ES2222970T3

ES2222970T3 - Articulacion artificial de dedo.

Info

Publication number: ES2222970T3
Application number: ES01810186T
Authority: ES
Inventors: Markus Rauscher
Original assignee: Zimmer GmbH
Current assignee: Zimmer GmbH
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: US20010025199A1; ATE274884T1; DE50103437D1; US6423097B2

Abstract

Articulación artificial de dedo con un cabezal convexo (1) de articulación y una envoltura cóncava de articulación, que son sujetables con independencia uno de otra en cada caso con un vástago (3, 4) en un extremo (5, 6) de hueso y son movibles en un plano de articulación desde una posición (7) de extensión con ejes (8, 9) paralelos de vástago a una posición (10) de hiperextensión o a una posición extrema (11) de articulación, sobresaliendo de la envoltura (2) de articulación una espiga (12) de guía en la dirección de su eje (9) de vástago que penetra en una cavidad (13) del cabezal (1) de articulación, presentando la cavidad (13) un primer tope (16) para la espiga (12) de guía en la posición (10) de hiperextensión, caracterizada porque entre la envoltura (2) de articulación y el cabezal (1) de articulación existe un segundo tope (17) en la posición (10) de hiperextensión que impide una basculación de la espiga (12) de guía y del vástago (4) de la envoltura (2) de articulación alrededor delprimer tope (16).

Description

Articulación artificial de dedo.

El invento trata de una articulación artificial de dedo con un cabezal convexo de articulación y una envoltura cóncava de articulación, que son sujetables con independencia uno de otra en cada caso con un vástago en un extremo de hueso y son movibles en un plano de articulación desde una posición de extensión con ejes de vástago paralelos a una posición de hiperextensión o a una posición extrema de articulación. El documento US-A-5 674 297 representa el estado próximo de la técnica.

Las articulaciones artificiales de dedo existen entre un hueso de metacarpo y un hueso de dedo o entre huesos individuales de dedo. Para poder operar en tal articulación de dedo, el operador debe despejar los extremos de hueso y empujar apartando minuciosamente a un lado vasos sanguíneos, nervios y tendones, sin que éstos se hiperextiendan. Es por tanto usual en el empuje lateral que causaría una extensión llevar el ligamento a la posición de articulación en la que ambos extremos de hueso estén despejados para una resección. Por consiguiente es una ventaja que puedan emplearse el cabezal de articulación y la cazoleta de articulación con independencia uno de otra y puedan engranarse como una articulación natural, sin que se presente la hiperextensión antes mencionada.

Así, la memoria de patente U.S.4,231,121 muestra una articulación de dedo que consta de un cabezal de articulación con vástago conformado y de una envoltura de articulación con vástago conformado, que pueden empujarse juntas en una posición de articulación. El espacio de juego de movimiento parte de una posición de extensión hasta una hiperextensión o hasta una posición extrema de articulación. Tal realización tiene la desventaja de que en las posiciones extremas, por ejemplo en la hiperextensión, al presentarse una fuerza transversal puede efectuarse un deslizamiento de la envoltura de articulación desde el cabezal de articulación, ya que el estado de equilibrio depende de la fuerza con la que las dos partes de articulación se retengan juntas por los ligamentos que las rodean.

Por el documento DE 4337922 A1 es conocida una prótesis de articulación de dedo, de cuya envoltura de articulación se distancia un muñón que lleva en su extremo libre una rótula, con la que se agarra por detrás una parte de rótula soportada en la envoltura de articulación.

La misión del invento es mejorar a este respecto las articulaciones artificiales de dedo. Esta misión se soluciona de modo que entre la envoltura de articulación y el cabezal de articulación exista un segundo tope en la posición de hiperextensión, que impida una basculación de la espiga de guía y del vástago alrededor del primer tope.

El invento tiene la ventaja de que por la aportación de un segundo tope en una posición en la que, se llega a un primer tope para la posición de hiperextensión y se formaría un centro momentáneo para una continuación del giro, se detiene el movimiento.

Otras mejoras ventajosas resultan de las reivindicaciones dependientes 2 a 12.

Así es una ventaja que por una configuración correspondiente de la cavidad sean posibles ángulos \alpha de basculación de 80º a 130º entre la posición de hiperextensión y la posición extrema de articulación, que se hallan en la zona de basculación de una articulación natural de dedo.

