ES2321126T3

ES2321126T3 - Reaparacion de tejido dañado.

Info

Publication number: ES2321126T3
Application number: ES06015741T
Authority: ES
Inventors: Bahaa Seedhom; Takashi Toyoda; Michael Pullan
Original assignee: University of Leeds
Current assignee: University of Leeds
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2009-06-02
Anticipated expiration: 2020-12-04
Also published as: JP2003515384A; DE60035894T2; JP4675018B2; AU2187901A; US20080147069A1; EP1233707A2; US20030135209A1; CA2390794C; CA2390794A1; US7867232B2; WO2001039694A3; NZ519068A; ATE369077T1; EP1719463A1; CA2638625C; DE60041670D1; WO2001039694A2; ATE423517T1; EP1719463B1; CA2638625A1

Abstract

Un elemento de sustitución para la reparación de tejido dañado presente en o sobre la superficie de un hueso de animal, incluyendo un ser humano, comprendiendo dicho elemento: una almohadilla (9) de material biocompatible para proporcionar un soporte protésico para el crecimiento de tejido y conformada y dimensionada para ocupar un lugar del cual ha sido eliminado el tejido dañado, o una parte del mismo, estando la almohadilla (9) configurada para permitir la adherencia y proliferación de células dentro del lugar; caracterizado por: una lámina de retención (11) configurada para retener la almohadilla (9) en el lugar, en el cual la almohadilla (9) y la lámina de retención (11) están fabricados con un material no tejido, y en el cual la distancia de borde a borde a través de la lámina de retención (11) es mayor que la distancia de borde a borde a través de la almohadilla (9).

Description

Reparación de tejido dañado.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a instrumentos y dispositivos implicados en la reparación de tejido dañado presente en o sobre la superficie de hueso, y/o el relleno de cavidades en la superficie o el interior de los huesos (por ejemplo, los cóndilos de una articulación de rodilla) de un animal, incluyendo un ser humano.

Se hará referencia a continuación a la reparación de cartílago dañado. Deberá entenderse que el tejido dañado puede ser otro tipo de tejido (por ejemplo, hueso, piel) incluyendo la superficie dañada del propio hueso o defectos en el mismo. También se hará referencia a continuación a la reparación de cartílago de las articulaciones de rodilla, y de nuevo deberá entenderse que la presente invención puede ser aplicada a otras articulaciones del cuerpo y también a otros órganos del cuerpo que consistan en o incorporen hueso o piel.

Antecedentes de la invención

Los defectos de las superficies articulares de la articulación de rodilla, especialmente en individuos jóvenes y activos, constituyen actualmente un foco de interés para los cirujanos ortopédicos. Los daños al cartílago que protege las articulaciones pueden estar provocados ya sea por una lesión física (por ejemplo, fractura osteocondral, daños secundarios debidos a lesión del ligamento cruzado) o por una enfermedad (por ejemplo, osteoartritis, artritis reumatoide, necrosis aséptica, osteocondritis disecante). La osteoartritis está ocasionada por desgaste general y desgarro de las articulaciones y es común en las personas mayores. La artritis reumatoide es una condición inflamatoria que ocasiona la destrucción del cartílago. Se piensa que es, al menos en parte, una enfermedad autoinmune que se sufre en caso de predisposición genética a la enfermedad. La prevención o reparación ortopédica de las articulaciones dañadas constituye una carga apreciable para la profesión médica, tanto en términos de gasto como de tiempo empleado en el tratamiento de los pacientes.

La intervención con fármacos para mejorar o prevenir la aparición de la pérdida de cartílago es posible, pero tiene importantes inconvenientes.

Como alternativa a la intervención con fármacos, y evitando así los indeseables efectos colaterales, se dispone de la cirugía ortopédica para reparar los defectos y evitar los daños articulares, la cual conduce a serios cambios degenerativos en la articulación. Tales cambios pueden ocasionar la necesidad de una sustitución total de la rodilla, lo cual es particularmente indeseable en individuos activos y jóvenes con una larga esperanza de vida. Si la vida útil del implante es inferior a la del paciente, puede ser necesario un procedimiento de revisión. Preferiblemente, tales procedimientos de revisión deben ser evitados en consideración a sus inconvenientes para el paciente. Adicionalmente, los procedimientos de revisión de los implantes son a la vez largos y muy costosos.

El uso de técnicas quirúrgicas para reparar o reemplazar tejido dañado en las articulaciones exige frecuentemente la extracción y donación de tejido sano para sustituir el tejido dañado o enfermo. Existen tres fuentes de tejido donante que se utilizan en la ingeniería de este tipo de tejidos:

i): autoinjerto: el tejido es extraído de una zona del paciente alejada de la región que debe ser reparada y es trasplantado a la región dañada para efectuar la reparación;

ii): aloinjerto: el tejido es extraído de un individuo donante, por ejemplo un cadáver, y trasplantado a la región dañada; y

iii): xenoinjerto: el tejido es recogido de una animal de otra especie, por ejemplo un cerdo,

Los autoinjertos pueden ser problemáticos debido a la disponibilidad limitada de tejido adecuado y al trauma añadido para el paciente durante la extracción del tejido de otra parte del cuerpo hasta la zona dañada. Los aloinjertos están limitados por la reactividad inmunológica del receptor, la disponibilidad de tejido de un donante adecuado y el problema de la transferencia de agentes infecciosos. Los xenoinjertos son aún más problemáticos debido a la severa reactividad inmunológica.

Existen varias técnicas de reparación de cartílagos ya sea en uso actual limitado o en desarrollo pero descritas públicamente. El Sistema de Trasplante Autógeno Osteocondral (OATS) de Arthrex Inc es probablemente el procedimiento más ampliamente utilizado. Se recogen unos tacos osteocondrales de un donante sano y, más particularmente, de un lugar que supuestamente "no soporte peso". Estos tacos son trasplantados al lugar del defecto condral. Este procedimiento ha sido aplicado principalmente en la articulación de rodilla.

