ES2251375T3

ES2251375T3 - Protesis de rodilla articulada de soporte flotante con eje tibial fijo.

Info

Publication number: ES2251375T3
Application number: ES00930360T
Authority: ES
Inventors: Robert Metzger; David Ray Brown; Troy Hershberger; Kevin Cox
Original assignee: Biomet Inc
Current assignee: Biomet Inc
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 2000-05-04
Publication date: 2006-05-01
Anticipated expiration: 2020-05-04
Also published as: AU3612500A; WO2000051528A1; WO2001082842A1; DE60023953T2; EP1292243B1; EP1292243A1; DE60023953D1; ATE308938T1; EP1292243A4; US6165223A; AU2000248194A1

Abstract

Prótesis (10) de rodilla articulada para sustituir la parte de la articulación de la rodilla de un fémur (14) y una tibia (12), comprendiendo dicha prótesis de rodilla: un primer componente (16) femoral que tiene al menos una primera superficie (26) de soporte femoral; un componente (18) tibial que tiene al menos una superficie (56) de soporte tibial; y un elemento (20) de soporte que tiene una primera superficie (59, 60) de soporte que sirve para articularse con dicha primera superficie (26) de soporte femoral y una segunda superficie (58) de soporte que sirve para articularse con dicha al menos una superficie (56) de soporte tibial; caracterizada por una pluralidad de ejes (64, 110, 124) guía desmontables, cada uno de dichos ejes guía desmontables sirve para acoplarse de forma desmontable a dicho componente (18) tibial y acoplarse mediante un elemento (40) de acoplamiento de dicho componente (16) femoral, en la que al cambiar uno de dichos ejes (64, 110, 124) guía desmontables por otro dedichos ejes (64, 110, 124) guía desmontables, se cambia el tipo de limitación exhibida por la prótesis de rodilla femoral.

Description

Prótesis de rodilla articulada de soporte flotante con eje tibial fijo.

1. Campo de la invención

Esta invención se refiere en general a una prótesis de rodilla articulada que sustituye la parte de la articulación de la rodilla del fémur y la tibia, y más en particular, a una prótesis de rodilla articulada de soporte flotante con un eje tibial fijo.

2. Comentario de la técnica relacionada

Una prótesis de rodilla articulada comprende normalmente un componente femoral y un componente tibial. El componente femoral y el componente tibial están diseñados para fijarse quirúrgicamente al extremo distal del fémur y al extremo proximal de la tibia, respectivamente. El componente femoral está diseñado además para cooperar con el componente tibial en un movimiento de articulación simulado de una articulación de rodilla anatómica.

El movimiento de una rodilla natural es cinéticamente complejo. Durante un intervalo de flexión y extensión relativamente amplio, las superficies articulares o de apoyo de la rodilla natural experimentan rotación, angulación medial y lateral, traslación en el plano sagital, retroceso y deslizamiento. Las prótesis de rodilla articulada, junto con ligamentos y músculos, intentan duplicar este movimiento natural de la rodilla, así como absorber y controlar las fuerzas generadas durante el intervalo de flexión. Dependiendo del grado de daño o deterioro de los tendones y ligamentos de la rodilla, sin embargo, puede ser necesario eliminar en la prótesis de rodilla uno o varios de estos movimientos para proporcionar una estabilidad adecuada.

Mientras que las prótesis de rodilla son eficaces para sustituir la articulación de la rodilla anatómica, siguen no obstante con diferentes opciones de diseño, cada una con diferentes ventajas y desventajas. Por ejemplo, muchas prótesis de rodilla son policéntricas, de modo que el radio femoral posterior es menor que el radio femoral distal. La razón para el cambio de radio es proporcionar un componente femoral de tamaño apropiado, facilitar un retroceso temprano y permitir su flexión completa. Sin embargo, a causa de su radio femoral posterior más pequeño, las prótesis de rodilla de este tipo proporcionan un área de contacto articular de gran extensión, pero dado que la prótesis de rodilla se mueve durante la flexión, el radio posterior más pequeño crea un área de contacto articular más pequeña a medida que aumenta la flexión. Esto generalmente reduce el área de contacto de un área de contacto de gran superficie a un área de contacto más pequeña entre el componente femoral y el componente tibial. Por ejemplo, el área de contacto puede ser de unos 275 mm^{2} de extensión y reducirse sustancialmente hasta unos 75 mm^{2} con 60º a 90º de flexión. Esta área de contacto reducida puede no ser óptima para la durabilidad a largo plazo debido a las mayores tensiones de contacto.

Otras prótesis de rodilla intentan eliminar esta desventaja usando una articulación de tipo "roller and trough" (a modo de bisagra), en la que las "bisagras" son esféricas o de forma cilíndrica para proporcionar un área de contacto completa por todo el intervalo de movimiento desde la extensión hasta la flexión. Sin embargo, la desventaja de la mayoría de este tipo de prótesis de rodilla es que se elimina el retroceso posterior del componente femoral con respecto al componente tibial. Este retroceso es extremadamente deseable ya que aumenta el poder del momento de extensión, aumenta la eficiencia del cuadriceps, y ayuda a, los pacientes a realizar las actividades de la vida diaria, como subir escaleras. Además, estos tipos de diseño están normalmente limitados en la
rotación.

Otras prótesis de rodilla intentan eliminar las desventajas anteriores usando otra opción de diseño, tal como un soporte de menisco o flotante entre el componente femoral y el componente tibial. Al utilizar un soporte flotante, el área de contacto articular entre el componente femoral y el soporte puede teóricamente aumentarse sin incrementar la limitación. Sin embargo, en algunas de las prótesis de rodilla que proporcionan un soporte flotante se deja que los ligamentos se encarguen del retroceso femoral, lo cual a menudo no es fiable.

