ES2305180T3

ES2305180T3 - Vastago femoral con nervadura de refuerzo.

Info

Publication number: ES2305180T3
Application number: ES02250525T
Authority: ES
Inventors: Steven L. Meulink; Jack D. Jennings; James L. Ii Crumley; Tracy R. Gilliland
Original assignee: Zimmer Inc
Current assignee: Zimmer Inc
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2008-11-01
Anticipated expiration: 2022-01-25
Also published as: AU784279B2; DE60226920D1; AU1804402A; CA2371706C; EP1652496B1; EP1652496A3; EP1234556A3; DE60234136D1; US6514288B2; JP2002301092A; EP1652496A2; EP1234556B1; JP4166989B2; EP1234556A2; CA2371706A1; US20020120344A1

Abstract

Un vástago protésico (20, 20a) para su implante en un hueso que comprende: un cuello (22, 22a) conectado a un eje (36, 36a), formando dicho cuello (22, 22a) y dicho eje (36, 36a) un ángulo obtuso; una sustancia porosa (28, 28a) que sobresale hacia fuera desde un sustrato (26, 26a) del vástago protésico (20, 20a); caracterizado porque una protrusión lateral y/o medial (40, 40a, 42) sustancialmente no porosa sobresale hacia fuera desde dicho sustrato (26, 26a) y está sustancialmente al mismo nivel que dicha sustancia porosa (28, 28a), rodeando dicha sustancia porosa una periferia de dicha protrusión.

Description

Vástago femoral con nervadura de refuerzo.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a un vástago protésico para su implante en un hueso. Más concretamente, la presente invención se refiere a un vástago protésico de cadera (esto es, un vástago femoral) que tiene una nervadura de refuerzo para incrementar la resistencia a la fatiga del vástago protésico.

2. Descripción de la técnica relacionada

Los implantes ortopédicos utilizados para sustituir a toda, o a una parte, de una articulación de un paciente (por ejemplo, la cadera) se utilizan generalmente para restaurar el uso, o incrementar el uso, de una articulación que se ha deteriorado debido a, por ejemplo, el envejecimiento, una enfermedad o una herida. En el caso de una sustitución de cadera, los componentes femorales se utilizan para sustituir una parte del fémur del paciente que incluye, por ejemplo, la cabeza y el cuello del fémur. Un vástago femoral es situado dentro de un canal del fémur y es fijado a éste. El vástago femoral incluye un cuello femoral adaptado para recibir una cabeza femoral protésica para completar la prótesis femoral. Los vástagos femorales protésicos son en general o bien cementados dentro del canal femoral o acoplados dentro de él mediante un ajuste con apriete.

Los vástagos femorales pueden ventajosamente incluir una superficie externa porosa para facilitar el recrecimiento óseo y la interdigitación del cemento. Se utilizan diversas sustancias porosos para revestir las superficies exteriores sustancialmente no porosas (esto es, el sustrato) de un vástago femoral, incluyendo, por ejemplo, una malla metálica, o superficies con rebordes o embutidos. A los fines del presente documento, "sustancialmente no poroso" significa un material que tiene menos porosidad relativa con respecto al revestimiento poroso de un vástago protésico.

Los vástagos femorales son propensos a las fracturas debido a la fatiga del material después de una carga repetida a lo largo del tiempo. Los vástagos que tienen un revestimiento poroso no son en general tan fuertes como un vástago de tamaño similar carente de revestimiento poroso dado que, por ejemplo, el núcleo sustancialmente no poroso de un vástago revestido (que es más fuerte que el revestimiento poroso) es más pequeño que el núcleo sustancialmente no poroso de un vástago de tamaño similar carente de revestimiento porosa. El documento US-A-5201766 describe un dispositivo protésico con una matriz poroso que ocupa una cavidad en la eminencia del vástago. Así mismo, el revestimiento poroso de un vástago femoral crea unas esquinas agudas entre el revestimiento poroso y el sustrato del vástago femoral. Estas esquinas agudas provocan un aumento del esfuerzo que puede debilitar el vástago.

