ES2302963T3 - Articulacion artificial. - Google Patents

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ES2302963T3 ES03782141T ES03782141T ES2302963T3 ES 2302963 T3 ES2302963 T3 ES 2302963T3 ES 03782141 T ES03782141 T ES 03782141T ES 03782141 T ES03782141 T ES 03782141T ES 2302963 T3 ES2302963 T3 ES 2302963T3
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Christian Abicht
Peter Adam
Dietmar Kubein-Meesenburg
Hans Nagerl
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Abstract

Articulación artificial (1) con una parte horizontal de articulación (3) y un revestimiento de articulación (4), que están unidos entre sí mediante una superficie de contacto (9) determinada por una escotadura (6) y un saliente (5) insertado en la misma, presentando el saliente (5) una sobremedida (7) respecto a la escotadura (6) a la temperatura corporal del paciente y pudiendo ser insertado el mismo en la escotadura (6) gracias a una diferencia de temperatura del saliente (5) y/o la escotadura (6) en comparación con la temperatura corporal del paciente, caracterizada porque la superficie de contacto (9) o la sobremedida (7) está dimensionada de distintas formas en función del lugar, de modo que por las fuerzas de fijación que actúan sobre el saliente (5) a la temperatura corporal del paciente se genera un estado de tensión en el revestimiento de la articulación (4) y/o la parte horizontal de la articulación (3), gracias al cual es mayor la capacidad de carga y/o la durabilidad de la articulación artificial (1).

Description

Articulación artificial.
La invención se refiere a una articulación artificial con una parte horizontal de articulación y un revestimiento de articulación que están unidos entre sí mediante una superficie de contacto determinada por una escotadura y un saliente insertado en la misma, presentando el saliente una sobremedida respecto a la escotadura a la temperatura corporal del paciente y pudiendo ser insertado el mismo en la escotadura gracias a una diferencia de temperatura del saliente o la escotadura en comparación con la temperatura corporal del paciente. Además, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una unión en una articulación artificial de este tipo.
Una articulación artificial de este tipo ya se conoce, por ejemplo, del documento US 487 8916, que representa el estado de la técnica más próximo. La articulación artificial tiene aquí una parte horizontal de articulación de simetría de rotación y un revestimiento de articulación en forma de cubeta esférica, que están unidos entre sí mediante una unión por contracción. El revestimiento de articulación presenta en la parte horizontal de articulación una sobremedida a la temperatura corporal del paciente, por lo que sólo puede insertarse en la escotadura gracias a una diferencia de temperatura en comparación con la temperatura corporal del paciente.
Del documento US 58 58 020, así como del documento FR 24 93 139 A1 se conocen también articulaciones artificiales genéricas.
En las articulaciones conocidas del tipo indicado resulta ser un inconveniente que la capacidad de carga de la articulación artificial no puede garantizarse a largo plazo. En particular, no pueden excluirse con seguridad daños de las partes de la articulación.
Por el documento EP 04 95 340 A1 ya se conoce un juego modular de piezas para la parte de la tibia de una prótesis de articulación de rodilla, que está formada por una parte horizontal de tibia con una espiga y un revestimiento de articulación de polietileno. En la parte horizontal de tibia pueden insertarse troncos de distintos tamaños y unos revestimientos de articulación de distintas alturas son guiados por todos los lados en un plano de la parte horizontal de tibia. Para la fijación del revestimiento de articulación, éste se introduce mediante un movimiento giratorio en el plano de la parte horizontal de tibia. No obstante, ha resultado ser un inconveniente que la capacidad de carga que se puede conseguir de esta forma es relativamente reducida, dejando, además, la unión por encastre así formada en el estado de uso un espacio hueco entre el revestimiento de la articulación y la parte horizontal de la tibia.
Además, en el documento CH-PS 66 73 83 está descrita una parte de tibia de una prótesis de articulación de rodilla que está compuesta por una parte horizontal de tibia con espiga y un revestimiento de articulación. La inserción de esta prótesis de articulación de rodilla requiere, no obstante, un mecanizado previo individual, que depende fundamentalmente de la destreza del operador.
La invención tiene el objetivo de crear una posibilidad de realizar una prótesis de articulación de rodilla del tipo indicado al principio de tal forma que gracias a ello mejore fundamentalmente la capacidad de carga, en particular la capacidad de carga bajo carga permanente durante un período largo. Además, debe crearse un procedimiento para la fabricación de una prótesis de articulación de rodilla de este tipo.
