SISTEMA DE SUSTITUCIÓN DE RODILLA.

La presente invención se refiere a un sistema de sustitución de rodilla. La articulación de la rodilla proporciona seis grados de desplazamiento durante actividades dinámicas. Una actividad de este tipo es una flexión o doblamiento profundo de la articulación de la rodilla. Los seis grados de desplazamiento están afectados por movimientos complejos de cinemática compleja de los huesos y tejidos blandos en la articulación de la rodilla. La mayoría de los individuos son capaces de controlar el movimiento complejo de una articulación de rodilla sin pensarlo. La ausencia de control consciente hace que interacciones intricadas entre un número de diferentes componentes que son necesarios para efectuar actividades tales como la flexión o la extensión (cuando la pierna está estirada) de una articulación de rodilla parezcan sencillas. La articulación de rodilla incluye la interfaz ósea del extremo distal del fémur y e extremo proximal de la tibia. La rótula se posiciona sobre el extremo distal del fémur y se posiciona dentro del tendón del músculo largo (cuadriceps) enfrente del muslo. Este tendón se inserta en la tuberosidad tibial y la superficie posterior de la rótula es lisa y se desliza sobre el fémur. El fémur está configurado con dos eminencias grandes (cóndilo medial y el cóndilo lateral) que son sustancialmente lisos y articulados con la meseta medial y la meseta lateral de la tibia, respectivamente. Las mesetas de la tibia son sustancialmente lisas y ligeramente ciatiformes proporcionando de este modo un pequeño receptáculo para recibir los cóndilos femorales. Las interacciones complejas del fémur, la tibia y la rótula están limitadas por la geometría de las estructuras óseas de la articulación de la rodilla, los meniscos, las uniones musculares mediante tendones, y los ligamentos. Los ligamentos de la articulación de rodillo incluyen el ligamento rotuliano, los ligamentos medial y lateral colaterales, el ligamento anterior cruzado (LCA) y el ligamento posterior cruzado (LCP). La cinemática de la rodilla también está influenciada por el fluido sinovial que lubrica la articulación. Se ha llevado a cabo numerosos estudios con el fin de entender la manera en que interactúan los diversos componentes de la rodilla a medida que la articulación de la rodilla se desplaza durante una flexión. Uno de tales estudios se citó en un artículo de P. Johal et al titulado Tibio-femoral movment in the living knee kinematics using `interventional MRI, Journal of Biomechanics, Volumen 38, publicado el 2 de febrero de 2005, páginas 269-276. La figura 2 en ese artículo proporciona datos que se presentan en el gráfico 10 de la figura 1 en esta memoria. El gráfico 10 muestra los emplazamientos de los puntos de referencia de los cóndilos medial y lateral de una rodilla nativa respecto de una tibia a medida que la rodilla se desplaza durante una flexión. La línea 12 del gráfico 10 indica que el cóndilo lateral exhibe una traslación constante anterior a posterior durante la flexión profunda mientras que la línea 14 indica que el cóndilo medial permanece aproximadamente en el mismo emplazamiento en la meseta tibial hasta aproximadamente una flexión de 90º. Más allá de los 90º grados de flexión, el cóndilo medial exhibe traslación anterior a posterior. Los puntos bajos de los cóndilos medial y lateral (tangencia) no son los puntos exactos de contacto entre los cóndilos y el plano femoral. En su lugar, los puntos representan la porción más baja del cóndilo que se puede ver usando fluoroscopia. El punto exacto de contacto está generalmente en un emplazamiento más posterior a los puntos bajos (tangencia). Sin embargo, el uso de puntos bajos (tangencia) proporciona una base válida para comparar el efecto del cambio de variables de diseño entre componentes. El daño y la enfermedad pueden deteriorar los huesos, el cartílago articular y los ligamentos de la rodilla. Tales cambios de la condición normal de la articulación de la rodilla pueden finalmente afectar a la capacidad de la rodilla natural para funcionar apropiadamente conllevando dolor y un intervalo reducido de desplazamiento. Para mejorar las condiciones derivadas del deterioro de la articulación de rodilla, se han desarrollado rodillas protésicas que se motan para preparar los extremos del fémur y la tibia. Aunque se evita el daño a los tejidos blandos en la medida de lo posible durante los procesos de sustitución de rodilla, se sacrifican necesariamente algunos tejidos en la sustitución de una porción del fémur y de la tibia. De este modo, aunque el individuo típico ha aprendido a coordinar la tensión de las fibras de los músculos, los ligamentos y los tendones para proporcionar una transición suave desde una posición actual de la rodilla a una posición deseada sin pensarlo, el sacrificio de los tejidos cambia la física de la rodilla. En consecuencia, la configuración de los tejidos blandos usados para causar un movimiento tal como una flexión y una extensión en una rodilla sana, o incluso una rodilla preoperativa, ya no consigue los mismos resultados cuando se sustituye la rodilla por una prótesis. Asimismo, el sacrificio de tejido blando da como resultado una estabilidad reducida de la articulación de rodilla. Para compensar la pérdida de estabilidad derivada del daño a los tejidos blandos, se han desarrollado cuatro tipos generales de implantes. En un enfoque, se retiene el LCP. Cuando se retiene el LCP, los pacientes experimentan frecuentemente una traslación anterior no natural (paradójica) del punto de contacto entre el cóndilo lateral del fémur y la tibia durante movimiento profundo de doblado de rodilla. En lugar de retroceder o deslizarse a medida 2 E09164478 11-11-2011   que una rodilla se desplaza durante la flexión, el fémur se desliza anteriormente a lo largo de la plataforma