ES2375255T3

ES2375255T3 - Prótesis de articulación de la rodilla.

Info

Publication number: ES2375255T3
Application number: ES09164245T
Authority: ES
Inventors: Joseph Wyss; Christel M Wagner; Dimitri Sokolov; Jordan Lee; John L Williams; Said T Gomaa; John M Armacost; Danny W Rumple
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2012-02-28
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: CN101642394A; EP2140839A1; US20140303740A1; EP2140839B1; US20120271428A1; US10179051B2; JP2010012263A; CN101642394B; US8236061B2; AU2009202631A1; US20190133772A1; US20100036500A1; EP2324798B1; US9539099B2; US10729551B2; AU2009202631B2; ATE533445T1; JP5465476B2; US20170189191A1; US20200360147A1

Abstract

Una prótesis (10) ortopédica de rodilla que comprende: un componente femoral (12) que presenta una superficie condilar (100) la cual comprende una pluralidad de secciones de superficies curvadas de manera que esté curvada en el plano sagital, y un soporte tibial (14) que presenta una superficie de soporte (32) configurada para su articulación 5 con la superficie condilar del componente femoral, en la que la superficie condilar (i) contacta con la superficie de soporte en un primer punto de contacto (102) sobre la superficie condilar en un primer grado de flexión menor de aproximadamente 30º, (ii) contacta con la superficie de soporte en un segundo punto de contacto (104) sobre la superficie condilar en un segundo grado de flexión mayor de aproximadamente 45º, y (iii) contacta con la superficie de soporte en un tercer punto de contacto (106) sobre la superficie condilar en un tercer grado de flexión mayor que el segundo grado de flexión, en la que la superficie condilar en el plano sagital presenta un primer radio de curvatura (R1) en el primer punto de contacto, un segundo radio de curvatura (R2) en el segundo punto de contacto y un tercer radio de curvatura (R3) en el tercer punto de contacto, caracterizada porque la superficie condilar comprende una pluralidad de secciones de superficies curvadas en el plano sagital entre el primer punto de contacto y el tercer punto de contacto, las cuales presentan unos radios de curvatura alrededor de un centro común, presentando cada sección de superficie curvada un radio de curvatura diferente, siendo el tercer radio de curvatura mayor que el segundo radio de curvatura en al menos 0,5 mm.

Description

Protesis de articulacion de la rodilla

La presente invencion se refiere al campo de las protesis ortopedicas para su uso en cirugia de sustitucion de la rodilla.

5 La artroplastia articular es una intervencion quirurgica bien conocida mediante la cual una articulacion natural enferma y / o danada es sustituida por una articulacion protesica. La protesis tipica de rodilla incluye una bandeja tibial, un componente femoral y un inserto o soporte polimerico insertado entre la bandeja tibial y el componente femoral. Dependiendo de la severidad del dano producido a la junta del paciente, pueden ser utilizadas protesis ortopedicas de movilidad variable. Por ejemplo, la protesis de rodilla puede incluir un soporte tibial "fijo" en aquellos

10 casos en los que es deseable limitar el movimiento de la protesis de rodilla, como por ejemplo cuando existe una perdida o dano de tejido blando considerable. Como alternativa, la protesis de rodilla puede incluir un soporte tibial "movil" en aquellos casos en los que se desea un grado de libertad de movimiento mayor. Asi mismo, la protesis de rodilla puede ser una protesis de rodilla total disenada para sustituir la superficie de interconexion tibiofemoral de ambos condilos del femur del paciente o una protesis de rodilla unicompartimental (o unicondilar) disenada para

15 sustituir la superficie de interconexion tibiofemoral de un solo condilo del femur del paciente.

El tipo de protesis ortopedica de rodilla utilizado para sustituir la rodilla natural de un paciente puede, asi mismo, depender de si el ligamento cruzado posterior del paciente es mantenido o es sacrificado (esto es, extirpado durante la intervencion quirurgica). Por ejemplo, si el ligamento cruzado posterior del paciente esta danado, enfermo, y / o es en todo caso extirpado durante la intervencion quirurgica, una protesis de rodilla estabilizada posterior puede ser

20 utilizada para proporcionar un soporte y / o un control adicional en grados de flexion mas tardios. Como alternativa, si el ligamento cruzado posterior esta intacto, puede ser utilizada una protesis de rodilla con mantenimiento del ligamento cruzado.

Las tipicas protesis ortopedicas de rodilla estan generalmente disenadas para reproducir el movimiento natural de la articulacion del paciente. Cuando la rodilla es flexionada y extendida, los componentes femoral y tibial articulan y 25 experimentan combinaciones de movimiento relativo antero - posterior y rotacion relativa interno - externa. Sin embargo, el tejido blando circundante del paciente influye, asi mismo, en la cinematica y en la estabilidad de la protesis ortopedica de la rodilla en toda la extension de movimiento. Esto es, las fuerzas ejercidas sobre los componentes ortopedicos por el tejido blando del paciente pueden provocar no deseable o indeseable de la protesis ortopedica de rodilla. Por ejemplo, la protesis ortopedica de rodilla puede mostrar una cantidad de traslacion no

30 natural (paradojica) anterior cuando el componente femoral es desplazado a lo largo de la extension de la flexion.

En una protesis de rodilla ortopedica tipica, la traslacion anterior paradojica puede producirse casi en cualquier grado de flexion pero especialmente los grados de flexion medio y tardio. La traslacion anterior paradojica puede genericamente definirse como un movimiento relativo anormal de un componente femoral sobre un soporte tibial en el cual el "punto" de contacto entre el componente femoral y el soporte tibial "se desliza" en sentido anterior con

35 respecto al soporte tibial. Esta traslacion anterior paradojica puede traducirse en una perdida de la estabilidad de la articulacion, en un desgaste acelerado, en una cinematica anormal de la rodilla y / o provocar que el paciente experimente una sensacion de inestabilidad en el desarrollo de algunas actividades.

