ES2378820T3

ES2378820T3 - Prótesis articular con cabeza ajustable

Info

Publication number: ES2378820T3
Application number: ES04258132T
Authority: ES
Inventors: Jeff Ondrla; Joseph P. Iannotti; James E. Clark; Gerals R. Williams Jr; Paul Gibbons
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: EP1550420A2; ATE545391T1; AU2004242495A1; JP4658591B2; EP1550420B1; DK1550420T3; AU2004242495B2; JP2005193045A; EP1550420A3; US8419798B2; US20050143829A1

Abstract

Una prótesis articular (10) que comprende: un vástago (12) que presenta una porción de encaje con el hueso y una superficie encarada hacia el componente de acoplamiento de la articulación, definiendo la superficie un taladro (16), un componente de cabeza (20) que presenta una superficie de soporte para su articulación con el componente de acoplamiento de la articulación, un elemento de montaje (30) que presenta una porción proximal (33) configurada para su encaje con el componente de cabeza y una porción de articulación (34) que define una superficie de soporte esférica conformada para ser recibida en el interior del taladro caracterizada porque el taladro (16) es un taladro ahusado, la superficie de soporte esférica está conformada para constituir un encaje de ajuste por fricción con el taladro cuando la porción de articulación es empujada dentro del taladro, el vástago presenta un taladro roscado (18) constituido en su interior alineado con el taladro ahusado y la prótesis incluye un tornillo (40) que se extiende desde el elemento de montaje para su encaje con el taladro roscado cuando la porción de articulación está dispuesta dentro del taladro ahusado.

Description

Protesis articular con cabeza ajustable

La presente invencion se refiere a una protesis articular y, concretamente, a una protesis que incorpora un componente de cabeza de articulacion. Mas en concreto, la invencion se refiere a un sistema para conseguir 5 posiciones infinitamente variables del componente de cabeza con respecto a una porcion de encaje con el hueso de la protesis.

La reparacion y sustitucion de articulaciones humanas, como por ejemplo la rodilla, el hombro, el codo y la cadera, se ha convertido en un tratamiento medico cada vez mas frecuente. La prolongacion de la vida significa que las articulaciones estan expuestas a un mayor desgaste y a roturas. Mas actividades deportivas significa una mayor

10 probabilidad de lesiones serias de las articulaciones. El tratamiento de las lesiones, del desgaste y de las patologias articulares ha progresado desde el uso de la ortopedia para enmascarar el problema hasta la fusion de la articulacion culminando en el empleo de la protesis para sustituir el (los) componente(s) articular(es) danado(s).

Conforme se han ido produciendo mayores logros en el campo de las protesis articulares totales o parciales, en la misma medida ha aumentado la necesidad de la modularidad y universalidad de la protesis articular. La diversidad 15 de pacientes significa que no bastara con un tamano o configuracion unicos de la protesis articular. Las dimensiones fisicas de los componentes articulares de un paciente varian, asi como la relacion biomecanica entre estos componentes. Por ejemplo, en una protesis escapulohumeral, la relacion entre los componentes de articulacion humeral y glenoide puede variar de forma considerable entre pacientes. Estas relaciones son especialmente importantes cuando solo un componente de la articulacion esta siendo sustituido y debe integrarse con el

20 componente articular opuesto natural.

Por ejemplo, en muchas intervenciones quirurgicas escapoluohumerales, solo el componente humeral es sustituido, dejando intacto el componente glenoide. En este caso, es imperativo que la superficie de articulacion del componente humeral coincida con la superficie de articulacion del componente glenoide de la manera mas perfecta posible, tanto desde el punto de vista estatico como desde el punto de vista dinamico. En una protesis humeral

25 tipica, la anteroversion y la inclinacion son ajustadas por la forma de la cabeza de la protesis. En otras palabras, se encuentran disponibles ciertas formas predeterminadas de la cabeza que pueden ser seleccionadas para acoplar el componente glenoide. Ante la ausencia de una variedad innumerable de formas predeterminadas de la cabeza, la protesis humeral resultante a menudo solo puede conseguir una relacion lo mejor posible con respecto al componente glenoide de la protesis escapulohumeral.