Se necesita en la técnica un vástago femoral que tenga una estructura que aumente la resistencia a la fatiga de un vástago femoral que presenta un revestimiento poroso sin incrementar sus dimensiones externas.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un vástago protésico mejorado de acuerdo con la reivindicación 1 para su implante en un hueso. Específicamente, la presente invención proporciona un vástago femoral protésico que tiene una nervadura de refuerzo que sobresale de su sustrato y está al mismo nivel que cualquier sustancia porosa conformada sobre aquél. La nervadura de refuerzo está ventajosamente situada para incrementar el momento de inercia en sección transversal del vástago femoral protésico y con ello incrementar la resistencia a la fatiga del vástago femoral protésico. La nervadura de refuerzo de la presente invención incremente la resistencia a la fatiga del vástago femoral no solo mediante el incremento del área central efectiva en un área crítica del vástago (esto es, un área de elevado esfuerzo en el que sea probable que se produzca la fractura debido a la fatiga), sino también mediante la reducción de las elevaciones del esfuerzo asociadas con un revestimiento poroso en el área crítica anteriormente mencionada. La nervadura de refuerzo está constituida a partir de un material sustancialmente no poroso y, en una forma de realización ejemplar, está constituida a partir de un material sustancialmente idéntico al material del sustrato.

La invención, en una de sus formas, comprende un vástago protésico para su implante en un hueso. El vástago protésico de esta forma de la invención actual incluye un cuello conectado a un eje, formando el cuello y el eje un ángulo obtuso. Una sustancia porosa sobresale hacia fuera desde un substrato del vástago protésico, y un lateral sustancialmente no poroso y/o una protrusión medial sobresale también hacia fuera desde el sustrato. El lateral sustancialmente no poroso y/o la protrusión médica está sustancialmente al mismo nivel que la sustancia porosa de forma que la protrusión no porosa no incrementa las dimensiones externas del vástago protésico.

La presente invención ventajosamente incrementa la resistencia a la fatiga de un vástago femoral protésico sin incrementar sus dimensiones externas.

Breve descripción de los dibujos

Las características y objetos anteriormente mencionados y otros de la presente invención, y la forma de obtenerlos, resultarán más fácilmente apreciables y la invención misma se entenderá mejor con referencia a la descripción subsecuente de las formas de realización tomadas en combinación con los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un vástago femoral de acuerdo con la presente invención,

la Figura 2 es una vista lateral de aquél;

la Figura 3 es una vista lateral de una segunda forma de realización de un vástago femoral de acuerdo con la presente invención;

la Figura 4 es una vista en sección transversal del vástago femoral protésico mostrado en la Figura 2;

la Figura 5 es una vista en sección transversal del vástago femoral protésico mostrado en la Figura 3.

Los caracteres de referencia correspondientes indican partes correspondientes a lo largo de las diversas vistas. Aunque los dibujos representan determinadas formas de realización de la presente invención, los dibujos no son necesariamente a escala y determinadas características pueden estar exageradas para ilustrar mejor y explicar la invención. Las ejemplificaciones expuestas en la presente memoria ilustran solo determinadas formas de realización ejemplares y dichas ejemplificaciones no deben considerarse en modo alguno como limitativas del alcance de la invención.

Descripción detallada de la invención

Con referencia ahora a los dibujos y concretamente a la Figura 1, en ella se ilustra un vástago femoral 20 que tiene una sustancia porosa 28 fijada a un sustrato 26 y una protrusión 40 que se extiende desde el sustrato 26. Como se ilustra en las Figuras 2 y 8, la protrusión 40 está al mismo nivel que la sustancia porosa 28. El área más grande efectiva en sección transversal del sustrato 26 creado por la protrusión 40 incrementa el momento de inercia en sección transversal del vástago femoral 20 y con ello efectúa una reducción del esfuerzo sobre la superficie antero-lateral del vástago femoral 20. A los fines del presente documento, la expresión "área en sección transversal" significa el área de una sección transversal tomada a lo largo de un plano sustancialmente perpendicular al eje geométrico longitudinal del eje femoral 26. El vástago femoral 20 genéricamente incluye un extremo distal 50, un eje femoral 36, una sección de transición 30 (que tiene una curva medial 32), una brida 24, un reborde 23, un cuello 22 que termina en un extremo proximal 52. La geometría del vástago femoral 20 se ilustra solo a modo de ejemplo. Se prevé que las enseñanzas de la presente invención serán de aplicación a unos vástagos femorales de geometría variable.

