Prótesis de rodilla de altas prestaciones.

Una prótesis de rodilla (100) que comprende un componente femoral (200) adaptado para encajar en un extremo distal de un fémur,

el componente femoral incluye una estructura condilar lateral (204) y una estructura condilar media (202);

y una estructura de alojamiento (400) que incluye una superficie proximal lateral (420) adaptada para cooperar con la estructura condilar lateral (204) del componente femoral (200), y una superficie proximal media (418) adaptada para cooperar con la estructura condilar media (202) del componente femoral,

en donde la geometría de la estructura condilar lateral es diferente de la geometría de la estructura condilar media; y

la geometría de la superficie proximal lateral y la superficie proximal media son diferentes entre sí, para ayudar a impartir rotación interna en una tibia con respeto al componente femoral cuando la rodilla se flexiona desde substancialmente cero grados a substancialmente 130 grados de flexión, caracterizada por que la estructura de

alojamiento comprende una parte elevada (422) en una superficie proximal y el componente femoral incluye una leva (232) que incluye una superficie para cooperar con una superficie posterior de la parte elevada en la estructura de alojamiento con el fin de ayudar a impartir rotación interna a la tibia con respeto al fémur en ángulos de flexión entre la tibia y el fémur de 50 grados o más.

Prótesis de rodilla de altas prestaciones Campo de la invención La invención está relacionada generalmente con prótesis de rodilla y, más específicamente, con prótesis de rodilla que emulan más de cerca la anatomía y la función de la rodilla y de ese modo realizan el intervalo de flexión, la rotación de la tibia con respeto al fémur, el mecanismo de atornillado invertido o rotación automática y otras características estructurales y funcionales de la articulación de rodilla real.

Antecedentes generales de la invención Las enfermedades y los traumatismos que afectan a las superficies articulares de la articulación de rodilla se tratan comúnmente mediante la sustitución quirúrgica de los extremos del fémur y de la tibia con unos injertos protésicos, femorales y tibiales, y sustituyendo a veces la rótula por un componente de rótula. Tales cirugías se conocen a veces como sustitución total de rodilla (TKR, total knee replacement) . En la cirugía de TKR, un cirujano típicamente fija dos componentes protésicos en la estructura ósea del paciente; un primero en el fémur del paciente y un segundo en la tibia del paciente. Estos componentes se conocen típicamente como el componente femoral y el componente tibial respectivamente.

El componente femoral se coloca en un fémur distal del paciente después de la apropiada resección del fémur. El componente femoral es usualmente metálico, y tiene una superficie de articulación condilar exterior sumamente pulida, que comúnmente tiene forma de J.

Un tipo común de componente tibial utiliza una bandeja o meseta que generalmente se adapta a la tibia proximal reseccionada del paciente. El componente tibial también incluye generalmente un tronco que se extiende con un ángulo respecto a la meseta con el fin de extenderse adentro de una abertura formada quirúrgicamente en el canal intramedular del paciente. El componente tibial y el tronco tibial son ambos generalmente metálicos.

Una pieza de inserción o apoyo de plástico o polimérico (a menudo polietileno de ultra-alto peso molecular) encaja entre la bandeja del componente tibial y el componente femoral. Esta pieza de inserción proporciona una superficie contra la que se articula la parte condilar de componente femoral, es decir, se mueve con un movimiento bruto que corresponde generalmente al movimiento del fémur con respeto a la tibia.

Los TKR modernos tienen diseños de tres compartimentos; que sustituyen a tres superficies separadas de articulación dentro de la articulación de la rodilla: el compartimiento rótula-femoral y los compartimientos tibiofemorales inferior medio y lateral. Los TKR disponibles más actualmente se diseñan para articularse desde una posición de ligera hiperextensión a una flexión de aproximadamente 115° a 130°. Un diseño de tres compartimentos puede satisfacer las necesidades de la mayoría de los pacientes de TKR aunque la rodilla humana sana sea capaz de un intervalo de movimiento (ROM, range of motion) que se aproxima a 170°. Sin embargo, hay algunos pacientes de TKR que tienen la necesidad particular de obtener gran flexión en la articulación de la rodilla. Para muchos, es deseable un TKR que permita a los pacientes lograr una ROM por encima de 130° que permita arrodillarse mucho, agacharse y sentarse en el suelo con las piernas metidas debajo.

