ES2284520T3

ES2284520T3 - Implante espinal articulado.

Info

Publication number: ES2284520T3
Application number: ES00957633T
Authority: ES
Inventors: Joseph C. Cauthen
Original assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 2000-08-21
Publication date: 2007-11-16
Anticipated expiration: 2020-08-21
Also published as: EP1214027A1; US6019792A; CN1262253C; EP1214027B1; JP2003512090A; US6440168B1; AU778600B2; WO2001015638A1; DE60034893D1; DE60034893T2; AU6922400A; ATE362353T1; CA2382572A1; CN1387423A

Abstract

Un implante espinal (10), que comprende: un primer elemento (20) que comprende una primera superficie de articulación (40), una primera superficie exterior (60, 97) y un primer medio de conexión para acoplamiento con una primera vértebra (12); un segundo elemento (22) que comprende una segunda superficie de articulación (42), una segunda superficie exterior (70, 99) y un segundo medio de conexión para acoplamiento con una segunda vértebras (14); y un medio de articulación, que acopla dicha primera superficie de articulación a dicha segunda superficie de articulación para permitir el movimiento relativo entre dicho primer elemento y dicho segundo elemento, en el que dicho medio de articulación resiste la compresión axial en la dirección de un eje de soporte; caracterizado porque dicho medio de articulación (40) comprende un canal (111) a lo largo de una longitud de dicho segundo elemento (22) y un balancín a lo largo de una longitud de dicho primer elemento (20), en el que al menos una porción de dicho balancín (113) está acoplada dentro de dicho canal (111), teniendo dicho balancín (113) y dicho canal cada uno de ellos primero y segundo extremos, teniendo dicho balancín (113) y dicho canal cada uno de ellos una anchura en algún punto entre dichos primero y segundo extremos que es mayor que una anchura en o adyacente a dichos primero y segundo extremos.

Description

Implante espinal articulado.

La invención se refiere, en general, a un implante espinal para uso en la sustitución del disco intervertebral; y más específicamente a una implante de articulación que se funde con vértebras adyacentes a través de crecimiento óseo interno, restableciendo de esta manera el espaciamiento intervertebral adecuado y eliminando la compresión de la raíz de los nervios y/o del cordón espinal, preservando al mismo tiempo la flexibilidad espinal.

La columna espinal está formada a partir de un número de vértebras, que en su estado normal están separadas unas de las otras por discos intervertebrales cartilaginosos. Estos discos forman un cojín entre vértebras adyacente, resistiendo la compresión a lo largo del eje de soporte de la columna espinal, pero permitiendo el movimiento limitado entre las vértebras para proporcionar la flexibilidad característica de la espina sana. La lesión, la enfermedad u otros trastornos degenerativos pueden provocar que uno o más discos intervertebrales de retraigan, se aplasten, se deteriores o se desplacen, provocando hernias o dañándose de otra manera. Esto puede conducir a la compresión de raíces de nervios adyacentes o del cordón espinal provocando dolor crónico y a veces dolor de discapacidad y, en circunstancias avanzadas, parálisis irreversible de miembros superiores y/o inferiores.

Un número de dispositivos y métodos han sido sugeridos para la sustitución de discos intervertebrales dañados o dislocados. Un método común consiste en estabilizar o "fundir" de forma permanente las vértebras adyacentes para mantener el espaciamiento intervertebral adecuado y para eliminar el movimiento relativo entre las vértebras. Han sido desarrollados varios métodos de estabilización vertebral. Por ejemplo, han sido implantados injertos autógenos de secciones del hueso configuradas en forma de clavija entre las vértebras para provocar el crecimiento del hueso a través del espacio intervertebral, fundiendo de esta manera las vértebras adyacentes en una masa ósea. Este procedimiento requiere de una manera desfavorable la obtención de hueso donante para el injerto desde otras partes del cuerpo del paciente, requiriendo típicamente un procedimiento quirúrgico separado e incrementos resultantes en complicaciones y gasto. Una fuente alternativa es hueso de un cadáver, con complicaciones potenciales de enfermedades transmisibles, incorporación inadecuada del injerto, aplastamiento o desplazamiento. Otro desarrollo de este método de estabilización vertebral implica el implante de un cesto óseo cilíndrico perforado entre vértebras adyacentes. Fragmentos óseos producidos en la preparación de las vértebras para el implante son insertados en el cesto óseo para favorecer el crecimiento dentro, a través y alrededor del cesto.

La estabilización vertebral por fusión de vértebras adyacentes ha demostrado éxito en la preservación permanente del espaciamiento intervertebral, pero se ha encontrado que presenta un número de inconvenientes. La fusión de vértebras adyacentes elimina necesariamente una porción del rango de movimiento normal de la espina, reduciendo de esta manera la flexibilidad espinal del sujeto. Adicionalmente, la fusión de las vértebras incrementa las tensiones impuestas sobre porciones móviles adyacentes de la columna espinal, acelerando con frecuencia la descomposición posterior de las superficies de unión normales por encima y por debajo de las vértebras fundidas.

