ES2223763T3 - Protesis de vastago que puede fijarse con cemento. - Google Patents

Abstract

Prótesis de vástago que puede empotrarse con cemento, con un dispositivo (2) centrador de plástico, enchufable en su extremo (3) distal del vástago, el cual forma un espacio (4) hueco para el extremo (3) distal del vástago, existiendo entre el extremo (3) distal del vástago y el dispositivo (2) centrador, una unión (6) cónica de apriete, que en dirección distal permite un hundimiento más profundo del extremo (3) distal del vástago en el espacio (4) hueco, caracterizada porque el extremo (3) distal del vástago presenta en la dirección proximal un taladro (5) cónico en el que una espiga (7) conformada en el espacio (4) hueco en el dispositivo (2) centrador, forma la unión (6) de apriete.

Description

Prótesis de vástago que puede fijarse con cemento.

La invención trata de una prótesis de vástago que puede empotrarse con cemento, con un dispositivo centrador de plástico, enchufable en su extremo distal del vástago, el cual forma un espacio hueco para el extremo distal del vástago, existiendo entre el extremo distal del vástago y el dispositivo centrador, una unión cónica de apriete, que en dirección distal permite un hundimiento más profundo del extremo distal del vástago en el espacio hueco.

En la solicitud de patente GB-A-2 104 391, se muestra un dispositivo centrador para el extremo distal del vástago de una prótesis, que puede empotrarse con cemento, cuyo dispositivo puede enchufarse en el extremo distal, y forma un espacio hueco para el extremo distal, con lo que el extremo distal puede hundirse más profundamente en el espacio hueco, para evitar grietas en el cemento endurecido. Como material para el dispositivo centrador, se prevén plásticos como polietileno.

Esta realización propuesta tiene el inconveniente de que el extremo distal que está configurado cónico, ha de estar mecanizado con tolerancias muy estrechas en su contorno, para garantizar un apriete en dirección axial, y un asentamiento posterior al crecer la fuerza axial. Este tipo de apriete ocasiona al mismo tiempo un efecto tan grande de obturación, que se propone un taladro de purga de aire en el punto más profundo del espacio hueco. Otro inconveniente consiste en que extremos distales gruesos que serían deseables para mantener una capa delgada uniforme de cemento en el hueco de la médula, presentan en la zona distal grandes porciones superficiales con un semiángulo del cono relativamente grande de la superficie respecto al eje del vástago. Cuando en esta zona está previsto un apriete con superficies de guía, estrechamente apoyadas, a causa del semiángulo del cono relativamente grande, aparecen después del endurecimiento del cemento de huesos, grandes fuerzas axiales y tensiones anulares en una pasta de cemento que rodea el vástago y el dispositivo centrador, en caso de que el vástago se hunda más en el espacio hueco.

Es misión de la invención mejorar prótesis y dispositivo centrador a este respecto. Esto se consigue de conformidad con la reivindicación 1 independiente, haciendo que el extremo distal del vástago presente en la dirección proximal un taladro cónico en el que una espiga conformada en el espacio hueco en el dispositivo centrador, forma la unión de apriete.

La invención tiene la ventaja de que el contorno exterior del extremo distal de la prótesis, no tiene ya más ninguna función de guía, y que el espacio hueco del dispositivo centrador puede mantenerse libre de cemento mediante un contacto lineal débil entre su arista proximal circular y la superficie del vástago. Otra ventaja consiste en la seguridad del apriete y posicionamiento del dispositivo centrador sobre la espiga, puesto que el ángulo del cono puede elegirse libremente, y puesto que un taladro cónico en el extremo distal del vástago, puede fabricarse barato con tolerancias estrechas.

Perfeccionamientos ventajosos de la invención, se deducen de las reivindicaciones secundarias 2 a 10.

En la fabricación del dispositivo centrador en una herramienta de inyección, se producen tolerancias especialmente estrechas de emparejamiento en la zona de apriete entre espiga y taladro cónico, puesto que la geometría de la espiga, a causa de la inversión de forma en el molde de inyección, se produce asimismo como taladro. La fabricación y el control de las tolerancias son así más sencillos en las dos piezas, extremo del vástago y dispositivo centrador.

El semiángulo del cono del taladro cónico, puede elegirse, según el material del vástago y del dispositivo centrador, y según la geometría de la espiga, entre 0,5º y 2,5º. En caso de un vástago metálico y un dispositivo centrador de plástico, por ejemplo, de PMMA (polimetacrilato de metilo), el semiángulo del cono puede estar situado entre 1,2º y 1,6º.