Sin embargo, no existen lugares donantes en la rodilla con un cartílago de espesor comparable al del lugar deficiente que puedan describirse como zonas que "no soporten peso". El surco terminal, lugar frecuentemente utilizado para recoger tales trasplantes, está en contacto directo con el menisco lateral en la posición de extensión total de la rodilla, y es por lo tanto un lugar que soporta peso.

Adicionalmente, la recogida de un gran taco osteocondral en el surco terminal puede provocar que el menisco lateral quede suelto y por lo tanto se deteriore su función para soportar la carga. Como consecuencia, todas las cargas tibio-femorales se transmitirán a la pequeña zona de contacto directo entre el fémur y la tibia. Los esfuerzos resultantes podrían ser tan altos como los que aparecen después de una meniscosectomía, con los consecuentes cambios degenerativos en el cartílago de la meseta tibial. Tales cambios han sido siempre considerados como precursores de la osteoartritis. Aunque el procedimiento OATS proporciona una técnica razonable, incluyendo una buena instrumentación, para trasplantar injertos autógenos vivos para la reparación de defectos en cartílagos, implica introducir en otros lugares efectos potencialmente dañinos, con los serios inconvenientes anteriormente descritos. Adicionalmente, la recogida de un taco en un lugar donante crea un nuevo daño en la superficie articular de la rodilla. Por esta razón, el OATS no sería adecuado para la reparación de grandes defectos. El uso del OATS para pequeñas reparaciones limitaría probablemente la magnitud del problema anteriormente descrito, pero limitaría también la indicación para usar esta técnica.

La técnica conocida como Implantes de Condrocito Autógeno (ACI) de Genzyme Inc es una aproximación conceptualmente elegante que está adquiriendo popularidad, pero todavía con un uso limitado. El procedimiento está previsto para la reparación de pequeños y grandes defectos irregulares, y se efectúa mediante cirugía en dos etapas. En la primera etapa se recogen condrocitos (células de cartílago) del paciente y se cultivan en suspensión. En la segunda etapa del procedimiento operativo se limpian los residuos de cartílago en el lugar de la reparación. Entonces se cubre el lugar con un trozo de tejido periosteal que se sutura al perímetro del área de la reparación. Entonces se inyectan los condrocitos en el lugar de la reparación utilizando una jeringa hipodérmica, punzando el periostio con la aguja de la jeringa. En una variación de este procedimiento, el tejido periosteal es aplicado sobre el lugar de la reparación en la primera etapa de la operación para asegurar que, en el momento en que deban inyectarse los condrocitos, se haya formado un sello adecuado entre el tejido y el perímetro del cartílago. En cualquiera de las versiones del procedimiento existe una gran probabilidad de que los condrocitos se escapen por el orificio de la aguja hipodérmica.

Un problema adicional con la segunda versión de este procedimiento es la probabilidad de que se produzcan adherencias de tejido entre el tejido periosteal y el fondo del lugar de la reparación. Este procedimiento no tiene un grado de éxito contrastado, y es cuestionable la calidad del cartílago en el lugar de la reparación. Al igual que el procedimiento OATS, este procedimiento no es mínimamente invasivo. Adicionalmente, es un procedimiento extremadamente costoso. También es un inconveniente que requiera dos procedimientos operativos, aunque la primera etapa es menos invasiva al poder ser realizada artroscópicamente.

Un procedimiento propuesto por Smith & Nephew implica la producción de discos de cartílago formados por cultivo de condrocitos alogénicos sobre una tela de un tejido absorbible. Los discos son criados en el laboratorio, siendo cultivados los condrocitos alogénicos sobre una matriz de una malla no tejida de material bioabsorbible, típicamente ácido poliglicólico. Una vez completado este procedimiento, el disco es suministrado para su implantación en el lugar de la reparación.

Una ventaja de este procedimiento es que no implica daños a un lugar condral sano e intacto, ya que el procedimiento utiliza fuentes alogénicas. Adicionalmente el procedimiento se completa con una operación de una etapa.

Los discos pueden hacerse de diferentes tamaños, pero tiene que existir un límite en el tamaño de un defecto que pueda ser reparado con un disco suelto que meramente se coloca sobre el lugar de la reparación. El implante podría moverse libremente en la articulación. Podría arrugarse bajo la influencia de fuerzas tangenciales y como consecuencia podría quedar totalmente dañado. Este problema se vería agravado por un módulo de compresión bajo en el material.

Un inconveniente adicional de este procedimiento es que el material, al ser un aloinjerto, corre el riesgo de infección vírica, por ejemplo del virus VIH. Aunque es un riesgo pequeño, es un problema inherente a cualquier aloinjerto.

Un problema adicional que debe anticiparse con este tipo de injerto es el módulo de compresión del material. Puede que sea bastante bajo y que el material pudiera necesitar acondicionamiento mecánico (un procedimiento largo y costoso) para conseguir un módulo compatible con el del cartílago de la zona circundante.

El sistema Depuy de reparación de cartílagos es un disco de tela no tejida hecho de material bioabsorbible que tiene un substrato duro que permite sujetar el implante al hueso. La forma del disco permite reparar zonas dañadas de formas irregulares mediante el uso de una pluralidad de discos formando un conjunto compacto. Los inconvenientes de este sistema son que el uso de demasiados discos hexagonales adyacentes provocará grandes daños al substrato óseo, y adicionalmente que la técnica puede exigir una considerable habilidad y que su aplicación puede llevar también mucho tiempo.

Exposición de la invención

De acuerdo con la presente invención se proporciona un elemento de sustitución para la reparación de tejido dañado presente en o sobre la superficie del hueso de un animal, incluyendo un ser humano, según se especifica en la reivindicación 1.

La reparación se extiende a la substitución de tejido óseo dañado en conjunción con la reparación o sustitución de tejido unido al hueso, por ejemplo cartílago.