Se ha propuesto también sustituir un disco intervertebral lesionado con una prótesis que se "une" para permitir el movimiento relativo entre las vértebras. Se ha encontrado, en general, que los dispositivos conocidos anteriormente de este tipo adolecen de fijación inadecuada entre la prótesis y las vértebras. El movimiento pretendido entre los componentes de las prótesis unidas conocidas anteriormente puede provocar movimiento relativo entre la prótesis y la(s) superfi-
cie(s) de los huesos adyacentes. Debido a que tal movimiento interrumpiría el crecimiento interno del hueso, se ha considerado, en general, que las prótesis unidad son incompatibles con la fijación por medio de crecimiento interno del hueso. Además, debido a que los elementos de unión de estos dispositivos deben ocupar típicamente una extensión vertical substancial con el fin de conseguir el rango de movimiento deseado, y a pesar de todo deben ajustar dentro del espacio intervertebral, la fijación de tales dispositivos ha sido realizada generalmente por medio del uso de placas o superficies planas previstas sobre cada lado de los elementos de unión como puntos de fijación a las vértebras. Un ejemplo de un dispositivo protésico utilizando este método de fijación se describe en el documento WO 98/14142. Este método de fijación se puede aplicar por medio de ajustes de compresión o de fricción, por medio de proyecciones de púas, tornillos o pasadores, complementados en algunos casos con crecimiento interno de tejido dentro de superficies porosas. Sin embargo, estos mecanismos de unión, pueden carecer del grado y resistencia de fijación deseado. Además, varios dispositivos de este tipo han utilizado pestañas de fijación que se extienden más allá de las superficies de las vértebras a las que está fijado el dispositivo. Se ha encontrado que esto no es deseable, ya que las pestañas de extensión pueden interferir o lesionar el tejido adyacente. Por ejemplo, se ha informado que las pestañas que se extienden en la zona esofágica delicado inmediatamente adyacente pueden interferir con la ingestión o la voz o pueden provocar perforación y potencialmente infección fatal. Un inconveniente adicional del uso de conexiones de tornillos y pasadores es el potencial de que tales conectores se desplacen y provoquen
lesiones.

Por lo tanto, se puede ver que existe todavía una necesidad de un implante espinal efectivo en el mantenimiento permanente del espaciamiento intervertebral para prevenir la compresión de los nervios o del cordón espinal, preservando al mismo tiempo en la mayor medida posible el rango natural de movimiento entre las vértebras afectadas. Existe, además, una necesidad de un dispositivo de este tipo que sea capaz de formar una fijación robusta y permanente de las vértebras y que, sin embargo, no se proyecte más allá de las superficies externas a las que está fijado. Todavía existe otra necesidad de un dispositivo para sustituir un disco dañado o desplazado, que mantenga el espaciamiento intervertebral para prevenir la compresión de los nervios y del cordón espinal, preservando al mismo tiempo el movimiento relativo natural entre las vértebras. La presente invención se dirige principalmente a la provisión de un dispositivo que cumpla éstas y otras necesidades.

De acuerdo con ello, la invención proporciona un implante espinal de acuerdo con la reivindicación 1.

El implante incluye también medios de articulación internos, que acoplan el primer elemento al segundo elemento, para permitir el movimiento relativo entre el primer elemento y el segundo elemento. El término "medios de articulación internos" está destinado a significar que permiten el movimiento relativo entre componentes del dispositivo, en lugar de entre el dispositivo y la estructura externa, tal como el hueso adyacente u otro tejido.

En formas de realización específicas de la presente invención, el primero y el segundo elemento pueden tener superficies externas configuradas de forma hemicilíndrica o hemielíptica. El primero y segundo elementos tienen cada uno de ellos una pared externa perforada con uno o más orificios previstos allí para permitir el crecimiento interno del hueso en las cámaras de fusión, y tienen superficies de unión a tope que forman los medios de articulación interno. En otra forma de realización preferida, las superficies de unión se forman como superficies cóncavas y convexas de acoplamiento para crear una unión del tipo de rótula (o muesca y canal, u otra unión de este tipo), que permite el movimiento de pivote relativo entre las vértebras, pero resiste la compresión entre
ellas.

El primero y segundo elementos se pueden unir para formar un elemento individual que se puede implantar utilizando métodos similares a los segundos en la aplicación de implantes de fusión de vértebras no articulados previamente conocidos. Se pueden prever medios de estabilización temporal para acoplar rígidamente el primero y el segundo elementos por interposición de elemento bio-absorbibles para permitir el implante y posibilitar el crecimiento interno del hueso dentro de las cámaras de fusión y la fusión del primero y del segundo elemento con el hueso adyacente durante un periodo de estabilización inicial, después del cual dichos medios temporales se biodegradan permitiendo la articulación entre el primero y el segundo elemento.

La presente invención incluye de una manera preferida primeros medios de conexión para conectar la primera superficie de articulación a una primera vértebra, y segundos medios de conexión para conectar la segunda superficie de articulación a una segunda vértebra. La primera y la segunda superficie de articulación resistente la compresión axial entre el primero y el segundo elemento en la dirección del eje de soporte, pero permiten el movimiento en pivote relativo entre el primero y el segundo elemento. Al menos uno, y con preferencia tanto el primer medio de conexión como también el segundo medio de conexión comprenden una cámara de fusión que tiene al menos un orificio allí para facilitar el crecimiento interno del hueso, fijando de esta manera permanentemente y con seguridad el implante en posición.

La presente invención se puede utilizar para mantener un espacio intervertebral entre una primera vértebra y una segunda vértebra. El dispositivo se utiliza removiendo una sección de la primera vértebra para formar una cavidad allí, para montar un primer elemento de un implante espinal dentro de la cavidad formada en la primera vértebra y para conectar un segundo elemento del implante espinal a la segunda vértebra. El primer elemento incluye una primera superficie de articulación y una primera cámara de fusión que tiene al menos un orificio allí para facilitar el crecimiento interno del hueso desde la primera vértebra. El segundo elemento incluye una segunda superficie de articulación, en la que la primera y la segunda superficie de articulación se unen para formar una unión que permite el movimiento de pivote relativo entre el primero y el segundo elemento, previniendo sin embargo, la compresión relativa entre el primero y el segundo elemento. En otra forma de realización preferida, se puede retirar una sección de la segunda vértebra para formar una cavidad para recibir el segundo elemento. El segundo elemento puede incluir también una segunda cámara de fusión para facilitar el crecimiento interno del hueso desde la segunda vértebra. Ambos fragmentos formados por la retirada de secciones vertebrales para alojar compuestos o dispositivos que estimulan el implante o el crecimiento del hueso pueden ser insertados en la(s) cámara(s) de fusión para mejorar el crecimiento interno del hueso.