Cuando la espiga presenta dos escalones con diámetro diferente, y el escalonamiento está elegido respecto a la distancia axial de manera que coincida con el semiángulo del cono del taladro cónico, al enchufar el dispositivo centrador, se generan dos zonas de guía y de apriete, distanciadas axialmente, que de conformidad con el rozamiento y el semiángulo del cono, oponen en dirección axial, una fuerza F de resistencia entre el taladro cónico y la espiga, cuya fuerza crece sobreproporcionalmente con la inmersión progresiva de la punta del vástago. Por tanto, una inmersión sólo es posible prácticamente porque los escalones de la espiga se deforman radialmente hacia dentro. Cuando la distancia de los escalones se elige de manera que primeramente sólo un escalón esté situado en el taladro cónico, y cuando este escalón se pueda deformar radialmente con más facilidad porque se forme, por ejemplo, tan sólo de unos pocos nervios, al enchufar el dispositivo centrador se genera primeramente una fuerza axial pequeña de resistencia, que no crece mucho más intensamente hasta que, al continuar hundiendo la punta distal del vástago, el segundo escalón se deforma radialmente hacia dentro. Es decir, durante el enchufado, el dispositivo centrador se mantiene por sí mismo en la punta del vástago, y forma una resistencia perceptible cuando el dispositivo centrador, orientado con su espiga, ha alcanzado una posición prevista. A continuación el vástago de la prótesis se puede introducir con el dispositivo centrador en un espacio de la médula de un hueso tubular, relleno con cemento de huesos, y se guía en su extremo distal mediante al menos tres aletas del dispositivo centrador.

La posición teórica del dispositivo centrador, se señala todavía más destacadamente al enchufar, cuando el taladro cónico presente un cono de entrada con un semiángulo del cono algo mayor, y el segundo escalón se sitúe en este cono más pendiente, y al seguir penetrando en el taladro cónico, tenga que deformarse radialmente en primer lugar en este cono más pendiente. El espacio hueco en el dispositivo centrador y la fuerza resistente axial están dimensionadas de manera que, después de enchufar y de empotrar con cemento, el extremo distal del vástago pueda hundirse después varios milímetros en el dispositivo centrador, sin que la envoltura del dispositivo centrador, encerrada por el cemento de huesos, experimente fuerzas inadmisibles en dirección axial.

En una prótesis de vástago para el fémur, a causa de la cabeza del fémur situada medial, es ventajoso cuando al introducir el vástago en el hueco de la médula, el dispositivo centrador se apoya con una aleta contra el lateral. Por este motivo es ventajoso, además, cuando entre la punta del vástago y el dispositivo centrador, en el espacio hueco, está colocado un seguro contra el giro, independiente de la profundidad de inmersión, que sólo permite enchufar el dispositivo centrador cuando una aleta esté orientada contra un lateral. Cuando el mismo dispositivo centrador prefabricado se compone de PMMA, después del empotramiento de la prótesis con cemento, se produce una pasta homogénea de cemento con el cemento de huesos, que permite un hundimiento posterior del vástago, sin que en la zona de la punta distal del vástago, se generen tensiones inadmisibles en la pasta de cemento.

A continuación se describe la invención de la mano de ejemplos de realización. Se muestran:

Figura 1 Esquemáticamente, una vista de una prótesis de vástago para el fémur, con un dispositivo centrador.

Figura 2 Esquemáticamente, un detalle aumentado del extremo del vástago de la figura 1, con el dispositivo centrador.

Figura 3 Esquemáticamente, una vista en planta desde arriba, del dispositivo centrador de la figura 2.

Figura 4 Esquemáticamente, fuertemente aumentado y realzado en los ángulos, un detalle de una espiga, al comienzo del apoyo en un taladro cónico.

Figura 5 Esquemáticamente, la disposición de la figura 4, al comienzo del apoyo de un segundo escalón en el taladro cónico.

Figura 6 Esquemáticamente, la disposición de la figura 5 durante la ulterior introducción de la espiga.

Figura 7 Esquemáticamente, otra disposición como en la figura 2, en la que el segundo escalón se apoya primeramente en un cono de entrada.

Figura 8 Esquemáticamente, un gráfico de la fuerza de resistencia en dirección axial al meter a presión una espiga, y

Figura 9 Esquemáticamente, una disposición análoga a la figura 5, en la que el segundo escalón se apoya en primer lugar con un punto P_{3} en el taladro cónico.

Las figuras muestran una prótesis 1 de vástago que puede empotrarse con cemento, con un dispositivo 2 centrador de plástico, enchufable en su extremo 3 distal del vástago, el cual forma un espacio 4 hueco para el extremo 3 distal del vástago. Entre el extremo 3 distal del vástago y el dispositivo 2 centrador existe una unión de apriete, que en dirección distal permite un hundimiento más profundo del extremo del vástago en el espacio hueco. La unión de apriete se consigue mediante una espiga 7 conformada en el espacio 4 hueco en el dispositivo 2 centrador, la cual penetra en dirección proximal, en un taladro 5 cónico del extremo 3 del vástago.

