BR112018069774B1 - LATERALLY INSERABLE IMPLANTABLE PROSTHETIC DEVICE - Google Patents
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Abstract
Um implante de joelho bicondilar com meios de fixação melhorados para o refaceamento apenas da superfície que suporta peso dos côndilos femorais medial e lateral, enquanto preserva os ligamentos cruzados e evita o deslocamento da patela. O dispositivo inventivo inclui superfícies articulares convexas metálicas II) para o refaceamento dos côndilos femorais medial e lateral, e superfícies multifaciais côncavas não articulares para serem fixas às superfícies distais ressecadas do fêmur. A prótese provê garras (2, 3, 4, 5) situadas nas extremidades anterior e posterior dos côndilos metálicos medial e lateral, que firmemente prenderão o implante contra o côndilo femoral ressecado. A prótese é projetada para ser implantada através de um acesso lateral direto e não refacear a junta femoropatelar. Além disso, um minirrobô ou miniatuador eletromecânico é usado para realizar os cortes de osso femoral e tibial usando picador de osso eletromagnético.A bicondylar knee implant with improved means of fixation for resurfacing only the weight-bearing surface of the medial and lateral femoral condyles, while preserving the cruciate ligaments and preventing patellar displacement. The inventive device includes metallic convex articular surfaces II) for refacing the medial and lateral femoral condyles, and non-articulating concave multifacial surfaces to be attached to the resected distal surfaces of the femur. The prosthesis provides claws (2, 3, 4, 5) located at the anterior and posterior ends of the medial and lateral metallic condyles, which will firmly hold the implant against the resected femoral condyle. The prosthesis is designed to be implanted through a direct lateral access and not to reface the patellofemoral joint. In addition, an electromechanical mini-robot or mini-actuator is used to perform the femoral and tibial bone cuts using an electromagnetic bone chipper.
Description
[001] A presente invenção refere-se geralmente a uma prótese de refaceamento e mais especificamente a mesma refere-se a uma miniprótese de joelho móvel lateral melhorada usada para o refaceamento de superfícies articulares da tíbia e fêmur, e método cirúrgico para inserção do dito mini- implante através de um acesso lateral direto pequeno e minimamente invasivo, usando padrões e dispositivo de corte atuador robótico miniatura sem nenhum rompimento de mecanismos extensores, tendão do quadríceps ou dano para os ligamentos cruzados.[001] The present invention generally relates to a resurfacing prosthesis and more specifically it relates to an improved lateral mobile knee miniprosthesis used for resurfacing joint surfaces of the tibia and femur, and surgical method for inserting said mini-implant through a small and minimally invasive direct lateral access, using patterns and miniature robotic actuator cutting device without any rupture of extensor mechanisms, quadriceps tendon or damage to the cruciate ligaments.
[002] Pode ser reconhecido que a artroplastia de joelho e implantes de refaceamento de joelho têm estado em uso agora durante muitas décadas. O procedimento usualmente requer o cirurgião operador prepare a extremidade dos ossos tibial e femoral para receber o implante. Esta preparação requer a remoção cuidadosa da superfície articular e osso adjacente de modo a receber o implante pretendido.[002] It can be recognized that knee arthroplasty and knee resurfacing implants have been in use now for many decades. The procedure usually requires the operating surgeon to prepare the end of the tibial and femoral bones to receive the implant. This preparation requires careful removal of the articular surface and adjacent bone in order to receive the intended implant.
[003] A dita preparação requer o uso de dispositivos de resseção óssea mecânica tais como fresas, serras de osso ou brocas de alta velocidade. De modo a realizar tal tarefa, o cirurgião operador precisa expor a extremidade do osso e proteger o tecido circundante das ferramentas de corte agressivas.[003] Said preparation requires the use of mechanical bone resection devices such as milling cutters, bone saws or high-speed drills. In order to accomplish this task, the operating surgeon needs to expose the end of the bone and protect the surrounding tissue from aggressive cutting tools.
[004] Tipicamente, as próteses de substituição de joelho compreendem vários tipos de implantes, onde as superfícies articulares do joelho são removidas e substituídas com metal e componentes de polietileno. Houve pouca mudança para o projeto básico dos componentes femorais e tíbiais assim como técnicas de inserção cirúrgicas desde a origem inicial em meados dos anos cinquenta.[004] Typically, knee replacement prostheses comprise various types of implants, where the articular surfaces of the knee are removed and replaced with metal and polyethylene components. There has been little change to the basic design of the femoral and tibial components as well as surgical insertion techniques since the initial origin in the mid-fifties.
[005] Os dispositivos da técnica anterior tentaram duplicar a geometria das superfícies articulares femoral e tibial naturais, onde o componente femoral tem um dispositivo de implante na forma de um C semicircular tal como retratado na Pat. U.S. No. 4.224.696. O projeto bicondilar é similarmente divulgado em patentes anteriores por F. Buechel e Pappas nas Pats. U.S. Nos. 4.309.778 e 4.470.158. Projeto bicondilar mais recente é descrito na Pat. U.S No. D473.307S e Pat. U.S 6.197.064 B1. A técnica anterior descreve a prótese bicondilar como tendo uma ranhura patelar central para a articulação femoropatelar. Outros dispositivos de implante de joelho são usados para refacear apenas um côndilo femoral tal como a prótese unicondilar descrita na Pat. U.S. No. 7.141.053; Pat. U.S No. 6.726.724 B2.[005] Prior art devices attempted to duplicate the geometry of the natural femoral and tibial joint surfaces, where the femoral component has an implant device in the shape of a semicircular C as depicted in U.S. Pat. U.S. No. 4,224,696. The bicondylar design is similarly disclosed in earlier patents by F. Buechel and Pappas in US Pats. U.S. Nos. 4,309,778 and 4,470,158. More recent bicondylar design is described in US Pat. U.S. No. D473,307S and Pat. U.S. 6,197,064 B1. The prior art describes the bicondylar prosthesis as having a central patellar groove for the patellofemoral joint. Other knee implant devices are used to reface a single femoral condyle such as the unicondylar prosthesis described in U.S. Pat. U.S. No. 7,141,053; Pat. U.S. No. 6,726,724 B2.
[006] A maioria dos implantes de joelho habitualmente usados usam cimento ósseo como um meio de fixação ao osso. Mais recentemente, a fixação sem cimento e encravamento ósseo foram introduzidos e usados para as superfícies tibial, femoral e patelar.[006] Most commonly used knee implants use bone cement as a means of attachment to the bone. More recently, cementless fixation and bone locking have been introduced and used for the tibial, femoral, and patellar surfaces.
[007] Outra técnica anterior inclui implante de refaceamento bicondilar, tal como aquela descrita na Pat. U.S. 8.114.164 por Zafer Termanini. Entretanto, o dito implante não permite o uso de cimento ósseo como meio de fixação e dependeu unicamente da interferência da geometria entre os sulcos transversais e as superfícies ósseas ressecadas. O implante da presente invenção permitirá o uso de cimento ósseo, enquanto é ainda especificamente introduzido através do acesso lateral direto.[007] Another prior art includes implant reaming bicondylar, such as that described in Pat. U.S. 8,114,164 by Zafer Termanini. However, said implant does not allow the use of bone cement as a means of fixation and depended solely on the interference of the geometry between the transverse grooves and the resected bone surfaces. The implant of the present invention will allow the use of bone cement, while still being specifically introduced through direct lateral access.
[008] Entretanto, implantes unicondilares no geral apresentam uma alta taxa de falhas devido ao afrouxamento e deslocação secundário à distribuição insatisfatória de peso e alta concentração de tensão sobre uma superfície pequena. Além disso, quase todas as patentes acima citadas descrevem implantes que são inseridos através do acesso anterior convencional invasivo. Tal acesso cirúrgico causa rompimento de tecido mole extensivo e escoriação irreparável para as estruturas anatômicas principais.[008] However, unicondylar implants in general have a high failure rate due to loosening and dislocation secondary to poor weight distribution and high stress concentration over a small surface area. Furthermore, almost all of the above-cited patents describe implants that are inserted through conventional anterior invasive access. Such surgical access causes extensive soft tissue disruption and irreparable excoriation to major anatomical structures.
