ES2326877T3 - Implante intervertebral que comprende superficies de articulacion en forma de casquete. - Google Patents

Implante intervertebral que comprende superficies de articulacion en forma de casquete. Download PDF

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Abstract

Implante intervertebral (1), en especial, disco intervertebral artificial, que comprende un eje central (2), una parte superior (3) y una parte inferior (4), en el que A) la parte superior (3) presenta una superficie de aposición superior (5) adecuada para apoyarse en la placa de base de una vértebra situada justo por encima; B) la parte inferior (4) presenta una superficie de aposición inferior (6) adecuada para apoyarse en la placa de cubierta de una vértebra situada justo por debajo; C) una de las dos partes (3; 4) comprende una parte convexa (12) con una primera superficie de articulación (A) y la otra de las dos partes (3; 4) comprende un cojinete (13) con una segunda superficie de articulación (B) montada con capacidad de deslizamiento sobre la primera superficie de articulación (A); y D) la parte convexa (12) de la articulación y el cojinete (13) constituyen una articulación (9) mediante la cual las dos partes (3; 4) pueden realizar un movimiento de rotación relativo entre sí alrededor de, como mínimo, un eje de giro, E) comprendiendo una de las partes (3; 4), como mínimo, un medio de unión (20) con el que se mantienen unidas las dos partes (3; 4), sin que ello afecte la capacidad de giro de la articulación (9), caracterizado porque F) el medio de unión (20) permite en cada movimiento de la articulación (9) un juego axial X > 0 entre las dos partes (3; 4) y, por lo tanto, también entre las dos superficies de deslizamiento (A) y (B); G) las dos partes (3; 4) están dotadas en sus superficies de aposición (5; 7) de estructuras macroscópicas; y H) la parte superior (3) y el cojinete (13) están realizados en dos piezas.

Description

Implante intervertebral que comprende superficies de articulación en forma de casquete.
La invención se refiere a un implante intervertebral, en especial, un disco intervertebral artificial, de acuerdo con la parte introductoria de la reivindicación 1.
Tras la eliminación de un disco intervertebral natural que está dañado o de un núcleo pulposo (Nukleus pulposus) dañado de un disco intervertebral, hoy en día se introducen implantes o prótesis en el espacio intervertebral entre dos vértebras adyacentes. El objetivo de la implantación de implantes de este tipo es volver a establecer estados lo más naturales posibles, es decir, especialmente restablecer la altura original de los discos intervertebrales y, de esta manera, la distancia original entre las dos vértebras adyacentes. Además, deberá ser posible que vértebras adyacentes realicen movimientos relativos entre sí de forma natural y sin impedimentos. A tal efecto, es esencial mantener las posibilidades de movimiento en una inclinación hacia delante o detrás, es decir, la flexión y extensión de las vértebras dentro de los límites naturales. Los ligamentos naturales y los músculos a lo largo de la columna vertebral quedan substancialmente intactos, de manera que ellos dan más estabilidad a los movimientos de un implante mecánico para sustituir un disco intervertebral.
Un implante de disco intervertebral de este tipo se conoce por el documento WO 01/01893 MARNAY. Este implante conocido comprende una placa de cubierta inferior y una placa de cubierta superior, cuyas superficies exteriores pueden llegar a apoyarse en la placa de cubierta o placa base de las vértebras adyacentes, así como una articulación dispuesta entre estas placas. Dicha articulación consta, esencialmente, de una primera parte en forma de casquete, y de un cojinete complementario como segunda parte de la articulación, de manera que las placas de cubierta pueden girar relativamente entre sí de forma poliaxial. Lo que resulta desventajoso en este implante intervertebral conocido es que, aún estando cada una de las dos placas de cubierta unidas con una parte de la articulación, respectivamente, las partes de la articulación y, por lo tanto, también el implante entero sólo se pueden mantener unidos in situ mediante un instrumento especial.