Es bien sabido en la técnica que los daños de las articulaciones pueden extenderse al interior del tejido óseo, lo cual exige una acción remedial para efectuar una reparación completa. Los materiales utilizados en la reparación de huesos también son bien conocidos en la técnica e incluyen, por ejemplo y no a modo de limitación, material sintético de reparación de huesos (por ejemplo, bloques o gránulos de hidroxiapatita, así como polímeros rellenos de hidroxiapatita); hueso pulverizado; coral.

Preferiblemente la ranura se forma mediante un dispositivo escariador.

Preferiblemente la profundidad de la ranura es un múltiplo del espesor del tejido que se sustituye. Por ejemplo, cuando el tejido a sustituir sea circular, entonces la profundidad de la ranura será preferiblemente al menos igual al diámetro del tejido que vaya a sustituirse. Un experto en la técnica apreciará que la ranura tiene profundidad suficiente para retener con seguridad el material de sustitución, de manera que no se salga cuando se mueva la articulación. Cuanto más profunda sea la ranura más seguro quedará el material de sustitución implantado. No obstante hay que tener cuidado para asegurar que la ranura no sea demasiado profunda, ya que ello representaría una mayor invasividad.

Preferiblemente el material de sustitución tiene forma de una o más almohadillas circulares, semicirculares o en forma de media luna, apiladas unas sobre otras. Aún más preferiblemente dicho material de sustitución comprende una pluralidad de almohadillas. Un experto en la técnica apreciará que el número de almohadillas de sustitución utilizadas vendrá determinado por la profundidad del hueco resultante formado tras la retirada del tejido dañado.

Un experto en la técnica apreciará también que el material de sustitución estará entre los materiales que faciliten la reparación, tales como tejido (por ejemplo cartílago, hueso, sinovio), células de orígenes diferentes incluyendo condrocitos, gel biocompatible que comprenda tejido o células, material de hueso sintético, coral.

En condiciones en las que se haya producido un daño extenso es preferible usar al menos dos almohadillas estrechamente asociadas. Por ejemplo, y no a título de limitación, la Figura 10 muestra una disposición de almohadillas en la cual están formados dos surcos concéntricos. Una primera almohadilla está situada dentro del primer surco concéntrico en un lugar que va a ser reparado. Un segundo surco concéntrico, más grande, está formado alrededor del primer surco concéntrico y una segunda almohadilla en forma de anillo está situada dentro del segundo surco concéntrico. En esta disposición se utilizan dos medios de retención para anclar las almohadillas de material de sustitución en el lugar a reparar.

El material puede ser bioabsorbible o no bioabsorbible.

Aún más preferiblemente, dicha almohadilla proporciona un área superficial incrementada en la cual se adhieren y proliferan las células. Aún más preferiblemente, dicha almohadilla promueve la diferenciación de las células que se adhieren a la misma.

Preferiblemente dicha almohadilla está adaptada para proporcionar una superficie de cultivo de células en la cual se adhieren, proliferan y/o se diferencian al menos uno de entre los siguientes tipos de células: células progenitoras procedentes de condrocitos (células de vástago); condrocitos o células formadoras de cartílago. Adicionalmente pueden diseñarse células genéticamente para expresar productos génicos que, por ejemplo, faciliten la unión y/o diferenciación de las células que infiltran la almohadilla.

Idealmente, dicha almohadilla es inmune silente. El experto en la técnica apreciará que es deseable que la almohadilla no provoque una reacción inmune en el paciente.

Alternativamente, el medio de retención está hecho de tela no tejida.

Más preferiblemente, dicho material de sustitución y dichos medios de retención están conectados entre sí, al menos sobre parte de su longitud.

En una realización se proporciona un juego de instrumentos para la reparación de tejido dañado presente en o sobre la superficie del hueso de un animal, incluyendo un ser humano, comprendiendo el juego medios para formar un surco estrecho alrededor de al menos una parte de dicho tejido dañado, cuyo surco penetra en el hueso hasta más abajo del tejido dañado, medios para extraer el tejido dañado alrededor del cual se extiende el surco, y medios para anclar al hueso los medios de retención con el fin de retener el material de sustitución en el lugar del cual ha sido extraído el tejido dañado.

Típicamente, el surco puede hacerse con un punzón recto o curvo o con una sierra de vaivén. El experto en la técnica apreciará que el uso de una sierra de vaivén permite al cirujano hacer cortes geométricos alrededor del tejido dañado, minimizando así los daños al tejido sano. Por ejemplo, y no a título de limitación, el cirujano puede hacer una serie de cortes angulares alrededor de un área dañada para rodear el tejido dañado. Típicamente, el resultado es que el tejido dañado queda seccionado por una serie de cortes poligonales según se representa en la Figura 14.

Preferiblemente, el medio para formar el surco estrecho es un dispositivo escariador.

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Típicamente, el tejido dañado puede ser extirpado utilizando un dispositivo raspador según se representa en las Figuras 4 y 5. Alternativamente, o preferiblemente, el tejido dañado es eliminado mediante un cepillo metálico, según la Figura 9. El uso de un cepillo metálico tiene ventajas sobre el uso de un dispositivo raspador. En primer lugar, la naturaleza abrasiva de un cepillo metálico, aunque eficaz para eliminar el cartílago dañado, no tiene la propensión a dañar el hueso subyacente, lo que ocurre cuando se utiliza un dispositivo raspador. En segundo lugar, el procedimiento del cepillo para eliminar el tejido promueve el crecimiento de nuevo tejido debido al poco daño producido sobre los vasos sanguíneos del hueso subyacente. Ello promueve la angiogénesis local y el crecimiento de nuevo tejido.

Una alternativa al uso de un cepillo metálico para promover la angiogénesis está representada en la Figura 16. Típicamente el dispositivo es una varilla cilíndrica en cuyo extremo están sujetas numerosas agujas. La cabeza que incluye las agujas es presionada contra el plato subcondral para pinchar el plato óseo en numerosos sitios y provocar así una distribución uniforme de angiogénesis sobre el lugar de la reparación.

Preferiblemente el cepillo metálico está provisto de medios de guiado para restringir la acción abrasiva del cepillo sobre la zona del tejido dañado.