El documento US-4340978 divulga una protesis de rodilla, en la cual la superficie de soporte del componente femoral esta constituida como una pluralidad de segmentos. La superficie de soporte de cada segmento esta

40 constituida como una superficie de revolucion como un radio fijo alrededor de un centro. La longitud del radio y el emplazamiento del centro difieren entre un segmento y el segmento adyacente siguiente. La invencion proporciona una protesis ortopedica de rodilla de acuerdo con lo definido en la reivindicacion 1.

En algunas formas de realizacion, el primer grado de flexion puede oscilar entre 00 y 100, el segundo grado de flexion puede oscilar entre 600 y 700 y el tercer grado de flexion puede oscilar entre 800 y 1100. Por ejemplo, en una

45 forma de realizacion concreta, el primer grado de flexion es de aproximadamente 50, el segundo grado de flexion es de aproximadamente 650 y el tercer grado de flexion es de aproximadamente 900.

La pluralidad de secciones de superficie curvada puede incluir la porcion de superficie curvada mas interior. El radio de curvatura de la seccion de superficie curvada mas anterior puede tener una longitud mayor que el radio de curvatura de todas las demas secciones entre la pluralidad de secciones de superficie curvada. La longitud del radio 50 de curvatura de cada seccion de superficie curvada posterior con respecto a la seccion de superficie curvada mas anterior, puede ser menor que la longitud del radio de curvatura de una seccion de superficie curvada anteriormente adyacente. Por ejemplo, la longitud del radio de curvatura de cada seccion de superficie curvada posterior con respecto a la seccion de superficie curvada mas anterior es inferior a la longitud del radio de curvatura de una seccion de superficie curvada anteriormente adyacente por una distancia que oscila entre 0,1 mm y 5 mm, de modo

55 preferente, entre 1 mm y 3 mm, por ejemplo alrededor de 1 mm.

Cada una de la pluralidad de secciones de superficie curvada puede subtender un angulo correspondiente. Cada angulo subtendido por la pluralidad de secciones de superficie curvada puede ser aproximadamente igual. Cada angulo subtendido por cada una de la secciones de superficie posterior a la seccion de superficie curvada mas

anterior puede ser menor que el angulo subtendido por una seccion de superficie curvada anteriormente adyacente. Por ejemplo, el angulo subtendido por cada una de las secciones de superficie curvada posterior con respecto a la seccion de superficie curvada mas anterior, puede ser menor que el angulo subtendido por la seccion de superficie curvada anterior adyacente por una cantidad que oscila entre 0,50 y 50. Asi mismo, se contempla que el angulo subtendido por cada una de las secciones de superficie curvada posterior con respecto a la porcion de superficie curvada mas anterior puede ser mayor que el angulo subtendido por una seccion de superficie curvada anteriormente adyacente. Por ejemplo, en algunas formas de realizacion, el angulo subtendido por cada una de las secciones de la superficie curvada posterior con respecto a la porcion de superficie curvada mas anterior puede exceder el angulo subtendido por la seccion de superficie curvada anteriormente adyacente en una cantidad que oscile entre 0,50 y 50.

La pluralidad de secciones de superficie curvada puede incluir la seccion de superficie curvada mas anterior. El radio de curvatura de la seccion de superficie curvada mas anterior puede tener una longitud mayor que el radio de curvatura de cualquier otra seccion de superficie curvada de la pluralidad de secciones de superficie curvada. La longitud del radio de curvatura de cada seccion de superficie curvada posterior con respecto a la seccion de superficie curvada mas anterior puede ser menor que la longitud del radio de curvatura de una seccion de superficie curvada anteriormente adyacente. Por ejemplo, la longitud del radio de curvatura de cada seccion de superficie curvada posterior con respecto a la seccion de superficie curvada mas anterior puede ser menor que la longitud del radio de curvatura de una seccion de superficie curvada anteriormente adyacente en una distancia que oscile entre 1 mm y 3 mm.

Cada una de la pluralidad de superficies curvadas puede subtender un angulo correspondiente. En algunas formas de realizacion, el angulo subtendido por cada una de las secciones de superficie curvada posterior con respecto a la seccion de superficie curvada mas anterior puede ser menor que el angulo subtendido por una seccion de superficie curvada anteriormente adyacente. En otras formas de realizacion, el angulo subtendido por cada una de las secciones de superficie curvada posterior con respecto a la seccion de superficie curvada mas anterior puede ser mayor que el angulo subtendido por una seccion de superficie curvada anteriormente adyacente.

Formas de realizacion de la invencion se describiran seguidamente a modo de ejemplo con referencia a los dibujos que se acompanan, en los cuales:

La FIG.1es una vista en perspectivaen despiece ordenado de una forma de realizacionde una protesis ortopedica de rodilla;

la FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una forma de realizacion de una protesis ortopedica de rodilla;

la FIG. 3 esunavista en seccion transversal deuna forma de realizacion de un componente femoral yde un soporte tibial de la FIG. 1 tomadagenericamente alo largo de las lineas de seccion 2 -2 yque presenta el componente femoral articulado en un primer grado de flexion;

la FIG. 4 esunavista en seccion transversal deun componente femoral yde un soporte tibialde la FIG. 3 que presenta el componente femoral articulado con un segundo grado de flexion;

la FIG. 5 esunavista en seccion transversal deun componente femoral yde un soporte tibialde la FIG. 3 que presenta el componente femoral articulado con un tercer grado de flexion;

la FIG. 6 es una vista en seccion transversal de otra forma de realizacion del componente femoral de la FIG. 1;

la FIG. 7 es una vista en seccion transversal de otra forma de realizacion del componente femoral de la FIG. 1;

la FIG. 8 esun graficodelatraslacion antero -posteriordeun componentefemoral simulado que presenta un radio de curvatura incrementado situado en distintos grados de flexion;

la FIG. 9 es un grafico de la traslacion antero - posterior de otro componente femoral simulado que presenta un radio de curvatura situado en diversos grados de flexion;

la FIG. 10 es un grafico de la traslacion antero -posterior de otro componente femoral simulado que presenta un radio de curvatura incrementado situado en varios grados de flexion; y

la FIG. 11 es un grafico de la traslacion antero -posterior de otro componente femoral simulado que presenta un grado de curvatura incrementado en diversos grados de flexion.