Por la patente US 5.895.428 BERRY se conoce un implante intervertebral que comprende medios de unión para mantener unidas las partes de la articulación. Lo que resulta desventajoso en este implante intervertebral conocido es que durante un movimiento relativo de las dos partes de articulación los medios de unión, asimismo, se deslizan uno encima del otro sin juego y no se puede formar una película lubricante a partir de los líquidos propios del organismo.
Por la patente EP 1 374 807 GRINBERG, que muestra un estado de la técnica según el artículo 54(3), se conoce una prótesis de un disco intervertebral que comprende partes de articulación que están unidas con las placas de colocación formando una sola pieza con las mismas, así como medios para limitar un acercamiento axial de las partes de articulación.
Otro disco intervertebral artificial se conoce por el documento US-A 2003/0074073 ERRICO. Este disco conocido comprende medios para mantener unido al implante, pero que no admiten ningún juego axial para que se constituya una película lubricante a partir de los líquidos propios del organismo.
Esto es lo que pretende solucionar la presente invención. El objetivo de la invención es dar a conocer un implante intervertebral que presenta una articulación con capacidad de movimiento rotativo cuyas partes son premontables y se mantienen unidas con juego mediante medios de unión, de manera que entre las superficies de deslizamiento se puede formar una película lubricante a partir de los líquidos propios del organismo.
La invención resuelve el problema planteado mediante un implante intervertebral, en especial, un disco intervertebral artificial que presenta las características indicadas en la reivindicación 1.
Otras realizaciones ventajosas de la invención están caracterizadas en las reivindicaciones dependientes.
Las ventajas que se consiguen mediante la invención se han de ver, esencialmente, en el hecho de que, gracias al implante intervertebral, según la invención,
- la articulación presenta tan solo un par de superficies de articulación;
- los medios de unión, que pueden encajar entre sí, siempre tienen juego dentro de un margen fisiológicamente necesario cuando las partes de articulación realizan movimientos de giro relativos entre sí y, de esta manera, no dificultan el movimiento de las partes de la articulación;
- entre las superficies de deslizamiento se puede constituir una película lubricante a partir de los líquidos propios del organismo y, por lo tanto, se puede conseguir un desgaste o abrasión menor en las superficies de deslizamiento;
- los medios de unión con los que se mantiene unido el implante intervertebral constan de elementos geométricos sencillos;
- se pueden conseguir costes de fabricación reducidos, y
- las partes de la articulación están unidas con las placas de cubierta, de manera que no pueden desplazarse destruyendo el tejido circundante.
De acuerdo con una forma de realización preferente, el juego (X) es de, como mínimo, 0,005 mm, preferentemente, como mínimo, 0,05 mm. De esta manera se consigue la ventaja de que se puede formar una película lubricante del grosor (X) a partir de líquidos propios del organismo entre las superficies de deslizamiento. Además, las superficies de deslizamiento pueden estar protegidas contra daños de forma más sencilla mediante medios de fijación temporales adicionales.
Según otra forma de realización, el juego X es de, como máximo, 0,5 mm, preferentemente, como máximo, 0,6 mm.
Y según otra forma de realización, los medios de unión comprenden un elemento de anclaje que puede estar unido con una de las dos partes y se apoya sin fijación en la otra de las dos partes. De esta manera se consigue un diseño sencillo de los medios de unión y, de esta manera, costes de fabricación reducidos.
Preferentemente, la parte convexa de la articulación presenta un espacio hueco que está abierto en el ápice virtual de la parte convexa de la articulación y en el que el elemento de anclaje puede ser desplazado axialmente hasta que, tras vencer el juego X, se apoya axialmente en la pared del hueco. También de esta manera se puede conseguir un diseño sencillo de los medios de unión y, de esta manera, costes de fabricación reducidos.
Según otra forma de realización, la parte convexa de la articulación comprende una primera superficie de articulación esférica (A) y el cojinete de la articulación presenta una segunda superficie de articulación (B) complementaria. Debido a la realización esférica de las superficies de articulación se puede conseguir la ventaja de que ambas partes pueden ser giradas relativamente entre sí de forma poliaxial.