En situaciones en las que se usa un dispositivo raspador para eliminar el cartílago dañado, es ventajoso utilizar medios de protección para evitar que el dispositivo raspador dañe el cartílago sano circundante. Típicamente se coloca en el surco un medio de protección sobre el que hace tope el dispositivo raspador durante la eliminación del cartílago dañado. El medio de protección se fabrica con cualquier material robusto y resistente para conferir protección (por ejemplo acero, plásticos de alta densidad).

Un dispositivo alternativo adicional para eliminar el tejido dañado es un dispositivo que comprende una cabeza cortante rotativa que comprende una pluralidad de bordes cortantes, siendo rotativa la cabeza cortante con respecto a un elemento soporte que sostiene la cabeza cortante. En la Figura 17 se ilustra un ejemplo de tal elemento.

En la realización que se muestra en la Figura 17, el instrumento consiste en una cabeza cortante que está montada en el extremo de un vástago, la acción cortante se efectúa por la rotación del vástago mientras se desplaza la cabeza sobre el cartílago y mientras se aplica una presión sobre la cabeza cortante. La cabeza tiene un extremo sustancialmente plano con unos surcos de bordes afilados que se forman practicando orificios en la cabeza en una dirección perpendicular al eje de rotación y mecanizando una cantidad apropiada de material a partir del extremo. El extremo del instrumento, al ser plano, resbala sobre la superficie dura y relativamente indeformable del hueso subyacente (sin dañarlo) cuando el instrumento alcanza la superficie ósea después de haber eliminado la capa de cartílago.

Alternativamente, la cabeza cortante está unida directamente a un mango que aplica un movimiento rotacional sobre la cabeza cortante. Se apreciará que el movimiento rotacional puede ser aplicado ya sea por la existencia de un motor adecuado o por simple rotación manual del mango o vástago.

El dispositivo ilustrado en la Figura 17 puede ser adaptado para proporcionar un implemento que puede utilizarse como medio para estimular la angiogénesis. La cabeza rotativa tiene un extremo sustancialmente plano con unas cuantas clavijas que sobresalen aproximadamente 1 mm o menos por encima de la superficie. Este instrumento podría ser utilizado después de la eliminación de cartílago en el lugar defectuoso según se describió anteriormente. Entonces se pondría el instrumento rayador de hueso en contacto con el hueso y se le haría girar moviéndolo al mismo tiempo bajo una presión, durante un corto periodo durante el cual puede alcanzarse un adecuado rayado del hueso. En la Figura 22 se muestra una ilustración de tal dispositivo.

Preferiblemente el medio de anclaje comprende un dispositivo tubular para empujar el medio de retención, en la forma de una fina malla, al interior del surco. Alternativamente, si la conformación del surco es poligonal, el medio de anclaje es adecuadamente adaptado para facilitar la sujeción del medio de retención. Por ejemplo, tal medio de retención puede ser una hoja de bordes rectos.

Un experto en la técnica apreciará que un elemento de sustitución puede comprender tejido (por ejemplo cartílago, periostio, hueso, sinovio) o material sintético. El material biocompatible puede ser fluido o gel. Se apreciará también que pueden utilizarse ventajosamente combinaciones de tejidos naturales y materiales sintéticos para reparar las regiones dañadas.

El elemento de sustitución o implante puede formar parte de una lámina de mayor tamaño de material biocompatible situada sobre una lámina de respaldo, estando el elemento definido en la lámina y siendo fácilmente separable de la misma. Preferiblemente la lámina de mayor tamaño incluye una capa de recubrimiento.

De acuerdo con una realización se proporciona un kit de sustitución para la reparación de tejido dañado presente en o sobre la superficie del hueso de un animal, comprendiendo el kit al menos un conjunto de sustitución de acuerdo con la presente invención en el cual la lámina de retención es anclable al hueso de manera que retenga la almohadilla en el lugar en el cual se ha eliminado el tejido dañado, siendo dicha lámina de retención capaz de una ubicación anclada dentro de un surco formado en el hueso alrededor de dicho lugar.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos son los siguientes:

La Figura 1 ilustra la reparación de cartílago por un procedimiento que utiliza la presente invención;

La Figura 2 muestra un escariador que es uno de los instrumentos usados en la presente invención;

La Figura 3 ilustra el lugar de la operación después del uso del escariador de la Figura 2;

La Figura 4 ilustra en sección el uso de un raspador que pertenece al juego de instrumentos de la presente invención;

La Figura 5 es una vista en planta de parte del lugar operativo que se muestra en la Figura 4;

La Figura 6 muestra el uso de un empujador tubular que es otro componente del juego de instrumentos de la presente invención;

La Figura 7 ilustra la reparación de diversos tamaños y formas de cartílago dañado;

La Figura 8 ilustra la reparación de cartílago dañado utilizando otra realización de la presente invención;

La Figura 9 ilustra una vista lateral de un dispositivo de cepillo metálico y un medio de guiado para la eliminación de tejido dañado;

La Figura 10 ilustra la reparación de cartílago en una región dañada de mayor tamaño;

La Figura 11 ilustra la reparación combinada de cartílago y tejido óseo;

La Figura 12 ilustra una almohadilla integral con un medio de retención;

La Figura 13 ilustra un implemento utilizado en la aplicación de una almohadilla y un medio de retención sobre una región a reparar;

La Figura 14 ilustra una disposición alternativa de surco;

La Figura 15 ilustra una pluralidad de almohadillas que comprenden material de sustitución para usar en la reparación de tejido;

La Figura 16 ilustra un implemento para perforar el plato óseo subcondral para estimular la angiogénesis;

La Figura 17 ilustra un implemento alternativo para la eliminación de tejido dañado que comprende un mango, un vástago y una cabeza cortante que incluye una pluralidad de bordes cortantes;

La Figura 18 ilustra una vista lateral de la cabeza cortante;

La Figura 19 ilustra una vista lateral adicional de la cabeza cortante;

La Figura 20 ilustra otra vista lateral adicional de la cabeza cortante;

La Figura 21 ilustra la eliminación de cartílago usando el implemento que se muestra en la Figura 17; y

La Figura 22 ilustra un implemento para estimular la angiogénesis en un lugar que debe ser reparado.