Estos y otros objetos, características y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor con referencia a la siguiente descripción detallada, que se da solamente a modo de ejemplo, leída en combinación con las figuras de los dibujos que se acompañan.

Las figuras 1a y 1b muestran una vista en perspectiva de un implante espinal de acuerdo con una forma de realización cilíndrica.

La figura 2 muestra una vista lateral de la sección transversal del implante espinal de la figura 1.

La figura 3 muestra una vista extrema de la sección transversal del implante espinal de la figura 1.

La figura 4a es una vista extrema de un implante espinal in situ de acuerdo con la forma cilíndrica de la presente invención.

La figura 4b es una vista lateral de un implante espinal in situ de acuerdo con la forma cilíndrica de la presente invención.

La figura 5 es una vista extrema de la sección transversal de otra forma de realización de la presente invención.

La figura 6a muestra una vista extrema de la sección transversal de un implante espinal configurado de forma elíptica de la presente invención.

La figura 6b muestra una vista extrema de la sección transversal de un implante espinal alternativo configurado de forma elíptica de la presente invención.

La figura 7 muestra una vista lateral de la sección transversal del implante espinal cónico.

La figura 8 muestra una vista extrema de la sección transversal de un implante espinal con un balancín y medios de articulación de canal.

La figura 9 muestra una vista extrema de la sección transversal de un implante espinal con un balancín y medios de articulación de canal de reloj de arena.

Las figuras 10a y 10b muestran una vista en perspectiva de un implante espinal con un balancín y un medio alternativo de articulación de canal de reloj de arena.

Las figuras 11a y 11b muestran una vista en perspectiva de un implante espinal con un balancín y un medio alternativo de articulación de canal de reloj de arena.

La figura 12 es una vista extrema de un implante espinal in situ de acuerdo con la forma elíptica de la presente invención.

La figura 13 es una vista lateral de un implante espinal in situ de acuerdo con la forma cónica de la presente invención.

La figura 14 muestra un instrumento quirúrgico para cortar una sección elíptica entre vértebras espinales.

Las figuras 15a y 15b muestran una vista en perspectiva de un implante espinal con un canal de diamante alternativo y medios de articulación balancín de diamante correspondiente de acuerdo con la presente invención.

Con referencia ahora en detalle a las figuras, en las que los mismos números de referencia representan las mismas partes a través de las mismas, se describen ahora formas preferidas de la presente invención. Las figuras 1 a 3 muestran un implante espinal 10, que comprende generalmente un primer elemento 20 y un segundo elemento 22. El primer elemento 20 está acoplado al segundo elemento 22 por un medio de articulación interno 24 para permitir el movimiento en pivote relativo entre el primero y el segundo elemento.

Las figuras 4A y 4B muestran el implante espinal 10 de la presente invención instalado in situ entre una primera vértebra 12 y una segunda vértebra 14. El implante 10 se muestra implantado en un aspecto anterior del cuerpo vertebral, entre la quinta vértebra cervical y la sexta vértebra cervical. El dispositivo y el método de la presente invención se pueden aplicar, sin embargo, a métodos anterior, lateral y posterior de las vértebras.

Como se ve mejor en las figuras 2 a 3, el primer elemento 20 del implante 10 comprende primeros medios de conexión, en la forma de una primera cámara de fusión 30, para acoplamiento con la primera vértebra 12. Al menos un orificio 32 está formado en la primera cámara de fusión 30, para facilitar el crecimiento interno del hueso dentro, a través y alrededor de la primera cámara de fusión 30 desde la primera vértebra 12, para fundir el primer elemento con la primera vértebra 12. Con preferencia, se proporcionan una pluralidad de orificios 32 para favorecer adicionalmente el crecimiento interno del hueso. Se ha encontrado que la fusión por crecimiento interno del hueso proporciona una conexión rígida más permanente entre el implante 10 y la estructura del esqueleto que la proporcionada por otros medios de conexión conocidos.

El segundo elemento 22 del implante 10 comprende un segundo medio de conexión para acoplamiento con la segunda vértebra 14. El segundo medio de conexión comprende con preferencia una segunda cámara de fusión 34, substancialmente similar en construcción a la primera cámara de fusión 30 descrita anteriormente, y que comprende al menos un orificio 36 formado allí para facilitar el crecimiento del hueso dentro, a través y alrededor de la segunda cámara de fusión 34 desde la segunda vértebra 14. De una manera alternativa, el segundo medio de conexión puede comprender una conexión adhesiva, conexión con tornillo, conexión con pasador o cualquier otro medio de conexión alternativo efectivo. No obstante, se prefiere la provisión de una segunda cámara de fusión 30, ya que proporciona un acoplamiento más permanente y seguro que otros medios de conexión conocidos. Aunque el primer elemento 20 y la primera vértebra 12 se ilustran en las figuras como anteriormente el segundo elemento 22 y la segunda vértebra 14, se comprenderá que la presente invención abarca igualmente la configuración inversa, en la que el primer elemento, como se describe aquí, está fijado a la primera vértebra más bajo sobre la columna espinal que la segunda vértebra a la que se fija el segundo elemento. El primero y el segundo elemento se pueden fabricar a partir de materiales biocompatibles que incluyen, sin limitación, titanio, aleaciones quirúrgicas, acero inoxidable, aleación de cromo y molibdeno, aleación de cromo y cobalto, cerámica de óxido de zirconio, polímeros no absorbibles y otros materiales metálicos o poliméricos biocompatibles anticipados.