30 En un procedimiento quirurgico tipico, se utilizara un componente de prueba para determinar el componente final optimo que debe ser fijado al hueso. En la mayoria de los casos, el cirujano es capaz de efectuar una seleccion adecuada que se ajuste muy satisfactoriamente con la articulacion. Sin embargo, en algunos casos, la precision del ajuste no puede ser determinada hasta que la intervencion quirurgica se haya completado y el paciente haya tenido la oportunidad de ejercitar la articulacion reparada. Cuando surgen problemas de consideracion, puede ser

35 necesaria una intervencion quirurgica correctora para sustituir un componente articular conformado o configurado de manera inadecuada. Una cirugia correctora tipica requiere la retirada de la entera protesis del hueso y su sustitucion por una protesis diferente.

El documento DE-A-19951141 divulga una articulacion de cadera en la cual una cabeza que presenta una superficie

de soporte esta conectada al extremo proximal del vastago mediante una pieza de cuello. La pieza de cuello

40 presenta una porcion esferica en un extremo que se aloja en una cavidad situada en el extremo proximal del vastago para que pueda ser ajustada la orientacion de la pieza de cuello con respecto al vastago y, a continuacion, ser fijada en una orientacion deseada.

Existe una necesidad evidente de una protesis articular que sea tanto modular como universal. Dicha protesis seria facilmente manipulada en el curso de la intervencion quirurgica y seria capaz de conseguir unos angulos de

45 anteroversion e inclinacion practicamente infinitos. Asi mismos podria disponerse de una protesis optima para la modificacion de una intervencion quirurgica correctora sin tener que suprimir la entera protesis.

La presente invencion proporciona una protesis articular de acuerdo con lo definido en la reivindicacion 1.

El elemento de montaje de la articulacion permite que el componente articular adopte una amplitud de angulos

infinitamente variable en tres dimensiones con respecto al componente de encaje con el hueso.

50 En una forma de realizacion preferente, la protesis es una protesis humeral para un procedimiento de artroplastia escapulohumeral. El vastago define un taladro ahusado encarado con el componente glenoide de la articulacion escapulohumeral. Una porcion distal del elemento de montaje esta configurada para que sea inicialmente movil dentro del taladro, mientras que un extremo proximal esta configurado para sostener el componente o prueba de la articulacion humeral. El elemento de montaje puede ser articulado para encontrar la posicion optima para el

55 componente de la articulacion humeral. El elemento de montaje puede, a continuacion, ser apretado temporalmente para mantener el componente de la articulacion humeral en posicion para verificar los angulos de anteroversion e inclinacion del componente. El elemento de montaje puede ser finalmente apretado para completar la protesis humeral.

En un aspecto de la invencion, el elemento de montaje es apretado por dos mecanismos. En el primero, el elemento de montaje consigue un ajuste de friccion con el taladro ahusado. El segundo mecanismo de fijacion incluye un

5 tornillo que se situa roscado dentro de una porcion roscada del taladro del taladro ahusado existente en el vastago. El tornillo se apoya contra el elemento de montaje para bloquear el elemento en posicion dentro del elemento roscado.

El tornillo esta situado por dentro del elemento de montaje y la porcion proximal del elemento proporciona una via de paso para introducir y apretar el tornillo in situ.

10 La porcion proximal del elemento de montaje define una superficie ahusada que coincide con un elemento caracteristico ahusado de un componente de cabeza de la protesis humeral. El componente de cabeza puede incluir una abertura para acceder a la via de paso existente en la porcion proximal del elemento de montaje, proporcionando de esta manera un acceso al tornillo de fijacion.