Las prótesis de rodilla también se proporcionan generalmente con diferentes niveles de limitación. Por ejemplo, las prótesis de rodilla de tipo primario proporcionan el menor nivel de limitación, las prótesis de rodilla posteriores estabilizadas (PS) proporcionan un nivel intermedio de limitación, mientras que las prótesis de rodilla totalmente limitadas proporcionan el mayor nivel de limitación respecto a los movimientos cinéticos de una articulación de rodilla. En algunas situaciones, inicialmente se puede implantar a un paciente una articulación de rodilla menos limitada, como una prótesis de rodilla primaria o posterior estabilizada (PS). Si el paciente necesita posteriormente una prótesis de rodilla totalmente limitada, porque el paciente muestre inestabilidad, un cirujano tendría generalmente que extraer toda la prótesis de rodilla e implantar un nuevo componente femoral y tibial o un nuevo soporte fijo para proporcionar una prótesis de rodilla totalmente limitada. Sin embargo, este tipo de modificaciones quirúrgicas de envergadura aumentan el coste quirúrgico total y la complejidad de actualización de la prótesis de rodilla de una limitación a otra.

Se necesita entonces una prótesis de rodilla que no se vea afectada por las desventajas anteriormente mencionadas. Ésta, a su vez, proporcionará un área de contacto de conformación sustancial entre las superficies articulares del componente femoral y del componente tibial durante toda la extensión y la flexión, aumentará y proporcionará un área de superficie de contacto articular sustancialmente constante desde la extensión hasta la flexión, reducirá las tensiones y el desgaste total en el área de contacto articular, proporcionará un retroceso femoral respecto al componente tibial por medio de un soporte flotante, proporcionará un mecanismo de acoplamiento mecánico para forzar el retroceso femoral sin tener que depender de los ligamentos de tejido blando, incrementará la fiabilidad general de la prótesis de rodilla, evitará el movimiento anterior del soporte y proporcionará una prótesis de rodilla modular que puede alcanzar diferentes niveles de limitación mediante la simple sustitución de un eje guía que está fijado al componente tibial. Es por tanto un objeto de la presente invención proporcionar una prótesis de rodilla de soporte flotante o giratorio con un eje tibial fijo que logre las ventajas anteriormente identificadas.

El documento GB-A-2296443 y el documento EP-A-0 970 667 dan a conocer una articulación de rodilla que tiene las características anteriores a la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Sumario de la invención

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una prótesis de rodilla que tiene las características de la reivindicación 1.

Preferiblemente, dicho elemento de acoplamiento de dicho componente femoral es un elemento de leva.

Preferiblemente, dicha superficie del soporte tibial es una superficie pulida sustancialmente plana.

Preferiblemente, dicho elemento de soporte define una abertura que lo atraviesa y dicho eje guía se puede manipular para extenderse a través de dicha abertura en dicho elemento de soporte.

Preferiblemente, uno de dichos ejes guía está fijado de forma desmontable a dicho componente tibial.

Preferiblemente, dicho eje guía desmontable está fijado de forma desmontable a dicho componente tibial a través de un cono de tipo Morse.

Preferiblemente, al sustituir un eje guía con un segundo eje guía, dicha prótesis de rodilla pasa de una primera prótesis de rodilla de un primer tipo a una prótesis de rodilla de un segundo tipo, teniendo cada una un tipo de limitación diferente.

Preferiblemente, dicho eje guía tiene una pared lateral exterior sustancialmente oval.

Preferiblemente, dicha pared lateral exterior sustancialmente oval de dicho eje guía tiene extremos truncados.

Preferiblemente, dicha primera superficie de soporte femoral que se articula con dicha primera superficie de soporte y una segunda superficie de soporte femoral que se articula con una segunda superficie de soporte, proporcionan un área de contacto con más de aproximadamente 300 mm^{2} desde la extensión a la flexión total.

Preferiblemente, al acoplarse dicho elemento de acoplamiento con dicho eje guía, dicho componente femoral evita que dicho elemento de soporte se mueva sustancialmente anteriormente.

Preferiblemente, al acoplarse dicho elemento de acoplamiento con dicho eje, dicho componente femoral obliga al elemento de soporte a moverse posteriormente respecto a dicho componente tibial.

Preferiblemente, dicho eje guía incluye una primera parte de guía y una segunda parte de guía, funcionando dicha primera parte de guía para controlar el movimiento relativo de dicho componente femoral y funcionando dicha segunda parte de guía para controlar el movimiento relativo de dicho elemento de soporte.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una prótesis de rodilla para sustituir la parte de la rodilla articulada del fémur y la tibia, teniendo dicha prótesis de rodilla todas las características de la reivindicación 14.

Preferiblemente, dicho componente femoral incluye además un elemento de leva que funciona para acoplarse a dicho eje guía desmontable durante la flexión de dicha prótesis de rodilla articulada.

Preferiblemente, dicho elemento de soporte define una abertura que lo atraviesa y dicho eje guía desmontable se extiende a través de dicha abertura en dicho elemento de soporte.

Preferiblemente, dicha superficie de soporte femoral está formada por una parte condilar definida por un primer radio anterior y un radio posterior más pequeño que se extiende a lo largo del plano sagital, extendiéndose dicho radio posterior más pequeño anterior a dicha primera superficie de soporte de dicho elemento de soporte.

Preferiblemente, dicha primera superficie de soporte de dicho elemento de soporte se define por un único radio a lo largo del plano sagital.