Con referencia ahora a las figuras 2 y 3, los medios de articulación 24 de la presente invención comprende una primera superficie de articulación 40 prevista sobre el primer elemento 20 y una segunda superficie de articulación 42 a tope, prevista sobre el segundo elemento 22. La primera y la segunda superficies de articulación 40, 42 están fabricadas de una manera preferida o están revestidas con materiales biocompatibles, de baja fricción, resistentes al desgaste y al impacto, tales como, por ejemplo, titanio, acero inoxidables, aleaciones quirúrgicas, aleaciones de cromo y molibdeno, aleación de cromo y cobalto, cerámica de óxido de zirconio, polímeros no absorbibles y otros materiales metálicos o poliméricos biocompatibles. Los medios de articulación 24 resisten la compresión axial entre el primero y el segundo elemento 20, 22, pero permiten el movimiento de pivote relativo entre ellos. Por lo tanto, cuando se realiza el implante, como se muestra en la figura 4, los medios de articulación 24 resisten la compresión entre la primera y la segunda vértebra 12, 14 a lo largo de un eje de soporte 44 que se extiende generalmente a lo largo de la columna espinal, como se muestra, por ejemplo, en la figura 4, pero permite el movimiento de pivote entre vértebras. El término "en pivote" está destinado para comprender o bien uno o ambos movimientos de rotación o de torsión alrededor del eje de soporte 44 (por ejemplo, rotación entre vértebras cervicales girando la cabeza hacia la derecha o izquierda), y/o un movimiento de inclinación inclinado angularmente en cualquier dirección con relación al eje de soporte 44 (por ejemplo, inclinando la cabeza hacia delante o hacia atrás y/o inclinando la cabeza hacia abajo hacia la derecha o hacia la izquierda).

La compresión axial, así como la translación lateral perpendicularmente al eje de soporte 44, es resistida entre la primera y la segunda vértebra 12, 14, proporcionando la primera superficie de articulación interna 40 con un hueco, tal como una superficie cóncava 46, que recibe una proyección, tal como una superficie convexa 48, que se proyecta desde la segunda superficie de articulación interna 42. Esta disposición de "rótula" permite la rotación relativa alrededor del eje de soporte 44 entre la primera y la segunda vértebra 12, 14. Los medios de articulación 24 pueden ser provistos con uno o más topes para limitar el alcance del movimiento de rotación permitido.

Además de la disposición de "rótula" para los medios de articulación 24, son posibles otras configuraciones. Como se muestra en las figuras 8 y 10, los medios de articulación comprenden un balancín 100 y un canal 101. La segunda superficie de articulación 42 puede comprender un canal 101 configurado substancialmente en forma de U que se extiende a lo largo de la longitud del segundo elemento 22. La primera superficie de articulación 40 puede comprender, pero no de acuerdo con la presente invención, un balancín 100 configurado de forma correspondiente, que puede tener, por ejemplo, una forma hemi-elíptica a lo largo de la longitud del primer elemento 20. Tal disposición permite solamente un movimiento de inclinación en un plano. En una alternativa, como se muestra en la figura 9, se puede añadir un segundo rango de movimiento a los medios de articulación 24 modificando la forma del canal 102. El canal 102 modificado puede estar configurado, por ejemplo, pero de nuevo no de acuerdo con la presente invención, substancialmente en forma de reloj de arena a través de la profundidad del canal 102. La anchura del canal en la base 103 del canal y en la boca 104 del canal es mayor que la anchura del canal en el punto medio 105 del canal. El canal 102 configurado en forma de reloj de arena permite un movimiento de inclinación a lo largo de dos planos lineales perpendiculares.

Como se muestra en las figuras 11a y 11b, se puede añadir un segundo rango de movimiento alternativo a los medios de articulación 24 modificando la forma del canal 106. El canal 106 modificado puede estar configurado substancialmente en forma de reloj de arena a través de la longitud del segundo elemento 22. La anchura del canal en el punto medio longitudinal 107 del canal es menor que la anchura del canal en el extremo delantero 108 del canal y en el extremo de cola 109 del canal. Los técnicos en la materia, que tiene la ventaja de la presente descripción, apreciarán que la forma de "reloj de arena" descrita aquí incluye varias curvas o bordes rectos, con tal que la anchura en o en la proximidad de los puntos extremos del canal (o la parte superior y la parte inferior del canal) sea más ancha que la anchura en algún punto entre los puntos extremos. El canal 106 configurado en forma de reloj de arena permite dos rangos de movimiento, un movimiento de inclinación y un movimiento de pivote alrededor del eje central. Estos movimientos pueden ser deseables para algunos pacientes.

De acuerdo con la presente invención y como se muestra en las figuras 15a y 15b, se añade un segundo rango de movimiento a los medios de articulación 24. esto puede ser proporcionado modificando las forma del canal 110. El canal 110 modificado puede estar configurado, por ejemplo, substancialmente en forma de diamante a través de la longitud del segundo elemento 22. La anchura del canal en el punto medio longitudinal 111 del canal es mayor que la anchura del canal en el extremo delantero 112 del canal y en el extremo de cola 113. Adicionalmente, la primera superficie de articulación 40 comprende un balancín 115 configurado de forma correspondiente, que puede estar configurado, por ejemplo, en forma de diamante a lo largo de la longitud del primer elemento 20. Los técnicos en la materia, que tienen la ventaja de la presente descripción, apreciarán que la forma de "diamante" como se describe aquí incluye varias curvas o bordes rectos, con tal que la anchura en algún punto entre los puntos extremos del canal (o la parte superior y la parte inferior del canal) sea más ancha que la anchura en o en la proximidad de los puntos extremos. El canal 110 en forma de diamante permite tres rangos de movimiento, un movimiento de inclinación y un movimiento de pivote alrededor del eje central. Estos movimientos pueden ser deseables para algunos pacientes.