Descripción detallada de la invención

A continuación se describirá adicionalmente la invención, con referencia a los dibujos adjuntos, y a título de ejemplo únicamente.

Refiriéndose a la Figura 1 de los dibujos adjuntos, se ilustra parte de una articulación de rodilla 1 que incluye hueso 3 recubierto con cartílago 5. Un procedimiento para usar la presente invención implica la formación de un espacio o surco anular 7 que se extiende a través del cartílago y penetra en el hueso, terminando dentro del hueso a un nivel que es múltiplo de la profundidad del cartílago, por ejemplo cuatro o cinco veces la profundidad del cartílago.

La eliminación del cartílago dañado en el área del hueso definida por el surco 7 crea un espacio dentro del cual se coloca un pequeño trozo o almohadilla 9 de material biocompatible. La almohadilla 9 está conformada y dimensionada para que ocupe sustancialmente la totalidad del espacio previamente ocupado por cartílago, y la profundidad de la almohadilla 9 corresponde aproximadamente a la del cartílago 5 circundante.

La Figura 12 muestra una disposición de almohadilla alternativa. En este ejemplo la almohadilla y la lámina de retención forman una unidad integral que facilita la aplicación sobre una zona que deba ser reparada.

El surco ilustrado en la Figura 1 es de forma circular. Se han previsto formas alternativas. Por ejemplo, la Figura 14 muestra una disposición de surco poligonal. Se apreciará que las almohadillas de material de sustitución están adaptadas para tener en cuenta diferencias en la disposición del surco.

La almohadilla 9 está hecha con una tela no tejida de un material biomejorante diseñado para alentar el reclutamiento de células a un nivel muchas veces superior al del material sin tratar.

La almohadilla 9 también puede ser bioabsorbible hasta un grado diseñado para igualar al del establecimiento de una nueva capa de cartílago que se sujeta al hueso subyacente y al cartílago 5 circundante.

La terapia génica implica la transferencia e inserción estable de nuevo material genético en las células para el tratamiento terapéutico. Las células vástago o las células progenitoras pluripotentes son blancos adecuados para la transferencia génica, debido a que los diversos linajes progénicos producidos por estas células expresarán potencialmente el gen extranjero.

Algunos estudios sobre terapia génica se han centrado en el uso de células vástago hematopoyéticas. Se ha investigado el uso de sistemas de transferencia génica de alto rendimiento para la transformación de células progenitoras hematopoyéticas (Morrow, JF, 1976, Ann. NY Acad. Sci 265:13; Salzar, W y otros, 1981, en Organización y Expresión de Genes de Globina, AR Liss, Inc, New York, pág 313; Bernstein A, 1985, en Ingeniería Genética: Principios y Procedimientos, Plenum Press, New York, pág 235; Dick JE y otros, 1986, Tendencias en Genética 2:165). Los sistemas de vectores virales indican una mayor eficiencia de transformación que los procedimientos de transferencia génica mediada por DNA (por ejemplo, precipitación de CaPO4 y dextran DEAE) y presentan la capacidad de integrar establemente genes transferidos en una amplia variedad de tipos de celdas. Los vectores de retrovirus recombinantes han sido ampliamente utilizados experimentalmente para transducir células vástago y progenitoras hematopoyéticas.

Los procedimientos de transferencia génica incluyen microinyección, electroporación, liposomas, transferencia de cromosomas y técnicas de transfección (Cline MJ, 1985, supra). Salser y otros utilizaron una técnica de transfección por precipitación de calcio para transferir dihidrofolato reductasa (DHFR) resistente al metotrexato, o gen timidina kinasa del virus herpes simplex, y un gen de globina humana en células de vástago hematopoyéticas murinas. Ha sido demostrada la expresión in vivo de la DHFR y los genes de timidina kinasa en la progenie de células de vástago (Salser W y otros, 1981, en Organización y Expresión de Genes de Globina, Alan R Liss, Inc, New York, pág. 313-334).

Como alternativa, el material protésico 9 puede ser sembrado de manera natural con células procedentes de la articulación después de la operación.

Puede ser una etapa útil, en el procedimiento de reparación de cartílagos que se ha descrito, sembrar la almohadilla no tejida con células autólogas del paciente, por ejemplo condrocitos, fibroblastos, células progenitoras de células de vástago de condrocitos o fibroblastos. La fuente de las mismas sería el cartílago residual en el lugar defectuoso que se extrae con el instrumento rotativo. Una fracción del residuo de cartílago será cartílago sano. Al extraer este residuo, se propone diezmarlo adicionalmente con dispositivos rompedores de tejido, que son conocidos en la técnica, o cualquier medio mecánico o químico que pueda liberar eficazmente condrocitos, fibroblastos o células de vástago que estén sanos. Un ejemplo no limitativo de tal dispositivo sería un homogeneizador Dounce.

Con la adición del medio apropiado al cartílago diezmado que fue extraído del lugar de la reparación, se obtendría una suspensión de células en la cual podría remojarse la almohadilla reparadora durante un periodo de tiempo, tras el cual se implantaría la almohadilla de acuerdo con la invención. El dispositivo rompedor de tejido puede utilizarse con tejido alternativo, tal como sinovio recogido del paciente, y usarse de la misma manera, excepto que en este caso las células sembradas en la almohadilla serían fibroblastos sinoviales en lugar de condrocitos. La ventaja de lo anterior es que se usarían células autólogas y por lo tanto no rechazadas por el paciente. El uso de la almohadilla asegura que muchas de las células permanezcan en el lugar de la reparación. Está previsto que las células proliferen, induciendo así un tejido que rellena la almohadilla de una manera más rápida que si no se hubieran sembrado estas.