Los terminos que representan referencias anatomicas como por ejemplo anterior, posterior, medial, lateral, superior, inferior, etc., pueden ser utilizados a lo largo de la presente divulgacion con referencia tanto a los implantes ortopedicos descritos en la presente memoria como a la anatomia natural de un paciente. Dichos terminos incorporan significados sobradamente conocidos tanto en el estudio de la anatomia como en el campo de la

ortopedia. El uso de estos terminos de referencia anatomicos en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones pretende ser coherente con sus significados generalmente conocidos, a menos que se indique lo contrario.

Con referencia a los dibujos, la FIG. 1 muestra una protesis de rodilla 10 la cual incluye un componente femoral 12, un soporte tibial 14 y una bandeja tibial 16. El componente femoral 12 y la bandeja tibial 16 estan constituidos a partir de un material metalico, como por ejemplo cromo -cobalto o titanio, pero pueden estar constituidos con otros materiales, como por ejemplo un material ceramico, un material polimerico, un material de bioingenieria, o similares, en otras formas de realizacion. El soporte tibial 14 esta constituido a partir de un material polimerico como por ejemplo polietileno de peso molecular ultraalto (UHMWPE), o puede estar constituido con otros materiales, como por ejemplo, un material ceramico, un material metalico, un material de bioingenieria o similares, en otras formas de realizacion.

Tal y como se analiza con mayor detalle mas adelante, el componente femoral 12 puede articularse con el soporte tibial 14, el cual esta configurado para ser acoplado a la bandeja tibial 16. En la forma de realizacion mostrada en la FIG. 1, el soporte tibial 14 se materializa como un soporte tibial rotatorio o movil y esta configurado para rotar con respecto a la bandeja tibial 12 durante su uso. Sin embargo, en otras formas de realizacion, el soporte tibial 14 puede materializarse como un soporte tibial fijo, el cual puede ofrecer una rotacion limitada o restringida con respecto a la bandeja tibial 16.

La bandeja tibial 16 esta configurada para ser fijada a un extremo proximal preparado quirurgicamente de una tibia del paciente (no mostrada). La bandeja tibial 16 puede estar fijada a la tibia del paciente por medio de adhesivo oseo u otro medio de fijacion. La bandeja tibial 16 incluye una plataforma 18 que presenta una superficie superior 20 y una superficie inferior 22. Tal y como se muestra, la superficie superior 20 es genericamente planar y, en algunas formas de realizacion, puede estar muy pulimentada. La bandeja tibial 16 incluye, asi mismo, un vastago 24 que se extiende hacia abajo desde la superficie inferior 22 de la plataforma 18. Una cavidad o taladro 26 esta definida en la superficie superior 20 de la plataforma 18 y se extiende hacia abajo hasta el interior del vastago 24. El taladro 26 esta conformado para recibir un vastago complementario del inserto tibial 14 de acuerdo con lo analizado con mayor detalle mas adelante.

De acuerdo con lo analizado con anterioridad, el soporte tibial 14 esta configurado para su acoplamiento con la bandeja tibial 16. El soporte tibial 14 incluye una plataforma 30 que presenta una superficie de soporte superior 32 y una superficie inferior 34. En la forma de realizacion descrita, en la que cual soporte tibial 14 esta materializado como un soporte tibial rotatorio o movil, el soporte 14 incluye un vastago 36 que se extiende hacia abajo desde la superficie inferior 32 de la plataforma 30. Cuando el soporte tibial 14 es acoplado a la bandeja tibial 16, el vastago 36 es recibido dentro del taladro 26 de la bandeja tibial 16. En uso, el soporte tibial 14 esta configurado para rotar alrededor de un eje geometrico definido por el vastago 36 con respecto a la bandeja tibial 16. En formas de realizacion en las cuales el soporte tibial 14 se materializa como un soporte tibial fijo, el soporte 14 puede o puede no incluir el vastago 22 y / o puede incluir otros dispositivos o elementos caracteristicos para fijar el soporte tibial 14 a la bandeja tibial 12 en una configuracion no rotatoria.

La superficie de soporte superior 32 del soporte tibial 14 incluye una superficie de soporte medial 42 y una superficie de soporte lateral 44. Las superficies de soporte medial y lateral 42, 44 estan configuradas para recibir o de cualquier modo contactar con los correspondientes condilos medial y lateral del componente femoral 14 de acuerdo con lo analizado con mayor detalle mas adelante. En cuanto tal, cada superficie de soporte 42, 44 presenta un contorno concavo.

El componente femoral 12 esta configurado para su acoplamiento con una superficie quirurgicamente preparada del extremo distal de un femur (no mostrado) de un paciente. El componente femoral 12 puede ser fijado al femur del paciente empleando adhesivo oseo u otros medios de fijacion. El componente femoral 12 incluye una superficie de articulacion exterior 50 que presenta un par de condilos medial y lateral 52, 54. Los condilos 52, 54 estan separados para definir una abertura intercondilar 56 entre ellos. En uso, los condilos 52, 54 sustituyen los condilos naturales del femur del paciente y estan configurados para su articulacion sobre las superficies de soporte correspondientes 42, 44 de la plataforma 30 del soporte tibial 14.

La protesis ortopedica de rodilla 10 mostrada en la FIG. 1 se materializa como una protesis de rodilla con mantenimiento del cruzado posterior. Esto es, el componente femoral 12 se materializa como una protesis de rodilla con mantenimiento del cruzado posterior y el soporte tibial 14 se materializa como un soporte tibial 14 con mantenimiento del cruzado posterior. Sin embargo la protesis ortopedica de rodilla 10 puede materializarse como una protesis de rodilla con reseccion del cruzado posterior, tal y como se muestra en la FIG. 2.