La presente invencion se refiere a una protesis articular completamente modular. Por tanto, puede disponerse una

15 pluralidad de componentes articulares para su uso intercambiable para construir la protesis. Por ejemplo, un elemento de montaje fijo puede sustituir el elemento de montaje de articulacion. De modo similar, el componente de cabeza de la protesis articular puede ser configurado para que se acople directamente con el vastago, con el elemento de montaje fijo o con el elemento de montaje de articulacion. El componente de cabeza puede, asi mismo, ser modificado para cerrar el extremo de la via de paso existente en la porcion proximal del elemento de montaje de

20 articulacion.

Constituye un objetivo de la invencion proporcionar una protesis articular que sea tanto modular como universal. Este objetivo se consigue mediante unos elementos caracteristicos que permiten el posicionamiento variable de forma ilimitada de un componente articular coincidente con respecto a una porcion de encaje con el hueso de la protesis.

25 Otro objetivo consiste en proporcionar una protesis que resulte facilmente adaptable para su modificacion, ya sea en el curso de su implantacion inicial o en el curso de un procedimiento de correccion posterior. Un objetivo adicional de la invencion consiste en combinar estas caracteristicas sin crear un perfil o una prominencia mayor de la que se obtiene mediante las protesis articulares actuales.

El aparato de la invencion puede ser utilizado en un procedimiento para el montaje de un componente articular sobre 30 un hueso que comprenda las etapas de:

el encaje de un vastago dentro del hueso, incluyendo el vastago un taladro ahusado;

la provision de un elemento de montaje que presente una porcion proximal para su encaje con el componente articular y una porcion de articulacion;

el posicionamiento de la porcion de articulacion dentro del taladro ahusado para que el elemento de 35 montaje sea libre sustancialmente de rotar en multiples grados de libertad con respecto al vastago;

el encaje del componente articular con la porcion proximal del elemento de montaje;

la manipulacion del elemento de montaje para modificar la posicion angular del componente angular con respecto al vastago; y

la presion de la porcion de articulacion dentro del taladro ahusado para fijar la posicion del elemento de 40 montaje con respecto al vastago.

A continuacion se describiran, a modo de ejemplo, formas de realizacion de la invencion con referencia a los dibujos que se acompanan, en los cuales:

la FIG. 1 esuna vistalateral de una protesis humeral de la tecnica anterior.

La FIG. 2es una vista en seccion transversal de tamano ampliado de una porcionde laprotesis articular de 45 acuerdo con una forma de realizacion de la invencion.

La FIG.3es una vista frontalde un elemento de montaje de articulacion utilizado con laprotesis articular mostrada en la FIG. 2.

La FIG.4es una vista frontal de un tornillo de fijacionutilizado con laprotesis articular representada enla FIG. 2.

La FIG. 5 es una vista desde abajo de un componente de cabeza de la protesis articular ilustrada en la FIG.

2.

La FIG. � es una vista desde abajo de un componente de cabeza alternativo para su uso en la protesis articular mostrada en la FIG. 2.

La FIG. � es una vista frontal de un elemento de montaje alternativo que puede sustituir el elemento de montaje de articulacion de la protesis articular de la FIG. 2.

Con referencia a los dibujos, la FIG. 1 muestra un componente humeral 10 de una protesis escapulohumeral que puede ser implantada en el hueso humero para su encaje de articulacion con el glenoide natural o con una protesis glenoidea. La protesis 10 incluye un vastago 12 configurado para ser implantado dentro del hueso humero de una manera convencional. El vastago 12 forma una superficie 15 de una plataforma que encara el componente glenoide de la articulacion cuando la protesis esta en su posicion operativa. La superficie 15 de la plataforma define un taladro ahusado para su uso en el montaje del componente de cabeza de articulacion 14. El componente de cabeza incluye un puntal ahusado 18 que puede ser encajado a presion o por friccion dentro del taladro ahusado 1� para montar firmemente el componente de cabeza sobre el vastago 12.