El objetivo indicado en primer lugar se consigue según la invención con una prótesis de articulación de rodilla según las características de la reivindicación 1. La configuración presente de la prótesis de articulación de rodilla según la invención se indica en las reivindicaciones subordinadas 2 a 15.
Según la invención está prevista, por lo tanto, una articulación artificial, en la que la superficie de contacto o la sobremedida está dimensionada de distintas formas en función del lugar, de modo que por las fuerzas de fijación que actúan sobre el saliente a la temperatura corporal del paciente se genera un estado de tensión en el revestimiento de articulación y/o la parte horizontal de articulación, gracias al cual es mayor la capacidad de carga y/o la durabilidad de la articulación. La invención parte aquí del conocimiento sorprendente de que la unión por contracción térmica, prevista en la articulación artificial para la fijación y realizada gracias a la diferencia de temperatura, puede aprovecharse al mismo tiempo también de forma ventajosa para aumentar la capacidad de carga de la articulación mediante las fuerzas de fijación así aplicadas y las tensiones por ello generadas. Para ello, las tensiones se ajustan de forma óptima de modo que las mismas actúen en contra de la acción de la fuerza ejercida por la carga. De esta forma puede generarse, por ejemplo, un estado de tensión multidimensional, en el que el revestimiento de articulación sólo está cargado con fuerzas de compresión, quedando excluida la acción de fuerzas de tracción gracias a la tensión previa.
Para ello, según una forma de realización especialmente ventajosa de la invención, se genera un estado de presión específico en el revestimiento de articulación mediante las fuerzas de fijación, que actúa en contra de una acción de fuerza exterior bajo carga.
Es especialmente adaptado a la práctica realizar la superficie de contacto de tal forma que pueda ajustarse el valor o la dirección del estado de tensión o del estado de presión para poder cumplir de esta forma una adaptación óptima de la articulación al paciente y los requisitos individuales de éste.
Resulta ser especialmente resistente una variante en la que el valor del estado de presión aplicado por las fuerzas de fijación es mayor que el valor de una acción de fuerza exterior. De esta forma no se producen fuerzas de tracción en el revestimiento de articulación, tampoco en caso de acciones de fuerza exterior importantes. No obstante, aumenta la capacidad de carga respecto a fuerzas de presión exteriores, de modo que de esta forma se aumenta al mismo tiempo la capacidad de carga.
Una configuración especialmente relevante para la práctica se consigue también si el estado de presión o tensión es ajustable en función del plano de carga principal de la articulación artificial. De esta forma es posible conseguir un estado de tensión adaptado a la carga de la articulación por el paciente ya en el momento de la fijación del revestimiento de la articulación en la parte horizontal de la articulación. De esta forma puede conseguirse, gracias a esta adaptación optimizada de la articulación, otro aumento de los límites de carga, en particular en el caso de materiales de por sí conocidos, sin que deban cambiarse para ello las medidas exteriores de los elementos de construcción.
De forma especialmente ventajosa se consigue que el estado de tensión esté determinado por una tensión previa que actúa en contra de una acción de fuerza exterior.
El estado de tensión podría ya estar predeterminado en gran medida por el fabricante. No obstante, para poder realizar de forma especialmente ventajosa una adaptación al paciente, en la zona de la superficie de contacto está previsto un elemento intermedio previsto para el ajuste del estado de tensión, mediante el cual el estado de tensión puede ajustarse de forma variable en función de lugar.
Para ello, el elemento puede fijarse, por ejemplo, en distintas posiciones, para permitir de esta forma una posibilidad de ajuste sencilla por parte del operador.
Resulta ser especialmente adaptado a la práctica una variante en la que el elemento está realizado como cubeta permitiendo una fijación de la parte horizontal de la articulación respecto al revestimiento de la articulación en distintas posiciones angulares.