En la forma de realización ejemplar de las Figuras 1, 2 y 4, una protrusión 40 del vástago femoral 20 tiene una forma genéricamente oval para potenciar al máximo la amplitud de la sustancia porosa 28 y reducir al mínimo las concentraciones de esfuerzo sobre los bordes de la protrusión 40. La forma oval de la protrusión 40 elimina las esquinas agudas existentes alrededor de su periferia y de esta forma reduce las concentraciones de esfuerzo de los bordes de la protrusión 40. La mayor área en sección transversal en el punto medio de la protrusión 40 está situada en un área crítica del vástago femoral 20 (esto es un área de esfuerzo alta donde la fractura debida a la fatiga es probable que se produzca). El área crítica del vástago femoral 20 dependerá de si el vástago femoral está implantado en un fémur izquierdo o derecho. El punto medio relativamente amplio de la protrusión 40 posibilita que el vástago femoral 20 se adapte tanto a implantes del fémur derecho o izquierdo así como a las rotaciones ligeras del vástago femoral durante el implante. En esta forma de realización la protrusión 40 está situada sobre el lado medial del vástago femoral 20 para que la protrusión 40 esté cargada en compresión. De esta forma, los efectos perjudiciales de las elevaciones del esfuerzo en la protrusión 40 son eficazmente contrarrestados.

El vástago femoral 20 está, por ejemplo, hecho con una aleación de cromo - cobalto. Sin embargo, el vástago femoral 20 puede estar construido con cualquier otro metal u otras aleaciones biocompataibles, como por ejemplo titanio. De forma similar, el revestimiento poroso 28 comprende, por ejemplo, un revestimiento rebordeado hecho de una aleación de cromo - cobalto, aunque pueden ser utilizados otros diversos revestimientos porosos de acuerdo con las enseñazas de la presente invención. La forma genéricamente oval de la protrusión 40 posibilita la máxima aplicación de la superficie exterior porosa proporcionando al tiempo el material suficiente para incrementar satisfactoriamente el momento de inercia en sección transversal del vástago femoral 20. Como se expuso anteriormente, el punto medio de la protrusión 40 comprende la parte de la protrusión 40 que tiene el área en sección transversal mayor. El punto medio de la protrusión 40 está situado al nivel de la tangencia 34 de la curva medial. La tangencia 34 de la curva medial comprende la parte de curva medial 32 tangente al eje femoral cilíndrico 36. En otras palabras, la tangencia 34 de la curva medial está situada en el punto en el que la curva medial 32 finaliza y el eje femoral cilíndrico 36 empieza. En un vástago femoral ejemplar, la tangencia 34 de la curva medial comprende un área crítica del vástago femoral (esto es, un área de esfuerzo elevado donde las fracturas debidas a la fatiga es probable que se produzcan).

Se requiere menos material de protrusión hacia el extremo proximal del vástago porque el área en sección transversal del vástago en la sección de transición 30 es mayor que el área en sección transversal del eje femoral 36, mientras que se necesita menos material hacia el extremo distal del vástago dado que este extremo del vástago femoral 20 estará solidamente fijado en el fémur. Teniendo esto en cuenta, el área en sección transversal de la protrusión 40 de la forma de realización ejemplar ilustrada en las Figuras 1, 2, y 4, genéricamente decrece desde su punto medio hasta sus extremos proximal y distal para posibilitar la máxima aplicación del revestimiento poroso. En una forma de realización ejemplar, la profusión 40 se extiende desde su punto medio aproximadamente 2,5 centímetros por dentro de la sección de transición 30 y aproximadamente 2,5 centímetros por dentro del eje femoral 36.

Las Figuras 3 y 5 ilustran un vástago femoral 20a de acuerdo con una segunda forma de realización de la presente invención. Las diversas formas de realización de la presente invención incluyen componentes similares a los de la forma de realización ilustrada en las Figuras 1, 2 y 4. Estos componentes similares se designan con una referencia numeral que tiene una letra añadida. En aras de la brevedad, estos componentes similares no se analizarán en conjunción con las diversas formas de realización alternativas descritas en la presente memoria. El vástago femoral 20a incluye una protrusión lateral 42 de forma similar a la protrusión medial 40 ilustrada en la Figura 1. La protrusión lateral 42 está situada sobre un lado del vástago femoral 20a con su punto medio genéricamente situado opuesto a la tangencia 34 de la curva medial del vástago femoral 20. Pueden utilizarse diversos emplazamientos de las protrusiones de la invención actual para incrementar el momento de inercia en sección transversal del vástago femoral y de esta forma incrementar la resistencia de un vástago femoral. Así mismo, pueden utilizarse varias protrusiones para incrementar todavía más la resistencia de un vástago femoral de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, puede utilizarse una protrusión medial 40 (Figura 1) en combinación con la protrusión lateral 42 (Figura 3) para constituir un vástago femoral de acuerdo con la presente invención.

