ES2199979T3 - Copa. - Google Patents
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- cavity
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- bone tissue
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- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
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- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
- A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
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- A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
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- A61F2/4609—Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof of acetabular cups
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- A61F2002/30362—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit with possibility of relative movement between the protrusion and the recess
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- A61F2002/30331—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit
- A61F2002/30378—Spherically-shaped protrusion and recess
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- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
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- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/3085—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with a threaded, e.g. self-tapping, bone-engaging surface, e.g. external surface
- A61F2002/30858—Threads interrupted by grooves or sidewalls, e.g. flat sidewalls
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- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/30878—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with non-sharp protrusions, for instance contacting the bone for anchoring, e.g. keels, pegs, pins, posts, shanks, stems, struts
- A61F2002/30879—Ribs
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- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2002/30906—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth shot- sand- or grit-blasted
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- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2002/30925—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth etched
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- A61F2/30—Joints
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- A61F2002/3401—Acetabular cups with radial apertures, e.g. radial bores for receiving fixation screws
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- A61F2/30—Joints
- A61F2/32—Joints for the hip
- A61F2/34—Acetabular cups
- A61F2002/3412—Acetabular cups with pins or protrusions, e.g. non-sharp pins or protrusions projecting from a shell surface
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- A61F2002/3412—Acetabular cups with pins or protrusions, e.g. non-sharp pins or protrusions projecting from a shell surface
- A61F2002/342—Acetabular cups with pins or protrusions, e.g. non-sharp pins or protrusions projecting from a shell surface the outer shell having circumferential protrusions parallel to the equatorial plane, e.g. circumferential fins or wings
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- A61F2002/3453—Acetabular cups having a non-hemispherical convex outer surface, e.g. quadric-shaped
- A61F2002/3466—Acetabular cups having a non-hemispherical convex outer surface, e.g. quadric-shaped having a cylindrical external shape, e.g. entirely cylindrical
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- A61F2220/00—Fixations or connections for prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2220/0025—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2220/0033—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementary-shaped recess, e.g. held by friction fit
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN ELEMENTO EN FORMA DE CANGILON PARA UNA PROTESIS DE ARTICULACION DE CADERA, PARA SU IMPLANTACION EN UNA CAVIDAD EN TEJIDO OSEO EN EL ACETABULO, QUE INCLUYE UN CANGILON ACETABULAR (1) HECHO DE METAL, UN MATERIAL CERAMICO O CUALQUIER OTRO MATERIAL APROPIADO, PREFERENTEMENTE DE TITANIO, SIENDO EL EXTERIOR DE DICHO CANGILON GIRATORIAMENTE SIMETRICO ALREDEDOR DE UN EJE CENTRAL DE SIMETRIA. EL LADO EXTERIOR DEL CANGILON (1), QUE ES EL LADO QUE MIRA AL TEJIDO OSEO, ESTA PROVISTO CON AL MENOS UNA PERLA CIRCUNFERENCIAL (5) CERCA DEL BORDE DEL CANGILON (1), TENIENDO DICHA PERLA (5) UNA FORMA DE LENGUETA EN SECCION Y PERMITIENDO A CONTINUACION QUE EL CANGILON (1) SEA EMPUJADO DENTRO DE DICHA CAVIDAD PERO CONTRARRESTANDO LA RETIRADA DE DICHO CANGILON (1) DE DICHA CAVIDAD, INCLUYENDO DICHO LADO EXTERNO DICHA(S) PERLA(S) (5) QUE ESTA PROVISTA CON UNA ESTRUCTURA ASPERA QUE SIRVE DE FILA CUANDO DICHO CANGILON (1) ES MOVIDO O GIRADO EN DICHA CAVIDAD.
Description
Copa.
La presente invención se refiere a un miembro en
forma de copa para una prótesis de articulación de cadera destinada
a su implantación en una cavidad del tejido óseo en el acetábulo,
que comprende una copa acetabular hecha de metal, cerámica o
cualquier otro material adecuado, preferiblemente de titanio, siendo
la parte exterior de dicha copa, a implantar en el tejido óseo,
rotacionalmente simétrica alrededor de un eje central de
simetría.
Las articulaciones de cadera artificiales han
sido usadas e implantadas en los humanos durante un largo periodo
de tiempo. Las articulaciones normalmente comprenden una parte
femoral, que está destinada a ser insertada o implantada en el
fémur y que lleva un elemento de articulación en forma de bola,
normalmente hecho de metal o de material cerámico. Además, la
articulación comprende normalmente un miembro en forma de copa, es
decir, una copa acetabular, que se debe insertar o unir al
acetábulo, y que debe sostener un revestimiento complementario en
forma de copa, normalmente hecho de Polietileno de Peso Molecular
Ultra Alto (UHMWPE) o un material polímero similar, en el cual el
elemento en forma de bola debe articularse o girar.