La protesis 10 puede ser una protesis modular, lo que significa que puede disponerse una pluralidad de formas del vastago y de la cabeza entre las cuales pueda efectuarse una seleccion que mejor se aproxime a los componentes articulares naturales del paciente. De esta manera, el angulo de la superficie 15 de la plataforma puede ser diferente entre los vastagos 12. Aunque todos los componentes de cabeza 14 incluiran una superficie de soporte 19 genericamente esferica, la orientacion de esta superficie con respecto a la superficie 15 de la plataforma puede ser modificada. De modo especifico, el emplazamiento del puntal 18 con respecto a la superficie 19 puede estar desviada del centro de la superficie (esto es, una cabeza excentrica). En algunos casos, el angulo del puntal puede ser diferente entre los componentes de la cabeza 14.

Esta caracteristica de modularidad resulta mejorada por la presente invencion al introducir un elemento de montaje 30 de articulacion entre el vastago 12 y un componente de cabeza 20, tal y como se muestra en las FIGS. 2 a 4. En una forma de realizacion de la invencion, el elemento de montaje 30 incluye una porcion proximal 33 que se acopla con el componente de cabeza 20. En una forma de realizacion especifica la porcion proximal 33 define una superficie ahusada que encaja a presion o por friccion dentro de un taladro complementario 21 definido en el componente de cabeza.

El elemento de montaje 30 incluye asi mismo una porcion de articulacion 34 que puede consistir, de modo preferente, en una junta de bola esferica. La porcion de articulacion esta conformada para conseguir un encaje de ajuste a presion dentro del taladro ahusado 1� del vastago 12 cuando la porcion 34 es empujada lo bastante dentro del taladro. La forma esferica de la porcion de articulacion 34 hace posible que el elemento de montaje 30 rote alrededor de tres ejes dimensionales x, y, z. De esta manera, el elemento de montaje puede rotar alrededor de su propio eje (el eje geometrico x), pivotar alrededor de un eje de anteroversion (el eje geometrico y) o pivotar alrededor de un eje de inclinacion (el eje geometrico z). El elemento de montaje 30 puede rotar alrededor de un angulo completo de 3�0� alrededor de su propio eje. Sin embargo, la amplitud de basculacion en los otros dos grados de libertad esta limitada por el contacto entre el elemento de montaje de articulacion o por el componente de cabeza y por la superficie 15 de la plataforma del vastago 12. La amplitud de movimiento en estos dos grados de libertad resulta potenciado al maximo mediante la porcion intermedia 35 que conecta la porcion de articulacion con la porcion proximal. En particular, la porcion intermedia 35 puede estar separada en angulo respecto de la porcion de articulacion 34 para proporcionar un huelgo cuando el elemento de montaje sea basculado.

En una caracteristica distintiva de la presente invencion, se dispone una segunda capacidad de fijacion para aumentar la friccion o el encaje a presion entre la porcion de articulacion 34 y el taladro ahusado 1�. En particular, se dispone un tornillo 40 para maquinaria que incluye una porcion roscada 4� configurada para coincidir con un taladro roscado 18 existente en el vastago 12. El taladro 18 esta dispuesto de manera concentrica en la base del taladro ahusado 1�. El tornillo 40 es introducido en el taladro roscado 18 a traves del elemento de montaje de articulacion 30.

�al y como se muestra en la FIG. 2, el elemento de montaje 30 define una via de paso central 3� que se extiende a traves de la longitud del elemento y que esta abierto por sus extremos proximal y distal. La via de paso define una superficie de soporte interna 38 situada en el extremo distal del elemento o, de modo mas especifico, en la base de la porcion de articulacion 34. El tornillo incluye una cabeza 42 que incluye una superficie inferior 44 que es complementaria con la superficie de soporte interna. Estas dos superficies forman una interconexion de soporte esferica que hace posible que el elemento de montaje 30 desarrolle su amplitud de movimiento angular completa sin que exista interferencia derivada del tornillo 40, incluso cuando el tornillo esta roscado sin apriete dentro del taladro roscado 18. La porcion de articulacion 34 define un relieve 39 dispuesto en el extremo distal de la via de paso 3� para facilitar esta amplitud total de movimiento del elemento de montaje.

