél, la cual soporta el cóndilo medial (3) de
dicho componente femoral (1), es conformado más delgado que una
superficie (9) articular lateral de aquél, la cual soporta el
cóndilo lateral (4) de dicho componente femoral (1); y
una línea de articulación (JL) que une los
puntos más bajos de las superficies de contacto entre los cóndilos
lateral y medial (3, 4) y las superficies articulares medial y
lateral (8, 9) en una sección transversal longitudinal en una
dirección medial lateral está inclinada hacia dentro en
virtualmente el mismo ángulo sobre la entera región de un ángulo de
flexión-extensión;
y en la que
una línea de grosor máximo (M) que
longitudinalmente une los puntos de grosor máximo en una dirección
medial-lateral del cóndilo medial (3) de dicho
componente femoral (1) gira hacia fuera en dirección a un frente
del componente femoral (1) estableciendo así una distancia entre la
línea de grosor máximo (M) del cóndilo medial (3) y una línea de
grosor máximo (M') del cóndilo lateral (4) más pequeña hacia el
frente de dicho componente femoral (1);
una base de pivote (11) está conformada en una
parte posterior de la superficie articular medial (8) del
componente tibial (2) de forma que, cuando el cóndilo medial (3)
del componente femoral (1) penetra en su interior, la base de
pivote (11) restringe en mayor medida la desviación hacia atrás del
cóndilo medial (3), estando el punto más bajo de una parte inferior
de la base de pivote (11) a un nivel que es el mismo del o inferior
al punto más bajo de la superficie articular medial (8); y una
parte posterior de una línea de puntos más baja (L') que
longitudinalmente une los puntos más bajos de la superficie
articular lateral (9) del componente tibial (2) está curvada para
que se sitúe más próxima a un centro de un punto de pivote (12) que
está en un centro de la base de pivote (11).
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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