ES2895551T3 - Implante de disco intervertebral para restaurar la función de una unidad vertebral funcional dañada - Google Patents

Abstract

Implante de disco intervertebral (20) para ser implantado entre dos cuerpos vertebrales opuestos (1, 4) que comprende: un miembro superior (21) con una primera y una segunda superficies opuestas, cuya primera superficie está adaptada para la fijación a una placa terminal vertebral (2) de un cuerpo vertebral (1), y cuya segunda superficie comprende un saliente convexo (23) que se extiende desde la segunda superficie; y un miembro inferior (25) con una primera y una segunda superficies opuestas, cuya primera superficie está adaptada para la fijación a una placa terminal vertebral (2) del cuerpo vertebral opuesto (4); y en el que la segunda superficie del miembro inferior (25) comprende un saliente en forma de silla de montar (27) que tiene un perfil convexo a lo largo de un primer eje (A1) en el plano sagital y un perfil cóncavo a lo largo de un segundo eje (A2) en el plano transversal; y en el que el saliente convexo (23) del miembro superior (21) y el saliente en forma de silla de montar (27) del miembro inferior (23) están adaptados para que se ajusten entre sí de forma compatible y faciliten la rotación, el pivotamiento y la traslación a lo largo del plano sagital de los dos cuerpos vertebrales opuestos (1, 4) cuando es implantado entre ellos, caracterizado por que el saliente convexo (23) del miembro superior (21) comprende una superficie de tipo convexo tanto en el plano sagital como en el transversal.

Description

DESCRIPCIÓN

Implante de disco intervertebral para restaurar la función de una unidad vertebral funcional dañada

SECTOR DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un implante de disco intervertebral para la sustitución total de un disco intervertebral de la columna cervical y a un procedimiento para restablecer la función de una unidad vertebral funcional dañada utilizando dicho implante de disco intervertebral.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las prótesis de disco cervical se han venido utilizando clínicamente para la sustitución total de discos de la columna cervical durante más de 10 años. Se cree que la preservación o el restablecimiento del movimiento después de una discectomía cervical mediante el uso de una prótesis de disco es ventajosa en comparación con la fusión en lo que respecta a determinadas consideraciones biomecánicas. La fusión de los segmentos de movimiento de la columna cervical da lugar a un incremento significativo de la presión intradiscal en los segmentos contiguos. Por lo tanto, la fusión podría ser un factor desencadenante de una degeneración acelerada del segmento contiguo. La fusión después de la discectomía cervical también disminuye o al menos cambia el margen de movimiento de la columna cervical en mayor medida que la artroplastia. Habitualmente, los pacientes vuelven a sus actividades diarias con mayor rapidez después de una artroplastia que después de una fusión.

En general, se acepta que una prótesis de disco cervical debería reproducir la cinemática de un disco cervical natural lo más fielmente posible. La prótesis de disco debería poder seguir el movimiento natural del segmento de movimiento respectivo después de su implantación. Si el diseño biomecánico de una prótesis de disco es inadecuado, puede que el segmento de movimiento no se mueva de forma natural, sino que se vea obligado a seguir la biomecánica de la prótesis. Dicho movimiento antinatural puede producir un incremento de tensión en las articulaciones facetarias y una degeneración facetaria dolorosa; además, puede producir un incremento de fuerzas de tensión en el área de contacto de la prótesis con las placas terminales vertebrales de los cuerpos vertebrales contiguos, lo que da lugar a la migración del implante a los cuerpos vertebrales o incluso al desplazamiento del implante. Además, se debe suponer que las prótesis de disco biomecánicamente inadecuadas también modifican la cinemática en los segmentos de movimiento contiguos y, por lo tanto, conllevan un riesgo de degeneración del segmento contiguo similar al de la fusión convencional.