Preferiblemente, dicha primera superficie de soporte se define por un segundo radio a lo largo de un plano coronal.

Preferiblemente, el sistema de prótesis de rodilla comprende además un segundo componente femoral, dicho primer componente femoral es un componente femoral primario y dicho segundo componente femoral es un componente femoral posterior
estabilizado.

Preferiblemente, dicha pluralidad de ejes guía desmontables incluye un primer eje guía que funciona para permitir el movimiento anterior a posterior, medial a lateral, y rotacional de dicho elemento de soporte con respecto a dicho componente tibial y un segundo eje guía que funciona para permitir un movimiento anterior a posterior de dicho elemento de soporte con respecto a dicho componente tibial.

Preferiblemente, uno de dichos ejes guía desmontables funciona para acoplarse en dicho primer componente femoral, de modo que dicho componente femoral obliga a dicho elemento de soporte a moverse posteriormente con respecto a dicho componente tibial.

El uso de la presente invención proporciona una prótesis de rodilla de soporte flotante con un eje tibial fijo. La prótesis de rodilla de soporte flotante proporciona un contacto sustancialmente total entre sus componentes desde una extensión total a una flexión total. Como resultado, las desventajas anteriormente mencionadas asociadas con las prótesis de rodilla actualmente disponibles se han reducido sustancialmente o se han eliminado.

Breve descripción de los dibujos

Todavía otras ventajas de la presente invención serán aparentes para los expertos en la técnica tras la lectura de la siguiente memoria y por la referencia a los dibujos, en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva de una prótesis de rodilla posterior estabilizada (PS) según la teoría de una primera realización preferida de la presente invención;

la figura 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de un componente tibial y un elemento de soporte de la prótesis de rodilla posterior estabilizada (PS) de la figura 1;

la figura 3 es una vista en alzado sagital de la prótesis de rodilla posterior estabilizada (PS) mostrada en la figura 1 con una tibia y un fémur de la rodilla natural mostrados en líneas discontinuas;

la figura 4 es una vista en alzado coronal de la prótesis de rodilla posterior estabilizada (PS) mostrada en la figura 1, con la tibia y el fémur de la rodilla natural mostrados en líneas discontinuas;

la figura 5a es una vista en corte coronal del componente tibial y del elemento de soporte de la prótesis de rodilla posterior estabilizada (PS) de la figura 3;

la figura 5b es una vista en corte coronal del componente tibial y del elemento de soporte de la prótesis de rodilla posterior estabilizada (PS) de la figura 3, según la enseñanza de una segunda realización preferida de la presente invención;

la figura 6 es una vista en corte sagital de la prótesis de rodilla posterior estabilizada (PS) tomada a lo largo de la línea 6-6 de la figura 4;

la figura 7 es una vista desde arriba del componente tibial y el componente de soporte ensamblados de la figura 1;

las figuras 8a-8e son vistas en corte parcialmente sagital de la prótesis de rodilla posterior estabilizada (PS) mostrada en la figura 1, que ilustran cinco posiciones diferentes del componente femoral con respecto al componente tibial durante un intervalo de flexión desde la extensión total a la flexión total;

la figura 9 es una vista desde arriba de un componente tibial y un elemento de soporte ensamblados de una prótesis de rodilla totalmente limitada según las enseñanzas de una segunda realización preferida de la presente invención;

la figura 10 es una vista en alzado sagital de la prótesis de rodilla totalmente limitada de la figura 9, con la tibia y el fémur de la rodilla natural mostrados en líneas discontinuas;

la figura 11 es una vista en perspectiva de una prótesis de rodilla primaria según las enseñanzas de una tercera realización preferida de la presente invención;

la figura 12 es una vista en corte coronal del componente tibial y el elemento de soporte de la prótesis de rodilla primaria de la figura 11; y

la figura 13 es una vista en corte parcialmente sagital de una prótesis de rodilla posterior estabilizada (PS) según las enseñanzas de una cuarta realización preferida de la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La siguiente descripción de las realizaciones preferidas relativas a una prótesis de rodilla de soporte flotante con un eje tibial fijo modular es de naturaleza meramente ilustrativa y no pretende limitar la invención ni sus aplicaciones ni usos. Además, mientras que la presente invención se describe detalladamente a continuación, generalmente con respecto a una prótesis de rodilla posterior estabilizada (PS), los expertos en la técnica apreciarán que la presente invención puede aplicarse a otros varios tipos de prótesis de rodilla, tales como una prótesis de rodilla primaria y una prótesis de rodilla totalmente limitada, tal como se comentará adicionalmente en el presente documento.

En referencia a las figuras 1 a 4, se muestra una prótesis 10 de rodilla según las enseñanzas de una primera realización preferida de la presente invención. La prótesis 10 de rodilla se conoce generalmente como prótesis 10 de rodilla posterior estabilizada (PS), que está diseñada para proporcionar una estabilidad adecuada en caso de deterioro moderado o inestabilidad de la rodilla humana. Esto sucede en la mayoría de los casos cuando los ligamentos anterior y posterior cruzados se quedan inútiles o son disfuncionales y los ligamentos medial y lateral colaterales permanecen totalmente intactos. La prótesis 10 de rodilla se muestra en las figuras 3 y 4, fijada a una tibia 12 y a un fémur 14 de una articulación de rodilla izquierda a la que se le ha practicado una resección quirúrgica, con la tibia 12 y el fémur 14 mostrados en líneas discontinuas, y entendiendo que puede construirse de manera similar una prótesis de rodilla derecha adecuada. La prótesis 10 de rodilla incluye un componente 16 femoral, un componente 18 tibial y un soporte 20 tibial flotante.