Las dimensiones de las superficies de articulación varían en función de su utilización, teniendo en las diferentes formas de realización el radio de la primera superficie esférica de articulación A de la parte convexa de la articulación, entre 3 mm y 25 mm, preferentemente, entre 4 mm y 20 mm.
Según otra forma de realización, la parte convexa de la articulación y el cojinete están formados por una combinación de material de metal y plástico. De esta manera, se consiguen las siguientes ventajas:
- se pueden utilizar combinaciones de materiales de sustitución de articulaciones ya probadas tal como, por ejemplo, un polietileno altamente reticulado (X-UHMWPE) y una aleación de cobalto y cromo;
- se pueden conseguir fuerzas de fricción reducidas durante el desplazamiento relativo de las superficies de deslizamiento; y
- se puede conseguir una amortiguación para cargas de empuje axiales.
Según otra forma de realización, las superficies de articulación (A; B) están recubiertas de carburo de titanio o de carbono amorfo (ADCL), con lo que se consigue una reducción considerable del coeficiente de fricción.
Según otra forma de realización, las dos partes están recubiertas de titanio en las superficies de aposición.
Según otra forma de realización, las superficies de aposición tienen una forma convexa y están adaptadas a la superficie de cubierta o de base natural de las vértebras adyacentes.
Según otra forma de realización, las dos partes están dotadas en sus superficies de aposición de estructuras macroscópicas que están realizadas en forma de elevaciones.
Según las diferentes formas de realización, estas elevaciones pueden:
- comprender elevaciones piramidales;
- comprender, como mínimo, un nervio cuneiforme, simétrico con respecto al plano medio, y que se extiende a lo largo de una recta antero-posterior sobre la superficie de aposición en cuestión; o bien
- comprender salientes en forma de dientes de sierra dispuestos simétricamente con respecto al plano medio.
Debido a estas realizaciones de las estructuras macroscópicas se pueden conseguir las ventajas de que, por un lado, se pueden transmitir mejor los momentos de giro de las vértebras al implante intervertebral alrededor de un eje de giro que corta las superficies de aposición y, por otro lado, se puede aumentar la superficie en la que se pueden adherir los huesos. El dentado presenta la ventaja de que puede penetrar mejor en las placas finales de las vértebras adyacentes. Las elevaciones piramidales tienen preferentemente un volumen (V) entre 0,12 mm^{3} y 1,4 mm^{3}.
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Según otra forma de realización, las elevaciones están recubiertas, como mínimo, parcialmente con hidroxilapatito o con una mezcla de hidroxilapatito bifásico y fosfato tricálcico, con lo cual se consigue la ventaja de que ambos materiales mencionados quedan totalmente integrados en los huesos o incluso sustituidos por un nuevo tejido óseo natural.
En función de la aplicación y las diferentes formas de realización, resultan adecuadas las geometrías y las dimensiones que se indican a continuación:
- el hueco tiene una forma cilíndrico-circular y está realizado de manera coaxial con respecto al eje central;
- el hueco presenta un diámetro (D) entre 6 mm y 20 mm;
- el hueco tiene una altura (H) entre 0,5 mm y 8 mm, medido paralelamente al eje central;
- el hueco presenta un estrechamiento coaxial con respecto al eje central que desemboca en la superficie de articulación A de la parte convexa de la articulación;
- el estrechamiento tiene una forma cilíndrica-circular que está realizado de forma coaxial con respecto al eje central; y
- el estrechamiento tiene un diámetro d, siendo la relación d : D entre 30% y 75%.
La presente invención y desarrollos posteriores de la invención se explicarán, a continuación, con más detalle por medio de las representaciones, en parte, esquemáticas de un ejemplo de realización.