Adicionalmente, una queja común de los pacientes de TKR es que la rodilla sustituida no funciona como una rodilla normal ni “se siente normal”. La rodilla sustituida no logra la cinética ni el movimiento de una rodilla normal y generalmente tiene un ROM más limitado que una rodilla normal. Los diseños actualmente disponibles producen una cinética diferente a la de la rodilla normal al andar, debido a la naturaleza compleja de la articulación de la rodilla y al movimiento relativo entre fémur y tibia durante la flexión y la extensión. Por ejemplo, se sabe que, además de rotar alrededor de un eje generalmente horizontal durante la flexión y la extensión, la tibia también rota alrededor de su eje longitudinal. Tal rotación longitudinal se denomina típicamente como rotación externa o interna, dependiendo de si se toma referencia en el fémur o en la tibia respectivamente. Poquísimos diseños disponibles actualmente permiten esta rotación longitudinal. Un método conocido para permitir la rotación es una prótesis de rodilla de apoyo móvil. En la prótesis de rodilla de apoyo móvil, la pieza de inserción tiene mayor contacto con los cóndilos del componente femoral y rota por encima del componente tibial. Sin embargo, las prótesis de rodilla de apoyo móvil son menos permisivas con el desequilibrio del tejido blando, aumentando la aparición de dislocaciones y giros afuera del apoyo. Otra preocupación es que las prótesis de apoyo móvil crean una interfaz adicional y puede producirse desgaste de la parte inferior.

La construcción de una prótesis total de rodilla que replique la cinética de una rodilla natural ha sido un desafío en curso en el campo ortopédico. Se han hecho varias tentativas y se conocen bien en la técnica anterior, incluso las que se muestran en las patentes de EE.UU. números: 6.346.697 y 6.325.828. Los diseños convencionales como éstos, sin embargo, dejan espacio para la mejora en la simulación de la estructura y el funcionamiento de las articulaciones de rodilla real, en por lo menos los aspectos de intervalo de movimiento, rotación interna de la tibia con respeto al fémur cuando se flexiona la rodilla, y la rotación de la tibia con respeto al fémur en la sobreextensión para permitir a la rodilla que se estabilice más eficientemente.

La patente de EE.UU. nº 5219362 describe una prótesis de rodilla que tiene un componente femoral que tiene un cóndilo medio y un cóndilo lateral y un componente tibial. La superficie de rodadura del cóndilo medio es parcialmente esférica y el componente tibial incluye una depresión complementaria parcialmente-esférica en su superficie superior.

La patente de EE.UU. nº 6036779 describe una prótesis que comprende un implante femoral que tiene un cóndilo interno y un cóndilo externo que son convexos con un radio que es no constante. La prótesis también incluye un implante tibial que tiene dos cavidades, cada una de la cuales interacciona con los cóndilos. La patente de EE.UU. nº 3748662 describe una prótesis que comprende dos pares de componentes condilares macho y hembra, en donde los componentes macho consisten en una protuberancia esférica o esferoide. Los componentes hembra consisten en un receptáculo esférico o esferoide adaptado para actuar simultáneamente con el componente macho correspondientemente formado. La patente de EE.UU. nº 5282870 describe una prótesis de rodilla que incluye una parte femoral que comprende unos radios de curvatura más pequeños a medida que aumenta el grado de flexión de la rodilla.

La patente alemana nº 19529824 describe una prótesis de rodilla que incluye un componente femoral que tiene dos secciones condilares y un componente tibial que incluye una bandeja tibial plana. Entre el componente tibial y el componente femoral hay un pedazo plano de menisco que puede moverse en relación con el componente femoral y el componente tibial. La patente alemana nº 3314038 describe una prótesis que incluye una pieza tibial y una pieza femoral, la pieza tibial tiene un rebaje que corresponde esencialmente a un capuchón esférico. La pieza femoral está provista de una protuberancia que se adapta al rebaje y forma esencialmente parte de una superficie de bola.

Compendio La invención se define en la reivindicación 1. Los dispositivos según unos aspectos de la invención logran una réplica más fiel de la estructura y la función de la articulación de la rodilla real mediante, entre otras cosas, la adopción y el uso de una estructura y conformación de por lo menos la pieza de inserción polimérica y el componente femoral para hacer que estos componentes cooperen entre sí de maneras nuevas y poco convencionales (por lo menos en la técnica de las prótesis) en varias fases a través del intervalo de movimiento de la rodilla.