El componente 16 femoral está adaptado para fijarse a un extremo distal del fémur 14 e incluye una primera parte 22 condilar y una segunda parte 24 condilar que proporcionan una primera superficie 26 de soporte femoral y una segunda superficie 28 de soporte femoral, respectivamente. La primera y la segunda parte 22 y 24 condilar del componente 16 femoral están interconectadas por una parte 30 intercondilar que define una cavidad 32 intercondilar. La parte 30 intercondilar incluye una primera pared 34 lateral y una segunda pared 36 lateral que son sustancialmente planas y paralelas una respecto a la otra. Las partes anteriores de la primera y la segunda pared 34 y 36 lateral están conectadas por una pared 38 anterior y las partes posteriores de la primera y la segunda pared 34 y 36 lateral están conectadas por un elemento de acoplamiento posterior o leva 40 alargada. La parte 30 intercondilar que incluye la primera y la segunda pared 34 y 36 lateral, la pared 38 anterior y el elemento 40 de acoplamiento posterior define el perímetro de una caja 42 que define la cavidad 32 intercondilar.

Situada por encima de la caja 42 hay una parte 44 superior sustancialmente plana que define una abertura o perforación 46 alargada. También se puede utilizar una caja cerrada en lugar de la caja 42 abierta. El componente 16 femoral incluye además una parte 48 rotular arqueada que está dispuesta sobre la superficie anterior del componente 16 femoral. La parte 48 rotular está formada para permitir un seguimiento anatómico de una rótula natural o protésica. Las prótesis de rótula, que son compatibles con la presente invención, pueden ser de diferentes formas, por ejemplo redondas o en forma de cúpula, y pueden estar construidas de polietileno, polietileno con refuerzo de metal o cualquier otro material adecuado. El componente 16 femoral que incluye la caja 42 está formado preferiblemente como una estructura unitaria y preferiblemente moldeado a partir de una aleación biocompatible de gran resistencia, como la aleación de cobalto-cromo-molibdeno u otro material adecuado. Todas las superficies que no están en contacto con el fémur 14 están preferiblemente muy pulidas para proporcionar superficies de soporte articulares suaves.

El componente 18 tibial está adaptado para fijarse al extremo proximal de la tibia 12, una vez que la tibia se ha sometido a una resección de una forma conocida en la técnica. El componente 18 tibial incluye una bandeja 50 tibial en forma de plataforma sustancialmente plana y un vástago 52 tibial que se extiende en la parte inferior. El vástago 52 tibial está adaptado para alojarse en una abertura correspondiente realizada por el cirujano en el centro longitudinal de la tibia 12. La bandeja 50 tibial y el vástago 52 tibial definen una perforación 54 de forma cónica que se extiende axialmente a través de la bandeja 50 tibial y en el interior del vástago 52 tibial. La bandeja o placa 50 tibial y el vástago 52 se construyen preferiblemente de cobalto-cromo-molibdeno o cualquier otro material biocompatible adecuado. La parte superior de la bandeja 50 tibial está muy pulida para proporcionar una superficie 56 de soporte tibial sustancialmente suave.

El soporte 20 flotante o rotacional se sitúa entre el componente 16 femoral y el componente 18 tibial. El soporte 20 flotante tiene una superficie 58 de soporte inferior sustancialmente plana que se mueve de forma deslizante con respecto a la superficie 56 de soporte tibial muy pulida, comentada adicionalmente en el presente documento. El soporte 20 flotante incluye además una primera superficie 59 de soporte o articular superior y una segunda superficie 60 de soporte o articular superior. La primera superficie 59 de soporte y la segunda superficie 60 de soporte se articulan con la primera superficie 26 de soporte del cóndilo 22 y la segunda superficie 28 de soporte del cóndilo 24 del componente 16 femoral. Situada entre la primera y segunda superficie 59 y 60 de soporte hay una abertura 62 sustancialmente rectangular que se sitúa de forma deslizante alrededor de un eje 64 guía modular central. La abertura 62 está definida por una pared 66 lateral periférica sustancialmente perpendicular que sirve para acoplarse al eje 64 guía central. El soporte 20 flotante está formado preferiblemente por un plástico de calidad quirúrgica, de baja fricción y reducido desgaste, como UHMWPE u otro material adecuado.

El eje 64 gula central incluye una pared 68 lateral periférica exterior de forma sustancialmente oval o cualquier otra pared lateral de forma adecuada y una pared 70 lateral de sección cónica decreciente. La pared 70 lateral de sección cónica decreciente sirve para alojarse de forma telescópica en la perforación 54 de sección cónica decreciente para proporcionar un ajuste de fricción que forma un cono Morse. De forma alternativa, el eje 64 guía central puede estar formado integrado en el componente 18 tibial. Extendiéndose axialmente a través del eje 64 guía central hay una perforación 72 sustancialmente cilíndrica que tiene una perforación 74 escariada situada en la parte superior, tal como se muestra claramente en la figura 5a. El eje 64 guía central está formado por una combinación de una parte 76 de cobalto-cromo-molibdeno y una parte 78 de polímero moldeado formada por UHMWPE u otro material adecuado. La parte 78 de polímero se extiende hasta la base de la bandeja 50 tibial para proporcionar un contacto polímero / polímero entre el eje 64 de centrado y el soporte 20 flotante, a través de las paredes 66 y 68 laterales. Extendiéndose axialmente a través de la perforación 72 hay un perno 80 roscado que se acopla de forma roscada con una perforación 82 roscada situada en la parte inferior del vástago 52. El perno 80 incluye además una cabeza 84 que se aloja telescópicamente en la perforación 74 escariada. La cabeza 84 incluye un accionador 86 hexagonal que puede acoplarse de forma giratoria por un elemento de accionamiento hexagonal. Una vez acoplado de forma roscada el perno 80 en la perforación 82, el eje 64 guía se fija de forma rígida a través del cono Morse formado por la perforación 54 cónica y la pared 70 lateral cónica.