Una vez ubicado el material 9 en el lugar del cual se extrajo el tejido dañado, se coloca un trozo de malla o tejido fino 11 en la posición ilustrada en la Figura 1. La malla 11 se extiende por encima de la almohadilla 9 y penetra en el surco anular 7 en el cual es introducida a presión. Así pues, el elemento 11 es una malla hecha también de un material bioabsorbible, una vez más calculado para que sea eliminado a un ritmo compatible con el crecimiento y fijación del nuevo cartílago tanto al hueso como al cartílago circundante. El elemento 11 puede ser también una tela no tejida de un material biomejorante, o alternativamente puede ser un trozo de tejido (por ejemplo, periostio, sinovio, fascia, retináculo).

Si es cartílago lo que hay que reparar, la almohadilla 9 puede ser suministrada en forma de una lámina más grande del mismo material en la cual se hayan formado unos precortes, de diversos tamaños y formas, mediante corte por láser u otro medio adecuado (por ejemplo, estampación, chorro de agua). Las formas elegidas son aquellas que sean fáciles de generar o cortar utilizando instrumentos estándar. Un pequeño defecto de cartílago se repara mejor utilizando un escariador circular con una pared delgada que tenga dientes de corte. En caso de una forma irregular, es preferible usar una pluralidad de elementos protésicos, teniendo cada uno de ellos una forma simple tal como un círculo, una media luna o un segmento de círculo. Estos son estrechamente compactados para cubrir la totalidad del área de la reparación.

En una disposición alternativa, la reparación es efectuada en una zona dañada mediante el uso de al menos dos surcos escariados concéntricamente, según se ilustra en la Figura 10. Ello requiere el uso de dos elementos de sustitución y al menos una lámina de retención. Sobre el círculo concéntrico interno se aplica una almohadilla circular de material de sustitución, y sobre el círculo concéntrico externo se aplica una almohadilla en forma de anillo. Una vez colocadas, cada una de las almohadillas es asegurada con al menos una lámina de retención.

Según se indicó anteriormente, el material protésico puede formar parte de una lámina más grande que incluye una capa de recubrimiento o protección. El material propiamente dicho tiene la forma de una fina capa de tela no tejida de un material soporte adecuado que tenga resistencia suficiente para ser empujado al interior del espacio circular anteriormente ocupado por el tejido dañado. Típicamente el material está hecho de fibras dispuestas aleatoriamente. En la realización anteriormente descrita, el material es un material bioabsorbible. No obstante, en otra realización el material puede ser un material no degradable que sea biocompatible y posea unas propiedades superficiales mejoradas para atraer el crecimiento de tejido al interior del material.

Las almohadillas protésicas propiamente dichas pueden ser suministradas en forma de discos de diversos espesores, de manera que el soporte protésico elegido pueda tener un espesor coincidente con el cartílago adyacente. Según se indicó anteriormente, pueden ser suministrados en forma de marquetería, siendo los elementos despegados a voluntad de un substrato adecuado que puede estar hecho, por ejemplo, de cartón. En consecuencia, el cirujano puede seleccionar los elementos apropiados, incluyendo el primero y los subsiguientes elementos, para rellenar un defecto irregular.

El material de los elementos protésicos es el mismo que el de la lámina de recubrimiento. La estructura es en bucle, o aleatoria, y está estabilizada con un adhesivo biocompatible en los sitios donde se cruzan los filamentos del material o por enredo de los filamentos.

Refiriéndose a la Figura 2 de los dibujos adjuntos, el procedimiento operativo implica el uso de un escariador 15 que tiene la forma de un tubo de sección circular que tiene en un extremo un borde dentado 17. El escariador 15 está provisto de una delgada varilla 19 de acero (por ejemplo, alambre Kirschner) que tiene colocado cerca de un extremo un cilindro 21 con un diámetro externo tal que ajuste de forma deslizante dentro del escariador 15. Adyacente al cilindro 21, la varilla 19 de acero tiene un extremo puntiagudo 23 que permite a la varilla 19, y a su cilindro 21 asociado, actuar como una guía para el escariador 15. Durante el uso, se coloca el extremo puntiagudo 23 de la varilla 19 de acero en el centro del lugar que incluye el tejido de cartílago dañado. Se ejerce una ligera presión sobre la varilla de acero. Entonces el escariador 15, situado alrededor de la varilla 19 de acero y del cilindro 21, mientras gira impulsado, por ejemplo, por un taladro eléctrico, es sometido a una presión relativamente elevada para cortar un surco anular que se extiende a través del cartílago y penetra en el hueso, según se indica en la Figura 1.

La Figura 3 de los dibujos adjuntos muestra la posición después del uso del escariador 15. Un surco anular 25 se extiende a través del cartílago 27 y penetra en el hueso 29 hasta una profundidad que sea múltiplo del espesor del cartílago. En este caso el surco anular 25 rodea el lugar defectuoso y el cartílago circundante está sano. La Figura 11 ilustra un caso en el cual se repara tejido tanto de cartílago como de hueso. Previamente a la aplicación de la almohadilla, se añade al hueso dañado un material de sustitución. La reparación del tejido óseo puede hacerse con hueso (sólido o pulverizado), coral o material óseo sintético.

Refiriéndose a las Figuras 4 y 5 de los dibujos adjuntos, se ilustra la eliminación del cartílago en el área definida por el surco 25. Para efectuar esta eliminación de cartílago, se introduce en el surco 25 una protección metálica 31 de sección parcialmente circular con el fin de proteger el cartílago sano 27 circundante. Entonces se utiliza un dispositivo raspador 33 para efectuar la eliminación del cartílago haciendo que esta herramienta penetre a través de la capa de cartílago y desplazándola después en dirección hacia la protección 31.

Según se estableció anteriormente, el tejido dañado puede ser eliminado mediante el uso abrasivo de un cepillo de alambre como el representado en la Figura 9. El uso de un cepillo de alambre como alternativa al dispositivo raspador que se muestra en las Figuras 4 y 5 es ventajoso puesto que es menos propenso a dañar el hueso subyacente. El cepillo está provisto de un medio de guiado que restringe el movimiento del cepillo a la región del tejido dañado, evitando así daños inintencionados al tejido sano circundante.