Los medios de articulación 24 comprende, además, de una manera preferida uno o más chaflanes 50 desviados angularmente, formados en la primera superficie de articulación interna 40 y/o la segunda superficie de articulación interna 42, para permitir el movimiento de inclinación relativa entre la primera y la segunda vértebra 12, 14 en una o más direcciones. De acuerdo con la forma de realización mostrada en las figuras, la primera y segunda superficies de articulación internas 40, 42 están provistas cada una de ellas con un chaflán 50 desviado angularmente, en una configuración generalmente piramidal, como se ve mejor en la figura 9, permitiendo de esta manera el movimiento de inclinación en todas las direcciones (360º). Es posible también una configuración generalmente cónica y posiblemente permitiría tanto un movimiento de rotación como también un movimiento de inclinación de 360º. Adicionalmente, como se muestra en las figuras 10 y 11, cada una de la primera y segunda superficies de articulación 40, 42 pueden estar provistas con una configuración general de arco, que proporcionan un rango mayor de movimiento.

El rango natural del movimiento de la espina puede ser aproximado proporcionando chaflanes 50 de aproximadamente 5º alrededor de la periferia de cada una de la primera y segunda superficies de articulación 40, 42, permitiendo de esta manera aproximadamente 10º de inclinación en todas las direcciones entre vértebras adyacentes. Como se ilustra en las figuras, el punto de pivote o eje de los medios de articulación 24 está localizado generalmente en el centro sobre la primera y segunda superficies de articulación 40, 42, y será alineado con el eje de rotación normal de la espina cuando se implanta como se muestra en la figura 4. Esta localización, sin embargo, se puede variar selectivamente para colocar el centro de rotación de los medios de articulación 24 en el centro, en la parte anterior, en la parte posterior, a la izquierda, a la derecha, o de forma excéntrica (fuera del centro tanto en la dirección anterior / posterior como en la dirección izquierda / derecha) del eje normal de rotación de la espina, con el fin de conseguir la alineación adecuada de la espina restableciendo de esta manera el equilibrio y la alineación óptimos sagitales y coronales de la espina.

Como se muestra mejor en la figura 1, el primero y segundo elementos 20, 22 del implante 10 de la presente invención comprenden preferiblemente paredes exteriores 60, 70 generalmente hemi-cilíndricas que se unen para formar un cuerpo generalmente cilíndrico. Cuando se encuentran en su configuración montada, el primer elemento 20 y el segundo elemento 22 se apoyan entre sí con sus primera y segunda superficies de articulación 40, 42 respectivas adyacentes y se acoplan una con la otra, como se ha descrito anteriormente. El primer elemento 20 comprende, además, con preferencia una primera pared exterior redondeada 60. Se proporcionan uno o más orificios 32 para facilitar el crecimiento interno del hueso en esta primera pared exterior redondeada 60, y se comunican con una primera cámara de fusión 62 formada entre la primera pared exterior redondeada 60 y la primera superficie de articulación 40. De una manera similar, el segundo elemento 22 comprende con preferencia una segunda pared exterior redondeada 70, que define uno o más orificios 36 para facilitar el crecimiento interno del hueso. Los orificios 36 se comunican con una segunda cámara de fusión 72 formada entre la segunda pared exterior redondeada 70 y la segunda superficie de articulación 34. La primera y segunda paredes exteriores redondeadas 60, 70 están provistas con roscas 80 para facilitar el avance del implante 10 dentro del espacio intervertebral durante el implante y para ayudar a asegurar el implante 10 en posición una vez implantado. Las roscas 80 sobre cada unos del primero y segundo elementos redondeados 20, 22 están acopladas. En algunos casos, puede ser deseable proporcionar roscas 80 de roscado automático y/o configurar las roscas 80 para dirigir fragmentos óseos generados por medio del implante en los orificios 32, como se enseña en la patente de los Estados Unidos U.S. Nº 5.489.308 a nombre de Kuslich y col. En otras formas de realización menos preferidas, las roscas 80 se pueden sustituir por una superficie exterior perfilada, que comprende características superficiales lisas, con salientes, con pestañas, con puntas o con cordones. El implante 10 puede comprender, además, una o más pestañas de soporte 85 en el primero y/o segundo elementos 20, 22, para resistencia adicional.

Como se muestra mejor en las figuras 6a, 6b y 12, el primero y segundo elementos 20, 22 del implante 10 de la presente invención comprenden con preferencia paredes exteriores 97, 99 generalmente hemi-elípticas que se unen para formar un cuerpo generalmente elíptico. Cuando se encuentran en su configuración montada, el primer elemento 20 y el segundo elemento 22 se apoyan mutuamente con sus primera y segunda superficies de articulación 40, 42 respectivas juntas y se acoplan mutuamente, como se ha descrito anteriormente. El primer elemento 20 comprende, además, con preferencia una primera pared exterior redondeada 97. Se proporcionan uno o más orificios 32 para facilitar el crecimiento interno del hueso en esta primera pared exterior redondeada 97, y se comunican con una primera cámara de fusión 62 formada entre la primera pared exterior redondeada 97 y la primera superficie de articulación 40. De una manera similar, el segundo elemento 22 comprende con preferencia una segunda pared exterior redondeada 99, que define uno o más orificios 36 para facilitar el crecimiento interno del hueso. Los orificios 36 se comunican con una segunda cámara de fusión 72 formada entre la segunda pared exterior redondeada 99 y la segunda superficie de articulación 42. En formas de realización alternativas, las superficies exteriores perfiladas del primero y segundo elementos 20 y 22 pueden comprender características superficiales lisas, con salientes, con pestañas, con puntas o con cordones para asegurar el elemento en posición una vez implantado. El implante 10 puede comprender, además, una o más pestañas de soporte 85 en el primero y/o segundo elementos 20, 22, para resistencia adicional.