Una forma de realización prevé un casquete conformado en la envoltura de articulación en dirección de la posición de hiperextensión, que al alcanzar la posición de hiperextensión choca con un segundo tope en el cabezal de articulación que está desplazado hacia fuera por un punto de giro en el cabezal de articulación en una distancia S de su vástago. Una ventaja de este casquete es que retiene a distancia determinados ligamentos y está al mismo tiempo guiado por estos ligamentos. La espiga de guía puede surgir como espiga redonda de la envoltura de la envoltura de articulación, lo que es sencillo en la técnica de fabricación. Otra ventaja de este casquete consiste en que en un movimiento de agarre se impide la luxación de la palma de la mano.

Otra forma de configuración prevé que la cavidad presente sobre un punto de giro un ensanche hacia fuera cortado por detrás con un segundo tope que está dispuesto opuesto al primer tope, para retener la espiga de guía prolongada más allá del punto de giro cuando choque contra el primer tope. Esta configuración tiene la ventaja de que el segundo tope se halla dentro del cabezal de articulación y no puede molestar externamente.

Entre la espiga de guía y la cavidad puede estar previsto un juego respecto a los costados laterales de guía, que valga más del 5% del ancho de la espiga de guía, para hacer posible una articulación en una posición de los ejes de vástago inclinada ligeramente a un lado. Esto tiene la ventaja de que los dedos pueden articularse paralelos uno con otro a pesar de la posición extendida de los huesos del metacarpo.

En una sección transversal rectangular de la espiga de guía el juego respecto a los costados de guía puede estar ajustado de modo que por una diagonal del rectángulo, que sea mayor que la distancia entre los costados de guía, se consiga un seguro contra el giro. Una espiga de guía reducida en el juego respecto a los costados de guía tiene la ventaja de que los grados de libertad para los movimientos de articulación son iguales que los que existen en una articulación natural de dedo.

Otra ventaja consiste en que las superficies de apoyo del cabezal de articulación y de la envoltura de apoyo son congruentes en la posición de hiperextensión, para poder absorber en esta posición las mayores fuerzas de apoyo, pero que debe poder absorber la curvatura del cabezal de articulación en la dirección de articulación para no tensar demasiado los ligamentos por el espacio de la articulación.

De forma análoga a la limitación del movimiento en la hiperextensión se puede poner en la posición extrema de articulación un tercer tope e impedir una basculación alrededor de este tercer tope por un cuarto tope, que del mismo modo esté por ejemplo colocado en la cavidad y actúe sobre la espiga de guía.

Para realizar de forma sencilla en técnica de fabricación una cavidad con topes cortados por detrás, puede fabricarse en primer lugar una cavidad sin cortes por detrás, en la que posteriormente unos pernos colocados formen los cortes por detrás y los topes. El cabezal de articulación y la envoltura de articulación están ventajosamente fabricados de metales compatibles con el cuerpo, por ejemplo titanio o aleaciones de titanio o aleaciones de cobalto - cromo - molibdeno. Las relaciones de rozamiento entre las superficies de articulación pueden mejorarse si una de las superficies está compuesta de plástico, por ejemplo polietileno o PEAK (poliarilétercetonas).

En lo que sigue se representa el invento con la ayuda de unos ejemplos de realización. Se muestra:

la fig. 1 esquemáticamente un corte longitudinal muy aumentado de una articulación artificial de dedo según el invento en posición de hiperextensión;

la fig. 2 esquemáticamente un alzado lateral del cabezal de articulación de la figura 1;

la fig. 3 esquemáticamente una vista sobre el lado frontal del cabezal de articulación de la figura 2 con una espiga de guía rectangular que penetra en la cavidad;

la fig. 4 esquemáticamente un corte longitudinal análogo al de la figura 1, en el que se forman topes para una espiga de guía por pernos colocados posteriormente;

la fig. 5 esquemáticamente un alzado lateral del cabezal de articulación de la figura 4;

la fig. 6 esquemáticamente una vista sobre el lado frontal del cabezal de articulación de la figura 5;