Según ciertos aspectos de la invención, se proporciona una prótesis de rodilla en la que la pieza de inserción presenta una superficie posterior lateral que se inclina en sentido distal (en comparación con la correspondiente superficie posterior media) a medida que continúa hacia el aspecto posterior de la pieza de inserción, con el fin cooperar con el cóndilo lateral del componente femoral para impartir una rotación interna a la tibia a medida que la rodilla se flexiona entre substancialmente 0 y substancialmente 130 grados de flexión, para permitir a la prótesis inducir o permitir la rotación interna de tibia de una manera controlable... [Seguir leyendo]

1. Una prótesis de rodilla (100) que comprende un componente femoral (200) adaptado para encajar en un extremo distal de un fémur, el componente femoral incluye una estructura condilar lateral (204) y una estructura condilar media (202) ;

y una estructura de alojamiento (400) que incluye una superficie proximal lateral (420) adaptada para cooperar con la estructura condilar lateral (204) del componente femoral (200) , y una superficie proximal media (418) adaptada para cooperar con la estructura condilar media (202) del componente femoral,

en donde la geometría de la estructura condilar lateral es diferente de la geometría de la estructura condilar media; y

la geometría de la superficie proximal lateral y la superficie proximal media son diferentes entre sí, para ayudar a impartir rotación interna en una tibia con respeto al componente femoral cuando la rodilla se flexiona desde substancialmente cero grados a substancialmente 130 grados de flexión, caracterizada por que la estructura de alojamiento comprende una parte elevada (422) en una superficie proximal y el componente femoral incluye una leva (232) que incluye una superficie para cooperar con una superficie posterior de la parte elevada en la estructura de alojamiento con el fin de ayudar a impartir rotación interna a la tibia con respeto al fémur en ángulos de flexión entre la tibia y el fémur de 50 grados o más.

2. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1, caracterizada además por que por lo menos una de las diferencias en la geometría es una diferencia de tamaño.

3. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1, caracterizada además por que por lo menos una de las diferencias en la geometría es una diferencia de forma.

4. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1, caracterizada además por que la estructura de alojamiento incluye una superficie proximal posteriolateral (444) adaptada para cooperar con la estructura condilar lateral del componente femoral en por lo menos algunos ángulos de flexión de la tibia con respeto al fémur para impartir rotación interna de la tibia con respeto al fémur.

5. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que la estructura de alojamiento es un componente que se monta en una tibia.

6. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que la estructura de alojamiento forma parte de un implante tibial.

7. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que la estructura de alojamiento forma parte de una pieza de inserción que se adapta para encajar entre el componente femoral y un implante tibial.

8. La prótesis de rodilla de la reivindicación 4 caracterizada además por que la superficie posteriolateral incluye una parte que es convexa.

9. La prótesis de rodilla de la reivindicación 4 caracterizada además por que la superficie posteriolateral incluye una parte que es substancialmente plana.

10. La prótesis de rodilla de la reivindicación 4 caracterizada además por que la superficie posteriolateral incluye una parte que es substancialmente cóncava.

11. La prótesis de rodilla de la reivindicación 7 que comprende además un implante tibial.

12. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que la rotación interna de la tibia es por lo menos substancialmente de 8 grados con respeto al fémur a substancialmente 130 grados de flexión y mayores ángulos de flexión.

13. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que la estructura de alojamiento es más gruesa en por lo menos algunas zonas que cooperan con la estructura condilar lateral del componente femoral que en las zonas correspondientes que cooperan con la estructura condilar media del componente femoral.

14. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que una línea entre las superficies más distales de la estructura condilar media y de la estructura condilar lateral, con un ángulo de flexión de substancialmente cero grados, se orienta con un ángulo de aproximadamente 3 grados desde una línea que es perpendicular al eje mecánico de una pierna en la que se implanta la prótesis de rodilla.

15. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que la leva (230) tiene una superficie para cooperar con una superficie anterior de la parte elevada con el fin de proporcionar una fuerza estabilizadora anterior en algunos ángulos de flexión.

16. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que la leva tiene una forma asimétrica de tal manera que el lado lateral (238) de la leva es mayor que el lado medio (240) .

17. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 en donde la estructura de alojamiento incluye unas orillas adyacentes a su superficie proximal que son redondeadas.

18. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que la estructura de alojamiento y el componente femoral se configuran para permitir al fémur y a la tibia flexionarse aproximadamente 155° entre sí, y por lo que en dicho ángulo 155°, la tibia se rota internamente en un ángulo de por lo menos substancialmente 8 grados con respeto al fémur.

19. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que las partes laterales de la superficie

anterior de componente femoral se extienden aún más en una dirección anterior que las partes medias de la superficie anterior de componente femoral por lo que la superficie anterior del componente femoral se adapta para ayudar a impedir la subluxación de la rótula.

20. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que la estructura de alojamiento incluye una superficie lateral proximal con una superficie arcuada de barrido, la superficie de barrido está adaptada para ayudar a guiar el seguimiento de la estructura lateral del componente femoral sobre la superficie proximal durante por lo menos algunos intervalos de flexión entre la tibia y el fémur.

21. La prótesis de rodilla de la reivindicación 1 caracterizada además por que la superficie posterior de la parte condilar media del componente femoral se extiende no más lejos de aproximadamente 2 mm más allá de la superficie posterior de la estructura de alojamiento en extensión substancialmente completa.