En otra forma de realización preferida, como se muestra en las figuras 7 y 12, el elemento 10 puede están configurado cónico a lo largo del eje horizontal. El extremo de cola 92 tiene un radio vertical mayor que el radio vertical del extremo delantero 93. La forma cónica reduce la cantidad de material requerido para ser retirado e incrementa la facilidad de inserción del implante 10 entre la primera y la segunda vértebra.

En otra forma de realización preferida, la presente invención puede comprender, además, la provisión de uno o más medios de estabilización para acoplamiento temporal rígido del primer elemento 20 con el segundo elemento 22 para prevenir el movimiento relativo entre ellos. Por ejemplo, se prefiere que el primero y segundo elementos 20, 22 sean retenidos rígidamente en posición durante la instalación del implante 10 en el espacio intervertebral. Además, el primero y segundo elementos 20, 22 deberían permanecer acoplados rígidamente sobre una longitud suficiente de tiempo después del implante para permitir el crecimiento interno suficiente del hueso en las cámaras de fusión para prevenir el movimiento relativo entre el implante 10 y las vértebras 12, 14 durante las actividades normales del paciente. Típicamente, serán suficientes aproximadamente de ocho a doce semanas de crecimiento del hueso, antes de que el primero y segundo elementos 20, 22 se desacoplen y se permita la articulación uno con respecto al otro. Esta estabilización temporal del primero y segundo elementos se realiza por la presente invención sin el requerimiento de un segundo procedimiento quirúrgico, a través del uso de medios de estabilización a medio plazo formados a partir de material bio-reabsorbible. Ejemplos de materiales bio-reabsorbibles incluyen polímeros de poliglicolato o análogos, lácticos, polidioxanona, poligliconato, copolímeros de láctico / glicólido. Por medio de la selección adecuada del / los material(es) de construcción, la longitud del tiempo requerido para biodegradación, se pueden controlar efectivamente los medios de estabilización. Después de que los medios de estabilización han sido disueltos y absorbidos por el cuerpo, se desacoplan el primero y segundo elementos del implante 10, permitiendo la articulación. En una forma de realización ejemplar, ilustrada en la figura 3, los medios de estabilización pueden comprender una o más insertos 82 biodegradables encajados en cuña entre el primer elemento 20 y el segundo elemento 22, para prevenir el movimiento relativo entre ellos. En otra forma de realización ejemplar, el primero y segundo elementos 20, 22 están colocados en su configuración acoplada, como se muestra en las figuras 2 y 3, con los espacios entre las superficies de articulación 40, 42 inyectados o rellenos con un polímero biodegradable, que proporciona los medios de estabilización temporal a medio plazo para acoplar los elementos en posición. Deberá procurarse evitar rellenar las cámaras de fusión 30, 34 y los orificios 32, 36 hacia las cámaras de fusión con el polímero, que podrían inhibir el crecimiento interno del hueso. Las roscas 82 permanecerán también expuestas para contribuir al implante del dispositivo. En otra forma de realización ejemplar, ilustrada en la figura 2, los medios de estabilización comprenden una tapa extrema 90 removible y/o bio-reabsorbible, que se acopla de forma desprendible con el extremo de cola 92 del implante 10 para acoplar el primero y segundo elementos 20, 22. La tapa extrema puede comprender uno o más clips 94 para acoplamiento del implante 19, y una o más chavetas 96 para acoplamiento de una llave inglesa, un destornillador u otro dispositivo de actuación utilizado para hacer avanzar el implante 10 en el espacio intervertebral. Una segunda tapa extrema removible y/o absorbible se puede instalar sobre el extremo delantero 93 del implante 10. Las tapas extremas pueden funcionar adicionalmente para retener los fragmentos óseos dentro de las cámaras 62, 72 de las cámaras de fusión 30, 34, como se describirá con más detalle a continuación, hasta que se ha producido un crecimiento óseo y una fusión suficientes.

Otra forma de realización preferida de la presente invención se ilustra en la figura 5, que muestra un implante 10, que comprende generalmente primero y segundo elementos 20, 22, substancialmente como se ha descrito anteriormente y que comprende adicionalmente un elemento de articulación intermedio, que comprende en la forma de realización ilustrada una tapa 90 configurada en forma de cazoleta hemisférica interpuesta entre la superficie cóncava 46 del primer elemento 20 y la superficie convexa 48 del segundo elemento 22. La tapa 90 está fabricada con preferencia de un material de construcción de baja fricción, resistente al desgaste, que puede ser un poco elástico para absorber la carga de impacto. La provisión de la tapa 90 permite la articulación en la interfaz entre la superficie superior de la tapa y la superficie cóncava 46 del primer elemento 20, y entre la superficie inferior de la tapa y la superficie convexa 48 del segundo elemento 22, resultando una articulación bipolar. Esta disposición reduce el desgaste por fricción sobre las superficies de articulación distribuyendo el desgaste sobre dos interfaces de articulación. El acoplamiento de la superficie inferior cóncava de la tapa 90 con la superficie convexa 48 del segundo elemento 22, y el acoplamiento de la superficie superior convexa de la trapa 90 con la superficie cóncava 46 del primer elemento 20 previenen el desplazamiento de la tapa 90 cuando el implante está instalado.