La profundidad del tejido óseo que se encuentra
disponible en el acetábulo para unir la copa acetabular está
limitada en la mayoría de las direcciones. La copa acetabular es
además de por sí bastante plana y superficial, lo que significa que
la copa, por lo menos en cierta medida, puede ser considerada como
colocada más o menos directamente sobre la superficie del tejido
óseo y no dentro del tejido óseo, lo cual está en contraste con la
mayoría de los demás implantes óseos comúnmente utilizados, tales
como los implantes dentales en forma de tornillo o implantes
femorales normalizados. Estos factores hacen difícil diseñar una
copa acetabular que se pueda unir al tejido óseo por medio de la
forma de la copa o diseñar medios de fijación eficientes para la
copa.
Se pueden encontrar ejemplos de copas
acetabulares conocidas en la técnica en el documento
DE-A-33 22 978, que describe un
elemento de copa acetabular esférica 1 provisto de clavijas 7 de un
material biodegradable; en el documento
EP-A2-575 102, que proporciona otro
ejemplo de un componente de copa acetabular esférica, y en el
documento US-A-4,184,794, que
describe, entre otros, un componente de copa acetabular que está
provisto de un recubrimiento de termoplásticos de bioingeniería
seleccionados.
Otras copas acetabulares de la técnica anterior
se describen por ejemplo en los documentos
DE-A-24 54 635,
DE-A-28 45 101,
US-A-3,903,549 y
US-A-4,795,470.
Un metal que se usa comúnmente en los implantes
óseos es el titanio, debido a su probada afinidad con el tejido
óseo y a su buena biocompatibilidad. Una propiedad particular del
titanio es su tendencia a formar una estrecha conexión con el
tejido óseo. La formación de esta estrecha conexión se denomina
frecuentemente "óseointegración". Un factor que puede ser
importante para un proceso adecuado de óseointegración es un
relativamente buen ajuste entre el implante y el tejido óseo, otro
una inmovilidad relativa entre implante y tejido óseo.
El objeto de la presente invención es proveer una
copa acetabular que proporcione condiciones favorables para el
proceso de óseointegración influyendo en los factores descritos
anteriormente y que por consiguiente proporcione una copa que se
unirá firmemente al tejido óseo.
Este objeto se logra porque el lado exterior de
la copa, que es el lado que se enfrenta con el tejido óseo, está
provisto de al menos un cordón orientado circunferencialmente
próximo al borde del elemento en forma de copa, teniendo dicho
cordón en corte una forma de púas, y permitiendo por consiguiente
que el elemento en forma de copa sea empujado hacia dentro de dicha
cavidad, pero contrarrestando la extracción de dicho elemento en
forma de copa de dicha cavidad, incluyendo dicho lado exterior
dicho(s) cordón(es) provistos con una estructura
áspera que actúa como una lima o sierra cuando se empuja dicha copa
y/o se hace girar a la misma dentro de dicha cavidad.
En las reivindicaciones subordinadas se
establecen realizaciones ventajosas adicionales.
la Fig. 1 muestra una vista lateral de una copa
acetabular de acuerdo con la invención
la Fig. 2 muestra una vista de la copa de la
Fig.1
la Fig. 3 es un corte según la línea
III-III de la
Fig. 2
Fig. 2
la Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de la
copa y
la Fig. 5 detalles de la rosca.
En esta realización preferida, el miembro en
forma de copa comprende una copa acetabular 1 que se muestra en
detalle en las Figs. 1-3. La copa 1 está destinada
a sostener un revestimiento complementario que puede ser unido a la
copa de acuerdo con cualquier procedimiento o por cualesquiera
medios normalizados.
La copa comprende dos partes principales, un
segmento esférico 2 y una parte cilíndrica 3 que están junto al
borde del segmento esférico. El exterior de la parte cilíndrica 3
está provisto de un cordón circunferencial que tiene la forma de
una rosca 5. El lado o flanco delantero 6 de la rosca 5 forma un
ángulo agudo con la superficie de la parte cilíndrica de la copa,
es decir, la orientación longitudinal de la misma, mientras que el
borde o flanco posterior 7 es más o menos perpendicular a dicha
superficie de la copa. El paso D de la rosca puede ser de unos 2 mm
y la altura H de aproximadamente 1 mm en una copa de tamaño normal.