La via de paso 3� existente en el elemento de montaje hace posible la introduccion del tornillo 40 a traves del elemento de montaje y por dentro del taladro roscado 18. El tornillo puede ser roscado sin apriete dentro del taladro

para permitir el movimiento del elemento de montaje. Una vez que se ha conseguido la posicion adecuada del elemento de montaje 30, el tornillo puede ser apretado utilizando una herramienta encajada dentro del rebajo 43 para la herramienta dispuesto sobre la cabeza 42 del tornillo. Cuando el tornillo es apretado, introduce la porcion de articulacion 34 mas adentro del taladro angulado 1�, fijando de esta forma el elemento de montaje contra la articulacion ulterior. El tornillo, de esta manera, se combina con la caracteristica distintiva de ajuste de friccion o a presion para bloquear la estructura.

Se preve que el elemento de montaje de articulacion 30 pueda ser utilizado con el vastago 12 encajado dentro del hueso , como por ejemplo el humero. Con el fin de determinar la configuracion apropiada de la protesis articular, un componente de cabeza, como por ejemplo el componente 20 es incorporado por la porcion proximal 32 del elemento de montaje. �al y como puede apreciarse en la FIG. 2, el componente de cabeza 20 esta cerrado sobre la via de paso 3�, impidiendo de esta manera el acceso a menos que sea retirada la porcion de cabeza. En una forma de realizacion, un componente de cabeza �0 puede estar dispuesto tal y como se representa en la FIG. 5. Este componente de cabeza �0 incluye un taladro ahusado �2 que esta configurado para su encaje de acoplamiento con la porcion proximal 32. Sin embargo, a diferencia del componente de cabeza 20, el taladro �2 incluye una abertura �4 situada en la cara proximal del componente. De esta manera, la abertura �4 proporciona un completo acceso al tornillo 40, incluso cuando el componente de cabeza �0 esta montado sobre el elemento de montaje 30.

La utilizacion del montaje 30 de la presente invencion, el elemento 30 puede ser acoplado inicialmente con un componente de cabeza �0. El componente puede ser un componente final o un componente de prueba. En la forma de realizacion preferente, los dos componentes se acoplan por medio de un ahusamiento de casquillo de la forma conocida en la tecnica. El elemento de montaje 30 con el componente de cabeza montado sobre el, puede ser maniobrado para situar la porcion de articulacion 34 dentro del taladro ahusado 1�. El tornillo 40 puede ser introducido a traves de la abertura �4 y a lo lago de la via de paso 3� para que el tornillo pueda ser roscado dentro del taladro roscado 18 existente en el vastago 12.

El tornillo 40 puede ser apretado de forma holgada para que la porcion de articulacion 34 pueda rotar, pero la cabeza 42 del tornillo ofrece alguna resistencia para que se mantenga en posicion el componente de cabeza. El componente de cabeza �0 puede ser manipulado en la medida necesaria para conseguir una orientacion angular para que se acople de manera eficiente con el componente opuesto de la articulacion (el componente glenoide en el caso de una protesis escapulohumeral). El tornillo 40 puede ser apretado y aflojado en la medida necesaria para mantener en posicion el componente de cabeza para verificar el ajuste de acoplamiento apropiado entre los componentes articulares.

Si se determina que se necesita un componente de cabeza diferente, el componente puede ser retirado del elemento de montaje 34 sin perturbar la posicion del elemento de montaje con respecto al vastago 12. Una vez que ha sido seleccionado el componente de cabeza adecuado y que se ha situado en su orientacion optima, el tornillo 40 puede ser completamente apretado dentro del taladro 18.

La presente invencion preve un sistema modular que puede admitir una amplia variedad de estructuras articulares. Por ejemplo, un componente de cabeza 80 puede quedar dispuesto tal y como se muestra en la FIG. �. El componente de cabeza incluye un puntal de montaje 82 con una superficie de montaje ahusada 84 que esta configurada para ser montada directamente dentro del taladro ahusado 1�. El componente de cabeza 80 puede ser utilizado cuando no se requieran variaciones angulares.