[009] Um outro problema com o acesso cirúrgico convencional é o fato de que os côndilos femorais são acessados anteriormente através de um acesso parapatelar medial ou lateral requerendo deslocar lateralmente a patela ou deslocar “virar” a patela de modo a acessar e expor a extremidade distal do fêmur e melhor visualizar as superfícies medial e lateral a serem cortadas. A dita eversão ou deslocamento lateral da patela, frequentemente enfraquece e danifica a inserção do tendão patelar, causando dor indevida no período pós- operatório imediato e prolonga a terapia física pós-operatória. Tipicamente, os cirurgiões operadores habitualmente estendem a incisão ou corte “snip” até o músculo vasto médio de modo a facilitar o deslocamento lateral da patela. Além disso, os tamanhos grandes dos componentes femorais e tibiais convencionais os tornam difíceis de inserir através de uma incisão pequena e limitada do acesso lateral direto. A prótese desta invenção é mais fina e muito menor do que o componente femoral de joelho total convencional, visto que a mesma não refaceia a junta femoropatelar.[009] A further problem with conventional surgical access is the fact that the femoral condyles are accessed anteriorly through a medial or lateral parapatellar access requiring lateral displacement of the patella or dislocation “turning” the patella in order to access and expose the tip distal to the femur and better visualize the medial and lateral surfaces to be cut. So-called eversion or lateral displacement of the patella often weakens and damages the insertion of the patellar tendon, causing undue pain in the immediate postoperative period and prolongs postoperative physical therapy. Typically, operating surgeons routinely extend the incision or “snip” cut into the vastus medius muscle in order to facilitate lateral displacement of the patella. In addition, the large sizes of conventional femoral and tibial components make them difficult to insert through the small and limited incision of the direct lateral access. The prosthesis of this invention is thinner and much smaller than the conventional total knee femoral component, as it does not reface the patellofemoral joint.
[0010] Embora dispositivos convencionais possam ser adequados para o propósito particular aos quais eles tratam, por causa do seu tamanho, eles não são adequados para o refaceamento de joelho bicondilar através de um acesso lateral direto limitado, sem romper o mecanismo extensor, danificando o tendão do quadríceps ou os ligamentos cruzados.[0010] Although conventional devices may be suitable for the particular purpose they are intended for, because of their size, they are not suitable for resurfacing the bicondylar knee through a limited direct lateral access without disrupting the extensor mechanism, damaging the quadriceps tendon or cruciate ligaments.
[0011] Durante uma substituição de joelho total convencional, o fêmur distal é usualmente ressecado com cinco cortes que correspondem à forma da superfície interna do componente femoral. Estes cortes são habitualmente realizados com uma ferramenta de corte de osso, tal como uma serra oscilante elétrica ou uma fresa que é guiada por um bloco de corte ou um padrão fixado ao osso através do acesso anterior. O dito bloco de corte provê fendas que estão em distâncias e ângulos fixos um do outro de modo que um bloco de corte deve ser provido para cada tamanho e forma do implante. O plano da fenda também é fixado de modo que o mesmo não possa ser modificado uma vez que o bloco é fixado ao osso. A precisão do corte é proporcional a quão firme é a mão do cirurgião também à desobstrução da lâmina na fenda. A lâmina sendo flexível pode dobrar se movimentada na fenda fazendo com que a ponta de corte da lâmina desvie. Isto levará a uma mudança no plano do corte e subsequentemente leva à discrepância na prensagem-inserção do implante. Obviamente, isto é mais significante e crucial para implantes não cimentados.[0011] During a conventional total knee replacement, the distal femur is usually resected with five cuts that correspond to the shape of the inner surface of the femoral component. These cuts are usually made with a bone-cutting tool such as an electric oscillating saw or reamer that is guided by a cutting block or template attached to the bone through the anterior access. Said cutting block provides slots that are at fixed distances and angles from each other so that a cutting block must be provided for each size and shape of the implant. The plane of the slot is also fixed so that it cannot be modified once the block is fixed to the bone. The accuracy of the cut is proportional to how steady the surgeon's hand is as well as how clear the blade is in the slit. The blade being flexible can bend if moved in the slot causing the cutting edge of the blade to deflect. This will lead to a change in the cutting plane and subsequently lead to implant pressing-insertion discrepancy. Obviously, this is more significant and crucial for cementless implants.
[0012] A estes respeitos, a prótese de refaceamento de joelho bicondilar de acordo com a presente invenção substancialmente diverge de um conceito e projeto convencionais da técnica anterior, e em assim fazendo provê um implante que é especificamente designado para ser inserido através de um miniacesso lateral verdadeiro direto sem qualquer dano ao tendão patelar, mecanismo do quadríceps ou aos ligamentos cruzados.[0012] In these respects, the bicondylar knee resurfacing prosthesis according to the present invention substantially departs from a conventional prior art concept and design, and in so doing provides an implant that is specifically designed to be inserted through a mini-port direct true lateral without any damage to the patellar tendon, quadriceps mechanism or cruciate ligaments.
[0013] Uma vantagem significante provida pelo Sistema desta invenção é usar um dispositivo picador de osso eletromagnético guiado pelos blocos de corte poligonal cirúrgicos tendo uma fenda ou canais em T invertidos ao invés de fendas retas. Os ditos canais em T invertidos são muito mais precisos do que as fendas retas dos blocos de corte convencionais. Além disso, a haste do cortador de osso eletromagnético usado para realizar a resseção óssea é mais espessa e não desviará ou inclinará se acidentalmente movimentado pelo cirurgião operador.[0013] A significant advantage provided by the System of this invention is the use of an electromagnetic bone chipping device guided by surgical polygon cutting blocks having an inverted T slot or channels rather than straight slots. Said inverted T-channels are much more accurate than the straight slots of conventional cutting blocks. Furthermore, the shaft of the electromagnetic bone cutter used to perform bone resection is thicker and will not deflect or tilt if accidentally moved by the operating surgeon.
[0014] Em vista das desvantagens precedentes inerentes nos tipos conhecidos de próteses de refaceamento de joelho agora presentes na técnica anterior, a presente invenção provê um novo implante tendo construção de refaceamento de joelho condilar medial e lateral em que a mesma pode ser inserida através de um acesso lateral direto pequeno sem o rompimento de um mecanismo extensor ou dano ao tendão do quadríceps e sem acessar a articulação femoropatelar.[0014] In view of the foregoing disadvantages inherent in known types of knee resurfacing prostheses now present in the prior art, the present invention provides a new implant having medial and lateral condylar knee resurfacing construction into which it can be inserted through a small direct lateral access without tearing an extensor mechanism or damage to the quadriceps tendon and without accessing the patellofemoral joint.
[0015] O propósito geral da presente invenção, que será descrita subsequentemente em maiores detalhes, é prover uma nova prótese de refaceamento de joelho bicondilar que tem muitas vantagens das próteses de refaceamento de joelho anteriores e muitos novos traços que resultam em uma nova miniprótese de refaceamento de joelho condilar que não é prevista, tornada óbvia, sugerida, ou mesmo implicada por nenhuma prótese de refaceamento de joelho da técnica anterior, sozinha ou em nenhuma combinação da mesma.[0015] The general purpose of the present invention, which will be described in greater detail subsequently, is to provide a new bicondylar knee resurfacing prosthesis that has many advantages of previous knee resurfacing prostheses and many new features that result in a new mini-condylar knee prosthesis condylar knee resurfacing that is not anticipated, made obvious, suggested, or even implied by any prior art knee resurfacing prosthesis, alone or in any combination thereof.
[0016] Além disso, a presente invenção delineia um método para inserir o novo implante de joelho bicondilar através de um acesso lateral direto limitado e minimamente invasivo no joelho sem causar nenhum dano ao tendão do quadríceps e ao tecido mole circundante usando picador/fresa de osso eletromecânico guiado introduzido lateralmente no joelho como oposto ao acesso anterior habitualmente usado, onde superfícies articulares do fêmur e tíbia são acessados pela frente depois do deslocamento da patela medialmente.[0016] Furthermore, the present invention outlines a method for inserting the new bicondylar knee implant through a limited and minimally invasive direct lateral access into the knee without causing any damage to the quadriceps tendon and the surrounding soft tissue using guided electromechanical bone introduced laterally into the knee as opposed to the commonly used anterior approach, where articular surfaces of the femur and tibia are accessed from the front after displacing the patella medially.