En referencia a la figura 5b, se muestra una segunda realización del eje 64' de centrado. A este respecto, se usarán números de referencia iguales para identificar estructuras similares con respecto al eje 64 de centrado. El eje 64' de centrado es sustancialmente similar al eje 64 de centrado, salvo porque la parte 76' de metal se extiende por encima de la bandeja 50 tibial, proporcionándose por tanto una parte 78' de polímero reducida o más pequeña. En esta configuración, se forma un contacto o superficie de contacto polímero / metal entre el soporte 20 flotante y el eje 64' de centrado, a través de las paredes 66 y 68 laterales.

Volviendo a las figuras 4 y 6, las superficies 26 y 28 de soporte articulares de los cóndilos 22 y 24 primero y segundo del componente 16 femoral se muestran en cooperación con las superficies 59 y 60 del soporte 20 flotante. A este respecto, cada cóndilo 22 y 24 del componente 16 femoral tiene una superficie 26 y 28 de soporte policéntrica, respectivamente a lo largo del plano sagital. En otras palabras, cada superficie 26 y 28 de soporte se define por un radio 80 anterior grande y un radio 82 posterior / distal más pequeño. El radio 80 anterior grande es preferiblemente de unas 1,497 pulgadas y se extiende hasta aproximadamente el punto 84. El radio 82 posterior / distal es de unas 0,945 pulgadas y se extiende anterior a la línea central del componente 16 femoral hasta el punto 84. El punto 84 se sitúa justo anterior al soporte 20 flotante. De forma correspondiente, la superficie 59 y 60 de soporte del soporte 20 flotante están formadas con un único radio 86 a lo largo del plano sagital con un radio de aproximadamente 0,945 pulgadas. Debido a que el radio 82 posterior /distal sagital del componente 16 femoral se extiende más allá de la línea axial central del componente 16 femoral anterior al punto 84, este radio coincide de forma correspondiente con el radio 86 del soporte 20 flotante desde la extensión hasta la flexión total. Esta coincidencia proporciona un área de superficie de contacto sustancialmente totalmente coincidente y constante entre el componente 16 femoral y el soporte 20 flotante, sustancialmente a través de la extensión y la flexión a lo largo del plano sagital.

Cada superficie 26 y 28 de soporte de los cóndilos 22 y 24 tiene forma arqueada con un radio 88 constante de aproximadamente 1,6 pulgadas a lo largo del plano coronal. De forma correspondiente, las superficies 59 y 60 de soporte del soporte 20 flotante están, de forma similar, formadas por un radio 90 constante de aproximadamente 1,6 pulgadas a lo largo del plano coronal. Cada radio 88 y 90 coincide de forma correspondiente con el otro para proporcionar un contacto superficial sustancialmente total a lo largo del plano coronal desde la extensión a la flexión. Este contacto superficial total a lo largo de los planos sagital y coronal distribuye sustancialmente con suavidad las tensiones entre el componente 16 femoral y el soporte 20 flotante, en oposición a los componentes femorales, que meramente proporcionan un área de contacto más pequeña, como un contacto lineal o en un punto, ya sea a lo largo del plano sagital o el plano coronal que concentra las tensiones en estos puntos de contacto, aumentando potencialmente de esta manera el desgaste en estas áreas. En otras palabras, se mantiene un área de contacto mayor de 300 mm^{2} desde la extensión hasta la flexión total entre el componente 16 femoral y el soporte 20 flotante.

En referencia ahora a la figura 7, se muestra una vista desde arriba del componente 18 tibial ensamblado junto con el soporte 20 flotante. A este respecto, el soporte 20 flotante tiene una pared 92 periférica exterior que es sustancialmente concéntrica a la pared 94 periférica exterior de la bandeja 50 tibial. Con el soporte 20 flotante situado por encima de la bandeja 50 tibial en extensión, el eje 64 guía está situado justo posteriormente a la abertura 62 definida por la pared 66 lateral. Debe observarse que el eje 64 tiene un tamaño relativo a la abertura 62, de modo que la prótesis 10 de rodilla posterior estabilizada proporciona movimiento 96 anterior y posterior, movimiento 98 medial a lateral, y movimiento 100 de rotación del soporte 20 flotante con respecto al componente 18 tibial. Además, el componente 16 femoral proporciona movimiento rotacional a lo largo del plano sagital relativo al soporte 20 flotante, así como un movimiento varo y valgo relativo al soporte 20 flotante. La prótesis 10 de rodilla posterior estabilizada puede proporcionar también simplemente el movimiento 96 anterior a posterior y el movimiento 100 rotacional y eliminar el movimiento 98 medial a lateral del soporte 20 flotante relativo a la bandeja 50 tibial.