Para ello resulta ser especialmente ventajosa una configuración en la que la escotadura presenta un destalonamiento que fija el saliente en unión positiva y que está determinado por un contorno o una topografía del revestimiento de la articulación, en particular el grosor de material, porque de esta forma pueden ajustarse de distintas formas las fuerzas de fijación que se producen en distintas zonas. Además, podrían preverse sobremedidas distintas en función de los planos funcionales de la articulación. Por lo tanto, puede optimizarse fundamentalmente el estado de tensión en la articulación, en particular respecto a la carga que se espera, además de aumentar su vida útil. El saliente insertado en la escotadura queda fijado en arrastre de fuerza y forma gracias a la unión por contracción. Por lo tanto, también es adecuada sin ninguna restricción la fijación de un revestimiento de articulación que no presenta una simetría de rotación, por ejemplo en forma de riñón. Gracias a una superficie de contacto inclinada respecto a la dirección de ensamblaje se genera, por ejemplo, una fuerza tensora previa mediante la cual también se excluye con seguridad la formación de grietas entre la parte horizontal de la articulación y el revestimiento de la articulación.
Una forma de realización especialmente ventajosa de la invención se consigue también si la parte horizontal de la articulación y el revestimiento de la articulación presentan un coeficiente de dilatación térmica distinto, respectivamente. De esta forma, un calentamiento o enfriamiento común de la parte horizontal de la articulación junto con el revestimiento de la articulación conducen a una dilatación por calor o una contracción por frío distinta, de modo que se ajusta una medida de diferencia. Por lo tanto, no es necesario calentar sólo la escotadura y/o enfriar sólo el saliente e insertarlo en el estado así ajustado.
Resulta ser especialmente adaptado a la práctica unir la parte horizontal de la articulación y el revestimiento de la articulación quedando alineados los contornos. De esta forma pueden evitarse salientes no deseados y la capacidad de carga puede mejorarse fundamentalmente, también durante un período largo. Las medidas exteriores, por ejemplo de la superficie de sección transversal de la parte horizontal de la articulación y el revestimiento de la articulación son, en particular, idénticas.
No obstante, es especialmente sencilla una variante de la prótesis de articulación de rodilla según la invención en la que una superficie de contacto entre el saliente y la escotadura está provista de un acabado superficial que mejora la transmisión de fuerza, en particular una rugosidad o una estructuración. De esta forma puede aumentarse claramente la capacidad de carga de la unión gracias a un rozamiento de adherencia. Para ello, la superficie de contacto está provista, por ejemplo, de una estructuración.
Aquí resulta ser especialmente adaptado a la práctica una configuración de la invención en la que el revestimiento de la articulación tiene asignado un saliente de polietileno y la parte horizontal de la articulación una escotadura de metal. De esta forma se consigue una relación óptima de los coeficientes de dilatación térmica, de modo que ya una diferencia de temperatura de aprox. 10ºC conduce a una diferencia de dilatación de aprox. 0,1 mm. Gracias a ello se facilita la manipulación de la parte horizontal de la articulación y del revestimiento de la articulación para el montaje lo que por tanto permite la elección del revestimiento de articulación adecuado durante el tratamiento según las necesidades individuales de cada paciente.
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Además, ha resultado ser especialmente recomendable que el saliente y la escotadura estén dispuestos en lados opuestos en una superficie de contacto circunferencial de una extensión regular. De esta forma se realiza una aplicación de fuerza homogénea a lo largo de toda la longitud de la superficie de contacto, por lo que puede mejorar aún más la capacidad de carga de la unión. Según una variante especialmente favorable de la presente invención, la parte horizontal de la articulación presenta la escotadura y el revestimiento de la articulación presenta el saliente.
El objetivo indicado en segundo lugar, que es crear un procedimiento para la fabricación de una articulación artificial realizada en particular como prótesis de articulación de rodilla en la que se une una parte horizontal de la articulación con un revestimiento de la articulación mediante una superficie de contacto formada por una escotadura y un saliente insertado en la misma, se consigue según la invención porque la superficie de contacto o la sobremedida se dimensiona de distintas formas en función del lugar de modo que se genera un estado de tensión en el revestimiento de la articulación gracias a las fuerzas de fijación que actúan sobre el saliente a la temperatura corporal del paciente, gracias al cual es mayor la capacidad de carga y/o la durabilidad. De esta forma queda realizada una fijación que puede ser manipulada fácilmente entre la parte horizontal de la articulación y el revestimiento de la articulación que permite una capacidad de carga fundamentalmente mayor gracias al estado de tensión aplicado por la unión por contracción.