En consecuencia, antes de diseñar una prótesis de disco cervical, se debe comprender completamente la cinemática de un segmento de movimiento cervical natural. En un segmento de movimiento cervical se encuentran varias propiedades de movimiento independientes. Existe un movimiento de flexión-extensión que se acopla a una leve traslación anteroposterior. La traslación se encuentra principalmente en los segmentos craneales y disminuye gradualmente desde C3/4 a C6/7 (el segmento de movimiento C2/3 se excluye la mayor parte de las veces en los estudios respectivos en la literatura, muy probablemente porque las indicaciones para una artroplastia cervical total incluyen, en general, los segmentos desde C3/4 a C6/7). Este patrón de movimiento viene determinado por un centro de rotación (CDR) que se encuentra aproximadamente al nivel de la placa terminal superior de la vértebra C7 en C6/7 y que se mueve gradualmente en dirección caudal para los segmentos de movimiento craneal que están aproximadamente a 12 mm por debajo de la placa terminal superior de C4 para el segmento C3/4. Además, existe un movimiento acoplado para la flexión lateral y la rotación entre C3 y C7: cada flexión lateral en estos segmentos de movimiento cervical también da lugar a una rotación ipsilateral, y la rotación da lugar a una flexión lateral ipsilateral. Este patrón de movimiento está definido por un centro de rotación o "CDR" que es totalmente independiente del CDR previamente descrito para flexión-extensión y se encuentra en la parte superior con respecto a la placa terminal inferior de la vértebra superior del segmento de movimiento respectivo. Esta flexión lateral/rotación acoplada se facilita alrededor de un eje anteroposterior longitudinal a través del CDR respectivo siguiendo una dirección oblicua que cruza aproximadamente el borde anterior de la placa terminal inferior de la vértebra superior y finalmente cruza el borde posterior de la placa terminal superior de la misma vértebra.

Para permitir el movimiento natural, una prótesis de disco cervical debe reproducir fielmente las características biomecánicas mencionadas anteriormente y debe permitir definitivamente el movimiento a través de dos CDR independientes. Además, el CDR de la prótesis para la flexión-extensión debe ser variable para reproducir las diferentes cinemáticas de la columna cervical superior e inferior. Finalmente, se deben tener en cuenta las diferencias entre individuos para el CDR del paciente respectivo, y también el hecho de que los candidatos a una cirugía de disco cervical a menudo presentan cambios degenerativos en la totalidad de la columna cervical que afectan asimismo a la cinemática de sus segmentos de movimiento.

La Patente WO 2004/058098 A2 muestra un implante de disco con una superficie de deslizamiento convexa cilíndrica en su parte inferior y una superficie de deslizamiento en forma de silla de montar en su parte superior que es cóncava en la vista frontal y convexa en su vista sagital. El movimiento de traslación anteroposterior estrictamente lineal del implante según este documento solo permite la inclinación de la parte superior junto con el deslizamiento lineal anteroposterior y, por lo tanto, no puede facilitar el movimiento inferior natural del centro de la placa terminal vertebral superior a lo largo del eje “y” durante la flexión/extensión. Las Patentes US 2004/176844 A1 y US 2013/110240 A1 muestran otros ejemplos de prótesis de disco intervertebral que comprenden miembros superiores e inferiores que tienen combinaciones de superficies de deslizamiento convexas y cóncavas que permiten movimientos de rotación, de pivotamiento y de traslación.

Para lograr el movimiento a través de dos CDR independientes, una prótesis de tres piezas con dos placas terminales y una inserción ofrece una mayor flexibilidad con respecto a su diseño biomecánico que una construcción de dos piezas. Una prótesis de tres piezas de este tipo con dos pares de deslizamiento independientes, prótesis superior-placa extrema vertebral frente a superficie superior de la inserción y superficie inferior de la inserción frente a la placa terminal de la prótesis inferior, potencialmente tiene la propiedad de incluir dos patrones de movimiento independientes en una única prótesis. No obstante, casi ninguna de las prótesis de tres piezas actualmente disponibles cumple los requisitos biomecánicos mencionados anteriormente. Con la excepción de la prótesis de Bryan, que reproduce fielmente el movimiento natural, la mayoría de las otras prótesis de tres piezas carecen de características biomecánicas adecuadas. Ninguno de los tipos de prótesis de tres piezas dados a conocer en la Patente US 2010/0137992 A1 muestra un CDR para flexión lateral/rotación por encima del implante como se ha descrito anteriormente, ni un CDR suficientemente variable para flexión/extensión como se ha descrito anteriormente. La prótesis de dos piezas que se da a conocer en la patente US 2010/0137992 A1 muestra diferentes diámetros para flexión/extensión y flexión lateral/rotación; sin embargo, el CDR para la flexión lateral está por debajo del implante y, por lo tanto, puede no proporcionar un movimiento natural. Los dibujos de la Patente US 2005/0228497 A1 muestran una prótesis de disco con varios modos de realización: algunas de las figuras muestran una traslación posterior no fisiológica en flexión y traslación anterior en extensión; otras figuras dan a conocer superficies de articulación en forma de silla de montar que permiten una traslación casi fisiológica con flexión/extensión, pero según estos dibujos, cualquier rotación produciría una falta de tracción craneocaudal del implante que es totalmente anti-fisiológica.