El dibujo muestra:
En la figura 1, un corte a través de una forma de realización del implante intervertebral, según la invención;
En la figura 2, una vista del implante intervertebral, según la invención, según la forma de realización mostrada en la figura 1;
En la figura 3, una vista en perspectiva del implante intervertebral, según la invención, según la forma de realización mostrada en las figuras 1 y 2;
En la figura 4, una representación con las piezas desmontadas del implante intervertebral según la forma de realización mostrada en las figuras 1 hasta 3;
En la figura 5, una vista en perspectiva de la parte superior de una forma de realización del implante intervertebral;
En la figura 6, una vista lateral sobre la parte superior del implante intervertebral, según la forma de realización mostrada en la figura 5;
En la figura 7, una vista lateral sobre la parte superior del implante intervertebral, según otra forma de realización; y
En la figura 8, una vista desde atrás sobre la parte superior del implante intervertebral, según la forma de realización mostrada en la figura 7.
La forma de realización mostrada en las figuras 1 a 4 del implante intervertebral (1), según la invención, comprende esencialmente una parte superior (3) con una superficie de aposición (5) superior, que corta el eje central (2) y está destinada a apoyarse en la placa base de la vértebra dispuesta justo por encima; una parte inferior (4) con una superficie de aposición inferior (7), que corta el eje central (2) y está destinada a apoyarse en la placa de cubierta de la vértebra dispuesta justo debajo; así como una articulación (9) dispuesta entre las dos partes (3; 4) para establecer una unión articulada entre las dos partes (3; 4). La articulación (9) está formada por dos partes, estando la parte convexa (12) realizada en forma de capa esférica y unida con la parte inferior (4) y estando el cojinete (13) complementario a la parte convexa (12) unido con la parte superior (3). Según la forma de realización que se muestra en este caso, la parte superior (3) y el cojinete (13) forman dos piezas, de manera que la parte superior (3) puede estar realizada, por ejemplo, en titanio o una aleación de cobalto y cromo, y el cojinete (13) puede estar formado, por ejemplo, de un material plástico.
La parte convexa (12) está realizada de forma concéntrica con respecto al eje central (2), estrechándose la misma en dirección a la superficie inferior (6) de la parte superior (3). El cojinete (13), asimismo, está dispuesto de forma concéntrica con respecto al eje central (2), estando la abertura del cojinete (13) dirigida hacia la superficie superior (8) de la parte inferior (4). El elemento de anclaje (15) que mantiene unidas las dos partes (3; 4) está dispuesto coaxialmente con respecto al eje central (2) y comprende un pasador (16), que penetra con su extremo posterior (25) el cojinete (13) en el ápice virtual (30) de su superficie y está fijado en la parte superior (3), así como un ensanchamiento (26) en forma de disco circular, que tiene un diámetro más grande y está dispuesto en el extremo delantero (27) del pasador (16). La parte convexa (12) presenta una abertura (28) que entra desde su lado estrechado en dirección coaxial con respecto al eje central (2) y que desemboca en el interior de la parte convexa (12) de la articulación en un hueco (29) cilíndrico con un diámetro más grande. La geometría del elemento de anclaje (15) así como la de la abertura (28) y la del hueco (29) se han elegido de tal manera que el pasador (16) está dispuesto con capacidad de desplazamiento en la abertura (28) y el ensanchamiento (26) está dispuesto con capacidad de desplazamiento en el hueco (29). El diámetro de la abertura (28) es más pequeño que el diámetro de la placa (26) en forma de disco circular, de manera que la parte convexa (12) y el cojinete (13) y, por lo tanto, las partes (3; 4) que están fijadas en ellos se mantienen unidas axialmente, sin que ello afecte el movimiento de la articulación (9). La movilidad del pasador (16) dentro de la abertura (28) y la de la placa (26) dentro del hueco (29) facilitan que las dos partes (3; 4) puedan girar relativamente entre sí de forma poliaxial. La longitud del pasador (16) está dimensionada de tal manera que el ensanchamiento (26) en el extremo delantero (27) del pasador (16) sólo entra en contacto con la zona de paso entre la abertura (28) y el hueco (29) tras vencer el juego X en cada movimiento de la articulación (9).