[0017] Para se obter isto, o implante da presente invenção geralmente compreende um componente femoral metálico tendo geometria para se adaptar à porção que sustenta peso dos côndilos femorais tanto medial quanto lateral, uma bandeja tibial metálica tibial tendo geometria para se adaptar à porção que sustenta peso do planalto tibial e um inserto tibial de polietileno.[0017] To achieve this, the implant of the present invention generally comprises a metallic femoral component having geometry to adapt to the weight-bearing portion of the femoral condyles both medially and laterally, a metallic tibial tibial tray having geometry to adapt to the portion that bears weight of the tibial plateau and a polyethylene tibial insert.
[0018] O componente femoral metálico tendo uma superfície articular convexa polida curva arqueada em uma forma de dois côndilos, medial e lateral, que são conectados juntos distalmente por uma ponte não articulada. A superfície côncava tem um meio de fixação femoral em uma forma de um gancho transversal ou garras de retenção transversais metálicas retas. As ditas garras estão localizadas em cada extremidade dos côndilos medial e lateral.[0018] The metallic femoral component having a polished convex articular surface curved arcuate in a shape of two condyles, medial and lateral, which are connected together distally by a non-articulating bridge. The concave surface has a femoral attachment means in the form of a transverse hook or straight metal transverse retaining jaws. Said claws are located at each end of the medial and lateral condyles.
[0019] Uma bandeja tibial metálica, que também será inserida lateralmente através de uma mini-incisão no espaço quadrilateral lateral delineado na Fig. 1, tem uma superfície inferior a ser fixada ao planalto tibial que foi cirurgicamente preparada. A dita superfície inferior tem um meio de fixação na forma de garras de retenção. Os ditos meios de garras de retenção estendem-se transversamente ao longo da largura inteira da bandeja metálica na frente e traseira da dita bandeja tibial. A superfície de topo provê lábios de retenção para o propósito de segurar o inserto tibial de polietileno. Os ditos lábios de retenção são posicionados transversalmente ao longo da largura inteira da bandeja metálica de modo que a bandeja de polietileno possa ser lateralmente inserida de modo deslizante através de uma mini-incisão no espaço quadrilateral lateral.[0019] A metallic tibial tray, which will also be inserted laterally through a mini-incision in the lateral quadrilateral space outlined in Fig. 1, has an inferior surface to be fixed to the tibial plateau that has been surgically prepared. Said lower surface has a fastening means in the form of retaining claws. Said retaining claw means extend transversely along the entire width of the metallic tray at the front and rear of said tibial tray. The top surface provides retaining lips for the purpose of holding the polyethylene tibial insert. Said retaining lips are positioned transversely along the entire width of the metal tray so that the polyethylene tray can be laterally slidably inserted through a mini-incision in the lateral quadrilateral space.
[0020] Uma vez deslizado na posição na bandeja tibial, o inserto de polietileno será firmemente contido por um mecanismo de trava compreendendo um pequeno recesso na bandeja tibial metálica e uma espiga saliente correspondente provida no fundo da bandeja de polietileno. Isto permitirá travar o componente de polietileno no lugar depois da inserção completa e o impede de mover-se para fora uma vez que o mesmo estiver travado.[0020] Once slid into position on the tibial tray, the polyethylene insert will be securely held by a locking mechanism comprising a small recess in the metal tibial tray and a corresponding protruding spike provided at the bottom of the polyethylene tray. This will lock the polyethylene component in place after insertion is complete and prevent it from moving out once it is locked.
[0021] Durante o procedimento cirúrgico, o paciente é colocado de lado com o joelho operado colocado sobre uma plataforma cirúrgica firmemente amarrado às grades laterais da mesa de operação. A extremidade inferior operada é depois presa à plataforma por um de vários meios tais como um “posicionador de Saco de feijão” a vácuo convencional. Posicionadores de saco de feijão a vácuo são habitualmente usados para imobilizar pacientes ou extremidades de forma segura e confortavelmente durante procedimentos cirúrgicos. Os ditos sacos tais como os imobilizadores posicionadores de saco de feijão da marca MedVac são prontamente disponíveis nas salas de operação. Se o cirurgião operador deseja mover a perna então o vácuo no “Saco de Feijão” é deflacionado e a extremidade inferior é então liberada para se mover livremente.[0021] During the surgical procedure, the patient is placed on his side with the operated knee placed on a surgical platform securely strapped to the side rails of the operating table. The operated lower end is then secured to the platform by one of a number of means such as a conventional vacuum "beanbag positioner". Vacuum bean bag positioners are commonly used to immobilize patients or extremities safely and comfortably during surgical procedures. Said bags such as the MedVac brand bean bag positioning immobilizers are readily available in operating rooms. If the operating surgeon wishes to move the leg then the vacuum in the “Bean Bag” is deflated and the lower extremity is then freed to move freely.
[0022] Outros meios de fixação seriam o uso de Velcro largo grau comercial forte que firmemente aderirá ao tecido de malha enrolado em torno da perna inferior e segurando a perna firmemente presa à plataforma. É claramente reconhecido que é mais fácil realizar a cirurgia na superfície lateral do joelho quando o paciente está na posição decúbito lateral que elimina o efeito de gravidade, que requer um dispositivo de contensão do joelho incômodo e um assistente para segurar a perna em flexão durante o acesso anterior convencional, onde o paciente é colocado sobre suas costas em posição supino.[0022] Other means of attachment would be the use of strong commercial grade wide Velcro that will firmly adhere to the mesh fabric wrapped around the bottom leg and holding the leg securely attached to the platform. It is clearly recognized that it is easier to perform surgery on the lateral surface of the knee when the patient is in the lateral decubitus position which eliminates the effect of gravity, which requires a cumbersome knee restraint device and an assistant to hold the leg in flexion during the procedure. conventional anterior access, where the patient is placed on their back in a supine position.
[0023] Outro meio de fixação da perna inferior seria o uso em um torno mecânico que pode ser firmemente anexado à mesa de operação.[0023] Another means of securing the lower leg would be use in a lathe that can be securely attached to the operating table.
[0024] Depois do posicionamento apropriado da perna inferior sobre a plataforma de operação e presa com Saco de Feijão à Vácuo ou Velcro (como mostrado na Fig 4) o cirurgião operador fará uma pequena incisão na pele no aspecto lateral do joelho no espaço quadrilateral e expõe as estruturas anatômicas laterais do joelho. A flexão do joelho a cerca de 90 graus deslocará a faixa ileotibial e o ligamento colateral lateral posteriormente para longe do campo cirúrgico. Nenhuma outra estrutura anatômica permanece no espaço quadrilateral. A fáscia e retináculo são cortados e o côndilo lateral do joelho é exposto. Subsequentemente, a patela é minimamente elevada dos Côndilos femorais e mantida separada usando um dispositivo de auto- retenção patelar. Deve ser mencionado que em nenhum momento a patela é retraída, revirada ou deslocada medial ou lateralmente. O músculo do quadríceps e o mecanismo extensor permanecem intactos o tempo todo.[0024] After proper positioning of the lower leg on the operating platform and secured with Vacuum Bean Bag or Velcro (as shown in Fig 4) the operating surgeon will make a small skin incision on the lateral aspect of the knee in the quadrilateral space and exposes the lateral anatomical structures of the knee. Flexing the knee to about 90 degrees will displace the iliotibial band and lateral collateral ligament posteriorly away from the surgical field. No other anatomical structures remain in the quadrilateral space. The fascia and retinaculum are cut and the lateral condyle of the knee is exposed. Subsequently, the patella is minimally elevated from the femoral condyles and held apart using a patellar self-retaining device. It should be mentioned that at no time is the patella retracted, turned or displaced medially or laterally. The quadriceps muscle and extensor mechanism remain intact at all times.
[0025] Em uma modalidade, o processo de recessão óssea é realizado usando picador de osso ou ferramenta de corte como completamente descrito na Patente U.S. 8.167.883 por Zafer Termanini e padrões de corte de osso externos. Os ditos padrões são fixos ao aspecto lateral da tíbia e fêmur distais por dois pinos de fixação. Para a colocação precisa dos pinos de fixação no aspecto lateral do fêmur distal, um padrão condilar portátil é usado (Fig. 4). O dito padrão condilar assentará na superfície articular convexa do côndilo femoral. Em assim fazendo, o padrão condilar portátil, através de miniestabilizadores, permitirá a inserção de dois pinos de fixação em um ângulo predeterminado e estritamente paralelo à superfície de resseção.[0025] In one embodiment, the bone recession process is performed using a bone pick or cutting tool as fully described in U.S. Patent 8,167,883 by Zafer Termanini and external bone cutting patterns. Said standards are fixed to the lateral aspect of the distal tibia and femur by two fixation pins. For precise placement of the fixation pins on the lateral aspect of the distal femur, a portable condylar pattern is used (Fig. 4). Said condylar pattern will rest on the convex articular surface of the femoral condyle. In doing so, the portable condylar pattern, through mini-stabilizers, will allow the insertion of two fixation pins at a predetermined angle and strictly parallel to the resection surface.