El componente de cabeza 80 puede, asi mismo, ser encajado a presion dentro de la via de paso 3� del elemento de montaje 30. En este caso, la via de paso esta constituida como un taladro ahusado, similar al taladro 1� existente dentro del vastago 12. Con esta forma de realizacion especifica, el puntal 82 puede definir un taladro dentro del mismo que comunique con la via de paso 3� existente dentro del elemento de montaje para permitir la introduccion del tornillo 40 dentro de aquella.

Un componente adicional del sistema modular es el elemento de montaje fijo 50 mostrado en la FIG. �. Este elemento fijo incluye una porcion de montaje 5� que presenta una superficie ahusada 58 configurada para su encaja a presion o por friccion con el taladro ahusado 1�. La porcion proximal 50 puede presentar una superficie ahusada 52 para su encaje dentro del taladro 21 del componente de cabeza 20 (FIG. 2), o dentro del taladro �2 del componente de cabeza �0 (FIG. 5). �al y como se desprende de la FIG. �, el elemento de montaje 50 no admite cambios en el angulo de anteroversion o inclinacion, quedando los grados de libertad de movimiento del elemento limitados al eje geometrico longitudinal del elemento.

El elemento de montaje 50 puede incluir un taladro 54 que puede estar ahusado para recibir el puntal 82 de la porcion de cabeza 80 (FIG. �). Asi mismo, el taladro puede proporcionar una via de paso para la introduccion de un tornillo de montaje, como el tornillo 40 representado en la FIG. 4. El taladro puede formar una superficie de soporte

�0 contra la cual se apoye la superficie 44 del tornillo 40 para sujetar el tornillo de montaje 50 con el vastago 12.

Aunque las formas de realizacion ilustradas se refieren a un componente humeral de una protesis escapulohumeral, el elemento de conexion de la presente invencion puede ser utilizado en otras articulaciones para encajar un componente de articulacion con un componente de encaje con el hueso de la protesis.

Aunque la forma de realizacion preferente preve posibilidades de ajuste angulares en todos los grados de libertad, el grado de montaje puede ser configurado para limitar el movimiento angular en direcciones especificas.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Una protesis articular (10) que comprende:

un vastago (12) que presenta una porcion de encaje con el hueso y una superficie encarada hacia el componente de acoplamiento de la articulacion, definiendo la superficie un taladro (1�),

5 un componente de cabeza (20) que presenta una superficie de soporte para su articulacion con el componente de acoplamiento de la articulacion,

un elemento de montaje (30) que presenta una porcion proximal (33) configurada para su encaje con el componente de cabeza y una porcion de articulacion (34) que define una superficie de soporte esferica conformada para ser recibida en el interior del taladro

10 caracterizada porque el taladro (1�) es un taladro ahusado, la superficie de soporte esferica esta conformada para constituir un encaje de ajuste por friccion con el taladro cuando la porcion de articulacion es empujada dentro del taladro, el vastago presenta un taladro roscado (18) constituido en su interior alineado con el taladro ahusado y la protesis incluye un tornillo (40) que se extiende desde el elemento de montaje para su encaje con el taladro roscado cuando la porcion de articulacion esta dispuesta dentro del taladro ahusado.

15 2.- La protesis articular de la reivindicacion 1, en la cual:

el elemento de montaje (30) define una via de paso dentro de el con una superficie de soporte (38) situada en la pocion de articulacion (38), y

el tornillo (40) incluye una cabeza de tamano aumentado (42) conformada para impedir su paso a traves de la superficie de soporte (38) de la via de paso, presentando la cabeza de tamano ampliado una cara inferior

20 configurada para el contacto de articulacion con la superficie de soporte de la via de paso.
3.- La protesis articular de la reivindicacion 1, en la cual la superficie de soporte (38) existente en la via de paso es una superficie esferica.
4.- La protesis articular de la reivindicacion 1, en la cual el componente de cabeza (20) y la porcion proximal (33) del elemento de montaje (30) definen una interconexion de ahusamiento de casquillo para el encaje del componente de

25 cabeza con el elemento de montaje.