Tal como se muestra en la figura 4, cada una de las dos partes (3; 4) comprende una superficie ventral (31; 41), una superficie dorsal (32; 42) y dos superficies laterales (33; 34; 43; 44). Además, las dos superficies de aposición (5; 7) están realizadas de forma convexa y dotadas de elevaciones (18). En el centro entre las superficies laterales (33; 34; 43; 44) se sitúa el plano medio (35) que, en este caso, también constituye el plano de simetría para el implante intervertebral (1). Las dos superficies de aposición (5; 7) comprenden, además, dos ranuras paralelas (39) dispuestas simétricamente con respecto al plano medio (35) y que desembocan, como mínimo, en las superficies ventrales (31; 41), estando dichas ranuras adecuadas, por ejemplo, para recibir los brazos de un instrumento de separación (no mostrado). Las elevaciones (18) están realizadas, en este caso, como elevaciones piramidales (38).
Además de las elevaciones piramidales (38) mostradas en la figura 4, las elevaciones (18) en las superficies de aposición superior e inferior (5; 7) pueden comprender también, tal como se muestra en las figuras 5 y 6, un nervio cuneiforme (36), respectivamente, que está elevado con respecto a las elevaciones piramidales (38) y dispuesto sobre sendas superficies de aposición (5; 7) paralelamente a una recta situada en el plano medio (35) (figura 4). Para que el implante intervertebral (1) se deje introducir mejor en el espacio intervertebral, se reduce la altura del nervio (36) en dirección a la superficie dorsal (32).
Otra forma de realización de las elevaciones (18) se muestra en las figuras 7 y 8. El dentado (37) elevado con respecto a las elevaciones piramidales (38) está realizado parcialmente en forma de dientes de sierra, estando el flanco más empinado dirigido contra la superficie ventral (31). El dentado (37) está dispuesto, en este caso, sobre una línea situada en el plano medio (35) (figura 4) y se extiende desde la superficie ventral (31) hasta la superficie dorsal (32).
En las figuras 5 a 8 sólo se muestra la parte superior (3) a título de ejemplo. La misma realización de las elevaciones (18), con elevaciones piramidales (38), un nervio (36) (figuras 5 y 6) o un dentado (37) (figuras 7 y 8), es transferible de forma análoga a la parte inferior (4).

Claims (24)

1. Implante intervertebral (1), en especial, disco intervertebral artificial, que comprende un eje central (2), una parte superior (3) y una parte inferior (4), en el que
A) la parte superior (3) presenta una superficie de aposición superior (5) adecuada para apoyarse en la placa de base de una vértebra situada justo por encima;
B) la parte inferior (4) presenta una superficie de aposición inferior (6) adecuada para apoyarse en la placa de cubierta de una vértebra situada justo por debajo;
C) una de las dos partes (3; 4) comprende una parte convexa (12) con una primera superficie de articulación (A) y la otra de las dos partes (3; 4) comprende un cojinete (13) con una segunda superficie de articulación (B) montada con capacidad de deslizamiento sobre la primera superficie de articulación (A); y
D) la parte convexa (12) de la articulación y el cojinete (13) constituyen una articulación (9) mediante la cual las dos partes (3; 4) pueden realizar un movimiento de rotación relativo entre sí alrededor de, como mínimo, un eje de giro,
E) comprendiendo una de las partes (3; 4), como mínimo, un medio de unión (20) con el que se mantienen unidas las dos partes (3; 4), sin que ello afecte la capacidad de giro de la articulación (9),
caracterizado porque
F) el medio de unión (20) permite en cada movimiento de la articulación (9) un juego axial X > 0 entre las dos partes (3; 4) y, por lo tanto, también entre las dos superficies de deslizamiento (A) y (B);
G) las dos partes (3; 4) están dotadas en sus superficies de aposición (5; 7) de estructuras macroscópicas; y
H) la parte superior (3) y el cojinete (13) están realizados en dos piezas.
2. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque el juego X es, como mínimo, 0,005 mm, preferentemente, como mínimo 0,05 mm.
3. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el juego X es, como máximo, 0,5 mm, preferentemente, como máximo, 0,6 mm.
4. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios de unión (20) comprenden un elemento de anclaje (15) que puede ser unido a una de las dos partes (3; 4) y se apoya de forma suelta en la otra de las dos partes (3; 4).
5. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 4, caracterizado porque la parte convexa (12) de la articulación comprende un hueco (29) que está abierto en el ápice virtual (30) de la parte convexa (12) y en el que el elemento de anclaje (15) puede ser desplazado axialmente hasta que, tras vencer el juego X, se apoya axialmente en la pared del hueco.
6. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la parte convexa (12) de la articulación comprende una primera superficie de articulación (A) esférica y el cojinete (13) comprende una segunda superficie de articulación (B) complementaria a ésta.
7. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 6, caracterizado porque el radio de la primera superficie de articulación (A) de la parte convexa (12) de la articulación en forma de casquete mide entre 3 mm y 25 mm.
8. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 7, caracterizado porque el radio de la primera superficie de articulación (A) de la parte convexa (12) de la articulación en forma de casquete mide entre 4 mm y 20 mm.
9. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la parte convexa (12) de la articulación y el cojinete (13) están formados por un par de materiales de metal y plástico.
10. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las superficies de articulación (A; B) están recubiertas de carburo de titanio o de un carbono amorfo (ADLC).
11. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque las dos partes (3; 4) están recubiertas de titanio en las superficies de aposición (5; 7).
12. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque las superficies de aposición (5; 7) están realizadas de forma convexa.
13. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque las estructuras macroscópicas son elevaciones (18).
14. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 13, caracterizado porque las elevaciones (18) comprenden elevaciones piramidales (38).
15. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque
A) cada una de las dos partes (3; 4) comprende una superficie ventral y una superficie dorsal (31; 41; 32; 42), así como dos superficies laterales (33; 34; 43; 44);
B) en el centro entre las superficies laterales (33; 34; 43; 44) se sitúa el plano medio (35); y
C) las elevaciones (18) comprenden, como mínimo, un nervio cuneiforme (36) dispuesto simétricamente con respecto al plano medio (35), y que se extiende sobre la superficie de aposición (5; 7) respectiva, paralelamente a una recta situada en el plano medio (35).
16. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque
A) cada una de las dos partes (3; 4) comprende una superficie ventral y una superficie dorsal (31; 41; 32; 42), así como dos superficies laterales (33; 34; 43; 44);
B) en el centro entre las superficies laterales (33; 34; 43; 44) se sitúa el plano medio (35); y
C) las elevaciones (18) comprenden un dentado (37) en forma de dientes de sierra dispuesto simétricamente con respecto al plano medio (35).
17. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque una elevación piramidal (38) tiene un volumen V desde 0,12 mm^{3} hasta 1,4 mm^{3}.
18. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque las elevaciones (18) están recubiertas, como mínimo, parcialmente de hidroxilapatito o de una mezcla bifásica de hidroxilapatito y fosfato tricálcico.
19. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 5 a 18, caracterizado porque el hueco (29) tiene una forma cilíndrica-circular y está dispuesto coaxialmente con respecto al eje central (2).
20. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 19, caracterizado porque el hueco (29) tiene un diámetro D entre 6 mm y 20 mm.
21. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque el hueco (29) tiene una altura H entre 0,5 mm y 8 mm, medido paralelamente al eje central (2).
22. Implante intervertebral (1), según una de las reivindicaciones 5 a 21, caracterizado porque el hueco (29) presenta una abertura (28) coaxial con respecto al eje central (2) que desemboca en la superficie de articulación (A) de la parte convexa (12) de la articulación.
23. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 22, caracterizado porque la abertura (28) tiene una forma cilíndrica circular.
24. Implante intervertebral (1), según la reivindicación 23, caracterizado porque la abertura (28) tiene un diámetro d y la relación d : D oscila entre el 30% y el 75%.
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