En las figuras se utilizan los mismos símbolos indicadores para las mismas notas características funcionales.

En la figura 1, una prótesis 1 de vástago para el fémur, está provista en su extremo 3 distal del vástago, con un dispositivo 2 centrador enchufable. El hueso 21 del fémur está provisto en su hueco 25 de la médula con un cierre 20 del espacio de la médula, el cual obtura contra el cemento 19 de huesos, cargado líquido. La prótesis 1 y el dispositivo centrador se hunden juntos en el cemento 19 líquido de huesos, hasta que se haya alcanzado una profundidad prevista de penetración. Durante el hundimiento, el extremo 3 distal del vástago se centra mediante aletas 22, 24, en el interior del hueco 25 de la médula. Aquí una aleta 24 está dirigida contra el lateral.

En las figuras 2 y 3 el dispositivo 2 centrador todavía tiene con su borde 26 superior, tan sólo un débil contacto lineal con el extremo 3 del vástago, para impedir una penetración de cemento líquido de huesos. La fijación propiamente dicha tiene lugar mediante una espiga 7 conformada en un espacio 4 hueco en el dispositivo 2 centrador, cuya espiga está apretada en un taladro 5 cónico practicado en el extremo 3 del vástago en dirección proximal. Para un vástago metálico está previsto, por ejemplo, un taladro 5 cónico con un semiángulo 8 del cono de 1,43º. La espiga posee un primer escalón con nervios 16, 17, 18 superpuestos, que en estado distendido, están limitados a un diámetro 10 que está situado un poco por debajo del diámetro 12 de un segundo escalón 11 que sigue a continuación. La posición de la espiga 7 en la figura 2, corresponde a una pretendida posición de enchufado, en la que los nervios 16, 17, 18 están ya tan deformados radialmente hacia dentro, que se ha alcanzado una fuerza deseada de apriete contra una extracción. Al mismo tiempo, el segundo escalón 11 está centrado con su diámetro muy poco mayor, en un cono 30 de entrada del taladro 5 cónico, y forma una resistencia adicional y bien perceptible contra la ulterior penetración de la espiga 7. Hasta llegar a una fuerza axial esencialmente mayor del extremo 3 del vástago, no se deforma también radialmente hacia dentro el segundo escalón 11, y el extremo 3 del vástago puede hundirse más profundamente en el espacio 4 hueco del dispositivo 2 centrador, contra una fuerza prevista de resistencia. El espacio 4 hueco y el taladro 5 cónico están dimensionados de manera que, después de enchufar el dispositivo 2 centrador, el vástago pueda hundirse todavía, contra una resistencia superior, varios milímetros en el dispositivo 2 centrador. Este "salto" en la resistencia tiene la ventaja de que, durante la guía y hundimiento del vástago 1 de la prótesis en el cemento 19 líquido de huesos, el dispositivo 2 centrador no se desplaza más sobre el vástago. Para poder superponer el dispositivo centrador tan sólo cuando una aleta 24 esté contra el lateral, está colocada en el extremo 3 del vástago una superficie 27 escalonada, paralela al eje 31 del vástago, que termina en un saliente 32. El dispositivo centrador posee para ello en el espacio 4 hueco, una superficie 28 ajustada de guía, que impide una rotación.

En las figuras 4, 5 y 6 se muestra una disposición en la que el cono de entrada con su semiángulo 29 del cono, no contribuye al incremento de la fuerza F de resistencia en dirección axial. Al enchufar la espiga 7, el primer escalón 9 toca el taladro 5 cónico primeramente con un punto P_{1} en el diámetro 10 del nervio 17, mientras la distancia 14 axial a un punto P_{2} con diámetro 12 del segundo escalón 11, está dimensionada de manera que el punto P_{2} todavía no toque el taladro 5 cónico. Al continuar el movimiento de enchufado, los nervios 17 se deforman radialmente hacia dentro en el punto P_{1}, y se genera una zona 13 de apriete y de guía con una débil fuerza creciente de apriete (figura 5). No es hasta que el segundo escalón 11, que opone una resistencia esencialmente mayor, se sitúe al taladro cónico, que se alcanza una posición teórica para el enchufado. La fuerza de resistencia en dirección axial es tan grande que, durante el hundimiento del vástago y su guía, el vástago 1 y el dispositivo centrador no se aproximan más desplazándose mediante el dispositivo centrador. En la figura 6 el vástago 3 se ha movido hacia dentro en el espacio 4 hueco contra una fuerza F mayor de resistencia, estando dimensionada la fuerza F de resistencia, de manera que el dispositivo 2 centrador no produzca esfuerzos de tracción inadmisibles en dirección axial, en la pasta 19 de cemento que lo rodea.