la figura 7 esquemáticamente otra solución análoga a la de la figura 1, en la que el cabezal de articulación puede fabricarse como pieza de inyección con una separación de molde perpendicular a la hiperextensión;

la figura 8 esquemáticamente una vista sobre el lado frontal del cabezal de articulación de la figura 7;

la figura 9 esquemáticamente un alzado lateral de la envoltura de articulación y de la espiga de guía de la figura 8;

la figura 10 esquemáticamente un corte longitudinal por otra realización de una articulación artificial de dedo con un casquete conformado en la envoltura de articulación;

la figura 11 esquemáticamente una vista del cabezal de articulación de la figura 10;

la figura 12 esquemáticamente una superficie apoyo fabricada como pieza de plástico que es insertable como envoltura de apoyo en la envoltura de articulación de la figura 10;

la figura 13 esquemáticamente la envoltura de articulación de la figura 10 con dimensiones reducidas para el alojamiento de la pieza de plástico en la figura 12; y

la figura 14 esquemáticamente un alzado lateral de la envoltura de articulación de la figura 10.

Las figuras de los ejemplos de realización muestran una articulación de dedo con un cabezal convexo 1 de articulación y con una envoltura cóncava 2 de articulación que, en cada caso, son sujetables con un vástago 3, 4 en un extremo 5, 6 de hueso, y son movibles en un plano de articulación desde una posición 7 de extensión con ejes 8, 9 de vástago paralelos a una posición 10 de hiperextensión o a una posición 11 de articulación. De la envoltura 2 de articulación sobresale una espiga 12 de guía en la dirección de su eje 9 de vástago y penetra en una cavidad 13 del cabezal 1 de articulación, presentando la cavidad 13 un primer tope 16 para la espiga 12 de guía, en la posición 10 de hiperextensión. Un segundo tope 17 entre la envoltura 2 de articulación y el cabezal de articulación impide en la posición 10 de hiperextensión una basculación de la espiga 12 de guía y del vástago 4 de la envoltura 2 de articulación alrededor del primer tope 16.

A continuación se emplean los mismos símbolos de referencia para funciones iguales.

En el ejemplo de realización de las figuras 1, 3 y 3 el cabezal 1 de articulación está anclado con un vástago 3 en un extremo 5 de hueso. El anclaje se apoya por nervios 24 en el vástago 3. El cabezal 1 de articulación está provisto con una superficie 26 de apoyo en forma de esfera cuyo centro 10 forma un punto de giro en el eje 8 de vástago. Las superficies laterales del cabezal 1 de articulación presentan un aplanamiento 27. En el cabezal 1 de articulación está mecanizada una cavidad 13 con costados laterales 14, 15 de guía. En la posición 10 de hiperextensión de la envoltura 2 de articulación el cavidad 13 forma un primer tope 16 para la espiga 12 de guía que sobresale de la envoltura 2 de articulación en su eje 9 de vástago, y en la posición 11 de articulación un tercer tope 21 para la espiga 12 de guía. La cavidad 13 está cortada por detrás y presenta un ensanche 20. Dentro de este ensanche 20 la espiga 12 de guía prolongada sobre el punto 19 de giro puede arrastrarse en el giro, y choca en la posición 10 de hiperextensión con un segundo tope 17 que está girado en 180º respecto al primer tope 16 e impide una basculación de la espiga 12 de guía y su correspondiente vástago 4 alrededor del primer tope 16. Similar es la situación en la posición de articulación, en la que un cuarto tope 22 impide una basculación alrededor del tercer tope 21. La envoltura 2 de articulación gira con su envoltura cónica de apoyo alrededor del centro 19. Ella está igualmente anclada con un vástago 4 y con nervios 24 en un extremo 6 de hueso. La envoltura de articulación puede moverse desde una posición de extensión, en la que ambos ejes de vástago se alinean uno con otro en su proyección (figura 1) en un ángulo parcial \alpha_{1} a una posición 10 de hiperextensión o en un ángulo parcial \alpha_{2} a una posición 11 de articulación, limitándose el movimiento en cada caso por dos topes 15, 17; 21, 22 que actúan conjuntamente uno con otro. El ángulo \alpha de basculación de la articulación corresponde a la suma de \alpha_{1} y \alpha_{2} y vale por ejemplo 110º.