Respecto a las figuras 8a-8e, se muestran vistas en corte parcialmente sagital de la prótesis 10 de rodilla posterior estabilizada (PS) que ilustran el movimiento del componente 16 femoral y el soporte 20 flotante con respecto al componente 18 tibial, desde la extensión total en la figura 8a a la flexión total en la figura 8e. En la figura 8a, la prótesis 10 de rodilla posterior estabilizada (PS), tanto anteriormente como posteriormente, es inherentemente estable en extensión total cuando el paciente está de pie. En esta posición, la primera y segunda superficie 26 y 28 de soporte femoral descansan en la primera y segunda superficie 59 y 60 de soporte tibial del soporte 20 flotante, respectivamente. La superficie 102 anterior y la superficie 104 posterior del eje 64 no se acoplan a la parte 106 anterior o a la parte 108 posterior de la pared 66 lateral. La superficie 104 posterior del eje 64 tampoco se acopla al elemento 40 de acoplamiento del componente 16 femoral. Si la prótesis 10 de rodilla experimentara una gran hiperextensión o retroceso hacia delante (aproximadamente de 10º), la superficie 102 anterior del eje 64 se acoplaría a la parte 38 anterior de la caja 42 en el componente 16 femoral, mientras que el soporte 20 flotante se deslizaría generalmente posteriormente con respecto a la bandeja 50 tibial. Este acoplamiento evitaría adicionalmente la dislocación posterior del componente 16 femoral con respecto al componente 18 tibial.

El componente 16 femoral con respecto al componente 18 tibial y el soporte 20 flotante está generalmente sin restricciones en la mayoría de los casos entre la extensión total, tal como se ilustra en la figura 8a, y el punto de flexión en el que el elemento 40 de acoplamiento y la superficie 104 posterior del eje 64 se acoplan inicialmente, tal como se ilustra en la figura 8b. Este acoplamiento generalmente ocurre entre unos 20º a 45º de flexión. Dentro de este intervalo entre 0º a aproximadamente 20º a 45º, el componente 16 femoral puede trasladarse en el plano sagital junto con el soporte 20 flotante en relación al componente 18 tibial. En particular, el componente 16 femoral permanecerá situado sustancialmente correspondiente con respecto al soporte 20 flotante para proporcionar una superficie de contacto articular total durante este intervalo de flexión. En otras palabras, el componente 16 femoral y el soporte 20 flotante son capaces ambos de moverse anteriormente y posteriormente con relativa libertad con respecto al componente 18 tibial, a través de las superficies 56 y 58 de soporte entre el soporte 20 flotante y la bandeja 50 tibial. Sin embargo, se entenderá también que el grado exacto de traslación en el plano sagital permitido por la prótesis 10 de rodilla variará, por supuesto, dependiendo de las fuerzas ejercidas por los tejidos blandos, músculos, tendones y ligamentos locales, así como las fuerzas trasmitidas desde la tibia y el peroné. Estas fuerzas variarán, por supuesto, en cada paciente, en cada actividad, así como en cada implantación.

Cuando la flexión supera aproximadamente 20º a 45º, tal como se muestra en la figura 8c, el elemento 40 de acoplamiento posterior del componente 16 femoral se acopla a la superficie 104 posterior del eje 64. Este acoplamiento fuerza el retroceso del soporte 20 flotante posteriormente con respecto a la bandeja 50 tibial, con lo cual el soporte 20 flotante que tiene la superficie 58 de soporte se desliza en relación a la superficie 56 de soporte de la bandeja 50 tibial. Mientras se produce este retroceso forzado del soporte 20 flotante, las superficies 26 y 28 de soporte del primer y segundo cóndilo 24 y 26 se alojan telescópicamente totalmente en las superficies 59 y 60 de soporte del soporte 20 flotante. Este retroceso forzado del soporte 20 flotante crea el retroceso femoral deseado de la rodilla anatómica. A medida que la flexión continúa desde unos 60º mostrada en la figura 8c hasta unos 110º mostrada en la figura 8e, se sigue produciendo un retroceso forzado del soporte 20 flotante en relación a la bandeja 50 tibial, mientras se mantiene un área de contacto superficial total entre el primer y el segundo cóndilo 22 y 24 y el soporte 20 flotante, a través de las superficies 26, 28, y 59, 60 en colaboración, respectivamente.

Tal como puede observarse en las figuras 8a-8e, el retroceso forzado proporcionado por el acoplamiento del eje 64 modular fijo con el elemento 40 de acoplamiento permite que se mantenga un área de contacto superficial total entre el componente 16 femoral y el soporte 20 flotante. Este contacto superficial total se logra porque se produce un retroceso entre el soporte 20 flotante y el componente 18 tibial, a través de un deslizamiento del soporte 20 flotante posteriormente por encima de la bandeja 50 tibial con las superficies 56 y 58. Esto contrasta con las prótesis de rodilla de soporte fijo existentes que Logran un retroceso a través de la translación del componente femoral respecto al soporte fijo por encima del componente tibial. Con las prótesis de rodilla de soporte flotante convencionales, estos dispositivos no proporcionan ningún tipo de eje guía fijado a la tibia y simplemente confían en el tejido blando para producir el retroceso, o bien utilizan un eje que está integrado en el soporte flotante. En consecuencia, el retroceso en la técnica anterior se produce de nuevo entre el componente 16 femoral y el soporte 20 flotante, en contraposición con el soporte 20 flotante y el componente 18 tibial, que proporciona un área de superficie sustancialmente incrementada durante el retroceso para un desgaste general reducido del elemento 20 de
soporte.

