PT97011B

PT97011B - Componente tibial para uma protese do joelho de substituicao e protese do joelho que incorpora um tal compoente

Info

Publication number: PT97011B
Application number: PT97011A
Authority: PT
Inventors: Alan Miles Ashby; William Angus Wallace; Peter Lawes; Maurilio Marcacci; Peir Giorgio Marchetti; Akiho Hoshino
Original assignee: Howmedica
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1991-03-11
Publication date: 1999-01-29
Also published as: US5080675A; DE69114880T2; DE69114880D1; IE71179B1; GB9005496D0; EP0447065A2; EP0447065A3; DE9102682U1; IE910799A1; CA2038049C; PT97011A; AU7279191A; EP0447065B1; ES2079561T3; DK0447065T3; ATE130747T1; GR3018766T3; AU641479B2; JPH06233790A

Description

DESCRIÇÃO

DA

PATENTE DE INVENÇÃO

N.° 97.011

REQUERENTE: HOWMEDICA INTERNATIONAL INC., irlandesa, com sede em Shannon Industrial Estate, Shannon, Co. Claire, Irlanda

EPÍGRAFE: Componente tibial para uma prótese do joelho de substituição e prótese do joelho que incorpora um tal componente

INVENTORES: Alain Miles Ashby,

Dr. Akiho Hoshino,

Peter Lawes,

Dr. Maurilio Marcacci,

Prof. Peirgiorgio Marchetti,

Prof. William Angus Wallace,

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.

Grã-Bretanha, 12 de Março de 1990, sob o NQ 9005496.6 'NP! MCG

RF 16732

HOWMEDICA INTERNATIONAL INC.

COMPONENTE TIBIAL PARA UMA PRÓTESE DO JOELHO DE SUBSTITUIÇÃO

E PRÓTESE DO JOELHO QUE INCORPORA UM TAL COMPONENTE /

A presente invenção diz respeito a um componente tibial para uma prótese de substituição do joelho e a uma prótese de joelho total que incorpora um componente tibial.

Ê conhecido proporcionar amortecedores de choques em próteses totais de articulações, por exemplo como se mostra no pedido de patente de invenção europeia N² 83033081 (Publicação N² 0 466 926), no qual se proporcionam amortecedores de choques no componente tibial. Os amortecedores de choques são proporcionados através do componente tibial para proporcionar uma absorção dos choques, quer para os componentes de apoio médio quer para os laterais.

É também conhecido proporcionar meniscos, isto é, componentes de plástico, móveis entre tipicamente uma placa tibial metálica e um componente femoral metálico, que não estão imobilizados no seu lugar como o estão os côndilos tibiais plásticos normais. Nas memórias descritivas das patentes de invenção norte-americanas N² 4 586 933, 4 085 466 e 4 340 978, no pedido de patente de invenção britânica N² 7937163 (publicação N² 2 061 730) e na memória descritiva da patente de invenção britânica N²1 534 263 e no pedido de patente de invenção europeia N² 80103598.1 (publicação N² 0 121 421) estão indicados alguns exemplos. Em

-2todas estas construções, quer os componentes de apoio condileares médios, quer os laterais, estão dispostos como meniscos que podem mover-se.

Uma análise feita pela presente requerente dos componentes totais do joelho retirados (por qualquer razão, por dor, por desprendimento, por rotura, por desgaste) mostrou que os danos se verificam em muito maior grau no compartimento médio da superfície de apoio tibial que no lateral. As publicações biomecânicas reivindicaram durante muito tempo que a carga no côndilo médio é muito mais elevada do que no côndilo lateral.

De acordo com um aspecto da presente invenção, portanto, um componente tibial para uma prótese de substituição do joelho compreende uma placa tibial para ligação a uma tíbia convenientemenfee preparada, levando a referida placa componentes fixos laterais e médio de apoio condilar mas em que apenas o referido componente médio tem um amortecedor de choques, situado a meio do mesmo.

Numa forma de realização preferida proporciona-se um elemento de reforço entre o amortecedor de choques e o componente fixo de apoio condilar médio.

Analogamente, uma análise dos implantes de joelho usados e estudos biomecânicos mostraram todos que, quando se realiza a rotação da tíbia, se verifica um deslizamento para a frente e para trás num maior grau no compartimento lateral que no médio.