La invención permite distintas formas de realización. Para ilustrar mejor su principio básico, una de ellas está representada en el dibujo y se describirá a continuación. El dibujo muestra en
la fig. 1 un alzado lateral en corte de una articulación artificial según la invención;
la fig. 2 una representación detallada de la articulación artificial mostrada en la figura 1;
la fig. 3 una vista en planta desde arriba de la articulación mostrada en la figura 1.
La figura 1 muestra una articulación artificial 1 realizada en particular como prótesis de rodilla en un alzado lateral en corte. Puede verse una parte horizontal de articulación 3 provista de una espiga 2, que está unida en arrastre de fuerza y forma a un revestimiento de la articulación 4. Para ello, el revestimiento de la articulación 4 tiene un saliente 5, que presenta una sobremedida 7 en comparación con una escotadura 6 de la parte horizontal de la articulación 3 que está representada más detalladamente en la figura 2. Para poder insertar el saliente 5 en la escotadura 6, se ajusta en primer lugar una temperatura que se diferencia claramente de la temperatura corporal del paciente mediante calentamiento o enfriamiento del saliente 5 y/o de la escotadura 6 consiguiéndose de esta forma distintas dilataciones térmicas, respectivamente. Después de la inserción del saliente 5 en la escotadura 6 se produce una compensación de la temperatura, por lo que el saliente 5 queda sujetado por tensión en la escotadura 6 y queda al mismo tiempo colocado de forma plana. La unión por contracción térmica realizada gracias a la diferencia de temperatura puede aprovecharse al mismo tiempo de forma ventajosa para aumentar la capacidad de carga de la articulación 1 mediante las fuerzas de fijación aplicadas de esta forma y las tensiones generadas por ello. Para ello, las tensiones se ajustan de forma óptima de modo que actúen en contra de la acción de fuerza ejercida por una carga. De esta forma puede generarse, por ejemplo, un estado de tensión, en el que el revestimiento de la articulación 4 sólo es cargado por las fuerzas de compresión quedando excluida, en cambio, la acción de fuerzas de tracción gracias a la tensión previa.
La conformación exacta del saliente 5 y de la escotadura 6 está representada más detalladamente en la figura 2, que muestra una representación detallada de la articulación artificial 1 mostrada en la figura 1. Está representada la posición funcional lista para el uso, en la que el saliente 5 ya está insertado en arrastre de fuerza y forma en la escotadura 6. La sobremedida 7 original del saliente 5, que está representada sólo con rayitas, se reduce gracias al enfriamiento en primer lugar a una medida de contracción 8 también representada con rayitas, de modo que se permite realizar el montaje sin problemas. En la posterior compensación de temperatura, el saliente 5 se ejerce presión de forma plana contra la escotadura 6 y se fija allí en arrastre de fuerza. Debido a una disposición inclinada de una superficie de contacto 9 de la escotadura 6 queda formado un destalonamiento 10, que conduce adicionalmente a una fijación en arrastre de forma del saliente 5 en la escotadura 6. Al mismo tiempo se consiguen de esta forma gradientes distintos de tensión en la zona del destalonamiento 10 en comparación con una zona marginal 11 de la escotadura 6, de modo que la componente de fuerza resultante conduce a una tensión previa en la dirección del saliente 5 respecto a la
escotadura 6.
La figura 3 muestra de forma complementaria una vista en planta desde arriba de la articulación 1 mostrada en la figura 1. Puede verse la superficie de contacto 9 circunferencial entre el saliente 5 representado en las figuras 1 y 2 y la escotadura 6. La superficie de contacto 9 presenta, no obstante, una extensión regular gracias a la cual queda garantizada una aplicación homogénea de la fuerza de fijación a lo largo de todo el contorno. De esta forma puede aumentarse aún más la capacidad de carga de la articulación artificial 1.
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Documentos citados en la descripción
Esta lista de documentos citados por el solicitante tiene por objeto únicamente ser de utilidad para el lector y no forma parte del documento de patente europea. Dicha lista de documentos ha sido elaborada con gran cuidado; no obstante, no se puede excluir completamente la posibilidad de errores u omisiones y la OEP declina toda responsabilidad a este respecto.