En dichas formas de realizacion, el soporte tibial 14 se materializa como un soporte tibial de estabilizacion posterior e incluye una cresta 60 que se extiende hacia arriba desde la plataforma 30. La cresta 60 esta situada entre las superficies de soporte 42, 44 e incluye un lado interior 62 y un lado posterior 64 que presenta una superficie de leva

66. En la forma de realizacion descrita, la superficie de leva 66 presenta una curvatura sustancialmente concava. Sin embargo, pueden ser utilizadas, en otras formas de realizacion, unas crestas 60 que incluyan las superficies de leva 66 con otras geometrias. Por ejemplo, puede ser utilizado un soporte tibial que incluya una cresta que presente un

perfil en seccion transversal con forma sustancial de "S", como por ejemplo el soporte tibial divulgado en el documento EP-A-2149354.

El componente femoral 12 puede materializarse como un componente femoral posterior estabilizado e incluye una muesca o rebajo intercondilar 57 ( y no una abertura 56). Una leva posterior 80 (mostrada en linea de puntos) y una leva anterior 82 estan situadas en la muesca intercondilar 57. La leva posterior 80 esta situada hacia el lado posterior del componente femoral 12 e incluye una superficie de leva 86 configurada para encajar o de cualquier otro modo contactar con la superficie de leva 66 de cresta 60 del soporte tibial 12 durante su uso.

La protesis ortopedica de rodilla de la invencion puede ser, o bien una protesis de rodilla con mantenimiento del cruzado posterior o con reseccion del cruzado. Aunque el componente femoral 12 y el soporte tibial 14 de la protesis de rodilla 10 analizados mas adelante, y mostrados en los dibujos, son apropiados para su uso en una protesis de rodilla con mantenimiento del cruzado posterior, la descripcion es igualmente aplicable a protesis ortopedicas de rodilla con reseccion del cruzado posterior (posterior estabilizado).

La protesis ortopedica de rodilla de la invencion puede sustituir una rodilla izquierda o una rodilla derecha. La protesis mostrada en los dibujos esta concebida para sustituir una rodilla derecha y, en cuanto tal, la superficie de soporte 42 y el condilo 52 se designan como dispuestos en posicion medial y la superficie de soporte 44 y el condilo 54 se designan como situados en posicion lateral. Sin embargo, la protesis ortopedica de la invencion puede ser configurada para sustituir la rodilla izquierda de un paciente, cuando esa superficie de soporte 42 y el condilo 52 puedan estar situados en posicion lateral y la superficie de soporte 44 y el condilo 54 puedan estar situados en posicion medial.

Con referencia ahora a las FIGS. 3 a 5, el componente femoral 12 esta configurado para su articulacion sobre el soporte tibial 14 durante su uso. Cada condilo 52, 54 del componente femoral 12 incluye una superficie condilar 100 la cual esta curvada de manera convexa en el plano sagital y esta configurada para contactar con la respectiva superficie de soporte 42, 44. Por ejemplo, en una forma de realizacion mostrada en la FIG. 3, cuando la protesis ortopedica de rodilla 10 esta en extension o en cualquier caso no en flexion (por ejemplo, una flexion de aproximadamente 00), la superficie condilar 100 del condilo 52 contacta con la superficie de soporte 42 (o con la superficie de soporte 44 con respecto al condilo 54) en uno o mas puntos de contacto 102 sobre la superficie condilar 100.

Dado que la protesis ortopedica de rodilla 10 esta articulada a lo largo de unos grados de flexion intermedios, el componente femoral 12 contacta con el soporte tibial 14 en uno o mas puntos de contacto sobre la superficie condilar 100. Por ejemplo, en una forma de realizacion mostrada en la FIG. 4, cuando la protesis ortopedica de rodilla 10 esta articulada en un grado de flexion intermedio (por ejemplo en un angulo aproximado de 450), la superficie condilar 100 contacta con la superficie de soporte 42 en uno o mas puntos de contacto 104 sobre la superficie condilar 100. De modo similar, la protesis ortopedica de rodilla 10 esta articulada hasta un grado de flexion tardio (por ejemplo en un angulo aproximado de 700 de flexion), la superficie condilar 100 contacta con la superficie de soporte 42 en uno o mas puntos de contacto 10b sobre la superficie condilar 100, tal y como se muestra en la FIG. 5. El componente femoral 12 puede contactar con el soporte tibial 14 en una pluralidad de puntos de contacto sobre la superficie condilar 100 en un grado de flexion particular cualquiera. Sin embargo, por razones de claridad en la descripcion, solo se muestran los puntos de contacto 102, 104, 106, en las FGIS. 3 a 5, respectivamente.

La protesis ortopedica de rodilla 10 esta configurada de tal manera que la cantidad de traslacion anterior paradojica del componente femoral 12 con respecto al soporte tibial 14 pueda reducirse o en cualquier caso retrasarse hasta un grado de flexion mas tardio (esto es, mayor). En particular, tal y como se analiza con mayor detalle mas adelante, la superficie condilar 100 de uno o ambos condilos 52, 54 presenta una geometria o curvatura particular configurada para reducir y / o retardar las traslaciones anteriores y, en algunas formas de realizacion, promover la traslacion de "rodamientos" o posterior del componente femoral 12. Mediante el retardo de la instalacion de la traslacion anterior paradojica del componente femoral 12 hasta un grado de flexion mayor, la manifestacion total de la traslacion anterior paradojica puede ser reducida en el curso de aquellas actividades de un paciente en las cuales tipicamente no se obtiene una flexion profunda.