tibial. La traslación anterior paradójica se inicia normalmente entre 30º y 40º de flexión aunque puede empezar hasta aproximadamente 120º de flexión. La pérdida resultante de estabilidad de la articulación puede acelerar el desgaste, causar una sensación de inestabilidad durante algunas actividades de la vida diaria, dar como resultado un brazo de momento dinámico reducido en los cuadriceps que requiere una mayor fuerza para controlar el movimiento. A título de ejemplo, la figura 2 representa una vista sagital de un componente femoral 20 típico de la técnica anterior que intenta imitar la forma de una rodilla nativa. El componente femoral 20 incluye una región de extensión 22 que es generalmente anterior a la línea 24 y una región de flexión 26 que es posterior a la línea 24. La región de extensión 22 está formada con un gran radio de curvatura (Rc) 28 aunque se use en la porción posterior de la región de flexión 26 con el fin de ajustarse dentro del espacio de articulación mientras proporciona tanta flexión como es posible. Una consecuencia del cambio del radio de curvatura es que el origen del radio de curvatura cambia desde el origen 32 para el Rc hasta el origen 34 del Rc 30. Los resultados de una simulación de doblamiento profundo de rodilla usando un componente femoral típico de la técnica anterior con superficies condilares en la zona de flexión definida por un radio de curvatura reducido son conocidos en el diagrama de traslación 40 de la figura 3 que muestra la posición en el componente tibial (eje y) en la cual los cóndilos medial y lateral están en contacto con el componente tibial a medida que el dispositivo se desplaza durante una flexión (eje x). La simulación se llevó a cabo en un programa de dinámica multicuerpo comercialmente disponible en Biomechanics Research Group, Inc de San Clemente, California, con el nombre LifeMOD/KneeSIM. El modelo incluía contacto tibioo femoral y patelofemoral, tejido blando pasivo y elementos musculares activos. Las líneas 42 y 44 en el diagrama 40 muestran los puntos bajos (tangencia) estimados para la superficie condilar lateral y la superficie condilar medial, respectivamente. Ambas líneas 42 y 44 siguen inicialmente la dirección posterior (hacia abajo como se ve en la figura 3)entre 0º y aproximadamente 30º de flexión. Esto indica que el componente femoral está moviéndose posteriormente sobre el componente tibial a medida que aumenta el ángulo de flexión. Más allá de aproximadamente 30º de flexión, la línea de puntos 42 bajos (tangencia) condilares mediales estimada 44 se desplaza rápido anteriormente. El movimiento de ambas superficies en la dirección anterior muestra que la traslación paradójica anterior se está produciendo más allá de aproximadamente 30º. Una comparación de las líneas 42 y 44 más allá de 30º de flexión con las líneas 12 y 14 de la figura 1 revela una disparidad llamativa en la cinemática entre la rodilla nativa y la rodilla de sustitución que imita la geometría... [Seguir leyendo]

1.- Sistema de sustitución de rodilla (400) que comprende: un componente femoral (406) que incluye una porción articulada condilar (410) y una porción articulada condilar medial (408); una bandeja tibial (402) que incluye una meseta superior articulada (414); y un inserto tibial (404) que incluye una primera porción articulada (424) para articularse con la porción articulada condilar lateral con un primer punto estacionario condilar (432), (ii) una segunda porción articulada (422) para articularse con la porción articulada condilar medial con un segundo punto estacionario condilar (434), (iii) una superficie articulada inferior (418) para articularse con la superficie articulada superior, y (iv) un miembro de acoplamiento (428) para acoplar se con la bandeja tibial y que define un eje de rotación alrededor del cual el inserto tibial gira respecto de la bandeja tibial, caracterizado porque el eje de rotación del inserto tibial respecto de la bandeja tibial se fija respecto de la bandeja tibial y el inserto tibial de manera que corta la superficie articulada superior (420) en un emplazamiento posterior a un eje estacionario (430) que se extiende entre el primer punto estacionario condilar y el segundo punto estacionario condilar cuando el eje estacionario se proyecta sobre la superficie articulada superior. 2.- Sistema de sustitución de rodilla según la reivindicación 1, en el cual el eje de rotación intersecta una línea central del inserto tibial (436) cuando la línea central se proyecta sobre la superficie articulada superior (414). 3.- Sistema de sustitución de rodilla según la reivindicación 2, en el cual el eje de rotación intersecta la línea central del inserto tibial (436) en un emplazamiento entre aproximadamente 5,0 mm y 12,7 mm, preferiblemente a aproximadamente 7,6 mm, posterior a la intersección de la línea proyectada y el eje estacionario proyectado (430). 4.- Sistema de sustitución de rodilla según la reivindicación 1, en el cual el eje de rotación intersecta la superficie articulada superior (414) en un emplazamiento lateral a una línea central del inserto tibial (436) cuando la línea central se proyecta sobre la superficie articulada superior. 5.- Sistema de sustitución de rodilla según la reivindicación 4, en el cual el eje de rotación intersecta la superficie articulada superior (414) en un emplazamiento entre aproximadamente 5,0 y aproximadamente 12,7 mm, preferiblemente a aproximadamente 10,1 mm, separado de la intersección de la línea proyectada (436) y el eje estacionario proyectado (430). 13 E09164478 11-11-2011   14 E09164478 11-11-2011   E09164478 11-11-2011   16 E09164478 11-11-2011   17 E09164478 11-11-2011   18 E09164478 11-11-2011   19 E09164478 11-11-2011   E09164478 11-11-2011   21 E09164478 11-11-2011   22 E09164478 11-11-2011   23 E09164478 11-11-2011   24 E09164478 11-11-2011