Como en la figura 5, en la figura 7 se muestra el estado al final del enchufado del dispositivo centrador. La espiga 7 ha sido ya deformada en su primer escalón 9 en puntos P_{1}', y forma zonas 13 de apriete y de guía, mientras puntos P_{2}' del segundo escalón 11 se apoyan en el cono 30 de entrada con semiángulo 29 del cono. En el corto sector más pendiente del cono que tiene que ser recorrido por el punto P_{2}', hasta que se apoye en el taladro 5 cónico con el semiángulo 8 del cono, tiene lugar un salto 33 de la fuerza de resistencia. En esta zona se sitúa también un posicionamiento axial más seguro al enchufar el dispositivo centrador.

La figura 8 muestra un gráfico en el que está registrada la fuerza F de resistencia a lo largo de un recorrido S en dirección axial. Para una disposición según la figura 5, con la intervención adicional del punto P_{2} se lleva a cabo una subida más pendiente de la fuerza F de resistencia. Para una disposición según la figura 7, que corresponde a una curva característica de trazos, con la intervención adicional de un punto P_{2}', se lleva a cabo primeramente un salto 33 en el ascenso de la fuerza, al cual se conecta una subida más pendiente.

La figura 9 muestra otra disposición en la que el segundo escalón 11 está provisto con nervios 17, llega primeramente con un punto P_{3} a intervenir con el taladro 5 cónico, mientras el primer escalón todavía presenta con un punto P_{4}, un juego respecto al taladro 5 cónico. Al continuar la superposición, en este caso se deforma primeramente el nervio 17 hacia dentro, para apretar la espiga 7. No es hasta que el punto P_{4} se apoya en el taladro 5 cónico, que al proseguir el movimiento, se produce una inflexión con ascenso más pendiente de la fuerza F de resistencia. De forma muy general, puede definirse el tamaño de la fuerza axial de resistencia mediante la conformación relativa al contorno, los diámetros 10, 12, y la distancia 14 axial de los dos escalones 9, 11, que determinan su flexibilidad en dirección radial, y mediante el tamaño del semiángulo 8 del cono.

Claims (10)

1. Prótesis de vástago que puede empotrarse con cemento, con un dispositivo (2) centrador de plástico, enchufable en su extremo (3) distal del vástago, el cual forma un espacio (4) hueco para el extremo (3) distal del vástago, existiendo entre el extremo (3) distal del vástago y el dispositivo (2) centrador, una unión (6) cónica de apriete, que en dirección distal permite un hundimiento más profundo del extremo (3) distal del vástago en el espacio (4) hueco, caracterizada porque el extremo (3) distal del vástago presenta en la dirección proximal un taladro (5) cónico en el que una espiga (7) conformada en el espacio (4) hueco en el dispositivo (2) centrador, forma la unión (6) de apriete.

2. Prótesis de vástago con dispositivo centrador según la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo (2) centrador está fabricado como pieza inyectada con una herramienta de inyección.

3. Prótesis de vástago con dispositivo centrador según alguna de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el taladro (5) cónico presenta un semiángulo (8) del cono entre 0,5º y 2,5º.

4. Prótesis de vástago con dispositivo centrador según la reivindicación 3, caracterizada porque el taladro (5) cónico presenta un semiángulo (8) del cono entre 1,2º y 1,6º.

5. Prótesis de vástago con dispositivo centrador según alguna de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la espiga (7) presenta un primer escalón (9) al que sigue un segundo escalón (11) con diámetro (12) mayor, para producir en la espiga (7) dos zonas (13, 15) de apriete y de guía, distanciadas axialmente.

6. Prótesis de vástago con dispositivo centrador según la reivindicación 5, caracterizada porque el primer escalón (9) está formado de varios nervios (16, 17, 18) sobresalientes, que oponen contra su deformación radial menos resistencia que el segundo escalón (11).

7. Prótesis de vástago con dispositivo centrador según alguna de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la profundidad posible de hundimiento del vástago (3) después de enchufar y aprisionar el dispositivo (2) centrador asciende a más de 1 mm.

8. Prótesis de vástago con dispositivo centrador según alguna de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el dispositivo centrador presenta al menos tres aletas (22, 23, 24) centradoras, para al introducir el vástago (3) en un hueco (25) de la médula, hacerlo orientable en sus paredes.

9. Prótesis de vástago con dispositivo centrador según la reivindicación 8, para la caña de un fémur, caracterizada porque una aleta (24) puede orientarse contra el lateral, interviniendo adicionalmente dentro del espacio (4) hueco, un seguro (27, 28) contra el giro, con arrastre de forma, entre el extremo (3) del vástago y el dispositivo (2) centrador.

10. Prótesis de vástago con dispositivo centrador según alguna de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el dispositivo centrador se compone de PMMA.