Un breve resumen de la anatomía y la terminología de la columna será beneficioso para explicar uno o varios aspectos de las invenciones descritas en esta memoria. La figura 1A muestra una unidad vertebral funcional desde una vista lateral o sagital que tiene un cuerpo vertebral superior o alto, óseo 1 que tiene una placa terminal vertebral 2 conectada a un cuerpo vertebral inferior o bajo óseo 4 por medio de un disco intervertebral 3 compuesto de un anillo exterior de material colágeno fibroso (el anillo) que rodea una masa amorfa interna de material, el núcleo pulposo. Asimismo, se muestran los elementos posteriores que incluyen la apófisis espinosa 5, el pedículo 6, la articulación facetaria 7 y la apófisis transversal 8. La figura 1B muestra un cuerpo vertebral 1,4 desde una vista en plano transversal o una sección axial a lo largo del eje craneocaudal. La porción frontal o anterior del cuerpo vertebral 1, 4 está curvada y la porción posterior es relativamente plana. En una parte más posterior se encuentran las articulaciones facetarias 7 y otros elementos posteriores y diversos ligamentos (no mostrados).

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un implante de disco intervertebral como se reivindica más adelante en la presente invención. Las realizaciones preferentes de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes. Una o varias realizaciones de la invención divulgadas en esta memoria dan a conocer implantes mejorados de disco intervertebral o cervical de dos partes para la sustitución total de discos cervicales que tienen dos CDR independientes separados para flexión/extensión y flexión lateral/rotación y el CDR para la flexión/extensión es operativo para ser ampliamente variable y, además, la amplitud de movimiento para la flexión lateral y la rotación acoplada apenas está restringida por el ángulo de flexión/extensión después de la implantación. Los diseños de implantes o prótesis dan a conocer una curvatura convexa tanto en el plano sagital como en el transversal en la placa terminal/prótesis superior que es congruente con una superficie de deslizamiento en forma de silla de montar cóncava-convexa en la placa terminal/prótesis inferior, lo que facilita, por lo tanto, la traslación anteroposterior y una distribución de las fuerzas de compresión sobre un área de contacto mayor, y evita el contacto puntual de las dos superficies de articulación. El diseño del borde de una o varias de las prótesis dadas a conocer permite un movimiento sin limitaciones para la flexión/extensión, la flexión lateral y la rotación dentro de la amplitud fisiológica de movimiento de un segmento de movimiento cervical, independiente del ángulo de implantación de la prótesis e independiente de la posición momentánea de sus placas terminales, con lo que, por lo tanto, se evita el riesgo de aflojamiento del implante provocado por las elevadas fuerzas de cizallamiento creadas por el contacto con el borde y, por lo tanto, reproduce condiciones naturales, en las que el movimiento está controlado y limitado principalmente por las articulaciones no co-vertebrales, las articulaciones facetarias y el ligamento longitudinal posterior. Por tanto, los bordes exteriores o la periferia de los miembros no interfieren con el movimiento del implante ni contactan entre sí cuando están situados entre cuerpos vertebrales opuestos.

En una realización dada a conocer en esta memoria, un implante de disco intervertebral puede incluir un primer miembro o miembro superior que incluye una primera superficie de articulación conformada en forma de un saliente convexo y una segunda superficie opuesta configurada para acoplarse a una primera placa terminal vertebral y un segundo miembro o miembro inferior que incluye una segunda superficie de articulación, definiendo esta superficie además una extensión que tiene un saliente en forma de silla de montar con un perfil convexo a lo largo de un primer eje y un perfil cóncavo a lo largo de un segundo eje perpendicular a dicho primer eje y una segunda superficie opuesta configurada para contactar con una segunda placa terminal vertebral opuesta. En la utilización, la primera superficie de articulación se traslada a lo largo de la porción convexa de la segunda superficie de articulación en un recorrido arqueado a lo largo del primer eje, permitiendo de este modo múltiples centros de rotación entre dichos miembros y permitiendo el desplazamiento a lo largo del primer eje.

Cada miembro puede incluir una placa base y/o un anclaje desde el que se extiende la superficie de apoyo.

El saliente convexo en la primera superficie de articulación puede ser opcionalmente convexo a lo largo de más de un eje, en tres dimensiones y/o asimétrico alrededor de dos o más ejes.

En algunas realizaciones pueden ser aplicables una o varias condiciones cinemáticas:

la rotación entre el saliente convexo y el saliente en forma de silla de montar no está limitada; la traslación entre el saliente convexo y el saliente en forma de silla de montar a lo largo del primer eje es curvilínea; la traslación entre el saliente convexo y el saliente en forma de silla de montar a lo largo del segundo eje está limitada; se impide la traslación entre el saliente convexo y el saliente en forma de silla de montar a lo largo del segundo eje; la traslación a lo largo del eje medial lateral está limitada; en las que se evita la traslación a lo largo del eje medial lateral.