En una protesis ortopedica de rodilla tipica, la traslacion anterior paradojica puede manifestarse siempre que la protesis de rodilla este situada en un grado mayor que el grado cero. La probabilidad de la traslacion anterior aumenta en terminos generales cuando la protesis ortopedica de rodilla se articula en grados de flexion mayores, particularmente en la escala de flexiones medias. En dichas orientaciones, la traslacion anterior paradojica del componente femoral sobre el soporte tibial puede manifestarse siempre que la fuerza tangencial (traccion) entre el componente femoral y el soporte tibial no consiga satisfacer la siguiente ecuacion:

T < N (1)

en la cual "T" es la fuerza tangencial (traccion), "1" es el coeficiente de friccion del componente femoral y del soporte tibial, y "N" es la fuerza normal entre el componente femoral y el soporte tibial. En terminos generales, la fuerza tangencial (traccion) entre el componente femoral y el soporte tibial puede definirse como:

T=M/R (2)

5 10

en la cual "T" es la fuerza tangencial (traccion), entre el componente femoral y el soporte tibial "M" es el momento de la rodilla y "�" es el radio de curvatura en el plano sagital de la superficie condilar en contacto con el soporte tibial en el grado de flexion concreto. La ecuacion (2) es una simplificacion de las ecuaciones que rigen en el mundo real las cuales no consideran factores tales como la inercia y la aceleracion. Con independencia de ello, la ecuacion (2) proporciona la percepcion de que la traslacion anterior paradojica de una protesis ortopedica de rodilla puede ser reducida o retrasada mediante el control del radio de curvatura de la superficie condilar del componente femoral. Esto es, mediante el control del radio de curvatura de la superficie condilar (incrementado o manteniendo el radio de curvatura), la ecuacion (2) del lado a mano derecha puede ser reducida, reduciendo de esta manera el valor de la fuerza tangencial (traccion) y satisfaciendo la ecuacion (1). Tal y como se analizo con anterioridad, asegurando que la fuerza tangencial (traccion) satisface la ecuacion (1), la traslacion anterior paradojica del componente femoral sobre el soporte tibial puede ser reducida o en cualquier caso retrasada hasta un grado de flexion mayor.

En base al analisis expuesto, para reducir o retrasar la instalacion de la traslacion anterior paradojica, se controla la geometria de la superficie condilar 100 de uno o ambos condilos 52, 54 del componente femoral 12. Por ejemplo, en algunas forma de realizacion, el radio de curvatura de la superficie condilar 100 es controlado de forma que el radio de curvatura se mantenga constante a lo largo de una escala de grados de flexion y / o se incrementa en las escalas de flexion tempranas o intermedias. Comparativamente, los componentes femorales tipicos presentan unos radios de curvatura decrecientes comenzando con el radio de curvatura distal (esto es, en un angulo aproximado de 00 de flexion). Sin embargo, se ha determinado que manteniendo un radio de curvatura relativamente constante, esto es, sin reducir el radio de curvatura) a lo largo de una escala de grados predeterminada de flexion temprana a intermedia y / o incrementado el radio de curvatura a lo largo de una esacla de grados de flexion predeterminada puede reducir o retardar la traslacion anterior paradojica del componente femoral 12.

La superficie condilar 100 puede ser configurada de tal manera que la transicion entre los radios de curvatura discretos de la superficie condilar 100 sea gradual. Esto es, efectuando una transicion gradual entre los radios de curvatura discretos, y no mediante transiciones abruptas, puede reducirse o retratarse la traslacion anterior paradojica del componente femoral 12. Asi mismo, la velocidad de cambio del radio de curvatura de la superficie condilar en las escalas de flexion temprana a intermedia (por ejemplo desde aproximadamente 00 a aproximadamente 900) es controlada de tal manera que la velocidad de cambio sea inferior a un umbral predeterminado. Esto es, se ha determinado que si la velocidad de cambio del radio de curvatura de la superficie condilar 100 es mayor que el umbral, puede producirse la traslacion anterior paradojica.

Con referencia a las FIGS. 6 a 12, la superficie condilar 100 del componente femoral 12 presenta un radio incrementado de curvatura en los grados de flexion temprano e intermedio. Incrementado el radio de curvatura, puede reducirse o retratarse la traslacion anterior paradojica hasta un grado de flexion mas tardio. La cantidad de aumento entre el radio de curvatura �2 y el radio de curvatura �3 (veanse las FIGS. 6 y 7), asi como el grado de flexion sobre la superficie condilar 100 en la cual dicho incremento se produce se ha determinado que produce efectos sobre la aparicion de la traslacion anterior paradojica. Tal y como se analiza con mayor detalle en el documento EP-A-2158878, se pusieron en practicas multiples simulaciones de distintos disenos de componentes femorales utilizando el programa de soft�are LifeM�D / �nee Sim, version 1007.1.0 �eta 16, el cual esta comercialmente disponible en LifeModeler, Inc. de San Clemente, California, para analizar el efecto del incremento del radio de curvatura de la superficie condilar de los componentes femorales en una flexion temprana e intermedia. En base a dicho analisis, se ha determinado que la traslacion anterior paradojica del componente femoral con respecto al soporte tibial puede reducirse o en cualquier caso retrasarse incrementando el grado de curvatura de la superficie condilar en una cantidad que oscila entre aproximadamente 0,5 mm y aproximadamente 5 mm o mas en un grado de flexion que oscila entre aproximadamente 300 de flexion y aproximadamente 900 de flexion.

Por ejemplo el grafico 200 de la FIG. 8 presenta los resultados de una simulacion de flexion profunda de rodilla utilizando un componente femoral en el cual el radio de curvatura de la superficie condilar se incremento en 0,5 mm (esto es, de 25,0 a 25,5 mm) en 300 de flexion, en 500 de flexion , en 700 de flexion y en 900 de flexion. De modo similar, el grafico 300 de la FIG. 9 presenta el resultado de una simulacion de flexion profunda de rodilla utilizando un componente femoral en la cual el radio de curvatura de la superficie condilar se incremento en 1,0 mm, esto es, de 25,0 a 26,0 mm en 300 de flexion, en 500 de flexion, en 700 de flexion y en 900 de flexion. El grafico 400 de la FIG. 10 presenta el resultado de una simulacion de flexion profunda de rodilla utilizando un componente femoral en el cual el grado de curvatura de la superficie condilar se incremento en 2,0 mm (esto es, de 25,0 a 27,0 mm) en 300 de flexion, en 500 de flexion, en 700 de flexion y en 900 de flexion. Asi mismo, el grafico 500 de la FIG. 11 presenta el resultado de una simulacion de flexion profunda de rodilla utilizando un componente femoral en el cual el grado de curvatura de la superficie condilar se incremento en 5,0 mm (esto es, de 25,0 a 26,0 mm) en 300 de flexion, en 500 de flexion, en 700 de flexion y en 900 de flexion.