De esta manera, la rosca en sección tendrá forma de una púa o de un
diente de sierra. Cuando la copa se empuja dentro de una cavidad en
el tejido óseo, la rosca consiguientemente permitirá que la copa se
mueva hacia dentro de la cavidad, pero impedirá que la copa se
desplace hacia fuera de la cavidad.
Las roscas no tienen que correr a lo largo de
toda la periferia de la parte cilíndrica 3, y por ejemplo, se
pueden interrumpir por medio de huecos axiales 8 espaciados en
forma equidistante a lo largo de la periferia.
Toda la superficie exterior de la copa,
incluyendo la parte cilíndrica 3 y las roscas 5, es áspera. La
estructura áspera debería tener bordes relativamente afilados a fin
de poder funcionar en forma semejante a una lima. Un modo adecuado
de obtener aspereza es mediante el granallado de la superficie con
Al_{2}O_{3} que tenga un tamaño de partícula de unos 0,25 mm, a
una presión de 3-6 bar. También es concebible el uso
de partículas de TiO_{2}.
El borde libre de la parte cilíndrica está
también provisto de un talón sobresaliente 4, que se puede utilizar
para enclavar el revestimiento contra la rotación en la copa cuando
está realmente en uso la prótesis de articulación de cadera y el
miembro en forma de bola arriba mencionado sobre la parte femoral
de la prótesis se desplaza en el revestimiento.
Cuando se va a montar la prótesis, se talla una
cavidad en el tejido óseo del acetábulo. La forma de esta cavidad
corresponde estrechamente a la superficie exterior de la copa, con
independencia de las roscas. El diámetro de la cavidad es
aproximadamente 1 mm menor que el diámetro de parte del núcleo de la
parte cilíndrica de la copa, es decir, aproximadamente 1 mm menor
que el diámetro medido desde los extremos de las roscas 5. La copa
se encaja a continuación con suavidad dentro de la cavidad en tanto
sea posible. Entonces la copa quedará retenida en la cavidad por
medio de las roscas, que serán apretadas contra las paredes de la
cavidad. El movimiento de la copa hacia dentro dará lugar a que la
aspereza del exterior de la copa actúe como una lima, en cierto
modo conformando la cavidad según la forma de la copa. Algo del
tejido ósea arrancado se depositará también en la rugosidad.
Entonces se puede girar la copa dentro de la
cavidad, por ejemplo un cuarto de vuelta, por medio de una
herramienta que se aplica al talón 4. Esta rotación de la copa
tiene cuatro aspectos importantes, cada uno de los cuales es
importante per se, pero que resultan más ventajosos en
combinación.
El primer aspecto es que la estructura rugosa en
la superficie actuará como una lima sobre la superficie interior de
la cavidad y por tanto, si fuera necesario, conformará la cavidad
de forma que se ajuste exactamente a la forma de la copa.
El segundo aspecto es que la rosca, que también
actuará como una lima, cortará una rosca interior en la superficie
interna de la cavidad, por cuyo medio la copa se sostendrá todavía
con mayor firmeza. El tejido óseo arrancado será recogido por las
irregularidades de la superficie en estos dos casos.
El tercer aspecto es que la copa será atornillada
hacia dentro de la cavidad por medio de las roscas que están siendo
talladas, lo que significa que la copa será apretada hacia dentro
contra la superficie de la cavidad.
El cuarto aspecto, como se mencionó
anteriormente, es que las irregularidades de la superficie se
llenarán de tejido óseo arrancado, que promoverá el crecimiento de
tejido óseo de nueva formación en las irregularidades.
La parte cilíndrica de la copa tenderá a
estabilizar la copa en la cavidad, puesto que contrarrestará
cualquier tendencia de la copa a girar saliendo de la cavidad por
un movimiento de deslizamiento lateral a lo largo de las superficies
esféricas respectivas de la copa y de la cavidad. La parte
cilíndrica también ofrecerá una mayor zona de unión a lo largo del
borde de la copa, es decir, aquella parte en la cual las fuerzas
del tejido óseo, que son un resultado del hecho de que la copa ha
sido empujada hacia dentro de la cavidad, están orientadas
perpendicularmente con respecto al eje de simetría de la copa.
Las roscas en el exterior de la parte cilíndrica
de la copa tienen la ventaja de que la copa se puede desenroscar
fácilmente sin dañar la cavidad en el acetábulo, en el caso de que
la copa llegara a estar sesgada durante el proceso de inserción.
La invención puede variar, por supuesto, de
muchas maneras dentro del objeto de las reivindicaciones anexas.