Segundo um outro aspecto da presente invenção, portanto, um componente tibial para uma prótese de substituição do joelho

compreende uma placa tibial para ligação a uma tíbia convenientemente preparada, levando a referida placa um componente fixo de apoio condilar médio e um componente lateral de apoio meniscal que pode deslizar com um movimento antero-posterior em relação à referida placa.

Se se desejar, pode também permitir-se um certo grau de movimento médio ou lateral e no plano de rotação relativamente â referida placa. Isso tem a vantagem de proporcionar uma menor limitação na articulação, reduzindo as cargas que podem ser transferidas através da mesma para a placa tibial e finalmente para a interface de fixação no osso, e permitindo que o apoio adopte a posição óptima para a área de contacto máxima com os côndilos do componente femoral.

componente de apoio médio fixo pode ser provido de um elemento amortecedor de choques por baixo do mesmo e, se se desejar, pode proporcionar-se também um elemento de reforço entre o amortecedor de choques e o componente de apoio médio.

Mais uma vez, o componente de apoio lateral móvel pode ser provido de um amortecedor de choques por baixo do mesmo, que pode mais uma vez ter um elemento de reforço.

A presente invenção inclui igualmente uma prótese de joelho total para substituição cirúrgica de uma articulação do joelho incorporando um componente tibial, como atrás se referiu.

A presente invenção tem várias vantagens. Em primeiro lugar, durante o movimento humano normal, o fémur desliza, rola e escorrega em torno da tíbia, mas para se conseguir este movi-4mento normal com uma prótese significa que o contacto entre a concha metálica femoral e a superfície tibial de plástico é muito pequeno. Nao pode haver uma conformidade estreita entre a geometria do côndilo femoral e o côndilo tibial. Se houvesse uma conformidade estreita então não poderia verificar-se o deslizamento para a frente e para trás, excepto pela superfície de apoio femoral que se sobrepõe ao bordo do plástico. Mas, se houver um contacto pontual entre os dois, então podem ser relativamente elevados o desgaste e a possibilidade de fractura do plástico.

Em segundo lugar, quando se verifica o movimento para a frente e para trás numa geometria com uma adaptação elevada ou media, as forças de corte durante o movimento para a frente e para trás podem ser muito elevadas, provocando o desprendimento da ligação com o osso. Portanto, a introdução de meniscos proféticos permite que haja aí uma conformidade estreita entre o componente femoral e a superfície de plásticos correspondente, ficando ainda o componente de plástico livre para deslizar em torno e não aplicar forças horizontais elevadas na interface de fixação tibial. Estas forças horizontais são portanto transmitidas de osso a osso e não através da prótese mas sim através dos ligamentos de interligação.

Infelizmente, havendo dois meniscos, como é sugerido nos documentos da técnica anterior, livres para se mover em roda, os ligamentos podem ter aplicadas cargas maiores do que é normal na articulação anatómica original. Além disso, o implante tem

-5mais probabilidade de se deslocar se um dos meniscos de plástico se separar. A presente invenção aqui descrita, fixando o côndilo médio e permitindo que o côndilo lateral se mova, reivindica constituir um melhor compromisso. Não existe essa liberdade para o movimento totalmente sem limitações proporcionada por uma articulação com menisco duplo. Devido ao facto de ser necessário um deslizamento reduzido, para a frente e para trás, no compartimento médio, pode haver uma maior conformidade das superfícies (no limite esfera parcial em esfera parcial) concebida no interior da prótese. 0 compartimento meniscal lateral pode também ter um desenho de apoio com elevada adaptação. Algumas das forças de corte horizontais podem ser transmitidas pelo côndilo médio fixo. Espera-se que esta concepção do joelho seja menos susceptível de se desprender e exija menos dos ligamentos que um implante com dois meniscos deslizantes de plástico.