El implemento que se muestra en la Figura 17 es otro dispositivo más que puede utilizarse para eliminar tejido dañado. La Figura 17 muestra un implemento que comprende un mango 60 que se extiende al interior de un fuste 61 en el cual está rotativamente montada una cabeza cortante 62 que comprende una pluralidad de bordes cortantes 63. Alternativamente la cabeza cortante puede estar rotativamente montada sobre el mango.

Durante el uso, la acción de corte se consigue haciendo girar el fuste mientras se mueve la cabeza por encima de la superficie del cartílago y mientras se ejerce una presión sobre la cabeza cortante. La cabeza tiene un extremo sustancialmente plano con unos surcos de bordes afilados que se forman haciendo orificios en la cabeza en una dirección perpendicular al eje de rotación y mecanizando una cantidad apropiada de material a partir del extremo.

Este instrumento es particularmente adecuado para cortar en un material blando tal como cartílago, particularmente cuando se le está quitando del hueso subyacente, provocando un daño mínimo o nulo en este. Refiriéndose a la Figura 21, cuando se presiona el instrumento contra el cartílago, este, al ser blando, se mete dentro del surco y es entonces sometido a la acción cortante del borde afilado del surco. El material eliminado escapa lateralmente a través del surco, según se ilustra en la Figura 21. El extremo del instrumento, al ser plano, resbala sobre la superficie dura y relativamente indeformable del hueso subyacente (sin dañarlo, cuando el instrumento alcanza la superficie ósea después de haber eliminado la capa de cartílago.

En los casos de un lugar de reparación único, sería preferible usar un escariador corto que, una vez completado el surco, pueda dejarse in situ para que actúe como protección para el cepillo durante la eliminación del cartílago del lugar defectuoso.

Refiriéndose a la Figura 6 de los dibujos adjuntos, una vez eliminado el cartílago dañado, una almohadilla protésica 35, de una forma apropiada para llenar el espacio previamente ocupado por el cartílago dañado, es colocada en ese espacio. A continuación se usa un instrumento adicional, en forma de un empujador tubular 37, para anclar la almohadilla protésica al hueso 29. El empujador tubular 37 tiene una pared de espesor suficientemente delgado para que pueda ser empujado hasta el interior del surco 25. Antes de esto, se coloca sobre la almohadilla una lámina circular de red de tela 39 (hecha de tela no tejida) de un diámetro varias veces mayor que el de la almohadilla 35, para que se extienda también sobre el cartílago sano circundante. Entonces se introduce el empujador 37 en el surco 25 llevando con él la parte exterior de la red 39. Se sigue desplazando el empujador 37 hacia el interior del surco 25 hasta que el borde exterior de la red 39 quede totalmente dentro del surco 25. Entonces se retira el empujador 37 dejando la red 39 encajada en el surco 25. La red 39 mantendrá la almohadilla 35 en su sitio hasta el momento en que la almohadilla, ya esté formada por material protésico o, en última instancia, por cartílago nuevo, esté sujeta por sí misma tanto al hueso subyacente 29 como al cartílago sano 27 circundante. La tela de la lámina de recubrimiento puede tener unos agujeros que permitan el crecimiento de hueso y tejido a través de los mismos y dentro del surco, sujetando así adicionalmente la lámina de recubrimiento.

La Figura 13 muestra un uso alternativo del empujador 37. En esta realización el empujador 37 es cargado con una almohadilla y una lámina de retención antes de su aplicación sobre el surco. Esto es particularmente adecuado para la almohadilla y lámina de retención integral de la Figura 12, y ventajosamente agiliza la aplicación y retención de la almohadilla en el lugar de la reparación. La lámina de retención se mantiene en posición con un anillo que puede deslizarse a lo largo del empujador y que se usa para implantar la almohadilla en el lugar de la reparación e introducir la lámina de retención en el surco anular. Así pues, cargando el empujador con el implante y la lámina de retención, aquel puede se suministrado al cirujano en un envase estéril que, una vez abierto por el cirujano, puede ser utilizado prontamente sin necesidad de ninguna manipulación adicional por parte del cirujano. Adicionalmente, este procedimiento particular de envasado facilitará la implantación del dispositivo a través de incisiones pequeñas tales como las que se hacen en los procedimientos artroscópicos o artroscópicamente asistidos.

El procedimiento para usar la presente invención puede ser aplicado en relación con un defecto de cartílago que esté confinado a un área menor que la de una sola almohadilla circular. Si el defecto es grande y/o irregular, puede tratarse mediante una pluralidad de almohadillas en forma de círculos, elipses, medias lunas u otras formas simples. Al sujetar almohadillas no circulares en su posición, puede utilizarse un empujador que, en sección, sea en parte circular, por ejemplo medio círculo, cuarto de círculo, etc.

La Figura 7 ilustra el uso de una única almohadilla que tiene un área mayor que la totalidad del área defectuosa (Figura 7A). La Figura 7B ilustra el uso de una almohadilla circular 41 y una almohadilla adyacente 43 en forma de media luna. La Figura 7C ilustra el uso de una almohadilla elíptica 45 así como una almohadilla 47 en forma de media luna. En la práctica, el cirujano elegirá aquella combinación de almohadillas que cubra más eficazmente el área defectuosa.

Es factible en consecuencia recubrir en caso necesario un área substancial de un hueso de rodilla.

Refiriéndose a la Figura 8 de los dibujos adjuntos, se ilustra otra realización de la presente invención. En este caso se extrae del hueso un taco óseo 51 completo que incluye el cartílago dañado. Sobre el taco óseo, en lugar del cartílago dañado, se coloca una almohadilla protésica 53 (a la que aplican los mismos atributos de la almohadilla 9 anteriormente descrita) y alrededor del conjunto de taco óseo y almohadilla se coloca una malla de retención 55 de tejido abierto, asegurando así la almohadilla 53 sobre el taco óseo 51. Luego se vuelve a colocar el taco óseo dentro del hueso según se muestra en la Figura 8. El espacio anular creado entre el taco óseo y el hueso restante queda entonces ocupado por la malla de retención 55. El taco óseo y el hueso receptor se unirán a través de la malla 55.