En la figura 3 está dibujada la sección transversal 25 de una espiga rectangular 12 de guía que presenta un juego total 28 respecto a los costados 14, 15 de guía de la cavidad 13, el cual corresponde al 40% del espesor del vástago. Aun así la sección transversal rectangular impide con una diagonal, que es mayor que la distancia entre los costados 14, 15 de guía, un giro extremo de la espiga 12 de guía y su correspondiente vástago 4 alrededor del eje 9 de vástago.

El ensanche 20 de la cavidad 13 puede realizarse en técnica de fabricación de distintas formas. En una espiga 12 de guía con sección transversal redonda puede hacerse un taladro previo para el ensanche 20 y a continuación terminar su mecanizado con un fresolín. Otra posibilidad consiste en sujetar un costado 14 de guía en el cabezal 1 de articulación sólo tras la fabricación del ensanche 20. Una posibilidad adicional está indicada en las figuras 4, 5 y 6.

En las figuras 4, 5 y 6 se concibe el cabezal 1 de articulación como pieza de inyección. La cavidad 13 y su ensanche 20 están dimensionados sin corte por detrás para un desmoldeo en la dirección del eje 48 de vástago. El primer tope 16 y el tercer tope 21 se forman por limitaciones de la cavidad 13. El segundo tope 17 para la posición 10 de hiperextensión se forma por unos pernos 23 colocados posteriormente. Del mismo modo el cuarto tope 22 para la posición 11 de articulación se forma por un perno 23 colocado posteriormente. Con los pernos 23 se podría básicamente realizar todos los topes 16, 21, 17, 22 con los pernos; desde luego que entonces el brazo de palanca para el par de giro a absorber se hace más corto. La envoltura 2 de articulación con la espiga 12 de guía puede estar realizada igual que en la figura 1.

En las figuras 7, 8 y 9 se propone para el cabezal 1 de articulación una pieza inyectada sin pernos, sobrando un cuarto tope. Un ensanche 20 en forma de hendidura de la cavidad 13 forma en la dirección de la extensión 7 un corte por detrás con un segundo tope 17 para la posición 10 de hiperextensión. La espiga 12 saliente sobre el punto 19 de giro ha sido reducida en su ancho en su punta, para engranar con el ensanche 20 en forma de hendidura y chocar en la posición de hiperextensión contra el segundo tope 17, mientras el primer tope 16 se forma por las espaldillas que quedan junto a la hendidura para la parte más ancha de la espiga 12 de guía. En la posición 11 de articulación, normalmente más débilmente cargada, se tiene un tercer tope 21 que no excluye totalmente una basculación alrededor de este tope. Los elementos de sujeción, vástagos 3, 4 y nervios 24, así como las dimensiones exteriores están realizados como en la figura 1.

En las figuras 10 a 14 está mostrada otra forma de realización para una articulación artificial de dedo. Un cabezal 1 de articulación está provisto con un vástago 3 con eje 8 de vástago y con nervios 24. Forma una superficie esférica 26 de apoyo con el punto 19 de giro. Las superficies laterales están provistas con aplanamientos 27. Una cavidad 13, que alcanza desde la posición 10 de hiperextensión hasta la posición 11 de articulación, forma los costados laterales 15 de guía, así como un primer tope 16 para un tercer tope 21 para una espiga 12 de guía que desde la envoltura 2 de articulación penetra en la cavidad 13. La figura 12 muestra una pieza inyectada de plástico que como superficie 29 de apoyo de plástico es insertable sobre la envoltura 2 de articulación en la figura 13. La envoltura 2 de articulación así juntada (figura 14) con un vástago 4 y nervios 24 es anclable. La espiga 12 de guía sobresale en la dirección de su eje 9 de vástago. En la propia envoltura de apoyo está conformado un casquete 18 en dirección de la hiperextensión. En la posición 10 de hiperextensión (fig. 10) de la envoltura 2 de apoyo y el cabezal 1 de articulación este casquete sobresale en proyección sobre el eje 8 de vástago del cabezal de articulación en un valor S sobre el punto 19 de giro y choca en el contorno exterior del cabezal de articulación contra un segundo tope 17, que impide una basculación alrededor del primer tope 16. La envoltura 2 de articulación, desde una posición 7 de extensión en la que los ejes proyectados 8, 9 de vástago coinciden, puede bascularse en un ángulo parcial \alpha_{1} a la posición 10 de hiperextención o en un ángulo parcial \alpha_{2} a la posición 11 de articulación. La suma de los dos ángulos parciales se halla entre 100º y 110º. De forma análoga a los aplanamientos 27 el casquete 18 está cortado lateralmente. Esto tiene la ventaja de que las bandas laterales pueden formar un seguro contra el giro alrededor de eje 9 de vástago.