La presente invención se puede utilizar para mantener un espacio intervertebral deseado entre una primera vértebra 12 y una segunda vértebra 14. El método de uso comprende con preferencia remover una sección de la primera vértebra para formar una cavidad allí, montar un primer elemento de un implante espinal de articulación en la cavidad y conectar un segundo elemento del implante a la segunda vértebra. El implante espinal de articulación utilizado para llevar a cabo este método s con preferencia substancialmente similar a la forma de realización ejemplar descrita anteriormente, que tiene primera y segunda superficies de articulación internas que se unen para formar una rótula que permite el movimiento en pivote relativo entre el primero y segundo elementos, pero previniendo la compresión axial relativa entre ellos. Al menos uno de los elementos comprende, además, con preferencia una cámara de fusión, que incluye una cámara y al menos un orificio que se comunica con la cámara, para facilitar el crecimiento interno del hueso dentro, a través y alrededor de la cámara de fusión desde la vértebra respectiva. En una forma preferida, el método de uso de un dispositivo de acuerdo con la presente invención comprende la fijación de ambos primero y segundo elementos del implante en las vértebras respectivas utilizando cámaras de fusión para el crecimiento interno del hueso. En esta forma de realización, una sección de la segunda vértebra está con preferencia retirada para formar una cavidad allí para recibir el segundo elemento del implante. El método puede comprender, además, la inserción de fragmentos óseos, que puede ser los fragmentos formados en la retirada descrita anteriormente de secciones vertebrales, en la(s) cámara(s) de fusión del implante. Se ha mostrado que la presencia de estos fragmentos óseos estimula mejora el crecimiento interno del hueso dentro de la cámara de fusión. En otra forma de realización, el método prevé la aplicación de medios para estimular el crecimiento del hueso dentro, a través y/o alrededor de la(s) cámara(s) de fusión. Los medios para estimular el crecimiento del hueso pueden comprender, por ejemplo, estimuladores eléctricos o magnéticos del crecimiento óseo, proteína morfogenética ósea (BMP), compuestos de hidroxil apatita, compuesto óseo desmineralizado, y/u otros dispositivos o compuestos de estimulación del crecimiento óseo. Se prevé también que se pueda utilizar la introducción de un material de cianoacrilato, referido comúnmente como cola quirúrgica, sobre la superficie exterior de la(s) cámara(s) de fusión, para fijar el implante en una posición óptima a la espera del crecimiento interno del
hueso.

La implantación del implante espinal de articulación de acuerdo con la presente invención se puede realizar de una manera generalmente similar a los métodos conocidos anteriormente para la implantación de implantes de fusión rígidos no articulados, con las excepciones que se indican aquí. Por ejemplo, el método puede utilizar aproximaciones quirúrgicas estándar a la espina desde una aproximación anterior para los segmentos espinales cervicales y torácicos, o desde una aproximación lateral anterior o posterior a los segmentos de la espina lumbar. La remoción de secciones vertebrales se puede realizar a través de perforación o desprendimiento de un hueso generalmente circular que tiene un diámetro y una profundidad adaptados para adecuarse generalmente al implante a utilizar, cubriendo en puente la primera y la segunda vértebra. Adicionalmente, el hueso circular se puede estrecha cónicamente de manera que el diámetro del extremo delantero es menor que el diámetro del extremo de cola. El taladro está con preferencia centrado sobre el espacio intervertebral, aproximadamente a medio camino entre la primera y la segunda vértebra. Se pueden realizar roscas entonces en el taladro para facilitar la inserción del implante.

En un método alternativo, la remoción de secciones vertebrales se puede realizar utilizando un único instrumento quirúrgico, como se muestra en la figura 14, para perforar un taladro elíptico que tiene un diámetro y una profundidad mayor y menor adaptados para adecuarse generalmente al implante a utilizar, cubriendo en puente la primera y la segunda vértebra. Con preferencia, el instrumento quirúrgico está fijado a una taladradora para proporcionar potencia de rotación a la porción de corte. La porción de corte del instrumento quirúrgico consta de una broca estriada circular alojada dentro de cuchillas de corte configuradas en una forma elíptica. La broca estriada se extiende hacia fuera más allá de las cuchillas de corte para cortar una sección circular entre la primera y la segunda vértebra. A medida que la broca corta en la vértebra, las cuchillas de corte retiran entonces el material restante para formar un taladro elíptico que tiene un diámetro y una profundidad mayor y menor adaptados generalmente para adecuarse al implante a utilizar, cubriendo en puente la primera y la segunda vértebra.

De una manera alternativa, el implante puede estar provisto con roscas auto-perforadas. El implante se monta con la primera y segunda superficie de articulación acopladas, y el primero y segundo elementos del implante están acoplados rígidamente por medio de estabilización, substancialmente como se ha descrito anteriormente. El implante estabilizado es avanzado dentro del taladro hasta la profundidad deseada. Con preferencia, el implante es avanzado hasta que el extremo de cola 92 está alineado o ligeramente rebajado con relación a la superficie exterior de las vértebras, eliminando de esta manera la posibilidad de que las porciones que se proyectan hacia fuera del implante puedan interferir o lesionar estructuras vasculares, neurales o viscerales adyacentes o regionales.

En la zona lumbar, donde se requiere mayor soporte de carga, se pueden colocar dos implantes de articulación en posiciones paralelas con el eje longitudinal de cada una adyacentes entre sí, en una disposición generalmente paralela, permitiendo solamente un movimiento de flexión / extensión. Esta disposición requerirá típicamente la retirada de material vertebral para formar dos orificios, o un orificio extendido para alojar ambos implantes. De una manera alternativa, se podría colocar un solo implante dimensionado de forma adecuada en el espacio intervertebral utilizando el método quirúrgico abierto transabdominal, el método laparoscópico transabdominal, o el método anterior abierto retroperitoneal permitiendo el movimiento en pivote alrededor del punto individual de articulación, como se ha descrito anteriormente para uso es espacios de discos intervertebrales cervicales y torácicos.