Refiriéndose a las Figuras 16 y 22, se ilustran unos dispositivos que pueden utilizarse para estimular la angiogénesis en el lugar de la reparación. La Figura 16 muestra una varilla cilíndrica 64 que está provista de una pluralidad de agujas 65 que pueden utilizarse para perforar el plato subcondral para promover la angiogénesis. La Figura 22 muestra un dispositivo de estructura similar al dispositivo de la Figura 17, pero con la cabeza cortadora sustituida por una cabeza rotativa 66 que está provista de al menos una proyección 67 sujeta a una superficie 68 sustancialmente plana. Típicamente, las proyecciones tienen aproximadamente 1 mm de altura. La aplicación de la cabeza rotativa 66 sobre la superficie de un tejido que haya sido limpiada de tejido dañado produce un efecto abrasivo sobre el hueso, rayando la superficie para estimular así la angiogénesis.

Un experto en la técnica apreciará que la naturaleza desmontable de las cabezas rotativas 62 y 66 es ventajosa en la medida en que las cabezas recambiables pueden ser intercambiadas fácil y rápidamente. El mango 60 o el fuste 61 pueden estar adaptados de tal modo que puedan fijarse cabezas nuevas y sin usar a la porción superior del implemento, proporcionando así un almacenamiento compacto para las cabezas que también protege de daños físicos a las cabezas.

Claims

1. Un elemento de sustitución para la reparación de tejido dañado presente en o sobre la superficie de un hueso de animal, incluyendo un ser humano, comprendiendo dicho elemento:

: una almohadilla (9) de material biocompatible para proporcionar un soporte protésico para el crecimiento de tejido y conformada y dimensionada para ocupar un lugar del cual ha sido eliminado el tejido dañado, o una parte del mismo, estando la almohadilla (9) configurada para permitir la adherencia y proliferación de células dentro del lugar;

caracterizado por:

: una lámina de retención (11) configurada para retener la almohadilla (9) en el lugar, en el cual la almohadilla (9) y la lámina de retención (11) están fabricados con un material no tejido, y

: en el cual la distancia de borde a borde a través de la lámina de retención (11) es mayor que la distancia de borde a borde a través de la almohadilla (9).

2. Un elemento de sustitución de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual, cuando la almohadilla (9) está situada sustancialmente centrada en la lámina de retención (11), la lámina de retención (11) se extiende hasta más allá de la almohadilla (9) sobre una distancia al menos igual a la distancia de borde a borde a través de la almohadilla
(9).

3. Un elemento de sustitución de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual la almohadilla (9) y la lámina de retención (11) son integrales.

4. Un elemento de sustitución de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual al menos una región de la almohadilla (9) y la lámina de retención (11) están conectadas entre sí.

5. Un elemento de sustitución de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual dicho material biocompatible es un tejido seleccionado entre: cartílago, periostio, hueso, sinovio.

6. Un elemento de sustitución de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el cual dicho material biocompatible es una lámina, un fluido o un gel sintéticos y biocompatibles.

7. Un elemento de sustitución de acuerdo con cualquier reivindicación precedente que forma parte de una lámina más grande de material biocompatible que está situada sobre una lámina de respaldo, estando la almohadilla (9) definida en la lámina y siendo fácilmente separable de la misma.

8. Un elemento de sustitución de acuerdo con la reivindicación 7 en el cual la lámina más grande incluye una capa de recubrimiento.

9. Un elemento de sustitución de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el cual la almohadilla de sustitución (9) tiene la forma de una almohadilla circular, en media luna, en anillo o parcialmente circular.

10. Un elemento de sustitución de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la almohadilla de sustitución (9) es bioabsorbible y biomejorada.

11. Un elemento de sustitución de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el cual la almohadilla de sustitución (9) es no bioabsorbible y biomejorada.

12. Un elemento de sustitución de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el cual la almohadilla de sustitución (9) es sembrada con células seleccionadas entre condrocitos; fibroblastos; células progenitoras mesenquimales; células endosteales; células periosteales; células condroprogenitoras inducibles en órganos extraesqueléticos.

13. Un elemento de sustitución de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual dicha almohadilla de sustitución (9) es sembrada con condrocitos.

14. Un elemento de sustitución de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, en el cual las células son obtenidas del material del tejido extraído del lugar que debe ser reparado.

15. Un elemento de sustitución de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en el cual dichas células sembradas están diseñadas genéticamente.

16. Un elemento de sustitución de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el cual la lámina de retención (11) tiene la forma de una malla delgada y flexible.

17. Un elemento de sustitución de acuerdo con la reivindicación 16, en el cual la lámina de retención (11) comprende tela tejida, o tela no tejida, con orificios para el crecimiento interno de tejido y hueso.

18. Un elemento de sustitución de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el cual la lámina de retención (11) comprende tejido.

19. Un elemento de sustitución de acuerdo con la reivindicación 18 en el cual dicho tejido es seleccionado entre: periostio, sinovio, fascia, retináculo.

20. Un elemento de sustitución de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, en el cual dicha almohadilla de sustitución (9) y dicha lámina de retención (11) no son integrales.

21. Un kit de sustitución para la reparación de tejido dañado presente en o sobre la superficie del hueso de un animal, comprendiendo el kit al menos un elemento de sustitución de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el cual la lámina de retención (11) puede ser anclada al hueso de manera que retenga la almohadilla (9) en el lugar del cual fue extraído el tejido dañado, siendo dicha lámina de retención (11) capaz de ser colocada para su anclaje en el interior de un surco formado en el hueso alrededor de dicho lugar.

22. Un kit de sustitución de acuerdo con la reivindicación 21 en el cual el kit es estéril y desechable.