Documentos de patente citados en la descripción
\bullet US 4878916 A [0002]
\bullet EP 0495340 A1 [0005]
\bullet US 5858020 A [0003]
\bullet CH 667383 A [0006]
\bullet FR 2493139 A1 [0003]

Claims (16)

1. Articulación artificial (1) con una parte horizontal de articulación (3) y un revestimiento de articulación (4), que están unidos entre sí mediante una superficie de contacto (9) determinada por una escotadura (6) y un saliente (5) insertado en la misma, presentando el saliente (5) una sobremedida (7) respecto a la escotadura (6) a la temperatura corporal del paciente y pudiendo ser insertado el mismo en la escotadura (6) gracias a una diferencia de temperatura del saliente (5) y/o la escotadura (6) en comparación con la temperatura corporal del paciente, caracterizada porque la superficie de contacto (9) o la sobremedida (7) está dimensionada de distintas formas en función del lugar, de modo que por las fuerzas de fijación que actúan sobre el saliente (5) a la temperatura corporal del paciente se genera un estado de tensión en el revestimiento de la articulación (4) y/o la parte horizontal de la articulación (3), gracias al cual es mayor la capacidad de carga y/o la durabilidad de la articulación artificial (1).
2. Articulación artificial (1) según la reivindicación 1, caracterizada porque gracias a las fuerzas de fijación puede ajustarse un estado de presión específico en el revestimiento de articulación (4).
3. Articulación artificial (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la superficie de contacto (9) está realizada de tal forma que puede ajustarse el valor y/o la dirección del estado de tensión o del estado de presión.
4. Articulación artificial (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el valor del estado de tensión o del estado de presión aplicado por las fuerzas de fijación es superior al valor de una acción de fuerza exterior.
5. Articulación artificial (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el estado de presión o tensión puede ajustarse en función del plano de carga principal de la articulación artificial
(1).
6. Articulación artificial (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el estado de tensión está determinado por una tensión previa que actúa en contra de una acción de fuerza exterior.
7. Articulación artificial (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en la zona de la superficie de contacto está previsto un elemento intermedio previsto para ajustar el estado de tensión.
8. Articulación artificial (1) según la reivindicación 6, caracterizada porque el elemento intermedio puede fijarse en distintas posiciones.
9. Articulación artificial (1) según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque el elemento intermedio está realizado en forma de cubeta.
10. Articulación artificial (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la escotadura (6) presenta un destalonamiento (10) que fija el saliente (5) en arrastre de forma, que está determinado por un contorno o una topografía del revestimiento de la articulación (4), en particular, el grosor de material.
11. Articulación artificial (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la parte horizontal de la articulación (3) y el revestimiento de la articulación (4) presentan coeficientes de dilatación térmica distintos, respectivamente.
12. Articulación artificial (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la parte horizontal de la articulación (3) y el revestimiento de la articulación (4) están unidos entre sí quedando alineados los contornos.
13. Articulación artificial (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque una superficie de contacto (9) entre el saliente (5) y la escotadura (6) está provista de un acabado superficial que mejora la transmisión de fuerza, en particular una rugosidad o una estructuración.
14. Articulación artificial (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el revestimiento de la articulación (4) tiene asignado un saliente (5) de polietileno y la parte horizontal de metal (3) tiene asignada una escotadura (6).
15. Articulación artificial (1) según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el saliente (5) y la escotadura (6) están situados uno contra otro en una superficie de contacto (9) circunferencial que presenta una extensión regular.
16. Procedimiento para unir una parte horizontal de articulación con un revestimiento de articulación de una articulación artificial (1) según la reivindicación 1, en la que se une la parte horizontal de la articulación con el revestimiento de la articulación mediante una superficie de contacto formada por una escotadura y un saliente insertado en la misma, consiguiéndose en primer lugar gracias a una diferencia de temperatura en comparación con la temperatura corporal del paciente una dilatación térmica y/o una contracción diferente entre el saliente y la escotadura e insertándose a continuación el saliente en la escotadura, caracterizado porque la superficie de contacto o la sobremedida se dimensionan de distintas formas en función del lugar, de modo que se genera un estado de tensión en el revestimiento de la articulación por las fuerzas de fijación que actúan sobre el saliente a la temperatura corporal del paciente, gracias al cual es mayor la capacidad de carga y/o la durabilidad.
ES03782141T 2002-12-10 2003-12-09 Articulacion artificial. Expired - Lifetime ES2302963T3 (es)

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EP (1) EP1575455B1 (es)
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