[0026] Os pinos de fixação descritos acima serão usados para alinhar os blocos de corte poligonais externos (Fig. 6), onde o canal T invertido será usado para guiar o cortador de osso eletromagnético durante a resseção óssea e preparação de superfície.[0026] The fixation pins described above will be used to align the external polygonal cutting blocks (Fig. 6), where the inverted T channel will be used to guide the electromagnetic bone cutter during bone resection and surface preparation.
[0027] Em uma outra modalidade da presente invenção, as garras de retenção descritas acima são substituídas com uma ou mais estacas curtas centralmente localizadas na superfície côncava não articulada plana maior do medial e lateral. A presença destas estacas impedirá a migração medial ou lateral do implante depois da inserção. Este mini-implante modificado, nesta modalidade, pode ser inserido ainda lateralmente através de uma mini-incisão no espaço quadrilateral lateral. Entretanto, este implante melhorado permitirá o uso de cimento de osso convencional como um meio de fixação.[0027] In another embodiment of the present invention, the retaining claws described above are replaced with one or more short pegs centrally located on the larger medial and lateral plane non-articulating concave surface. The presence of these stakes will prevent medial or lateral migration of the implant after insertion. This modified mini-implant, in this modality, can still be inserted laterally through a mini-incision in the lateral quadrilateral space. However, this improved implant will allow the use of conventional bone cement as a fixation medium.
[0028] Em uma outra modalidade da presente invenção, a preparação do fêmur distal e tíbia proximal para a inserção dos componentes femoral e tibial é realizada usando um dispositivo de corte eletromecânico similar àquele divulgado na Patente U.S. 8.167.883 concedida em 1 de maio de 2012 a Zafer Termanini:[0028] In another embodiment of the present invention, the preparation of the distal femur and proximal tibia for insertion of the femoral and tibial components is performed using an electromechanical cutting device similar to that disclosed in U.S. Patent 8,167,883 issued on May 1, 2012 to Zafer Termanini:
[0029] Ainda, de acordo com outros aspectos desta invenção, o dito dispositivo de corte eletromecânico pode ser ligado a um atuador eletromecânico computadorizado ou minirrobô programado para realizar precisamente os cortes femoral e tibial e resseção óssea em feedback de um escaneamento CT do paciente. A vantagem principal deste atuador motorizado em relação às técnicas ortopédicas convencionais é a exatidão e precisão melhoradas na preparação de superfícies ósseas, resultado mais confiável e reprodutível, assim como maior exatidão espacial. O sistema computadorizado sincronizado controlando o dito atuador usaria dados DICOM de varredura CT pré-operatória do paciente de modo a delinear a localização ou os cortes precisos. Como oposto a outros sistemas de corte robóticos convencionais onde o sistema computadorizado é meramente usado para alinhar os padrões de corte ou fendas guias de serra, o atuador como descrito na presente invenção de fato realiza com precisão o corte e a própria resseção óssea sem o uso de blocos ou padrões de corte ou qualquer intervenção do cirurgião operador. Isto elimina qualquer imperfeição ou inconsistência relacionadas com técnicas cirúrgicas de corte insatisfatórios ou desvios relacionados com a lâmina de serra.[0029] Still, according to other aspects of this invention, said electromechanical cutting device can be connected to a computerized electromechanical actuator or mini robot programmed to precisely perform femoral and tibial cuts and bone resection in feedback from a CT scan of the patient. The main advantage of this motorized actuator over conventional orthopedic techniques is the improved accuracy and precision in preparing bone surfaces, more reliable and reproducible results, as well as greater spatial accuracy. The synchronized computerized system controlling said actuator would use DICOM data from the patient's preoperative CT scan in order to delineate the precise location or cuts. As opposed to other conventional robotic cutting systems where the computerized system is merely used to align cutting patterns or saw guide slots, the actuator as described in the present invention actually accurately performs the cutting and bone resection itself without the use of of blocks or cutting patterns or any intervention by the operating surgeon. This eliminates any imperfections or inconsistencies related to poor surgical cutting techniques or deviations related to the saw blade.
[0030] A capacidade para isolar e rigidamente fixar ossos em posições predeterminadas e conhecidas permite que dispositivos robóticos sejam espacialmente fixos com segurança ao osso. Como tal, o osso é tratado como um objeto fixo simplificando o controle pelo computador do robô/atuador. É basicamente o mesmo princípio usado na usinagem CNC modem. A cirurgia assistida por robô/atuador pode alcançar níveis de exatidão, precisão e segurança não capazes com navegação assistida por computador, visto que o corte ainda é realizado manualmente pelo cirurgião operador.[0030] The ability to isolate and rigidly fix bones in predetermined and known positions allows robotic devices to be spatially securely attached to bone. As such, the bone is treated as a fixed object simplifying computer control of the robot/actuator. It's basically the same principle used in modem CNC machining. Robot/actuator-assisted surgery can reach levels of accuracy, precision and safety not possible with computer-assisted navigation, as the cut is still performed manually by the operating surgeon.
[0031] Para estabilizar ainda mais o joelho operado e a extremidade inferior, dois pinos paralelos são inseridos no aspecto lateral do fêmur distal na extremidade proximal do ferimento cirúrgico.[0031] To further stabilize the operated knee and lower extremity, two parallel pins are inserted into the lateral aspect of the distal femur at the proximal end of the surgical wound.
[0032] Os ditos pinos são firmemente ligados a um estabilizador firme para o propósito de estabilizar o fêmur distal. O dito estabilizador é firmemente preso às grades laterais da mesa de operação com suportes pesados. Isto proverá suporte sólido para o osso com respeito a uma estrutura de referência.[0032] Said pins are firmly attached to a firm stabilizer for the purpose of stabilizing the distal femur. Said stabilizer is firmly attached to the side rails of the operating table with heavy duty brackets. This will provide solid support for the bone with respect to a frame of reference.
[0033] A seguir da etapa anteriormente mencionada, em que o osso femoral é firmemente preso à mesa de operação, o minirrobô/miniatuador é utilizado para realizar os cortes femorais distais. O dito atuador será firmemente preso ao topo do braço estabilizador e terá pelo menos quatro eixos geométricos de liberdade.[0033] Following the previously mentioned step, in which the femoral bone is firmly attached to the operating table, the mini robot/mini actuator is used to perform the distal femoral cuts. Said actuator will be securely attached to the top of the stabilizer arm and will have at least four geometric axes of freedom.
[0034] Um picador de osso eletromagnético como descrito na Patente U.S. 8.167.883 ou dispositivo de corte similar é preso ao braço distal do atuador eletromecânico de modo a realizar cortes de osso precisos em planos muito específicos.[0034] An electromagnetic bone chipper as described in U.S. Patent 8,167,883 or similar cutting device is attached to the distal arm of the electromechanical actuator in order to perform precise bone cuts in very specific planes.
[0035] Usando Técnicas de Engenharia Reversa conhecidas na técnica, o registro espacial de pontos anatômicos pode ser realizado. A engenharia reversa tem se tornado um método viável na indústria mecânica para criar um modelo virtual 3D de um objeto físico existente para o uso em CAD 3D (desenho com ajuda do computador). A engenharia reversa também é usada na indústria para levar a geometria física existente de um objeto para o ambiente digital ou para fazer um registro 3D digital de um produto. É entendido ainda que o processo de Engenharia Reversa cria um modelo de desenho com a ajuda do computador de dados de varredura de um objeto físico. O processo requer converter dados medidos em superfícies geométricas complexas.[0035] Using Reverse Engineering Techniques known in the art, the spatial registration of anatomical points can be performed. Reverse engineering has become a viable method in the mechanical industry to create a virtual 3D model of an existing physical object for use in 3D CAD (computer aided drawing). Reverse engineering is also used in industry to bring the existing physical geometry of an object into the digital environment or to make a 3D digital record of a product. It is further understood that the Reverse Engineering process creates a design model with the help of computer scan data of a physical object. The process requires converting measured data into complex geometric surfaces.