Aunque la presente invención ha sido descrita mediante la incorporación de diseños ejemplares, la presente invención puede modificarse con otros diseños dentro del alcance de las reivindicaciones. La presente solicitud, por consiguiente, pretende amparar cualquier variación, uso o adaptación de la invención que utilice sus principios generales. Así mismo, la presente aplicación pretende amparar cualquier desviación respecto de la presente divulgación en tanto quede incluida en prácticas de la técnica conocidas o habituales de la técnica a la cual pertenece la presente invención.

Claims

1. Un vástago protésico (20, 20a) para su implante en un hueso que comprende:

un cuello (22, 22a) conectado a un eje (36, 36a), formando dicho cuello (22, 22a) y dicho eje (36, 36a) un ángulo obtuso;

una sustancia porosa (28, 28a) que sobresale hacia fuera desde un sustrato (26, 26a) del vástago protésico (20, 20a); caracterizado porque

una protrusión lateral y/o medial (40, 40a, 42) sustancialmente no porosa sobresale hacia fuera desde dicho sustrato (26, 26a) y está sustancialmente al mismo nivel que dicha sustancia porosa (28, 28a), rodeando dicha sustancia porosa una periferia de dicha protrusión.

2. El vástago protésico de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha sustancia porosa (28, 28a) sustancialmente cubre el vástago protésico (20, 20a).

3. El vástago protésico de cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque dicho sustrato (26, 26a) tiene una porosidad del sustrato y dicha protrusión (40, 40a, 42) sustancialmente no porosa tiene una porosidad de la protrusión, y en el que dicha porosidad del sustrato sustancialmente iguala a dicha porosidad de la protrusión.

4. El vástago protésico de cualquier reivindicación precedente, que comprende así mismo:

una sección de transición (30, 30a) intermedia entre dicho cuello (22, 22a) y dicho eje (36, 36a), teniendo dicha sección de transición (30, 30a) un área en sección transversal mayor que un área en sección transversal de dicho eje (36, 36a), extendiéndose dicha protrusión sustancialmente no porosa (40, 40a, 42) desde dicho eje (36, 36a) por dentro de dicha sección de transición (30, 30a).

5. El vástago protésico de la reivindicación 4, caracterizado porque dicha protrusión (40, 40a, 42) sustancialmente no porosa se extiende genéricamente desde un punto medio de ésta de aproximadamente 2,5 centímetros por dentro de dicha sección de transición (30, 30a) y aproximadamente 2,5 centímetros por dentro de dicho eje (36, 36a).

6. El vástago protésico de cadera de la reivindicación 5, caracterizado porque dicha protrusión sustancialmente no porosa (40, 40a, 42) tiene un extremo proximal situado sobre dicha sección transversal (30, 30a) y un extremo distal situado sobre dicho eje (36, 36a), teniendo dicha protrusión sustancialmente no porosa (40, 40a, 42) unas áreas decrecientes en sección transversal desde dicho punto medio hasta cada uno de dichos extremos proximal y distal.

7. El vástago protésico de cadera de la reivindicación 1, caracterizado porque el cuello (22) se extiende desde un lado medio de dicho vástago (20, 20a) de la cadera.

8. El vástago protésico de cadera de la reivindicación 7, caracterizado porque dicha sustancia porosa (28) sustancialmente cubre el vástago protésico (20, 20a).

9. El vástago protésico de cadera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque dicho sustrato tiene una porosidad del sustrato y dicha primera protrusión sustancialmente no porosa tiene una porosidad de la protrusión, y en el que dicha porosidad del sustrato sustancialmente es igual a dicha porosidad de la protrusión.

10. El vástago protésico de cadera de las reivindicaciones 7, 8 o 9, caracterizado porque dicha primera protrusión (40, 42) sustancialmente no porosa está situada sobre dicho lado medial de dicho vástago (20, 20a) de la cadera.

11. El vástago protésico de cadera de las reivindicaciones 7, 8, 9, caracterizado porque dicha primera protrusión sustancialmente no porosa (40, 42) está situada sobre un lado lateral de dicho vástago (20a,) de la cadera.