Por ejemplo, se debería observar que los cordones de roscas no
tienen que ser continuos a lo largo de toda la periferia de la copa,
y pueden tener la forma, por ejemplo, de una o varias secciones
relativamente cortas.
La rugosidad de la superficie exterior de la copa
puede obtenerse evidentemente de cualquier manera adecuada que dé
lugar a irregularidades de bordes relativamente afilados. Por
ejemplo, pueden ser métodos alternativos, el ataque con ácidos, el
rayado o corte mecánico y posiblemente el rociado con plasma.
También se podría obtener la rugosidad en la superficie
proporcionando a la superficie una capa áspera de cualquier
material distinto del material de la copa, tal como una capa rociada
por plasma de hidroxiapatita. La capa adicional puede ser
ventajosamente un material que promueva la óseointegración o que
estimule el crecimiento. La superficie rugosa también podría ser
dotada de una capa delgada de un agente estimulante del crecimiento
o tratada con dicho agente.
La copa, evidentemente, puede ser dotada de
medios de sujeción adicionales, tales como orificios para tornillos
al hueso, si las condiciones existentes fueran tales que lo
exigieran.
La copa, evidentemente, puede ser dotada de otros
medios adecuados de aplicación de herramientas para la rotación de
la copa, distintos del talón descrito en la realización preferida.
También debería observarse que el cuarto de vuelta de la copa
descrito en relación con la realización preferida se da sólo como
ejemplo, y que son posibles otros ángulos de rotación.
Claims (8)
1. Una copa acetabular (1) para implantación,
como parte de una prótesis de articulación de cadera, en una
cavidad del tejido óseo del acetábulo, donde dicha copa se hace de
metal, cerámica o cualquier otro material adecuado, y en la cual el
exterior de dicha copa a implantar en el tejido óseo es simétrico
rotacionalmente alrededor de un eje de simetría, que comprende:
- un segmento esférico que presenta una superficie exterior esférica para aplicación a la cavidad; y
- al menos un cordón (5) orientado circunferencialmente, dispuesto junto a un borde de la copa (1) y que presenta una forma como de púa en sección, permitiendo que dicha copa (1) sea empujada hacia dentro de dicha cavidad, pero contrarrestando la retirada de dicha copa (1) de la cavidad.
caracterizada
porque
- - la copa (1) está formada por las dos siguientes partes principales:
- (i)
- una primera parte (2) que forma dicho segmento esférico, y
- (ii)
- una parte cilíndrica (3) al lado del segmento esférico (2), en la base del mismo, presentando también dicha parte cilíndrica (3) una superficie exterior para aplicación a dicha cavidad.
- -
- dicho al menos un cordón (5) orientado circunferencialmente está dispuesto en la superficie exterior de la parte cilíndrica (3); y
- -
- dicha superficie exterior esférica de dicho segmento esférico (2) así como dicha superficie exterior de la parte cilíndrica (3), incluyendo dicho al menos un cordón (5), son rugosas de tal manera que se adaptan para actuar como una lima cuando dicha copa (1) se mueve o gira dentro de dicha cavidad.
2. Una copa acetabular (1) de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho al menos un cordón (5) presenta un
flanco delantero (6) que forma un ángulo agudo con dicha superficie
exterior de la parte cilíndrica (3), y un flanco posterior (6) que
es sustancialmente perpendicular a dicha superficie exterior.
3. Una copa acetabular (1) de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, en la que dichas superficies exteriores (2,
3), que incluyen al menos un cordón (5), se hacen rugosas por
granallado, preferiblemente con partículas de TiO_{2} o
Al_{2}O_{3}.
4. Una copa acetabular (1) de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, en la que dichas superficies exteriores (2,
3), que incluyen al menos un cordón (5) se hacen rugosas por
cualquiera de los sistemas de ataque ácido, rayado mecánico, corte o
rociado de plasma.
5. Una copa acetabular (1) de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, en la que dichas superficies exteriores (2,
3), que incluyen al menos un cordón (5) se hacen rugosas
disponiendo una capa rugosa de algún material distinto del material
de la copa (1).
6. Una copa acetabular (1) de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho al
menos un cordón (5) tiene la forma de al menos una rosca.
7. Una copa acetabular (1) de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho al
menos un cordón (5) tiene la forma de una o varias series de
secciones, siendo cada sección más corta que la circunferencia
entera de la parte respectiva de la copa.
8. Una copa de acuerdo con la reivindicación 7,
en la que dichas secciones están separadas por huecos (8) que se
extienden longitudinalmente a lo largo del eje principal de la
parte cilíndrica, a través de toda la parte del cordón.
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