[0036] Para atingir este objetivo, o registro espacial inicial do atuador é requerido em relação ao ponto de referência solidamente fixo. Além disso, um processador depois sobrepor-se-ia ao dito ponto de referência em relação aos dados DICOM obtidos da varredura CT do paciente antes da cirurgia. Os dois pinos de fixação anteriormente mencionados geometricamente fornecem um plano espacial que será usado para registro. A distância entre os pinos paralelos será usada como dados de varredura física.[0036] To achieve this objective, the initial spatial registration of the actuator is required in relation to the solidly fixed reference point. Furthermore, a processor would then superimpose said reference point against the DICOM data obtained from the patient's CT scan prior to surgery. The two previously mentioned fixation pins geometrically provide a spatial plane that will be used for registration. The distance between parallel pins will be used as physical scan data.
[0037] O local preferido do plano de resseção óssea é determinado e pré-operativamente registrado na varredura CT pelo cirurgião operador. Os planes de resseção são salientados e informação é depois exibida em uma tela de monitor permitindo que o cirurgião visualmente confirme a orientação real do corte de osso e aprove a posição e orientação dos cortes de osso.[0037] The preferred location of the bone resection plane is determined and preoperatively recorded on the CT scan by the operating surgeon. The resection planes are highlighted and information is then displayed on a monitor screen allowing the surgeon to visually confirm the actual orientation of the bone cut and approve the position and orientation of the bone cuts.
[0038] Algumas das vantagens da presente invenção em relação à substituição de joelho protética da técnica anterior é o fato de que o picador/cortador de osso usado para realizar a resseção óssea tem uma forma circular que corresponde à forma circular das superfícies de corte dos ossos do fêmur e tíbia. A posição, orientação e, mais importantemente, a profundidade dos planos de corte são ditados pelo controlador, que recebe coordenadas tanto no espaço quanto na escala da varredura de CT.[0038] Some of the advantages of the present invention over the prior art prosthetic knee replacement is the fact that the bone chipper/cutter used to perform the bone resection has a circular shape that corresponds to the circular shape of the cut surfaces of the femur and tibia bones. The position, orientation and, most importantly, the depth of the slice planes are dictated by the controller, which receives coordinates in both space and scale from the CT scan.
[0039] Similar aos sistemas e dispositivos CAD/CAM habitualmente usados na indústria para usinagem de protótipos e peças industriais acabadas, o processador do presente sistema usa dados Dicom criados pelo escaneamento CT do paciente para gerar caminho de ferramenta que conduz o atuador e cortador eletromagnético de modo que o mesmo realize a resseção óssea precisamente de acordo com DICOM recebido do escaneamento CT.[0039] Similar to CAD/CAM systems and devices commonly used in the industry for machining prototypes and finished industrial parts, the processor of the present system uses Dicom data created by CT scanning of the patient to generate a tool path that drives the actuator and electromagnetic cutter so that it performs bone resection precisely according to DICOM received from CT scan.
[0040] Uma vez que o registro de pontos anatômicos está completo, o braço distal do minirrobô junto com a ferramenta de corte é levado para um ponto de referência designado no monitor e confirmado pelo robô. O robô então será autorizado a realizar os cortes de osso sob supervisão direta do cirurgião. O algoritmo da sequência é similar à operação de uma máquina CNC, onde a peça de trabalho é solidamente fixada em um torno e a ponta da fresa realizará o corte e formação da peça de trabalho.[0040] Once the registration of anatomical points is complete, the distal arm of the mini robot together with the cutting tool is taken to a designated reference point on the monitor and confirmed by the robot. The robot will then be allowed to perform the bone cuts under the surgeon's direct supervision. The sequence algorithm is similar to the operation of a CNC machine, where the workpiece is firmly clamped in a vise and the end of the milling cutter will perform the cutting and forming of the workpiece.
[0041] Assim foram esboçados, de modo bastante amplo, os traços mais importantes da invenção de modo que a sua descrição detalhada possa ser melhor entendida, e de modo que a presente contribuição para a técnica possa ser melhor entendida e reconhecida. Existem traços adicionais da invenção que serão descritos a seguir.[0041] Thus, the most important features of the invention have been outlined, in a very broad way, so that its detailed description can be better understood, and so that the present contribution to the art can be better understood and recognized. There are additional features of the invention which will be described below.
[0042] A este respeito, antes de explicar pelo menos uma modalidade da invenção em detalhes, deve ser entendido que a invenção não é limitada neste pedido aos detalhes de construção e aos arranjos dos componentes apresentados na seguinte descrição ou ilustrado nos desenhos. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada e realizada em vários modos. Também, deve ser entendido que a fraseologia e terminologia aqui utilizadas são para o propósito da descrição e não deve ser consideradas como limitantes.[0042] In this regard, before explaining at least one embodiment of the invention in detail, it should be understood that the invention is not limited in this application to the construction details and component arrangements shown in the following description or illustrated in the drawings. The invention is capable of other embodiments and of being practiced and carried out in various ways. Also, it should be understood that the phraseology and terminology used herein are for the purpose of description and should not be considered limiting.
[0043] Um objetivo primário da presente invenção é prover uma prótese de refaceamento de joelho bicondilar primariamente para um refaceamento da área que sustenta peso da junta do joelho que é limitada ao arco da área de movimento entre a tíbia e o fêmur. A dita prótese é inserida através de um acesso lateral direto limitado, situado dentro do espaço quadrilateral lateral e sem rompimento do mecanismo extensor ou dano ao tendão do quadríceps.[0043] A primary object of the present invention is to provide a bicondylar knee resurfacing prosthesis primarily for resurfacing the weight-bearing area of the knee joint that is limited to the range of motion area between the tibia and the femur. Said prosthesis is inserted through a limited direct lateral access, situated within the lateral quadrilateral space and without disruption of the extensor mechanism or damage to the quadriceps tendon.
[0044] A prótese descrita nesta invenção superará as deficiências dos dispositivos da técnica anterior. Outros objetivos e vantagens da presente invenção tornar-se-ão óbvios para o leitor e é intencionado que estes objetivos e vantagens estejam dentro do escopo da presente invenção.[0044] The prosthesis described in this invention will overcome the shortcomings of prior art devices. Other objects and advantages of the present invention will become obvious to the reader and it is intended that these objects and advantages are within the scope of the present invention.
[0045] Embora esta invenção possa ser expressa na forma ilustrada nos desenhos anexos, atenção é exigida para o fato, entretanto, de que os desenhos são apenas ilustrativos e não em escala, e que mudanças podem ser feitas na construção específica ilustrada.[0045] Although this invention may be expressed in the form illustrated in the accompanying drawings, attention is required to the fact, however, that the drawings are illustrative only and not to scale, and that changes may be made to the specific construction illustrated.
[0046] Vários objetivos, traços e vantagens concomitantes da presente invenção tornar-se-ão totalmente reconhecidos conforme os mesmos se tornam melhor entendidos quando considerados em conjunção com os desenhos anexos, em que caracteres de referência iguais designam as mesmas ou partes similares por todas as diversas vistas, e em que: a FIG. 1 é uma vista em perspectiva do componente femoral mostrando as garras de retenção.[0046] Various objects, traits and concomitant advantages of the present invention will become fully recognized as they become better understood when considered in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference characters designate the same or similar parts throughout the various views, and wherein: FIG. 1 is a perspective view of the femoral component showing the retaining jaws.
[0047] A FIG. 2 é uma vista em perspectiva do componente femoral em uma modalidade diferente mostrando miniestacas centrais.[0047] FIG. 2 is a perspective view of the femoral component in a different embodiment showing central minipiles.
[0048] FIG. 3 é uma ilustração esquemática do paciente posicionado em decúbito lateral na mesa de operação com a plataforma dividida entre as pernas. A perna mais baixa sendo presa à plataforma com tecido de malha e Velcro.[0048] FIG. 3 is a schematic illustration of the patient positioned in lateral decubitus on the operating table with the platform split between the legs. The lower leg being attached to the platform with mesh fabric and Velcro.
[0049] A FIG. 4 é uma vista em perspectiva do padrão femoral portátil.[0049] FIG. 4 is a perspective view of the portable femoral pattern.
[0050] A FIG. 5 é uma vista em perspectiva do padrão femoral portátil preso sobre o côndilo lateral com dois pinos de fixação.[0050] FIG. 5 is a perspective view of the portable femoral pattern secured over the lateral condyle with two fixation pins.
[0051] A FIG. 6 é uma vista em perspectiva dos blocos poligonais de corte presos sobre o côndilo lateral com dois pinos de fixação.[0051] FIG. 6 is a perspective view of the polygonal cutting blocks secured on the lateral condyle with two securing pins.