Después de la operación, se producirá el crecimiento del hueso, fusionando el primero y/o segundo elementos del implante con la vértebra respectiva. Después de un paso suficiente de tiempo, se disuelven los medios de estabilización y son absorbidos en el cuerpo, desacoplando los medios de articulación para permitir el movimiento relativo entre el primero y segundo elementos, preservando la flexibilidad espinal y reduciendo al mínimo la tensión destructiva sobre uniones intervertebrales adyacentes. El implante resiste la compresión axial entre el primero y segundo elementos, y previene de esta manera la compresión relativa entre la primera y segunda vértebras, manteniendo de este modo el espacio intervertebral deseado. Además, el implante es rebajado den el sitio vertebral receptor, eliminando la intromisión sobre las estructuras vasculares, neurales o viscerales adyacentes siguientes.

Claims

1. Un implante espinal (10), que comprende:

un primer elemento (20) que comprende una primera superficie de articulación (40), una primera superficie exterior (60, 97) y un primer medio de conexión para acoplamiento con una primera vértebra (12);

un segundo elemento (22) que comprende una segunda superficie de articulación (42), una segunda superficie exterior (70, 99) y un segundo medio de conexión para acoplamiento con una segunda vértebras (14); y

un medio de articulación, que acopla dicha primera superficie de articulación a dicha segunda superficie de articulación para permitir el movimiento relativo entre dicho primer elemento y dicho segundo elemento, en el que dicho medio de articulación resiste la compresión axial en la dirección de un eje de soporte; caracterizado porque dicho medio de articulación (40) comprende un canal (111) a lo largo de una longitud de dicho segundo elemento (22) y un balancín a lo largo de una longitud de dicho primer elemento (20), en el que al menos una porción de dicho balancín (113) está acoplada dentro de dicho canal (111), teniendo dicho balancín (113) y dicho canal cada uno de ellos primero y segundo extremos, teniendo dicho balancín (113) y dicho canal cada uno de ellos una anchura en algún punto entre dichos primero y segundo extremos que es mayor que una anchura en o adyacente a dichos primero y segundo extremos.

2. El implante espinal de la reivindicación 1, en el que dicho balancín y dicho canal (113) están configurados substancialmente en forma de diamante.

3. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho balancín (113) define una superficie de articulación convexa que coopera con una superficie de articulación definida por dicho canal alargado (111) para permitir dicho movimiento relativo entre dicho primer elemento (20) y dicho segundo elemento (22).

4. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha superficie de articulación convexa comprende una curvatura lateral que se extiende a través de dicha anchura del balancín.

5. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un elemento de articulación intermedio (90) está colocado entre dichas primera y segunda superficies de articulación (40, 42).

6. El implante espinal de la reivindicación 5, en el que dicha primera superficie de articulación (40) comprende una superficie cóncava (46) y dicha segunda superficie de articulación (42) comprende una superficie convexa (48), y dicho elemento de articulación intermedio (90) comprende una tapa (90) generalmente hemisférica.

7. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende, además, un extremo delantero (93) y un extremo trasero (92), definiendo el implante espinal un cono entre dichos extremos delantero y trasero (93, 92).

8. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye un extremo trasero (92) y un extremo delantero (93), en el que un primer radio de dicho extremo trasero (92) es mayor que un segundo radio de dicho extremo delantero (93).

9. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos uno de dichos primero y segundo elementos (20, 22) incluye una cámara de fusión (30, 34) y al menos un orificio (32, 36) que se extiende a través de dicha superficie exterior (60, 70, 97, 99) y en comunicación con dicha cámara de fusión (30, 34) para permitir el crecimiento interno del hueso dentro de dicha cámara de fusión (30, 34).

10. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha primera superficie exterior (60, 97) comprende una primera pared exterior redondeada (60, 97) y dicha segunda superficie exterior (70, 99) comprende una segunda pared exterior redondeada (70, 99).

11. El implante espinal de la reivindicación 10, en el que dicha primera pared exterior redondeada (60, 97) y dicha segunda pared exterior redondeada (60, 99) comprenden medios de seguridad para asegurar el implante espinal (10) dentro de una cavidad entre la primera vértebra y la segunda vértebra.

12. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha primera superficie exterior (60, 97) y dicha segunda superficie exterior (70, 99) comprenden cada una de ellas una superficie exterior roscada (80).

13. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende medios de estabilización para acoplar temporalmente de forma rígida dicho primer elemento (20) a dicho segundo elemento (22).

14. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de estabilización comprende una tapa extrema (90) adaptada para acoplarse de forma desprendible con una porción de dicho primer elemento (20) y con una porción de dicho segundo elemento (22).

15. El implante espinal de la reivindicación 4, en el que dichos medios de estabilización comprenden al menos un elemento bio-reabsorbible (82) adaptado para ser absorbido después de la implantación.

16. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas primera y segunda superficies exteriores (60, 70) de dichos primero y segundo elementos (20, 22) son convexas y cooperan para formar un cuerpo de implante configurado de forma generalmente cilíndrica.

17. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que dicha primera superficie exterior (60) y dicha segunda superficie exterior (70) comprenden cada una de ellas una superficie exterior hemi-cilíndrica.

18. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dichas primera y segunda superficies exteriores (97, 99) son convexas y cooperan para formar un cuerpo de implante configurado generalmente elíptico.

19. El implante espinal de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 ó 18, en el que dicha primera superficie exterior convexa (97) y dicha segunda superficie exterior (99) comprenden cada una de ellas una superficie exterior hemi-elíptica (97, 99).