A presente invenção pode ser realizada de várias maneiras, sendo a seguir descritas algumas formas de realização, a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

A fig. 1 , uma vista em perspectiva isométrica esquemática, com as peças separadas, de um componente tibial segundo a presente invenção e provido com um componente de apoio meniscal lateral móvel;

A fig. 2, uma vista com corte parcial feito pelo lado médio da placa tibial;

A fig. 3, uma vista semelhante à fig. 1, mas mostrando

-6uma outra construção que inclui um amortecedor de choques;

A fig. 4, uma vista em perspectiva isomêtrica esquemática de uma outra forma de amortecedor de choques que inclui um elemento de reforço;

As fig. 5, 6, 7 e 8, alçados com corte de outras construções do amortecedor de choques; e

A fig. 9, uma vista semelhante à fig. 1 de uma construção que inclui componentes de apoio condilar lateral e médio fixos e incorporando um amortecedor de choques.

Como se mostra na fig. 1, um componente tibial para uma prótese de substituição do joelho compreende uma placa tibial (1), provida de uma espiga de fixaçao optativa, indicada a tracejado (2), para ligação com uma tíbia convenientemente preparada. A placa (1) suporta um componente (3) de apoio condilar médio fixo e um componente (4) de apoio meniscal lateral móvel, que pode deslizar com um movimento antero-posterior em relação à placa (1), podendo permitir-se alguma liberdade de movimento médio e lateral e para a rotação no plano da parte superior da placa (1). 0 menisco unicondilar proporcionado pelo componente de apoio (4) é completamente flutuante sobre a superfície superior (5) da placa (1) mas o componente de apoio médio (3) é mantido em posição por meio de uma ranhura (3) antero-posterior, que se encaixa numa calha (7) na placa (1). 0 outro lado do componente de apoio (3) está provido de uma ranhura (8) que pode encaixar-se por pressão por baixo de um retentor (9) na placa. Assim, o componente de apoio é primeiramente ajustado na calha *

-Ί(7) e depois encaixa elasticamente no outro lado, em posição.

A superfície superior (5) da placa tibial (1) é polida e está provida de uma parede (10) de retenção intracondilar.

A superfície de apoio no componente de apoio (4) adapta-se exactamente à superfície distante do componente femoral - tenha ele a forma esférica, toroidal ou qualquer outra forma regrada rodando a forma da secção transversal em torno do plano sagital da forma do fémur. A superfície de apoio no componente fixo pode também ser toroidal ou esférica ou de qualquer forma equivalente à forma distai do componente femoral geometricamente modificada para introduzir a ausência de conformidade exigida para permitir que os componentes se movam por rotação, deslizamento ou escorregamento, para reproduzir a cinemática fisiológica do joelho.

Os componentes de apoio são feitos de polietileno de peso molecular ultra-elevado.

A construção representada na fig. 3 é um tanto semelhante à fig. 1, sendo usados os mesmos números de referência para as partes idênticas, embora nesta figura não esteja representada a parte inferior (2) da placa. Como se verá a partir da fig. 3, o componente de apoio médio fixo (3) tem uma espessura reduzida para se adaptar um amortecedor de choques (11) que tem substancialmente a mesma forma, em planta, que o componente (3) mas que ê feito de um material flexível apropriado, tal como borracha ou um elastómetro espumoso.

A utilização dos materiais flexíveis interpostos produz

uma acçao de amortecimento dos choques no componente de apoio médio (3).

A fig. 4 representa uma construção modificada do amortecedor de choques, com a referência (12). Nesta construção, proporciona-se um elemento de reforço (13) na superfície superior. Este elemento de reforço tem a forma de uma placa interposta metálica que, quando em posição, fica entre a camada de elastómero amortecedora, dos choques e o polietileno de peso molecular ultra-elevado do apoio (3). A vantagem desta característica ê a protecção do apoio de plástico contra cargas de suporte desviadas e excessiva deformação durante a articulação, o.. que. poderia comprometer a resistência à fadiga e ao desgaste do componente. Uma outra vantagem é que a placa interposta metálica proporcionada pelo elemento de reforço (13) permite a montagem dos componentes amortecedores de choques e de apoio, inter-operativamente pelo cirurgião.

Nas fig. 5, 6, 7 e 8 estão representadas outras construções dos amortecedores de choques incorporando um elemento de reforço (13). Na fig. 5, o elemento de reforço (13) é mantido por um adesivo ou dispondo-o de modo a ser aplicado por pressão elástica numa depressão (14) na superfície superior do elemento. A fig. 6 mostra uma construção na qual o elemento de reforço (13) está mais uma vez colocado numa depressão (14), mas neste caso as arestas laterais (15) são cavadas por baixo. Esta figura também ilustra a utilização de espaços vazios (16) no material elastomérico.