[0052] A FIG. 7 é uma vista seccional do componente femoral inserido no fêmur distal e do componente tibial inserido na tíbia proximal.[0052] FIG. 7 is a sectional view of the femoral component inserted into the distal femur and the tibial component inserted into the proximal tibia.
[0053] A FIG. 8 é uma vista seccional de modalidade diferente dos componentes femoral e tibial com estacas cegas e afiadas.[0053] FIG. 8 is a different modality sectional view of the femoral and tibial components with dull and sharpened stakes.
[0054] A FIG. 9 é uma vista em perspectiva do componente tibial metálico inserido na tíbia proximal.[0054] FIG. 9 is a perspective view of the metallic tibial component inserted into the proximal tibia.
[0055] A FIG. 10 é uma vista em perspectiva da bandeja de polietileno inserida na posição sobre a bandeja tibial metálica.[0055] FIG. 10 is a perspective view of the polyethylene tray inserted into position over the metallic tibial tray.
[0056] A FIG. 11 é uma vista em perspectiva do fêmur operado preso à mesa de operação com dois pinos fixados ao estabilizador.[0056] FIG. 11 is a perspective view of the operated femur attached to the operating table with two pins attached to the stabilizer.
[0057] A FIG. 12 é uma vista em perspectiva do cortador de osso eletromecânico, mostrando os blocos de corte com fenda em T com picador de osso eletromagnético deslizando nas fendas em T.[0057] FIG. 12 is a perspective view of the electromechanical bone cutter, showing the T-slot cutting blocks with the electromagnetic bone chipper sliding into the T-slots.
[0058] A FIG. 13 é uma vista em perspectiva do cortador de osso eletromecânico, mostrando o trilho na forma de T e o botão de travamento fixados ao fundo do dispositivo.[0058] FIG. 13 is a perspective view of the electromechanical bone cutter, showing the T-shaped rail and locking knob attached to the bottom of the device.
[0059] A FIG. 14 é uma vista em perspectiva da tíbia proximal sendo unida ao estabilizador com dois pinos de fixação depois que as superfícies articulares do fêmur distal já foram ressecadas.[0059] FIG. 14 is a perspective view of the proximal tibia being attached to the stabilizer with two fixation pins after the articular surfaces of the distal femur have been resected.
[0060] A FIG. 15 é uma ilustração esquemática do cortador de osso eletromecânico robótico e fixação à mesa de operação.[0060] FIG. 15 is a schematic illustration of the robotic electromechanical bone cutter and attachment to the operating table.
[0061] Voltando agora de modo descritivo para os desenhos, em que caracteres de referências similares indicam elementos similares por todas as várias vistas, as figuras anexas ilustram uma prótese de refaceamento de joelho bicondilar concisa, que compreende um componente arqueado femoral metálico fino, uma bandeja tibial metálica e um inserto tibial de polietileno. Além disso, a presente invenção provê uma descrição detalhada do método para inserir o mini-implante bicondilar através de uma pequena incisão cirúrgica feita sobre o aspecto lateral do joelho operado longe da patela e sem nenhum rompimento ou dano ao músculo do quadríceps ou ao tendão patelar.[0061] Turning now descriptively to the drawings, in which similar reference characters indicate similar elements throughout the various views, the attached figures illustrate a concise bicondylar knee resurfacing prosthesis, comprising a thin metallic femoral arched component, a metallic tibial tray and a polyethylene tibial insert. Furthermore, the present invention provides a detailed description of the method for inserting the bicondylar miniscrew through a small surgical incision made on the lateral aspect of the operated knee away from the patella and without any disruption or damage to the quadriceps muscle or patellar tendon. .
[0062] Como oposto à cirurgia de substituição de joelho total cirúrgica convencional, onde o paciente deita em supino sobre suas costas, a técnica cirúrgica utilizada na presente invenção é realizada com paciente deitando sobre o seu lado sobre a mesa de operação. O joelho operado colocado sobre uma plataforma cirúrgica 15 firmemente preso às grades laterais da mesa de operação 40 com pelo menos quatro suportes ajustáveis 30. A extremidade inferior operada é depois presa à plataforma usando Velcro 19 forte de grau comercial largo que firmemente grudará ao tecido de malha enrolado em torno da perna inferior e mantém a perna firmemente presa à plataforma.[0062] As opposed to conventional surgical total knee replacement surgery, where the patient lies supine on their back, the surgical technique used in the present invention is performed with the patient lying on their side on the operating table. The operated knee placed on a surgical platform 15 securely attached to the side rails of the operating table 40 with at least four adjustable supports 30. The operated lower extremity is then secured to the platform using strong wide commercial grade Velcro 19 which will firmly adhere to the tissue of mesh wrapped around the bottom leg and keeps the leg securely attached to the platform.
[0063] Para atingir este objetivo, a presente invenção descreve um método onde um picador de osso eletromagnético 47 é usado para realizar precisamente a resseção óssea através do acesso lateral. Tal dispositivo é descrito em detalhes na Pat. US. 8.167.883 depositada por Zafer Termanini.[0063] To achieve this goal, the present invention describes a method where an electromagnetic bone chipper 47 is used to precisely perform bone resection through lateral access. Such a device is described in detail in US Pat. US. 8,167,883 filed by Zafer Termanini.
[0064] O componente femoral do implante bicondilar compreende duas superfícies articulares convexas altamente polidas medial e lateral 1, que são conectadas anteriormente com uma conexão intercondilar 8, deixando um espaço ou intervalo intercondilar 7, que possibilitará que os ligamentos cruzados sejam preservados e retidos.[0064] The femoral component of the bicondylar implant comprises two medial and lateral highly polished convex articular surfaces 1, which are connected anteriorly with an intercondylar connection 8, leaving an intercondylar space or gap 7, which will enable the cruciate ligaments to be preserved and retained.
[0065] A superfície côncava dos côndilos medial e lateral tem umas garras metálicas em cada lado de cada côndilo 2, 3, 4, 5 (Fig. 1). As ditas garras metálicas têm a forma de uma flange recurvada na sua seção transversal e estende-se transversamente ao longo da largura total de cada côndilo, como representado na Fig. 1. As ditas garras metálicas 2, 3, 4, 5 formam um ângulo de 70 a 95 graus com a superfície adjacente não articulada 6 do implante.[0065] The concave surface of the medial and lateral condyles has metallic claws on each side of each condyle 2, 3, 4, 5 (Fig. 1). Said metal claws have the shape of a flange recurved in their cross-section and extend transversely along the total width of each condyle, as shown in Fig. 1. Said metal claws 2, 3, 4, 5 form an angle 70 to 95 degrees with the adjacent non-articulating surface 6 of the implant.
[0066] O comprimento das garras varia entre 10 a 20 milímetros e medem aproximadamente 7 a 12 milímetros de espessura na sua base onde a mesma entra em contato com o corpo do componente femoral. A ponta de cada garra é afiada, entretanto, as bordas laterais são arredondadas de modo que elas não formem nenhum concentrador de tensão, que pode cause dano ósseo e levar à osteólise.[0066] The length of the claws varies between 10 and 20 millimeters and measure approximately 7 to 12 millimeters thick at its base where it comes into contact with the body of the femoral component. The tip of each claw is sharp, however, the side edges are rounded so that they do not form a stress concentrator, which can cause bone damage and lead to osteolysis.
[0067] Em uma outra modalidade da presente invenção, os grampos metálicos podem ter superfícies frontal e traseira paralelas e ter uma ponta abrupta arredondada.[0067] In another embodiment of the present invention, the metallic clips can have parallel front and rear surfaces and have an abrupt rounded tip.
[0068] A superfície côncava do presente implante provê asperezas finas e vazios para permitir encravamento ósseo, que solidamente fixará o componente metálico femoral ao osso. O dito componente metálico femoral também pode, se surgir necessidade, ser cimentado ao fêmur 20 usando cimento de osso de metacrilato de metila convencional.[0068] The concave surface of this implant provides fine asperities and voids to allow bone anchorage, which will solidly fix the femoral metallic component to the bone. Said metallic femoral component can also, if the need arises, be cemented to the femur 20 using conventional methyl methacrylate bone cement.