En los graficos 200, 300, 400, 500, los puntos condilares mas bajos o mas distales (CLP) del condilo medial ("med") y del condilo lateral ("lat") del componente femoral son representados graficos como una representacion del posicionamiento relativo del componente femoral con respecto al soporte tibial. En cuanto tal, una linea inclinada hacia abajo representa el rodamiento del componente femoral sobre el soporte tibial y una linea inclinada hacia abajo representa la traslacion anterior del componente femoral sobre el soporte tibial.

Tal y como se muestra en los graficos 200, 300, 400, 500, el deslizamiento anterior del componente femoral fue retrasado hasta despues de aproximadamente 1000 de flexion en cada una de las formas de realizacion; y la cantidad de traslacion anterior fue limitada a menos de aproximadamente 1 mm. En particular, el "rodamiento" del componente femoral sobre el soporte tibial fue promovido mediante incrementos mayores en el radio de curvatura de la superficie condilar en grados de flexion mas tempranos. Por supuesto, la cantidad de incremento del radio de curvatura del radio de flexion en el cual dicho incremento se introduce, esta limitado por otros factores, como por ejemplo el espacio articular anatomico de la rodilla del paciente, el tamano del soporte tibial, y similares. Con independencia de ello, en base a las simulaciones presentadas en los graficos 200, 300, 400, 500, la traslacion anterior paradojica del componente femoral sobre el soporte tibial puede ser reducida o en cualquier caso retrasada incrementando el radio de curvatura de la superficie condilar del componente femoral durante la flexion temprana o intermedia.

Con referencia de nuevo a las FIGS. 6 y 7, la superficie condilar 100 en el plano sagital esta conformada en parte mediante una pluralidad de secciones de superficie curvadas 102, 104, 106, 108, cada uno de cuyos extremos sagitales esta situado en posicion tangencial con respecto a los extremos sagitales de cualquier posicion de superficie curvada adyacente de la superficie condilar 100. Cada seccion de superficie curvada 102, 106, 108 esta definida por un radio de curvatura. En particular, la seccion de superficie curvada 102 esta definida por un radio de curvatura �1, la seccion de superficie 106 esta definida por un radio de curvatura �3, y la seccion de superficie curvada 108 esta definida por un radio de curvatura �4. Asi mismo, tal y como se analiza con mayor detalle mas adelante, la seccion de superficie curvada 104 esta disenada para proporcionar una transicion gradual desde el primer radio de curvatura �1 hasta un segundo radio de curvatura �2. Para hacerlo, la seccion de superficie curvada 104 esta definida por una pluralidad de secciones de superficie curvada 110, 120 cada una de las cuales esta definida por un radio de curvatura separado �5.

De acuerdo con lo analizado con anterioridad, la superficie condilar 100 del componente femoral 12 esta configurada de tal manera que el radio de curvatura �3 de la seccion de superficie curvada 106 sea mayor que el radio de curvatura �2 de la seccion de superficie curvada 104. En una forma de realizacion, el radio de curvatura �3 excede el radio de curvatura �2 en 0,5 mm o mas. En otra forma de realizacion, el radio de curvatura �3 excede el radio de curvatura �2 en 2 mm o mas. En otra forma de realizacion, el radio de curvatura �3 excede el radio de curvatura �2 en 2 mm o mas. En una forma de realizacion concreta, el radio de curvatura �3 excede el radio de curvatura �2 en al menos 5 mm o mas. El concreto incremento del radio de curvatura entre �2 y �3 puede basarse en o aumentar de escala hasta el tamano concreto con el componente femoral 12.

Cada una de las secciones de superficies curvadas 102, 104, 106, 108 contacta con la superficie de soporte 42 (o 44) del soporte tibial 14 a lo largo de escalas de grado de flexion diferentes. Por ejemplo, la seccion de superficie curvada 102 se extiende desde 10 inicial de flexion �1 hasta un grado mas tardio de flexion �2. La seccion de superficie curvada 104 se extiende desde el grado de flexion �2 hasta un grado mas tardio de flexion �3. La seccion de superficie curvada 106 se extiende desde el grado de flexion �3 hasta un grado de flexion mas tardio de flexion �4.

Por ejemplo, en una forma de realizacion, la seccion de superficie curvada 102 puede extenderse desde un grado de flexion �1 de aproximadamente -100 (10 grados de hiperextension) hasta un grado de flexion �2 de aproximadamente 50 de flexion. La seccion de superficie curvada 104 se extiende desde el grado de flexion �2 d aproximadamente 50 de flexion hasta un grado de flexion �3 de aproximadamente 650 de flexion. La seccion de superficie curvada 106 se extiende desde el grado de flexion �3 de aproximadamente 650 de flexion hasta un grado de flexion �4 de aproximadamente 900 de flexion y la seccion de superficie curvada 108 se extiende desde el grado de flexion �4 hasta aproximadamente 900 de flexion hasta un grado de flexion �5 de aproximadamente 1040 de flexion.

Cada una de las secciones de superficie curvada 102, 104, 106, 108 puede extenderse a partir de grados de flexion diferentes de los analizados con anterioridad. Por ejemplo los grados de flexion concretos a lo largo de los cuales las secciones de superficie curvada 102, 104, 106, 108 se extienden, pueden basarse o en cualquier caso determinarse en base a factores tales como el tipo de componente femoral 10 (por ejemplo con mantenimiento del cruzado o posterior estabilizado), y el tamano del componente femoral 10.

De acuerdo con lo analizado con anterioridad, la seccion de superficie curvada 104 esta disenada para efectuar una transicion gradual del radio de curvatura �1 al radio de curvatura �2. De acuerdo con ello, tal y como se muestra en la FIG. 5, la seccion de superficie curvada 104 esta definida por una pluralidad de secciones de superficie curvadas

110. En la forma de realizacion mostrada en la FIG. 5 la seccion de superficie curvada 104 esta definida por seis secciones de superficie curvada 110A, 110�, 110C, 110D, 110E, 110F, pero puede estar definida por o en cualquier caso incluir mas o menos secciones de superficies curvada 110. El numero concreto de secciones de superficies curvada 110 utilizado puede basarse en, por ejemplo, el tamano del angulo subtendido por la seccion de superficie curvada 104.

Cada una de las secciones de superficie curvada 110 de la superficie condilar 100 contacta con la superficie de soporte 42 (o 44) del soporte tibial 14 a lo largo de escalas de grados de flexion diferentes. Por ejemplo, la seccion de superficie curvada 110A se extiende desde el grado de flexion �2 hasta un grado de flexion mas amplio �C1, la

seccion de superficie curvada 110� se extiende desde el grado de flexion �1 hasta un grado de flexion mas tardio �C2, la seccion de superficie curvada 110C se extiende desde el grado de flexion �C2 hasta el grado de flexion mas tardio �C3, la seccion de superficie curvada 110D se extiende desde el grado de flexion v �C3 hasta un grado de flexion mas tardio �C4, la seccion de superficie curvada 110E se extiende desde el grado de flexion �4 hasta un grado de flexion mas avanzada �C5, y la seccion de superficie curvada 110F se extiende desde el grado de flexion �C5 hasta el grado de flexion mas tardio �3.

En la forma de realizacion mostrada en la FIG. 5, cada una de las secciones de superficie curvada 110 se extiende sustancialmente en los mismos grados de flexion. Esto es, los grados de flexion entre �2 y �C1, �C1 y �C2, entre �C2 y �C3, entre �C3 y �C4, entre �C4 y �C5 y entre �C5 y �3 son sustancialmente iguales. Por ejemplo, cada seccion de superficie curvada 110, puede extenderse a lo largo de un angulo aproximado de 100. Sin embargo, cada seccion de superficie curvada 110 puede extenderse hasta una cantidad mayor o menor. Por ejemplo, cada seccion de superficie curvada se extiende (esto es, subtiende un angulo) de aproximadamente 10 hasta aproximadamente

150.

Cada una de las secciones de superficie curvada 110 esta definida por un radio de curvatura �5. Esto es, la seccion de superficie curvada 110A esta definida por un radio de curvatura �5A, la seccion de superficie curvada 110� esta definida por un radio de curvatura �5�, la seccion de superficie curvada 110C esta definida por un radio de curvatura �5C, la seccion de superficie curvada 110D esta definida por un radio de curvatura �5D, la seccion de superficie curvada 110E esta definida por un radio de curvatura �5E, y la seccion de superficie curvada 110F esta definida por un radio de curvatura �5F. Cada radio de curvatura �5 es menor (esto es, presenta una longitud mas corta) que el radio de curvatura anteriormente adyacente �5. Esto es, �5F es menor que �5E, �5E es menor que �5D, �5D es menor que �5C, �5C es menor que �5� y �5� es menor que �5A. Por ejemplo, en una forma de realizacion, cada radio de curvatura �5 puede tener una longitud menor que el radio de curvatura anteriormente adyacente �5 en una cantidad que oscile entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 5 mm. Sin embargo, cada radio de curvatura �5 puede tener una longitud menor que el radio de curvatura anteriormente adyacente �5 en una cantidad mayor o menor que dichos valores. La longitud concreta de cada radio de curvatura �5 puede determinarse en base a factores tales como la aplicacion concreta y la longitud de la seccion de superficie curvada 104.

La FIG. 7 muestra una forma de realizacion en la cual la seccion de superficie curvada 104 esta conformada por una pluralidad de secciones de superficie curvada 120, cada una de las cuales puede extenderse a lo largo de una cantidad de grados diferente (esto es, subtienden angulos de diferentes tamanos). Por ejemplo, en la forma de realizacion mostrada en la FIG. 7, la seccion de superficie curvada 104 esta definida por diez secciones de superficie curvada 120A, 120�, 120C, 120D, 120E, 120F, 120G, 120H, 120I, 120�. La seccion de superficie curvada 120A se extiende desde el grado de flexion �1 hasta un grado de flexion mas tardio �C1, la seccion de superficie curvada 120� se extiende desde el grado de flexion �C1 hasta un grado de flexion mas tardio �C2, la seccion de superficie curvada 120C se extiende desde el grado de flexion �C2 hasta un grado de flexion mas tardio �C3, la seccion de superficie curvada 120D se extiende desde el grado de flexion �C3 hasta un grado de flexion mas tardio �C4, la seccion de superficie curvada 120E se extiende desde el grado de flexion �C4 hasta un grado de flexion mas tardio �C5, la seccion de superficie curvada 120F se extiende desde el grado de flexion �C5 hasta un grado de flexion mas tardio �C6, la seccion de superficie curvada 120G se extiende desde el grado de flexion �C6 hasta un grado de flexion mas tardio �C7, la seccion de superficie curvada 120H se extiende desde el grado de flexion �C7 hasta un grado de flexion mas tardio �C8, la seccion de superficie curvada 120I se extiende desde el grado de flexion �C8 hasta un grado de flexion mas tardio �C9, y la seccion de superficie curvada 120� se extiende desde el grado de flexion �C9 hasta un grado de flexion mas avanzado �3.

De acuerdo con lo analizado con anterioridad, cada una de las secciones de superficie curvada 120 se extiende a lo largo de diferentes grados de flexion. Esto es, los grados de flexion entre �2 y �C1, �C1 y �C2, entre �C2 y �C3, entre �C3 y �C4, entre �C4 y �C5, entre �C5 y �C6, entre �C6 y �C7, entre �C7 y �C8, entre �C8 y �C9, y entre �C9 y �3 son diferentes entre si. En algunas formas de realizacion, cada seccion de superficie curvada 120 subtiende un angulo que es menor que el angulo subtendido por la seccion anteriormente adyacente 120. Por ejemplo, la forma de realizacion mostrada en la FIG. 7, la seccion de superficie curvada 120A se extiende a lo largo de aproximadamente 100, la seccion de superficie curvada 120� se extiende a lo largo de aproximadamente 90, la seccion de superficie curvada 120C se extiende a lo largo de aproximadamente 80, la seccion de superficie curvada 120D se extiende a lo largo de un angulo de aproximadamente 70, la seccion de superficie curvada 120E se extiende a lo largo de un angulo de aproximadamente 60, la seccion de superficie curvada 120F se extiende a lo largo de un angulo de aproximadamente 50, la seccion de superficie curvada 120G se extiende a lo largo de un angulo de aproximadamente 40, la seccion de superficie curvada 120H se extiende a lo largo de un angulo de aproximadamente 30, la seccion de superficie curvada 120I se extiende a lo largo de aproximadamente 20, y la seccion de superficie curvada 120� se extiende a lo largo de un angulo de aproximadamente 10.

Aunque cada seccion de superficie curvada 120 subtiende un angulo de 10, menos que la seccion anteriormente adyacente 120 en la forma de realizacion mostrada en la FIG. 7, la secciones de superficie curvada 120 pueden subtender unos angulos que sean menores que el de la seccion anteriormente adyacente 120 en una cantidad mayor de 10. Cada seccion de superficie curvada 120 puede subtender un angulo que sea mayor que el angulo subtendido en la seccion anteriormente adyacente 120. Por ejemplo, cada seccion de superficie curvada 120 puede subtender un angulo que sea mayor que el angulo subtendido por la seccion anteriormente adyacente 120 en un angulo de aproximadamente 0,50 o 10 o mas. Asi mismo, cada una de las secciones de superficie curvada 120 puede subtender angulos de diferentes tamanos. Por ejemplo, cada seccion de superficie curvada 120 puede ser mayor o menor que la superficie curvada anteriormente adyacente 120.

La forma y diseno globales de la superficie condilar 100 del componente femoral 12 han sido descritas en las lineas anteriores con respecto a un solo condilo 52, 54 del componente femoral 12. Ambos condilos 52, 54 del componente femoral 12 pueden ser simetricos y presentar similares superficies condilares 100. Los condilos 52, 54 del componente femoral 12 pueden ser asimetricos. Esto es, cada condilo 52, 54 puede presentar una superficie condilar 100 que presente las caracteristicas distintivas descritas en la presente memoria pero que sea asimetrico con respecto al otro condilo 52, 54.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Una protesis (10) ortopedica de rodilla que comprende:

un componente femoral (12) que presenta una superficie condilar (100) la cual comprende una pluralidad de secciones de superficies curvadas de manera que este curvada en el plano sagital, y

un soporte tibial (14) que presenta una superficie de soporte (32) configurada para su articulacion con la superficie condilar del componente femoral,

en la que la superficie condilar (i) contacta con la superficie de soporte en un primer punto de contacto (102) sobre la superficie condilar en un primer grado de flexion menor de aproximadamente 300, (ii) contacta con la superficie de soporte en un segundo punto de contacto (104) sobre la superficie condilar en un segundo grado de flexion mayor de aproximadamente 450, y (iii) contacta con la superficie de soporte en un tercer punto de contacto (106) sobre la superficie condilar en un tercer grado de flexion mayor que el segundo grado de flexion,

en la que la superficie condilar en el plano sagital presenta un primer radio de curvatura (�1) en el primer punto de contacto, un segundo radio de curvatura (�2) en el segundo punto de contacto y un tercer radio de curvatura (�3) en el tercer punto de contacto,

caracterizada porque la superficie condilar comprende una pluralidad de secciones de superficies curvadas en el plano sagital entre el primer punto de contacto y el tercer punto de contacto, las cuales presentan unos radios de curvatura alrededor de un centro comun, presentando cada seccion de superficie curvada un radio de curvatura diferente, siendo el tercer radio de curvatura mayor que el segundo radio de curvatura en al menos 0,5 mm.
2.- La protesis ortopedica de rodilla de la reivindicacion 1, en la que el primer grado de flexion oscila entre 00 y 100, con preferencia aproximadamente 50, el segundo grado de flexion oscila entre 600 y 700, con preferencia aproximadamente 650 y el tercer grado de flexion oscila entre 800 y 1100, con preferencia aproximadamente 900.
3.- La protesis ortopedica de rodilla de la reivindicacion 1, en la que la pluralidad de secciones de superficies curvadas incluye la superficie curvada mas anterior (102), presentando el radio de curvatura (�1) de la seccion de superficie curvada mas anterior una longitud mayor que el radio de curvatura de todas las demas de la pluralidad de secciones de superficies curvadas.
4.- La protesis ortopedica de rodilla de la reivindicacion 3, en la que la longitud del radio de curvatura de cada seccion de superficie curvada posterior a la seccion de superficie curvada mas anterior (102) es menor que la longitud del radio de curvatura de cualquier seccion de superficie curvada anteriormente adyacente, con preferencia mediante una distancia que oscila entre 0,1 mm y 5 mm, con preferencia de 1 mm a 3 mm, por ejemplo de aproximadamente 1 mm.
5.- La protesis ortopedica de rodilla de la reivindicacion 1, en la que cada una de la pluralidad de secciones de superficies curvadas subtiende un angulo correspondiente, siendo cada angulo subtendido por la pluralidad de secciones de superficies curvadas aproximadamente igual.
6.- La protesis ortopedica de rodilla de la reivindicacion 1, en la que (i) la pluralidad de secciones de superficies curvadas incluye la seccion de superficie curvada mas anterior (102), y (ii) cada una de la pluralidad de las secciones de superficies curvadas subtiende un angulo correspondiente, siendo el angulo subtendido por cada una de las secciones de superficie curvadas posterior a la seccion de superficie curvada mas anterior menor que el angulo subtendido por una seccion de superficie curvada anteriormente adyacente, con preferencia por una cantidad que oscila entre 0,50 y 50.
7.- La protesis ortopedica de rodilla de la reivindicacion 1, en la que (i) la pluralidad de secciones de superficies curvadas incluye la seccion de superficie curvada mas anterior (102), y (ii) cada una de la pluralidad de secciones de superficies curvadas subtiende un angulo correspondiente, siendo el angulo subtendido por cada una de las secciones de superficies curvadas posterior a la seccion de superficie curvada mas anterior mayor que el angulo subtendido por una seccion de superficie curvada anteriormente adyacente con preferencia con una cantidad que oscila entre 0,50 y 50.