Mirando ahora la figura 9, se muestra una vista desde arriba del componente 18 tibial y del soporte 20 flotante con un eje 110 guía totalmente limitado. A este respecto, el eje 110 es sustancialmente similar al eje 64, salvo porque la pared 112 periférica exterior es oval con extremos 114 truncados. A este respecto, las paredes 114 de los extremos se acoplan de forma deslizante en las paredes 66 laterales de la abertura 62, eliminando así cualquier movimiento 98 lateral o medial o movimiento 100 rotacional con respecto al componente 18 tibial. Esta rodilla, de tipo totalmente limitado, sólo permite por tanto el movimiento 96 anterior y posterior del soporte 20 flotante en relación al componente 18 tibial. Así, sustituyendo simplemente el eje 64 con un nuevo eje 110, la prótesis 10 de rodilla puede convertirse de una prótesis 10 de rodilla posterior estabilizada (PS) en una prótesis 10' de rodilla totalmente limitada. Esto proporciona una rodilla totalmente limitada que mantiene la gran área de contacto (es decir, > 300 mm^{2}), así como con el retroceso deseado. Debe observarse además que, mediante el simple cambio de la forma del eje 64, el elemento 40 de leva, o la abertura 62 en el soporte 20, puede ajustarse el movimiento anterior. Además, los manguitos desmontables pueden formarse para que se deslicen sobre el eje 64 para proporcionar un ajuste adicional.

Esta convertibilidad permite un método sustancialmente conveniente para pasar de una rodilla posterior estabilizada (PS) a una totalmente limitada mediante la simple sustitución del eje 64 guía a través del perno 80 roscado. En caso de precisar una mayor estabilidad del componente 16 femoral, puede usarse un componente 16' femoral de caja cerrada que incluye un vástago 116 femoral. En esta situación, el componente 16 femoral original se sustituiría por el nuevo componente 16' femoral, mientras que el componente 18 tibial y el componente 20 de soporte seguirían iguales. Debe observarse además que el movimiento del componente 16 femoral, el componente 18 tibial y el elemento 20 de soporte, unos respecto a otros a lo largo del plano sagita], es sustancialmente similar al mostrado en las figuras 8a-8e de la prótesis 10 de rodilla posterior estabilizada (PS).

Mirando ahora las figuras 11 y 12, se muestra una prótesis 120 de rodilla primaria según las enseñanzas de una tercera realización preferida de la presente invención. A este respecto, el componente 18 tibial y el soporte 20 flotante son sustancialmente iguales que los usados en las otras realizaciones preferidas. Las únicas diferencias son con respecto al componente 122 femoral y el eje 124 central. A este respecto, el eje 124 es sustancialmente similar al eje 64 salvo porque la altura del eje se ha reducido, de modo que no se extiende por encima o más allá fuera de la abertura 62. El componente 122 femoral incluye el primer y segundo cóndilo 22 y 24 que tienen la primera y segunda superficie 26 y 28, respectivamente. El componente 122 femoral incluye además la parte 48 rotular articular. Lo que no está presente fundamentalmente es la caja 42 que proporciona el elemento 40 de acoplamiento posterior. Debido a esto, no hay acoplamiento mecánico del eje 124 en relación al componente 122 femoral para forzar un retroceso del soporte 20 flotante con respecto al componente 18 tibial.

El retroceso del soporte 20 flotante se logra por medio de los tejidos blandos y los ligamentos restantes del paciente. A este respecto, el soporte 20 flotante está situado inicialmente centralmente alrededor de la bandeja 50 tibial durante la extensión total, de forma similar a las otras realizaciones preferidas. A unos 25º a 45º de flexión, comienza el retroceso del soporte 20 flotante y se mantiene sustancialmente a través de la flexión total debido a que el ligamento cruzado hace que el soporte 20 flotante retroceda. De nuevo en este caso, la prótesis 120 de rodilla primaria puede convertirse de una prótesis 122 de rodilla primaria en una prótesis 10 de rodilla posterior estabilizada (PS) o en una prótesis 10' de rodilla totalmente limitada, mediante la simple sustitución del eje 124 y el componente 122 femoral sin tener que cambiar el componente 18 tibial o el soporte 20 tibial.

Mirando ahora a la figura 13, se muestra una vista en corte parcialmente sagital de una prótesis 10'' de rodilla posterior estabilizada (PS) según las enseñanzas de una cuarta realización preferida de la presente invención. A este respecto, se usarán números de referencia iguales para identificar estructuras iguales con respecto a la prótesis 10 de rodilla. A este respecto, las únicas diferencias son con respecto a la forma del eje 130 guía y el soporte 132 flotante. El eje 130 guía está fijado al componente 18 tibial de una forma sustancialmente igual que la mostrada con respecto a la prótesis 10 de rodilla. La diferencia en el eje 130 guía es que incluye una primera parte 134 guía y una segunda parte 136 guía. La primera parte 134 guía está definida por una pared 138 lateral de forma sustancialmente oval similar a la mostrada en la figura 2. La segunda parte 136 guía está también formada por una pared 140 lateral oval que es mayor que la pared 138 lateral oval. La primera parte 134 guía está formada preferiblemente por un polímero moldeado, tal como UHMWPE y la segunda parte 136 guía está formada preferiblemente por cobalto-cromo-molibdeno. Sin embargo, pueden preverse otras varias combinaciones entre la primera parte 134 guía y la segunda parte 136 guía, como un conjunto totalmente de polímero, un conjunto totalmente metálico o cualquier otra combinación.

La segunda parte 136 guía tiene una altura que se extiende más allá del soporte 132 y se sitúa dentro de la abertura 142 de modo que la segunda parte 136 guía sólo se acopla y controla el movimiento del soporte 132 flotante en relación al componente 18 tibial. La segunda parte 134 guía se extiende hasta la caja 42 del componente 16 femoral de modo que la segunda parte 134 guía sirve para acoplarse por el elemento 40 de leva para controlar el movimiento del componente 16 femoral en relación al soporte 132. En otras palabras, el eje 138 guía en dos fases controla individualmente el movimiento relativo del componente 16 femoral y del componente 132 de soporte con la primera parte 134 guía y la segunda parte 136 guía, respectivamente. Esto proporciona una mayor capacidad de ajuste en el movimiento relativo articular de la prótesis 10'' de rodilla, mientras que se sigue manteniendo un área de contacto continua sustancialmente y total entre el componente 16 femoral y el soporte 132 flotante desde la extensión hasta la flexión
total.