Claims

1. Articulación artificial de dedo con un cabezal convexo (1) de articulación y una envoltura cóncava de articulación, que son sujetables con independencia uno de otra en cada caso con un vástago (3, 4) en un extremo (5, 6) de hueso y son movibles en un plano de articulación desde una posición (7) de extensión con ejes (8, 9) paralelos de vástago a una posición (10) de hiperextensión o a una posición extrema (11) de articulación, sobresaliendo de la envoltura (2) de articulación una espiga (12) de guía en la dirección de su eje (9) de vástago que penetra en una cavidad (13) del cabezal (1) de articulación, presentando la cavidad (13) un primer tope (16) para la espiga (12) de guía en la posición (10) de hiperextensión, caracterizada porque entre la envoltura (2) de articulación y el cabezal (1) de articulación existe un segundo tope (17) en la posición (10) de hiperextensión que impide una basculación de la espiga (12) de guía y del vástago (4) de la envoltura (2) de articulación alrededor del primer tope (16).

2. Articulación artificial de dedo según la reivindicación 1, caracterizada porque la cavidad (13) entre la posición (10) de hiperextensión y la posición extrema (11) de articulación admite un ángulo \alpha de basculación entre 80º y 130º.

3. Articulación artificial de dedo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque la envoltura cóncava(2) de articulación presenta en dirección de la posición de hiperextensión un casquete conformado (18) que al alcanzar la posición (10) de hi-
perextensión choca en el cabezal de articulación contra el segundo tope (17), que está desplazado de un punto (19) de giro del cabezal de articulación en una distancia S respecto a su vástago (3).

4. Articulación artificial de dedo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque la cavidad (13) presenta, más allá de un punto (19) de giro, un ensanche (20) cortado por detrás con un segundo tope (17) que está dispuesto opuesto al primer tope (16), y porque la espiga (12) de guía penetra por fuera del punto (19) de giro en el ensanche (20) cortado por detrás.

5. Articulación artificial de dedo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la espiga (12) de guía presenta una sección transversal (25) redonda y un juego lateral total (28) de más del 5% de su diámetro respecto a los costados (14, 15) de guía de la cavidad (13).

6. Articulación artificial de dedo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la espiga (12) de guía presenta una sección transversal (25) rectangular y un juego lateral total (28) de más del 5% de su diámetro respecto a los costados (14, 15) de guía de la cavidad (13).

7. Articulación artificial de dedo según la reivindicación 6, caracterizada porque la sección transversal rectangular presenta una diagonal que es mayor que la distancia entre los costados (14, 15) de guía, para conseguir un seguro contra la torsión.

8. Articulación artificial de dedo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la superficie de apoyo convexa del cabezal (1) de articulación y la superficie de apoyo cóncava de la envoltura (2) de articulación son congruentes en la posición de hiperextensión, y porque la curvatura de la superficie de apoyo convexa del cabezal (1) de articulación crece en dirección de la articulación.

9. Articulación artificial de dedo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque un tercer tope (21) en la cavidad (13) limita el movimiento de la espiga (12) de guía en la posición extrema (11) de articulación, y porque existe un cuarto tope (22) en la cavidad (13) que impide una basculación de la espiga (12) de guía y de su vástago (4) alrededor del tercer tope (21).

10. Articulación artificial de dedo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los topes (16, 17b, 21, 22) están realizados como pernos (23) colocados posteriormente en la cavidad (13).

11. Articulación artificial de dedo según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el cabezal (1) de articulación y la envoltura (2) de articulación con sus vástagos (3, 4) están compuestos de metal.

12. Articulación artificial de dedo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el cabezal (1) de articulación y la envoltura (2) de articulación presentan superficies de articulación que están compuestas de plástico (29).