[0069] A bandeja tibial metálica 21 (Fig. 7) tendo superfícies de topo e fundo planas. Como mostrado na Fig 7 e Fig. 8, a superfície de fundo provê extensões descendentes metálicas 23 e 24 na forma de garras para o propósito de reter com segurança a bandeja tibial metálica. As ditas garras metálicas correndo transversalmente através da superfície inferior da bandeja tibial metálica na frente 23 (Fig. 7) e na traseira 24 (Fig. 7). Uma vez deslizada no lugar pela lateral, as garras proverão um meio forte de fixação da dita bandeja tibial ao planalto tibial ósseo 18.[0069] The metallic tibial tray 21 (Fig. 7) having flat top and bottom surfaces. As shown in Fig. 7 and Fig. 8, the bottom surface provides metallic downward extensions 23 and 24 in the form of claws for the purpose of securely retaining the metallic tibial tray. Said metallic claws running transversely across the lower surface of the metallic tibial tray at the front 23 (Fig. 7) and at the rear 24 (Fig. 7). Once slid into place from the side, the claws will provide a strong means of attaching said tibial tray to the bony tibial plateau 18.
[0070] Em uma modalidade diferente da presente invenção, as garras tibiais anteriormente mencionadas podem ser substituídas com pelo menos duas miniestacas curtas 56, que podem ter ponta pontiaguda para facilitar a penetração no osso poroso mole.[0070] In a different embodiment of the present invention, the aforementioned tibial claws can be replaced with at least two short mini-stakes 56, which can have a pointed tip to facilitate penetration into soft porous bone.
[0071] A superfície de topo da bandeja metálica, tem arestas metálicas anterior (Fig. 7) 22 e posterior 43 tendo a forma de lábios, que corre transversalmente através da largura total da superfície de topo da bandeja tibial metálica 21, como mostrado na FIG. 7 e Fig. 9.[0071] The top surface of the metal tray, has metal edges anterior (Fig. 7) 22 and posterior 43 having the shape of lips, which run transversely across the full width of the top surface of the metal tibial tray 21, as shown in FIG. 7 and Fig. 9.
[0072] A superfície de fundo do implante tibial provê asperezas finas e vazios para permitir o encravamento ósseo, que fixará solidamente o componente tibial metálico ao osso tibial. O dito componente tibial metálico também pode, se surgir necessidade, ser cimentado à tíbia usando cimento de osso de metacrilato de metila convencional.[0072] The bottom surface of the tibial implant provides fine asperities and voids to allow bone embedding, which will solidly fix the metallic tibial component to the tibial bone. Said metallic tibial component can also, if the need arises, be cemented to the tibia using conventional methyl methacrylate bone cement.
[0073] O inserto tibial 42 é feito de polietileno e tem a mesma forma e tamanho da bandeja tibial metálica como mostrado na Fig. 10. A superfície de topo, que articula com o componente femoral, provê duas cúpulas 33 ou ranhuras condilares rasas que em conformidade se adapta às superfícies articulares condilares convexas dos côndilos femorais medial e lateral metálicos.[0073] The tibial insert 42 is made of polyethylene and has the same shape and size as the metallic tibial tray as shown in Fig. 10. The top surface, which articulates with the femoral component, provides two domes 33 or shallow condylar grooves that accordingly, it adapts to the convex condylar joint surfaces of the metallic medial and lateral femoral condyles.
[0074] O fundo do dito inserto tibial de polietileno tendo uma configuração de ranhura 41 que corre transversamente na frente do inserto tibial de polietileno e ranhura transversal similar corre na traseira do inserto permitindo que o dito inserto deslizasse em conformidade e facilmente entre os dois lábios correspondentes 22 e 43 da bandeja tibial metálica como mostrado na Fig. 7.[0074] The bottom of said polyethylene tibial insert having a groove configuration 41 running transversely in front of the polyethylene tibial insert and similar transverse groove running in the rear of the insert allowing said insert to slide accordingly and easily between the two lips corresponding 22 and 43 of the metallic tibial tray as shown in Fig. 7.
[0075] Além disso, a bandeja tibial de polietileno 42 é travada no lugar usando-se uma pequena lingueta de travamento estendendo-se da superfície inferior do inserto de polietileno dentro de um recesso 44 situado na borda lateral da bandeja metálica tibial 21. A dita lingueta quando travada no lugar depois da inserção lateral a impedirá de mover-se para fora como mostrado na Fig. 9.[0075] In addition, the polyethylene tibial tray 42 is locked in place using a small locking tongue extending from the bottom surface of the polyethylene insert into a recess 44 located on the lateral edge of the metallic tibial tray 21. said tongue when locked in place after lateral insertion will prevent it from moving outwards as shown in Fig. 9.
[0076] A bandeja tibial metálica provê ainda dois furos 45 na lateral da dita bandeja usados para a inserção da ferramenta guia e impactador para assentar a dita bandeja tibial na posição apropriada sobre o planalto tibial ósseo.[0076] The metallic tibial tray also provides two holes 45 on the side of said tray used for the insertion of the guide tool and impactor to seat said tibial tray in the appropriate position on the tibial bone plateau.
[0077] Em uma modalidade diferente da presente invenção, as garras de retenção 2, 3, 4 e 5 são substituídas com miniestacas curtas centrais 9 e 10 tendo um comprimento entre cinco e dez milímetros, como observado na Fig. 2. As ditas miniestacas sendo muito curtas não interferirão com a inserção do implante diretamente através do acesso lateral direto mas permitirão que o cirurgião operador use cimento de osso de metacrilato de metila convencional e insira e assente a prótese bicondilar anteriormente. As miniestacas impedirão a migração lateral do implante. Além disso, este método elimina a necessidade quanto ao deslocamento da patela lateralmente e não danifica nenhum tecido mole adjacente incluindo o tendão do quadríceps. Em uma modalidade diferente, as miniestacas têm uma ponta pontiaguda 57 para facilitar a penetração no osso.[0077] In a different embodiment of the present invention, the retaining claws 2, 3, 4 and 5 are replaced with short central mini-piles 9 and 10 having a length between five and ten millimeters, as seen in Fig. 2. Said mini-piles being too short will not interfere with implant insertion directly through the direct lateral access but will allow the operating surgeon to use conventional methyl methacrylate bone cement and insert and seat the bicondylar prosthesis anteriorly. The mini-stakes will prevent lateral migration of the implant. Furthermore, this method eliminates the need for lateral displacement of the patella and does not damage any adjacent soft tissue including the quadriceps tendon. In a different embodiment, the mini-stakes have a pointed tip 57 to facilitate penetration into the bone.
[0078] De modo a realizar a resseção óssea, o cirurgião operador deve delinear os três planos de resseção, que removerá a superfície articular que suporta peso dos côndilos femorais medial 32 e lateral 31. Um padrão femoral portátil 37 Fig. 4 é usado, que possibilitará inserir precisamente dois pinos padrão 28 no aspecto lateral do fêmur distal na extremidade proximal da incisão, sem a necessidade para realizar uma nova incisão de pele. O padrão femoral portátil compreende duas almofadas articulares arqueadas 25, conectadas juntas por bastões de conexão ajustáveis 30. As ditas almofadas são colocadas sobre as superfícies articulares correspondentes e manualmente mantidas no lugar pelo cabo 29 depois firmemente presas no ligar com dois pinos pequenos introduzidos através do furo 27.[0078] In order to perform the bone resection, the operating surgeon must delineate the three resection planes, which will remove the weight-bearing articular surface of the medial 32 and lateral 31 femoral condyles. A portable femoral template 37 Fig. 4 is used, which will make it possible to precisely insert two standard 28 pins into the lateral aspect of the distal femur at the proximal end of the incision, without the need to make a new skin incision. The portable femoral pattern comprises two arcuate joint pads 25, connected together by adjustable connecting rods 30. Said pads are placed on the corresponding articular surfaces and manually held in place by the cable 29 then firmly secured in the connector with two small pins introduced through the hole 27.
[0079] Subsequente à colocação precisa do padrão portátil e a inserção dos dois pinos de fixação 28, através dos suportes 26, o cirurgião operador posicionará os blocos de corte poligonais com fenda em T 39 sobre os dois pinos de fixação e contra a superfície lateral do fêmur distal (Fig. 6). O dito bloco de corte com fenda em T 39 compreende três superfícies planas 35 que correspondem às três superfícies planas das superfícies côncavas não articulares 6 do componente femoral metálico.[0079] Subsequent to the precise placement of the portable pattern and the insertion of the two fixation pins 28, through the supports 26, the operating surgeon will position the polygonal cutting blocks with T-slot 39 over the two fixation pins and against the lateral surface of the distal femur (Fig. 6). Said T-slot cutting block 39 comprises three flat surfaces 35 corresponding to the three flat surfaces of the non-articulating concave surfaces 6 of the metallic femoral component.
[0080] Como mencionado acima, a resseção do osso femoral é realizada usando a unidade cortadora de osso eletromagnética 49, que é totalmente descrita na Pat US. 8.167.883, depositada por Zafer Termanini. O dito condutor eletromagnético compreende um cortador circular oscilante 50 e tem um trilho na forma de T invertido 48 no fundo da unidade em uma forma de um T invertido para guiar o seu movimento quando o dito trilho desliza dentro de uma ranhura em T 36 localizado nos padrões de corte femoral e tibial 39.[0080] As mentioned above, resection of the femoral bone is performed using the electromagnetic bone cutting unit 49, which is fully described in the US Pat. 8,167,883, filed by Zafer Termanini. Said electromagnetic conductor comprises an oscillating circular cutter 50 and has an inverted T-shaped track 48 on the bottom of the unit in the shape of an inverted T to guide its movement when said track slides within a T-slot 36 located in the femoral and tibial cutting patterns 39.
[0081] O deslizamento acidental do cortador de osso eletromagnético além do seu alvo ósseo pretendido pode causar dano ao tecido mole e romper estruturas anatômicas principais. De modo a impedir tal evento indesejado, um calibrador convencional ou calibre de profundidade é usado para medir a distância percorrida, que é igual à largura dos côndilos medial e lateral Subsequentemente, uma parada mecânica 46 na forma de uma cavilha deslizavelmente móvel é aplicada nos trilhos 48 do cortador de osso eletromagnético de modo a restringir o seu percurso para além do ponto de resseção desejado.[0081] Accidentally sliding the electromagnetic bone cutter past its intended bone target can cause soft tissue damage and disrupt key anatomical structures. In order to prevent such an undesired event, a conventional caliper or depth gauge is used to measure the distance traveled, which is equal to the width of the medial and lateral condyles. 48 of the electromagnetic bone cutter in order to restrict its travel beyond the desired resection point.
[0082] Em uma modalidade diferente da presente invenção, a resseção das superfícies articulares do fêmur distal e da tíbia proximal é realizada usando um atuador robótico 56 tendo pelo menos quatro eixos geométricos de liberdade.[0082] In a different embodiment of the present invention, resection of the articular surfaces of the distal femur and proximal tibia is performed using a robotic actuator 56 having at least four geometric axes of freedom.
[0083] O dito atuador robótico está situado no topo de uma plataforma circular rotativa 54 situada no topo do estabilizador 11 (Fig 14). Deve ser mencionado que o estabilizador 11 é construído de metal ou material plástico durável, que suporte a esterilização em autoclave. O dito estabilizador é preso, sobre os lençóis de campo, aos trilhos laterais da mesa de operação depois do cobrimento com lençóis de campo estéreis apropriados do paciente. Plástico claro estéril cobrirá a unidade atuadora robótica inteira para preservar a esterilidade do campo cirúrgico. A conexão ao módulo de controle pode ser estabelecido com conexão por fio esterilizável ou remotamente por conexão sem fio usando Wi-Fi ou outra transmissão sem fio bem conhecida na técnica. O fornecimento de energia será então provido usando unidade de conjunto de baterias recarregáveis 53 contida no próprio atuador robótico.[0083] Said robotic actuator is located on top of a rotating circular platform 54 located on top of the stabilizer 11 (Fig 14). It should be mentioned that the stabilizer 11 is constructed of durable metal or plastic material, which withstands autoclave sterilization. Said stabilizer is attached, over the field sheets, to the side rails of the operating table after covering the patient with appropriate sterile field sheets. Sterile clear plastic will cover the entire robotic actuator unit to preserve the sterility of the surgical field. Connection to the control module can be established with sterilizable wired connection or remotely wirelessly using Wi-Fi or other wireless transmission well known in the art. Power supply will then be provided using rechargeable battery pack unit 53 contained in the robotic actuator itself.
[0084] O atuador robótico é conectado a um computador e monitor onde DICOM do escaneamento CT pré-operatório do paciente é recuperado permitindo o registro do registro do atuador.[0084] The robotic actuator is connected to a computer and monitor where DICOM of the preoperative CT scan of the patient is retrieved allowing the registration of the actuator registration.
[0085] Como na usinagem CNC, onde a peça de trabalho é solidamente fixa com um torno antes do fresamento, o fêmur distal é solidamente fixo à plataforma de operação --- usando o estabilizador 11, preso via suporte aos trilhos laterais 14 da plataforma 15, depois a resseção da superfície articular do fêmur distal é feita e as três superfícies planas são preparadas 51 (Fig. 14), atenção é então voltada para a preparação da tíbia proximal, que é depois presa em maneira similar ao estabilizador com dois pinos de fixação grandes 12 como para o lado femoral. Subsequentemente, a superfície da tibial proximal é preparada ressecando-se a superfície articular da tíbia proximal 18 usando o cortador de osso eletromagnético.[0085] As in CNC machining, where the workpiece is solidly fixed with a lathe before milling, the distal femur is solidly fixed to the operating platform --- using the stabilizer 11, attached via support to the side rails 14 of the platform 15, then the resection of the articular surface of the distal femur is performed and the three flat surfaces are prepared 51 (Fig. 14), attention is then turned to the preparation of the proximal tibia, which is then secured in a similar manner to the stabilizer with two pins fixation screws 12 as for the femoral side. Subsequently, the proximal tibial surface is prepared by resecting the articular surface of the proximal tibia 18 using the electromagnetic bone cutter.
[0086] Como oposto à técnica anterior, tal como a navegação ou tecnologia háptica, onde os objetos alvos tais como o osso são móveis, na presente invenção, o osso é firmemente fixo e não se move. Além disso, a navegação da técnica anterior é basicamente usada para alinhar as guias de corte. Na presente invenção, o atuador 56 guiará o cortador eletromagnético para realizar o corte do osso diretamente sem o uso de padrões ou guias de corte com fendas.[0086] As opposed to the prior art such as navigation or haptic technology, where the target objects such as the bone are movable, in the present invention, the bone is firmly fixed and does not move. Also, the prior art navigation is primarily used to align the cropping guides. In the present invention, the actuator 56 will guide the electromagnetic cutter to perform bone cutting directly without the use of patterns or slotted cutting guides.
[0087] Com respeito à descrição acima, deve ser entendido que as relações dimensionais ideais para as partes da invenção, para incluir variações no tamanho, materiais, formato, forma, função e maneira de operação, montagem e uso, são julgadas prontamente evidentes e óbvio para uma pessoa habilitada na técnica, e todas as relações equivalentes àquelas ilustradas nos desenhos e descritas no relatório descritivo são intencionadas serem abrangidas pela presente invenção.[0087] With respect to the above description, it should be understood that the ideal dimensional relationships for the parts of the invention, to include variations in size, materials, shape, form, function and manner of operation, assembly and use, are deemed readily evident and obvious to a person skilled in the art, and all relationships equivalent to those illustrated in the drawings and described in the specification are intended to be encompassed by the present invention.
[0088] Portanto, o precedente é considerado apenas como ilustrativo dos princípios da invenção. Além disso, visto que numerosas modificações e mudanças prontamente ocorrerão àqueles habilitados na técnica, não é desejado limitar a invenção à construção e operação exatas mostradas e descritas, e consequentemente, todas as modificações e equivalentes adequados podem ser recorridas, situando dentro do escopo da invenção.[0088] Therefore, the foregoing is considered only as illustrative of the principles of the invention. Furthermore, since numerous modifications and changes will readily occur to those skilled in the art, it is not desired to limit the invention to the exact construction and operation shown and described, and accordingly, all suitable modifications and equivalents may be resorted to, falling within the scope of the invention. .
Claims (4)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/096,209 US20170290669A1 (en) | 2016-04-11 | 2016-04-11 | System and method for side insertion of a bicondylar mini knee implant |
| US15/096,209 | 2016-04-11 | ||
| PCT/US2017/018058 WO2017180234A1 (en) | 2016-04-11 | 2017-02-16 | System for side insertion of a bicondylar mini knee implant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112018069774A2 BR112018069774A2 (en) | 2019-02-05 |
| BR112018069774B1 true BR112018069774B1 (en) | 2023-06-20 |
Family
ID=
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