La explicación anterior expone y describe realizaciones meramente descriptivas de la presente invención. Un experto en la técnica reconocerá enseguida a partir de esta explicación, y a partir de los dibujos adjuntos y las reivindicaciones, que pueden realizarse diversos cambios, modificaciones y variaciones en la misma sin apartarse del alcance de la invención tal y como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims

1. Prótesis (10) de rodilla articulada para sustituir la parte de la articulación de la rodilla de un fémur (14) y una tibia (12), comprendiendo dicha prótesis de rodilla:

un primer componente (16) femoral que tiene al menos una primera superficie (26) de soporte femoral;

un componente (18) tibial que tiene al menos una superficie (56) de soporte tibial; y

un elemento (20) de soporte que tiene una primera superficie (59, 60) de soporte que sirve para articularse con dicha primera superficie (26) de soporte femoral y una segunda superficie (58) de soporte que sirve para articularse con dicha al menos una superficie (56) de soporte tibial; caracterizada por

una pluralidad de ejes (64, 110, 124) guía desmontables, cada uno de dichos ejes guía desmontables sirve para acoplarse de forma desmontable a dicho componente (18) tibial y acoplarse mediante un elemento (40) de acoplamiento de dicho componente (16) femoral, en la que al cambiar uno de dichos ejes (64, 110, 124) guía desmontables por otro de dichos ejes (64, 110, 124) guía desmontables, se cambia el tipo de limitación exhibida por la prótesis de rodilla femoral.

2. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que dicho elemento (40) de acoplamiento de dicho componente (16) femoral es un elemento (40) de leva.

3. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que dicha superficie (56) de soporte tibial es sustancialmente una superficie plana pulida.

4. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que dicho elemento (20) de soporte define una abertura (62) que lo atraviesa y dicho eje (64, 110, 124) sirve para extenderse a través de dicha abertura (62) en dicho elemento de soporte.

5. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que uno de dichos ejes (64, 110, 124) guía está fijado de forma desmontable a dicho componente (18) tibial.

6. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 5, en la que dicho eje (64, 110, 124) guía desmontable está fijado de forma desmontable a dicho componente (18) tibial a través de un cono (70, 54) tipo Morse.

7. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que dicho eje (64) guía tiene una pared (68) lateral exterior sustancialmente oval.

8. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 7, en la que dicha pared (112) lateral exterior sustancialmente oval de dicho eje (64) guía tiene extremos (114) truncados.

9. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que dicha primera superficie (26) de soporte femoral que se articula con dicha primera superficie (59) de soporte, y una segunda superficie (28) de soporte femoral que se articula con una segunda superficie (60) de soporte, proporciona un área de contacto mayor de 300 mm^{2} desde la extensión a la flexión total.

10. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que al acoplarse dicho elemento (40) de acoplamiento con dicho eje guía, dicho componente (16) femoral evita que dicho elemento (20) de soporte se mueva sustancialmente anteriormente.

11. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que al acoplarse dicho elemento (40) de acoplamiento con dicho eje, dicho componente (16) femoral fuerza al elemento (20) de soporte a moverse posteriormente en relación a dicho componente (18) tibial.

12. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que dicho eje guía incluye una primera parte guía y una segunda parte guía, sirviendo dicha primera parte guía para controlar el movimiento relativo de dicho componente (16) femoral y sirviendo dicha segunda parte guía para controlar el movimiento relativo de dicho elemento (20) de soporte.

13. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que dicha pluralidad de ejes guía desmontables comprende:

un primer eje (64) guía desmontable que sirve para acoplarse de forma desmontable a dicho componente (18) tibial, sirviendo dicho primer eje (64) guía desmontable para ser acoplado por dicho componente (16) femoral; y

un segundo eje (110) guía desmontable que sirve para acoplarse de forma desmontable a dicho componente (18) tibial, sirviendo dicho segundo eje (110) guía desmontable para ser acoplado por dicho componente (16) femoral, en la que al cambiar uno de dichos primer y segundo ejes (64, 110) guía desmontables por el otro de dichos ejes (64, 110) guía desmontables, se cambia el tipo de limitación mostrada por la prótesis de rodilla.

14. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 13, en la que dicha superficie (26) de soporte femoral está formada por una parte condilar definida por un primer radio anterior y un radio posterior más pequeño que se extiende a lo largo del plano sagital, extendiéndose dicho radio posterior más pequeño anterior a dicha primera superficie (59, 60) de soporte de dicho elemento (20) de soporte.

15. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 13, en la que dicha primera superficie (59, 60) de soporte de dicho elemento (20) de soporte está definida por un único radio a lo largo del plano sagital.

16. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 15, en la que dicha primera superficie (59, 60) de soporte está definida por un segundo radio a lo largo del plano coronal.

17. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, que comprende además un segundo componente (16') femoral, siendo dicho segundo componente (16') femoral un componente principalmente femoral y siendo dicho segundo componente femoral un componente femoral posterior estabilizado.

18. Prótesis de rodilla articulada según se define en la reivindicación 1, en la que dicha pluralidad de ejes guía desmontables incluye un primer eje (64) guía que sirve para permitir el movimiento anterior a posterior, medial a lateral, y rotacional de dicho elemento (20) soporte en relación a dicho componente (18) tibial y un segundo eje (110) guía sirve para permitir el movimiento anterior a posterior de dicho elemento de soporte en relación a dicho componente (18) tibial.