A fig. 7 mostra uma construção mais ou menos semelhante à da fig. 6 mas neste caso o amortecedor de choques é feito de uma espuma de elastómero indicada pela referência (17).

A fig. 8 mostra um dispositivo de interligação melhorado entre o elemento metálico de reforço (13) e o elastómero, por furos contrapunçoados, por exemplo (18), ou ranhuras.

Nas construções representadas nas fig. 3 a 8, o amortecedor de choques é proporcionado apenas por baixo do componente de apoio médio fixo (3) mas, se se desejar, podem também proporcionar-se amortecedores de choques de um tipo análogo por baixo de componente (4) de apoio dos meniscos. Assim, pode conceber-se uma construção tal que pode haver amortecedores de choques quer no compartimento médio, quer no compartimento lateral e, se o cirurgião desejar não usar um menisco lateral, então pode haver um amortecedor de choques médio e um compartimento lateral, sem deslizamento nem amortecimento de choques.

Como atrás se referiu, compreender-se-á que o material do amortecedor de choques pode incluir espaços vazios ou espuma ou outras características, por exemplo mecanismos de disposição das cargas de corte ou outras deformações isovolumétricas, para ajustar a flexibilidade desta camada intermédia.

A fig. 9 mostra ums construção na qual se usam os mesmos números de referência para indicar peças idênticas às da fig. 7, mas com esta disposição o componente (20) de apoio lateral tem uma construção semelhante à do componente (3) de apoio médió fixo. 0 componente de apoio (20) destina-se também a ser fixado na

-10placa (1) estando portanto provido de uma ranhura (6) e uma cava (8). A placa (1) tem um retentor adicional (9) e uma calha (7) para permitir que o componente fixo de apoio lateral (20) seja montado por pressão elástica em posição, de uma maneira análoga à do componente (3) de apoio médio. Mas ver-se-á que o componente (20) de apoio é mais espesso do que o componente de apoio (3), porque não tem um amortecedor de choques (11) por baixo, estando portanto ambos os componentes de apoio fixados, mas proporcionando-se um amortecedor de choques apenas por baixo do componente médio.

A construção do amortecedor de choques pode ser descrita em relação às fig. 4 a 8.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. - Componente tibial para uma prótese do joelho de ) substituição, caracterizado por compreender uma placa tibial pa ra ligação a uma tíbia convenientemente preparada, tendo a refe

I rida placa componentes de apoio condilar fixos laterais e médio, tendo apenas o referido componente médio um amortecedor de choques, situado por baixo do mesmo.
2, - Componente tibial para uma prótese do joelho de substituição de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se proporcionar um elemento de reforço entre o amortecedor de «» choque e o componente médio fixo de apoio.
3. - Componente tibial para uma prótese do joelho de substituição, caracterizado por compreender uma placa tibial para ligação a uma tíbia convenientemente preparada, tendo a referida placa um componente de apoio condilar médio fixo e um componente meniscal lateral móvel que pode deslizar com mo vimento anterior e posterior relativamente à referida placa.
4. - Componente tibial para uma prótese do joelho de substituição de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por ser permitido o movimento médio ou lateral do referido componente de apoio lateral móvel no plano de rotação relativa mente à referida placa.
5. - Componente tibial para uma prótese do joelho de substituição de acordo com as reivindicações 3 ou 4, caracteri zado por o referido elemento de apoio médio fixo estar provido de um amortecedor de choques por baixo do mesmo.
6. - Componente tibial para uma prótese do joelho de substituição de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por se proporcionar um elemento de reforço entre o amortecedor de choques e o componente de apoio médio.
7.- Componente tibial para uma prótese do joelho de substituição de acordo com uma qualquer das reivindicações 3 a 6, caracterizado por o referido componente de apoio meniscal lateral móvel estar provido com um amortecedor de choques por baixo do mesmo.
8.- Componente tibial para uma prótese do joelho de substituição de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por se proporcionar um elemento de reforço entre o amortecedor de choques e o componente de apoio meniscal lateral móvel.
9.- Prótese para o joelho completa para substituição cirúrgica de uma articulação femuro-tibial, caracterizada por incluir um componente tibial de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores.