ES2849824T3 - Parte de implante de articulación, endoprótesis de articulación y procedimiento para producir una parte de implante de articulación y una endoprótesis de articulación - Google Patents

Abstract

Parte de implante de articulación (14, 18, 20) de una endoprótesis de articulación (16), cuya parte de implante de articulación (14, 18, 20) comprende al menos una primera zona volumétrica (52), al menos una segunda zona volumétrica (58) y al menos una tercera zona volumétrica (64), cuya al menos una primera zona volumétrica (52) define una zona de superficie de contacto con el hueso (38; 54) con al menos una superficie de contacto con el hueso (32; 56), cuya al menos una segunda zona volumétrica (58) define una zona de superficie de articulación (60) con al menos una superficie de articulación (36); 62) y cuya al menos una tercera zona volumétrica (64) no comprende ni una superficie de contacto con el hueso ni una superficie de articulación, en donde un módulo de elasticidad en al menos una primera y/o en al menos una segunda y/o en al menos una tercera zona volumétrica (52, 58, 64) cambia de forma continua o sustancialmente continua o discontinua en al menos una dirección espacial, y en donde una resistencia en al menos un primera y/o al menos una segunda y/o en al menos una tercera zona volumétrica (52, 58, 64) cambia de forma continua o sustancial continua o discontinua en al menos una dirección espacial, en donde la al menos una primera zona volumétrica (52) y la al menos una segunda zona volumétrica (58) y la al menos una tercera zona volumétrica (64) tienen al menos una cavidad (66), en donde está configurada una pluralidad de cavidades (66), en donde un volumen total definido por la pluralidad de cavidades (66) es mayor en al menos una tercera zona volumétrica (64) que en al menos una primera y al menos una segunda zona volumétrica (52, 58), y en donde la parte de implante de articulación (14) está configurada en forma de una parte femoral (24) de una endoprótesis de articulación de rodilla (22) que puede fijarse a un fémur y en una sola pieza.

Description

DESCRIPCIÓN

Parte de implante de articulación, endoprótesis de articulación y procedimiento para producir una parte de implante de articulación y una endoprótesis de articulación

La presente invención se refiere a una parte de implante de articulación de una endoprótesis de articulación.

Además de esto, la presente invención se refiere a una endoprótesis de articulación, que comprende al menos una parte de implante de articulación.

Asimismo, la presente invención se refiere a un procedimiento para producir una parte de implante de articulación una endoprótesis de articulación.

Además de esto, la presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una endoprótesis de articulación que comprende al menos una parte de implante de articulación.

Las partes de implante de articulación que comprenden al menos una primera zona volumétrica, al menos una segunda zona volumétrica y al menos una tercera zona volumétrica cuya al menos una primera zona volumétrica define una zona de superficie de contacto con el hueso con al menos una superficie de contacto con el hueso, cuya al menos una segunda zona volumétrica define una zona de superficie de articulación con al menos una superficie de articulación y cuya al menos una tercera zona volumétrica no comprende ni una superficie de contacto con el hueso ni una superficie de articulación, en donde un módulo de elasticidad cambia de forma continua o sustancialmente continua o discontinua en al menos una primera y/o en al menos una segunda y/o en al menos una tercera zona volumétrica en al menos una dirección espacial, y en donde una resistencia cambia de forma continua o sustancialmente continua o discontinua en al menos una primera zona y/o en al menos una segunda y/o en al menos una tercera zona volumétrica en al menos una dirección espacial, y endoprótesis de articulación del tipo descrito anteriormente se conocen en una variedad de formas de realización. Las mismas se fabrican con materiales de implante aprobados.

Un problema de las endoprótesis de articulación conocidas es que pueden producirse micro-movimientos entre las superficies de contacto con el hueso de las partes del implante de articulación y el hueso preparado para el contacto de una parte del implante de articulación. La razón de esto son, en particular, las propiedades del material con el que está configurada la parte del implante de articulación. Estas suelen diferir significativamente de las propiedades del hueso preparado. Sin embargo, los micromovimientos influyen negativamente en la durabilidad de la conexión entre la parte del implante de articulación y el hueso preparado.

Del documento WO 2013/109422 A1 se conoce un implante compatible con el cuerpo y no reabsorbible. El documento US 2011/0202140A1 se refiere a los implantes de carga con una rigidez diseñada y cambiante. Los vástagos artificiales de la cadera se revelan en los documentos EP 2676 636 A1 y GB 2 045 082 A. Los implantes porosos de carga, de cerámica o metálicos, se conocen del US 2007/0116734 A1. Además de esto, los implantes y los procedimientos de fabricación de dichos implantes se describen en el documento WO 2007/053022 A2.

Por lo tanto, es tarea de la presente invención mejorar una parte de implante de articulación, una endoprótesis de articulación y los procedimientos de fabricación de una parte de implante de articulación y una endoprótesis de articulación del tipo descrito anteriormente, de tal manera que se reduzca en particular el riesgo de aflojamiento entre el implante y el hueso.

Esta tarea se resuelve conforme a la invención mediante una parte de implante de articulación según la reivindicación 1.

Otras formas preferidas de realización se definen mediante las reivindicaciones dependientes.

La solución propuesta según la invención permite, en particular, configurar partes de implantes de articulación de manera tan optimizada que, en la transición de la parte de implante al hueso, es decir, en la zona de la superficie de contacto con el hueso y especialmente en la superficie de contacto con el hueso, se adapta una elasticidad de la parte del implante de articulación a una elasticidad del hueso preparado. De esta manera se pueden impedir los micro-movimientos que pueden producirse en las partes de implante de articulación convencionales, que están hechas de un material con una estructura uniformemente distribuida con una elasticidad correspondiente. En particular, el perfeccionamiento propuesto permite ajustar de manera diferente las elasticidades de las distintas zonas volumétricas de la parte del implante de articulación y, además de esto, modificarlas en las respectivas zonas volumétricas de la manera especificada a fin de prefijar, por ejemplo, los cambios continuos en el módulo de elasticidad tanto dentro de la parte del implante de articulación como en la transición a un hueso o a otra parte del implante de articulación. De este modo, la parte del implante de articulación puede adaptarse óptimamente al hueso y otra parte del implante de articulación para la configuración de la endoprótesis de articulación, con el fin de adaptar en conjunto, en particular una estructura y/o una función del implante de articulación a la articulación original. De esta manera se puede mejorar la estabilidad permanente de la endoprótesis de articulación en comparación con las endoprótesis convencionales conocidas. Además, es favorable que una resistencia en al menos una primera y/o en al menos una segunda y/o en al menos una dirección espacial cambie de manera continua o esencialmente continua o discontinua. Cambiar la resistencia de la manera indicada en al menos una de las tres diferentes zonas volumétricas permite, en particular, configurar zonas de la parte del implante de articulación con una resistencia mayor o menor según los requisitos de resistencia. Los cambios de resistencia pueden producirse a este respecto de forma continua o discontinua. En particular, las zonas de menor resistencia, por ejemplo, pueden hacerse menos sólidas que lo que es el caso en las partes de implante de articulación convencionales, que suelen estar fabricadas con un material con una estructura distribuida uniformemente. De esta manera, se pueden configurar partes de implante de articulación que se acerquen lo más posible a la estructura de una parte de articulación natural que se pretende reemplazar. Para configurar la parte del implante de articulación con la mayor facilidad posible, es ventajoso que la al menos primera zona volumétrica y la al menos segunda zona volumétrica y la al menos tercera zona volumétrica tengan al menos una cavidad. En particular, se pueden prever varias cavidades o una pluralidad de cavidades, conectadas o separadas entre sí. Si se prevén varias cavidades, éstas pueden estar configuradas sustancialmente con el mismo tamaño o también tener tamaños y formas claramente diferentes. Es favorable que esté configurada una pluralidad de cavidades y que un volumen total definido por la pluralidad de cavidades sea mayor en al menos una tercera zona volumétrica que en al menos una segunda zona volumétrica y en al menos una segunda zona volumétrica. Así pues, la al menos una tercera zona volumétrica, que no define ni una superficie de contacto con el hueso ni una superficie de articulación, puede configurarse con un volumen máximo de cavidad, por ejemplo para facilitar el crecimiento del hueso cuando la pluralidad de cavidades están en unión por fluido entre sí, o para reducir al mínimo el peso de la parte del implante de articulación, en particular maximizando el número y/o el volumen de las cavidades en dónde sólo se requieran unas bajas resistencias. Para simplificar la implantación y también para mejorar la estabilidad de la parte del implante de articulación, es ventajoso que la parte del implante de articulación esté configurada en una sola pieza. Como no se requieren uniones adicionales, el peso de la parte del implante de articulación también puede ser minimizado. Según la invención, está previsto que la parte del implante de articulación esté configurada en forma de una parte femoral de una endoprótesis de la articulación de la rodilla que pueda fijarse a un fémur. En principio, pueden configurarse partes de implante de articulación de cualquier articulación del cuerpo humano de la manera propuesta conforme a la invención, incluyendo los implantes intervertebrales aún no mencionados.

Preferiblemente, la al menos una primera zona volumétrica tiene una elasticidad con un módulo de elasticidad, en particular en la zona de la al menos una superficie de contacto con el hueso, que corresponde o corresponde esencialmente a un módulo de elasticidad de un hueso humano o animal. Si, en particular, el módulo de elasticidad en la zona de la superficie de contacto con el hueso y en la zona de la superficie de contacto con el hueso se corresponde con o se aproxima a un módulo de elasticidad de un hueso humano o animal, al que debe fijarse la parte del implante de articulación con la superficie de contacto con el hueso, se produce una transición continua o sustancialmente continua del módulo de elasticidad de la parte del implante de articulación, por una parte, y del hueso, por otra. En particular, esto permite que los micro-movimientos entre la parte del implante de articulación y el hueso se minimicen o incluso se eviten por completo.

Preferiblemente, un módulo de elasticidad de la al menos primera y/o de la al menos segunda y/o de la al menos tercera zona volumétrica se encuentra en un rango de alrededor de 0,2 kN/mm2 a alrededor de 100 kN/mm2. Preferiblemente, el módulo de elasticidad está en un rango de alrededor de 0,2 kN/mm2 a unos 20 kN/mm2. El hecho de prever un módulo de elasticidad en los rangos indicados para al menos una de las tres zonas volumétricas como mínimo, permite en particular una sencilla adaptación de la elasticidad de la parte del implante de articulación a un hueso natural.

Es ventajoso que la resistencia de la al menos una primera y/o de la al menos segunda y/o de la al menos tercera zona volumétrica se encuentre en un rango de alrededor de 0,2 kN/mm2 a alrededor de 100 kN/mm2. Preferiblemente la resistencia está en un rango de alrededor de 0,2 kN/mm2 a unos 20 kN/mm2. La previsión de resistencias en los rangos especificados permite, en particular, configurar las partes de implante suficientemente estables en las zonas en que se requiere una mayor resistencia, pero reducir al mínimo la resistencia en las zonas en las que sólo se requiere una resistencia baja, por ejemplo para ahorrar material y, por tanto, peso. De esta manera, en particular en el caso de los implantes de revisión, por ejemplo en la zona de la rodilla, una parte de implante de articulación convencional puede pesar varios kilogramos, lo que es percibido como desagradable por los pacientes. Las partes de implante de articulación pueden configurarse mucho más fácilmente mediante el perfeccionamiento propuesto, ya que, por ejemplo, pueden preverse y optimizarse resistencias en función de la forma del implante mediante cálculos FEM.

Una adaptación de la parte del implante de articulación a las necesidades de un paciente puede mejorarse aún más, si la al menos una primera zona volumétrica tiene una estructura interna que corresponde esencialmente a la estructura interna de un hueso humano o animal. Por ejemplo, las partes esponjosas del hueso pueden ser reproducidos en partes de implantes de articulación artificiales. En particular, se trata de una posibilidad de adaptar una elasticidad y/o una resistencia de la zona de contacto con el hueso y de la superficie de contacto con el hueso a las propiedades de un hueso natural. De este modo, se minimizan los micromovimientos, de modo que se evita esencialmente el aflojamiento de la parte de implante de articulación.

La parte de implante de articulación puede ser fabricada de una manera particularmente sencilla, si se fabrica mediante sinterización de al menos un material sinterizable. En particular, puede ser producido mediante sinterización láser. Sin embargo, la parte de implante de articulación también puede sinterizarse a partir de varios materiales que se utilizan, por ejemplo, para formar diferentes zonas volumétricas.

Es ventajoso que la parte de implante de articulación esté fabricada a partir de al menos dos materiales. En particular, pueden mezclarse entre sí antes de la sinterización, por ejemplo, de la sinterización por láser. De esta manera, las propiedades de un hueso natural pueden reproducirse aún mejor.

Preferiblemente, el al menos un material sinterizado es un metal y/o un plástico. De esta manera, por ejemplo, los metales y los plásticos pueden mezclarse entre sí y configurarse para formar un implante de articulación en un solo paso de procedimiento, por ejemplo, mediante sinterización.

Preferiblemente el metal es cobalto, cromo y/o molibdeno o contiene uno o más de estos metales. De esta manera, por ejemplo, los implantes de articulación pueden configurarse a partir de metales que ya están aprobados como materiales de implante.

Es favorable que el plástico sea o contenga poliéter éter cetona. La poliéter éter cetona (PEEK) es extraordinariamente adecuada como material de implante y permite, en particular, ajustar en una parte de implante de articulación elasticidades y resistencias que se corresponden con las de un hueso natural.

Para poder ajustar en particular elasticidades y/o resistencias de las diferentes zonas volumétricas de la parte de implante de articulación de la forma más individual posible, es ventajoso que la al menos una primera y/o la al menos una segunda y/o la al menos una tercera zona volumétrica estén configuradas a partir de diferentes materiales. Por ejemplo, la primera zona volumétrica puede estar configurada a partir de un metal, la segunda a partir de una cerámica y la tercera a partir de una mezcla entre un metal y un plástico.

Según otra forma de realización preferida de la invención, puede estar previsto que una proporción de materiales diferentes cambie de manera continua o sustancialmente continua o discontinua, en al menos una dirección espacial, en la transición entre dos de las tres diferentes zonas volumétricas. En particular, en el caso de un cambio continuo o esencialmente continuo en una proporción de los diferentes materiales, durante la transición entre dos de las tres zonas volumétricas, puede configurarse en total una parte de implante de articulación homogénea. En particular, por homogéneo no debe entenderse aquí que todo el volumen definido por la parte de implante de la articulación tenga una estructura uniforme.

En particular, es ventajoso que la al menos una cavidad esté configurada en forma de una cavidad cerrada y completamente delimitada. De esta manera, es posible evitar que el material óseo crezca dentro de la cavidad o que los materiales, que se introdujeron en la cavidad antes de la configuración de la parte de implante de articulación o durante su configuración, puedan llegar al exterior y hasta el cuerpo de un paciente.

Para mejorar una conexión entre la parte de implante de articulación y un hueso, es ventajoso que se se configure una pluralidad de cavidades y que al menos algunas de las cavidades están en unión por fluido entre ellas. Además de esto, las cavidades unidas por fluido también permiten una limpieza optimizada de la parte de implante de articulación después de su fabricación. Además de esto, también se pueden introducir específicamente otros materiales y, si es necesario, medicamentos en las cavidades de la parte de implante de articulación.

Para mejorar una unión de la parte de implante de articulación en la zona de la superficie de contacto con el hueso al hueso preparado del paciente, es ventajoso que la al menos una cavidad esté configurada en forma de una depresión en la superficie de contacto con el hueso.

Preferiblemente, la al menos una superficie de articulación está configurada en forma de una capa de material cerrada y/o lisa y/o pulida. Esto hace posible, en particular, configurar partes de implante de articulación con superficies de articulación optimizadas. Por ejemplo, una zona volumétrica de la parte de implante de articulación que no defina una superficie de articulación puede configurarse a partir de un material diferente al de una segunda zona volumétrica de la parte de implante de articulación. Por ejemplo, la segunda zona volumétrica puede estar formada a partir de una cerámica, la tercera zona volumétrica a partir de un metal. Una transición entre las dos zonas volumétricas puede ser continua, esencialmente continua o discontinua.

El problema mencionado al comienzo se resuelve además, en el caso de una endoprótesis de articulación del tipo descrito al comienzo, por el hecho de que la al menos una parte de implante de articulación está configurada en forma de una de las partes de implante de articulación descritas anteriormente. La endoprótesis de articulación tiene entonces también las ventajas descritas anteriormente, en conexión con unas formas de realización preferidas de partes de implante de articulación.

Es ventajoso que la endoprótesis de articulación esté configurada en forma de una endoprótesis de articulación de la rodilla. De esta manera, las articulaciones del cuerpo humano o animal pueden ser reemplazadas por endoprótesis de articulación, que están adaptadas de manera óptima a las características del hueso al que se unen.

La tarea establecida al principio se resuelve además, de acuerdo con la invención, mediante un procedimiento según la reivindicación 10.

El procedimiento propuesto según la invención permite, en particular, configurar una parte de implante de articulación de manera que tenga, por ejemplo, una elasticidad en la zona de una superficie de contacto con el hueso que corresponda a una elasticidad del hueso natural. Como ya se ha explicado en detalle más arriba, los micromovimientos entre la parte de implante de articulación y el hueso pueden así evitarse o al menos reducirse significativamente después de la implantación. En comparación con las partes de implante de articulación convencionales, el riesgo de aflojamiento de la parte de implante de articulación debido a micromovimientos puede así reducirse al mínimo o incluso eliminarse por completo. También es ventajoso que la al menos una zona volumétrica y/o la al menos una segunda y/o la al menos una tercera zona volumétrica se configuren con una resistencia que cambie de forma continua o esencialmente continua o discontinua en al menos una dirección espacial. El perfeccionamiento del procedimiento conocido de la manera propuesta permite. en particular, configurar la parte de implante de articulación con diferentes resistencias. En particular, las al menos tres zonas volumétricas definidas pueden tener diferentes resistencias. De esta manera, las partes de implante de articulación pueden ser optimizadas, especialmente con respecto a su peso. También es ventajoso que la al menos una primera zona volumétrica, la al menos una segunda zona volumétrica y la al menos una tercera zona volumétrica se configuren con al menos una cavidad. Por un lado, se puede ahorrar material de esta manera, lo que ayuda a reducir el peso de la parte de implante de articulación, y por otro lado, las cavidades en las que puede crecer el hueso o el tejido corporal pueden utilizarse para mejorar la unión de la parte de implante de articulación a un hueso. Es ventajoso que una pluralidad de cavidades se configure de tal manera, que un volumen total definido por la pluralidad de cavidades sea mayor en al menos una tercera zona volumétrica que en al menos una primera y/o en al menos una segunda zona volumétrica. En particular, la al menos una tercera zona volumétrica puede configurarse para que sea lo más hueca posible. Esto ayuda a reducir el peso de la parte de implante de articulación. Preferiblemente, se equipan aquellas zonas de la parte de implante de articulación con muchas cavidades con un gran volumen total, para las que sólo se deben cumplir requisitos reducidos en cuanto a resistencia. Para poder reemplazar las articulaciones naturales dañadas de los humanos o animales, es ventajoso que la parte de implante de articulación esté configurada en forma de una parte femoral de una endoprótesis de la articulación de la rodilla que pueda ser fijada a un fémur. Según la invención, la parte de implante de articulación está configurada en una sola pieza. Entonces puede ser fabricada de un tirón, lo que reduce los costes de fabricación.

Para permitir una adaptación óptima del implante de articulación a un hueso, es ventajoso que la al menos una primera zona volumétrica se configure con una elasticidad que tenga un módulo de elasticidad, en particular en la zona de la al menos una superficie de contacto con el hueso, que corresponde a un módulo de elasticidad de un hueso humano o animal.

Para permitir la mejor adaptación posible de la parte de implante de articulación a un hueso humano o animal, es ventajoso que la al menos una primera y/o la al menos una segunda y/o la al menos una tercera zona volumétrica se configuren con un módulo de elasticidad, que se encuentre en un rango de alrededor de 0,2 kN/mm2 a alrededor de 100 kN/mm2. Preferiblemente, el módulo de elasticidad está en un rango de alrededor de 0,2 kN/mm2 a unos 20 kN/mm2.

Para poder asegurar una resistencia suficiente de la parte de implante de articulación, es ventajoso que la al menos una primera y/o la al menos una segunda y/o la al menos una tercera zona volumétrica se configuren con una resistencia que esté en un rango de aproximadamente 0,2 N/mm2 a aproximadamente 100 N/mm2 Preferiblemente, la resistencia está en un rango de alrededor de 0,2 kN/mm2 a unos 20 kN/mm2.

Asimismo, puede ser ventajoso que la al menos una primera zona volumétrica esté configurada con una estructura interna, que corresponda esencialmente a una estructura interna de un hueso humano o animal. En particular, las partes esponjosas óseas del hueso natural pueden reproducirse mediante unos materiales adecuados, por ejemplo, metales o plásticos.

Es favorable que la parte de implante de se articulación se fabrique por sinterización, a partir de al menos un material sinterizable. En particular, la parte de implante de articulación puede ser producida mediante sinterización láser. Por ejemplo, la sinterización también puede llevarse a cabo en el contexto de una llamada impresión en 3D, para fabricar la parte de implante de articulación en el marco de un procedimiento de fabricación aditivo. Por supuesto, dos o más materiales sinterizables diferentes también pueden ser usados para configurar la parte de implante de articulación.

Es ventajoso que la parte de implante de articulación se fabrique a partir de de al menos dos materiales, que se mezclan antes de la sinterización. La mezcla puede ser homogénea o no homogénea, dependiendo de si se desea o no una estructura homogénea de la parte de implante de articulación.

Preferiblemente, se utiliza al menos un metal y/o al menos un plástico como el al menos un material sinterizable. En particular, a este respecto puede tratarse de materiales compatibles con el cuerpo.

El procedimiento puede llevarse a cabo fácilmente, si al menos un metal utilizado es titanio, cobalto, cromo y/o molibdeno o una mezcla de dos o más de estos metales o aleaciones de estos metales. Estos metales son extraordinariamente adecuados como materiales para implantes y tienen la compatibilidad necesaria con el cuerpo.

El procedimiento también puede llevarse a cabo de forma sencilla y rentable, si se utiliza la poliéter éter cetona como el al menos un plástico. La poliéter éter cetona (PEEK) es un excelente material de implante y puede tratarse muy bien, especialmente también en una mezcla con un polvo metálico.

Es ventajoso que la al menos una primera zona volumétrica y/o la al menos una segunda zona volumétrica y/o la al menos una tercera zona volumétrica se configuren a partir de materiales diferentes. De esta manera, las partes de implante de articulación pueden conformarse de manera óptima, especialmente en la zona de una superficie de articulación y también en la zona de la superficie de contacto con el hueso. Además de esto, el peso de la parte de implante de articulación puede reducirse al mínimo, si se utilizan materiales muy ligeros, especialmente en al menos una tercera zona volumétrica.

Según otra variante preferida del procedimiento, puede estar previsto que la parte de implante de articulación esté configurada de tal manera, que una proporción de materiales diferentes cambie de forma continua o esencialmente continua o discontinua en al menos una dirección espacial, durante la transición entre dos de las tres diferentes zonas volumétricas. Esta variante del procedimiento permite, en particular, configurar unas partes de implante de articulación especialmente estables, ya que no se requieren necesariamente cambios discontinuos en los materiales. Más bien, diferentes materiales, similares al tejido que ha crecido en cada uno, pueden interpenetrarse entre sí, optimizando así la estabilidad de la parte de implante de la articulación.

Es ventajoso que la al menos una cavidad esté configurada en forma de una cavidad cerrada y completamente delimitada. De esta manera, se puede evitar, en particular, que los materiales de relleno introducidos en la cavidad, por ejemplo, puedan salirse. Esto es particularmente importante, cuando los materiales de relleno no son materiales de relleno compatibles con el cuerpo.

Es ventajoso que una pluralidad de cavidades se configure de tal manera, que al menos algunas de las cavidades estén en unión por fluidos entre sí. Llevar a cabo el procedimiento de esta manera hace posible, en particular, permitir que los huesos o el tejido crezcan dentro de las cavidades que están unidos por fluido entre sí.

El procedimiento es particularmente fácil de llevar a cabo si la al menos una cavidad se configura en forma de una depresión en la superficie de contacto con el hueso. Por ejemplo, ésta se puede configurar durante la sinterización o posteriormente mediante perforación, fresado o cualquier otra mecanización con arranque de virutas.

Se puede lograr una endoprótesis de articulación con una estabilidad particularmente a largo plazo, si la al menos una superficie de articulación se configura en forma de una capa de material cerrada y/o lisa y/o pulida. De esta manera, la fricción entre la parte de implante de articulación y una parte de implante de articulación que coopera con ella puede ser minimizada para configurar la endoprótesis de articulación.

Además de esto, la tarea expuesta al comienzo se resuelve en un procedimiento para la fabricación de una endoprótesis de articulación del tipo descrito al comienzo, de acuerdo con la invención, por el hecho de que al menos una parte de implante de articulación está configurada mediante uno de los procedimientos descritos anteriormente. El procedimiento de fabricación de la endoprótesis de articulación también tiene entonces las ventajas descritas anteriormente.

La endoprótesis de articulación se configura preferiblemente en forma de endoprótesis de articulación de la rodilla. De esta manera las articulaciones, que se dañan como resultado de un trauma o del desgaste, pueden ser reemplazadas por una endoprótesis de articulación artificial.

La siguiente descripción de unas formas de realización preferidas de la invención se usa con relación al dibujo de la explicación más detallada. Aquí muestran:

la figura 1: una representación esquemática de dos posibles cortes a través de una parte de implante de articulación tridimensional;

la figura 2: una vista de perspectiva esquemática de una parte de implante de articulación;

la figura 3: una representación esquemática de las diferentes curvas de elasticidad de una parte de implante de articulación en función de un grosor del implante;

la figura 4: una vista en corte esquemática a través de una parte de implante de articulación; y

la figura 5: una vista fragmentaria en la zona de transición entre un implante de articulación y un hueso.

Con el fin de simplificar la representación de una nueva geometría de componentes tridimensional, la figura 1 muestra las relaciones espaciales en dos geometrías planas respectivamente. Estos son, por un lado el plano xy 10 y por otro el plano yz 12. El plano xy 10 simboliza a este respecto, por ejemplo, la vista sobre una superficie de un implante y el plano yz 12 una sección transversal a través del grosor de un implante.

En la figura 2 se ha representado esquemáticamente una parte de implante de articulación 14 de una endoprótesis de articulación marcada en conjunto con el símbolo de referencia 16. La endoprótesis de articulación 16 comprende además otras dos partes de implante de articulación 18 y 20. La endoprótesis de articulación 10 de la figura 2 se muestra esquemáticamente como una endoprótesis de articulación de rodilla 22 con una parte femoral 24 para anclarse a un hueso del fémur, una parte tibial 26 con un vástago 28 para anclarse a un hueso de la tibia y una parte de menisco 30 dispuesta entre la parte tibial 26 y la parte femoral 24.

En la parte femoral 24 se ha configurado una superficie de contacto con el hueso 32 y una superficie de articulación 34, que interactúa con una superficie de articulación correspondiente 36 de la parte 18 de implante de articulación después de la implantación.

En el plano xy representado en la figura 1 se trata principalmente de superficies externas de la parte de implante de articulación 14, es decir, en particular de la superficie de contacto con el hueso 32 y la superficie de articulación 34. El enfoque aquí es una distribución práctica de la elasticidad en la zona de contacto con un hueso. Como se muestra esquemáticamente en la figura 5, una zona de contacto con el hueso 38 está definida y delimitada respecto a una zona interna 40 de la parte de implante de articulación 14. La zona de la superficie de contacto con el hueso 38 define una superficie de contacto con el hueso 42, que hace contacto plano con una superficie ósea preparada 44 de un hueso 46 representado de forma fragmentaria en la figura 5.

Una estructura de la zona de contacto con el hueso 38 está adaptada a una estructura del hueso preparado 46. Como puede verse fácilmente en la figura 5, en la zona de la superficie de contacto con el hueso 42 se ha configurado una pluralidad de cavidades 48 de diferentes tamaños, de modo que se forma una estructura porosa que corresponde a una estructura del hueso 46, que también tiene una pluralidad de cavidades de diferentes tamaños. Mediante esta conformación de la zona de la superficie de contacto con el hueso 38, se configura y predetermina una elasticidad de esta zona de la parte de implante de articulación 14 de tal manera, que la elasticidad se corresponde aproximadamente con la del hueso preparado 46. Por lo tanto, esto puede lograrse como se describe, por una parte, en particular a través de la estructura interna de la zona de la superficie de contacto con el hueso 38 y, por otra parte, a través del material o de los materiales utilizado(s) para fabricar la parte de implante de articulación 14.

El plano yz marcado con 12 en la figura 1 simboliza un corte a través del implante, como se describe. En la figura 4 se muestra una vista en corte esquemática, por ejemplo, de la parte de implante de articulación 14.

La figura 4 también representa esquemáticamente y a modo de ejemplo tres zonas volumétricas diferentes, a saber, una primera zona volumétrica 52, que define una zona de superficie de contacto con el hueso 54 con una superficie de contacto con el hueso 56, una segunda zona volumétrica 58, que define una zona de superficie de articulación 60 con una superficie de articulación 62, y una tercera zona volumétrica 64. Esta no presenta ni una superficie de contacto con el hueso ni una superficie de articulación y, por lo tanto, está ubicada completamente dentro de la parte de implante de articulación 14.

Las zonas volumétricas 52, 58 y 64, dibujadas esquemáticamente en la figura 4, forman por lo tanto respectivamente una parte 14 de la parte de implante de articulación. Otras zonas volumétricas de cualquier tipo de las tres zonas volumétricas pueden definirse en una parte de implante de articulación, que presenta las propiedades especificadas.

Un objetivo esencial de una conformación en el plano yz es la construcción ligera de la parte de implante de articulación 14. Con la ayuda de consideraciones teóricas, por ejemplo mediante cálculos con el empleo de procedimientos de elementos finitos, se pueden localizar las zonas de la parte de implante de articulación 14 que están sometidas a diferentes cargas. A fin de asegurar una estabilidad suficiente de la parte de implante de articulación 14, se diseñan entonces zonas altamente cargadas para que sean más estables que zonas menos cargadas o no cargadas.

Las medidas de construcción ligera representan en particular la omisión de material en cantidades mayores o menores. Esto se manifiesta a través de la configuración de cavidades 66 en las zonas menos cargadas, es decir, que deben tener menor resistencia que las zonas altamente cargadas. Esto puede verse, por ejemplo, en la figura 4, directamente en lo grande que es el valor de una densidad de las cavidades 66. Por ejemplo, las cavidades 66 pueden configurarse en zonas marginales, es decir, hasta la superficie de la articulación 34 o la superficie de contacto con el hueso 32.

En el caso de la superficie de contacto con el hueso 32 se trata en particular una superficie para anclar o fijar la parte de implante de articulación 14 al hueso. El anclaje y la fijación pueden ser significativamente influenciados de esta manera. Una estructura de poros abiertos de la superficie de contacto con el hueso 32 permite que el hueso crezca en la parte de implante de articulación.

Una estructura menos sólida de la parte de implante de articulación 14 también puede configurarse completamente invisible, por ejemplo si se requiere una superficie lisa y pulida 68, que interactúe con la superficie de articulación 34 de la otra parte de implante de articulación 18. Especialmente en los vástagos de prolongación de las endoprótesis de revisión de rodilla, una reducción de peso es de gran interés. También en las zonas menos sometidas a una carga de un vástago de cadera de una endoprótesis de articulación de la cadera, la omisión de material y, por consiguiente, una reducción del peso de la parte de implante de articulación es de importancia.

Las partes de implante de articulación descritas pueden configurarse a partir de un solo material, en particular mediante sinterización, por ejemplo mediante sinterización por láser. Alternativamente, se pueden mezclar uno, dos o más materiales adicionales con un material base. Aquí puede tratarse, por ejemplo, de un polvo metálico que contenga cobalto, cromo y/o molibdeno, que opcionalmente se mezcla con un plástico, por ejemplo, poliéter éter cetona, y luego se sinteriza con un láser.

En las tres diferentes zonas volumétricas 52, 58 y 64, las proporciones de los materiales pueden ser diferentes. Además de esto, las cavidades 66 también pueden estar configuradas en diferentes tamaños y en diferentes números. De esta manera, las curvas de elasticidad con diferentes módulos de elasticidad pueden ser ajustadas casi a voluntad, dependiendo del grosor de un implante.

La figura 3 muestra un total de tres diferentes curvas de elasticidad continuas 70, 72 y 74 como ejemplos, que se pueden lograr con el procedimiento descrito para la configuración de partes de implante de articulación. La curva de elasticidad 70 muestra esquemáticamente una dependencia lineal de la elasticidad de un grosor del implante. La curva de elasticidad 72 muestra una mayor elasticidad con un grosor de implante comparable al de la curva de elasticidad 70. La curva de elasticidad 74 muestra esquemáticamente una menor elasticidad en comparación con la curva de elasticidad 70, conforme aumenta el grosor de implante.

En comparación con las posibles curvas de elasticidad 70, 72 y 74, la figura 3 muestra una curva de elasticidad 76, que se obtiene con una composición estructural uniforme, como es habitual en los implantes que se encuentran en el mercado. Independientemente de un grosor del implante, una elasticidad de la parte de implante de articulación es aquí esencialmente constante.

Con el procedimiento conforme a la invención descrito anteriormente es posible, en particular, obtener optimizaciones de los componentes, que permiten la configuración de, por ejemplo, partes de implante de articulación 14 con una masa reducida. Estas aseguran un bienestar significativamente mejor del paciente. Además de esto, es posible optimizar los componentes en todas las dimensiones. En particular, es posible tanto influir en la elasticidad dentro de la parte de implante de articulación como variar una elasticidad en función de un grosor del implante. Además, la elasticidad de la parte de implante de articulación en la zona de un contacto con el hueso puede adaptarse a la elasticidad de un hueso humano o animal.

En principio, los procedimientos descritos pueden utilizarse para todo tipo de partes de implante de articulación, es decir, en particular para configurar partes de implante de articulación de endoprótesis de articulación de cadera y rodilla en todas las áreas de asistencia, es decir, tanto en la asistencia primaria y la revisión como en la asistencia a un tumor de un paciente.

La propuesta de sinterización por láser para la configuración de las partes de implante de articulación permite, en particular, explotar todas las opciones que ofrece este procedimiento. Mediante la estructura aditiva de partes de implante de articulación es posible conformar estructuras, composiciones estructurales y composiciones de materiales, que son impensables con procedimientos de mecanización actuales mediante técnica de de fundición o con arranque de virutas.

Con los procedimientos propuestos, es posible configurar implantes en los que se puede tener en cuenta tanto la optimización de una geometría de un componente en función de un peso como, adicionalmente, un cambio en la elasticidad en función del grosor del material.

De la manera descrita, se pueden configurar múltiples tipos de partes de implante de articulación y ponerlos a disposición de los médicos para su implantación, lo que permite una estabilidad permanente y una interacción significativamente mejorada con el hueso del paciente que se ha mantenido.

Lista de símbolos de referencia

10 Plano xy

12 Plano yz

14 Parte de implante de articulación

16 Endoprótesis de articulación

18 Parte de implante de articulación

20 Parte de implante de articulación

22 Endoprótesis de articulación de la rodilla

24 Parte femoral

26 Parte tibial

28 Vástago

30 Parte de menisco

32 Superficie de contacto con el hueso

34 Superficie de la articulación

36 Superficie de la articulación

38 Zona de contacto con el hueso

40 Zona interna

42 Superficie de contacto con el hueso

44 Superficie del hueso

46 Hueso

Cavidad

Cavidad

Primera zona volumétrica

Zona de superficie de contacto con el hueso Superficie de contacto con el hueso Segunda zona volumétrica

Zona de superficie de articulación Superficie de la articulación

Tercera zona volumétrica

Cavidad

Superficie

Curva de elasticidad

Curva de elasticidad

Curva de elasticidad

Curva de elasticidad

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. - Parte de implante de articulación (14, 18, 20) de una endoprótesis de articulación (16), cuya parte de implante de articulación (14, 18, 20) comprende al menos una primera zona volumétrica (52), al menos una segunda zona volumétrica (58) y al menos una tercera zona volumétrica (64), cuya al menos una primera zona volumétrica (52) define una zona de superficie de contacto con el hueso (38; 54) con al menos una superficie de contacto con el hueso (32; 56), cuya al menos una segunda zona volumétrica (58) define una zona de superficie de articulación (60) con al menos una superficie de articulación (36); 62) y cuya al menos una tercera zona volumétrica (64) no comprende ni una superficie de contacto con el hueso ni una superficie de articulación, en donde un módulo de elasticidad en al menos una primera y/o en al menos una segunda y/o en al menos una tercera zona volumétrica (52, 58, 64) cambia de forma continua o sustancialmente continua o discontinua en al menos una dirección espacial, y en donde una resistencia en al menos un primera y/o al menos una segunda y/o en al menos una tercera zona volumétrica (52, 58, 64) cambia de forma continua o sustancial continua o discontinua en al menos una dirección espacial, en donde la al menos una primera zona volumétrica (52) y la al menos una segunda zona volumétrica (58) y la al menos una tercera zona volumétrica (64) tienen al menos una cavidad (66), en donde está configurada una pluralidad de cavidades (66), en donde un volumen total definido por la pluralidad de cavidades (66) es mayor en al menos una tercera zona volumétrica (64) que en al menos una primera y al menos una segunda zona volumétrica (52, 58), y en donde la parte de implante de articulación (14) está configurada en forma de una parte femoral (24) de una endoprótesis de articulación de rodilla (22) que puede fijarse a un fémur y en una sola pieza.

2. - Parte de implante de articulación según la reivindicación 1, caracterizada porque al menos una primera zona volumétrica (52) tiene una elasticidad con un módulo de elasticidad, en particular en la zona de la al menos una superficie de contacto con el hueso (32; 56), que corresponde o corresponde sustancialmente a un módulo de elasticidad de un hueso humano o animal (46).

3. - Parte de implante de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque

a) un módulo de elasticidad de la al menos una primera y/o de la al menos una segunda y/o de la al menos una tercera zona volumétrica (52, 58, 64) se encuentra en un rango de alrededor de 0,2 kN/mm2/ a alrededor de 100 kN/mm2/ y/o

b) la resistencia de la al menos una primera y/o de la al menos una segunda y/o de la al menos una tercera zona volumétrica (52, 58, 64) se encuentra en un rango de aproximadamente 0,2 kN/mm2 a unos 100 kN/mm2 y/o c) la al menos una primera zona volumétrica (52) tiene una estructura interna que corresponde sustancialmente a la estructura interna de un hueso humano o animal (46).

4. - Parte de implante de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se produce por sinterización, en particular por sinterización láser, a partir de al menos un material sinterizable, en donde la parte de implante de articulación se produce en particular a partir de al menos dos materiales mezclados antes de la sinterización.

5. - Parte de implante de articulación según la reivindicación 4, caracterizada porque el al menos un material sinterizable es un metal y/o un plástico.

6. - Parte de implante de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la al menos una primera y/o la al menos una segunda y/o la al menos una tercera zona volumétrica (52, 58, 64) están formadas por diferentes materiales, en donde, en particular, una proporción de los diferentes materiales cambia de forma continua o sustancialmente continua o discontinua en al menos una dirección espacial, durante la transición entre dos de las tres zonas volumétricas diferentes (52, 58, 64).

7. - Parte de implante de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque

a) la al menos una cavidad (66) está configurada en forma de una cavidad cerrada y completamente delimitada (66) y/o

b) al menos una parte de las cavidades (66) están en unión por fluido entre sí

8. - Parte de implante de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque

a) la al menos una cavidad (66) está configurada en forma de una depresión en la superficie de contacto con el hueso (32; 56) y/o

b) la al menos una superficie de articulación (36; 62) está configurada en forma de una capa de material cerrada y/o lisa y/o pulida.

9. - Endoprótesis de articulación (16) que comprende al menos una parte de implante de articulación (14, 18, 20), caracterizada porque la al menos una parte de implante de articulación (14, 18, 20) está configurada en forma de una parte de implante de articulación (14, 18, 20) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la endoprótesis de articulación está configurada en particular en forma de una endoprótesis de articulación de rodilla (22).

10. - Procedimiento para producir una parte de implante de articulación (14, 18, 20) de una endoprótesis de articulación (16), cuya parte de implante de articulación (14, 18, 20) se configura con al menos una primera zona volumétrica (52), al menos una segunda zona volumétrica (58) y al menos una tercera zona volumétrica (64), cuya al menos una primera zona volumétrica (52) se configura en forma de una zona de superficie de contacto con el hueso (38; 54) con al menos una superficie de contacto con el hueso (32; 56), cuya al menos una segunda zona volumétrica (58) se configura en forma de una zona de superficie de articulación (60) con al menos una superficie de articulación (36; 56); 62) y cuya al menos una tercera zona volumétrica (64) no está configurada ni con una superficie de contacto con el hueso ni con una superficie de articulación, y en donde la al menos una primera y/o la al menos una segunda y/o la al menos una tercera zona volumétrica (52, 58, 64) están configuradas con un módulo de elasticidad, que cambia de forma continua o sustancialmente continua o discontinua en al menos una dirección espacial, y en donde la al menos una primera y/o la al menos una segunda y/o la al menos una tercera zona volumétrica (52, 58, 64) están configuradas con una resistencia que cambia de forma continua o sustancial continua o discontinua en al menos una dirección espacial, en donde la al menos una primera zona volumétrica (52) y la al menos una segunda zona volumétrica (58) y la al menos una tercera zona volumétrica (64) se configuran con al menos una cavidad (66), en donde se configura una pluralidad de cavidades (66), en donde la pluralidad de cavidades (66) se configura de tal manera, que un volumen total definido por la pluralidad de cavidades (66) es mayor en al menos una tercera zona volumétrica (64) que en al menos una primera y/o en al menos una segunda zona volumétrica (52, 58), y en donde la parte de implante de articulación (14, 18, 20) está configurada en forma de una parte femoral (24) de una endoprótesis de articulación de rodilla (22) que puede fijarse a un fémur y en una sola pieza.

11. - Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la al menos una primera zona volumétrica (52) se configura con una elasticidad que tiene un módulo de elasticidad, en particular en la zona de la al menos una superficie de contacto con el hueso (32; 56) que corresponde a un módulo de elasticidad de un hueso humano o animal (46).

12. - Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la parte de implante de articulación (14, 18, 20) se produce mediante sinterización, en particular mediante sinterización láser, a partir de al menos un material sinterizable.

13. - Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque

a) la parte de implante de articulación (14, 18, 20) está producida a partir de al menos dos materiales que se mezclan antes de la sinterización, y/o

b) se utilizan al menos un metal y/o al menos un plástico como el al menos un material sinterizable.

14. - Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque

a) la al menos una cavidad (66) se configura en forma de una cavidad cerrada y completamente delimitada (66) y/o

b) se configura una pluralidad de cavidades (66) de tal manera, que al menos una parte de las cavidades (66) está en unión por fluido entre sí y/o

c) la al menos una cavidad (66) se configura en forma de una depresión en la superficie de contacto con el hueso (32; 56) y/o

d) la al menos una superficie de articulación (36; 62) se configura en forma de una capa de material cerrada y/o lisa y/o pulida.

15.- Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque

a) la al menos una cavidad (66) se configura en forma de una cavidad cerrada y completamente delimitada (66) y/o

b) se configura una pluralidad de cavidades (66) de tal manera, que al menos una parte de las cavidades (66) está en unión por fluido entre sí, y/o

c) la al menos una cavidad (66) se configura en forma de una depresión de la superficie de contacto con el hueso (32; 56).