También se presenta un procedimiento (no reivindicado) de recuperación de la función de una unidad vertebral funcional dañada usando un implante de disco intervertebral de este tipo, lo que implica:

- establecer a lo largo de una primera placa terminal de un cuerpo vertebral superior una primera superficie de articulación conformada en forma de un saliente convexo, teniendo dicha primera superficie de articulación una segunda superficie opuesta configurada para contactar con una primera placa terminal;

- establecer a lo largo de una segunda placa terminal de un cuerpo vertebral inferior opuesto una segunda superficie de articulación que tenga un saliente en forma de silla de montar con un perfil convexo que define un eje anteroposterior (primer eje) y un perfil cóncavo que define un eje medial lateral (segundo eje), teniendo dicha segunda superficie de articulación una segunda superficie opuesta configurada para contactar con una segunda placa terminal vertebral opuesta del cuerpo vertebral inferior;

- acoplar dichas dos superficies de articulación de modo que la primera superficie de articulación se traslade a lo largo de la porción convexa de la segunda superficie de articulación en una trayectoria en forma de arco a lo largo del eje anteroposterior, permitiendo de este modo múltiples centros de rotación entre dichos miembros y limitando la traslación a lo largo de dicho eje anteroposterior.

Otro procedimiento (no reivindicado) descrito en la presente memoria para recuperar la función de una unidad vertebral funcional dañada usando un implante de disco intervertebral de este tipo que incluye dos placas terminales opuestas del cuerpo vertebral, implica las siguientes etapas:

- implantar a lo largo de una primera placa terminal de un cuerpo vertebral superior un primer miembro o miembro superior que incluye una primera superficie de articulación, definiendo dicha superficie una extensión con un perfil convexo y en el que dicha superficie de articulación tiene una segunda superficie opuesta, opuesta a dicha superficie de articulación, configurada para acoplarse a una primera placa terminal vertebral del cuerpo vertebral superior; - implantar a lo largo de una segunda placa terminal de un cuerpo vertebral inferior un segundo miembro o miembro inferior que incluye una segunda superficie de articulación, definiendo dicha superficie una extensión que tiene un saliente en forma de silla de montar con un perfil convexo a lo largo de un primer eje y un perfil cóncavo a lo largo de un segundo eje perpendicular a dicho primer eje y una segunda superficie opuesta, opuesta a dicha superficie de articulación, configurada para contactar con una segunda placa terminal vertebral opuesta del cuerpo vertebral inferior; - acoplar dichas superficies de articulación de modo que la primera superficie de articulación sea operativa para trasladarse a lo largo de la porción convexa de la segunda superficie de articulación en una trayectoria en forma de arco a lo largo del primer eje, permitiendo de este modo múltiples centros de rotación entre dichos miembros y permitiendo el desplazamiento a lo largo del primer eje.

Finalmente, estos procedimientos pueden incluir además una etapa en la que se inserte la segunda superficie de articulación a lo largo de un abordamiento quirúrgico que no es colineal con el eje anteroposterior del paciente y, a continuación, acoplar dicha superficie con la primera superficie de articulación y, a continuación, hacer girar dicha segunda superficie de modo que dicha segunda superficie de perfil convexo sea colineal con el eje anteroposterior de la segunda placa terminal.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Las figs. 1A y 1B muestran una vista sagital de una unidad vertebral funcional y una vista axial de un cuerpo vertebral.

La fig. 2 muestra una vista lateral de un modelo de implante de disco intervertebral situado entre cuerpos vertebrales opuestos, no mostrándose los elementos posteriores.

Las figs. 3A-3C muestran vistas laterales de un implante de disco intervertebral insertado entre cuerpos vertebrales contiguos sometidos a flexión, extensión y traslación siguiendo un radio reducido como en el segmento C6/7.

Las figs. 4A-4C muestran vistas laterales de un implante de disco intervertebral insertado entre cuerpos vertebrales contiguos sometidos a flexión, extensión y traslación siguiendo un radio amplio como en el segmento C3/4.

Las figs. 5A-5C muestran vistas frontales de un implante de disco intervertebral insertado entre cuerpos vertebrales contiguos sometidos a flexión lateral.

Las figs. 6A-6C muestran vistas laterales de un implante de disco intervertebral en posición anómala entre cuerpos vertebrales contiguos sometidos a flexión, extensión y traslación siguiendo un radio reducido como en el segmento C6/7.

Las figs. 7A-7C muestran vistas laterales de un implante de disco intervertebral en posición anómala entre cuerpos vertebrales contiguos sometidos a flexión, extensión y traslación siguiendo un radio amplio como en el segmento C3/4.

Las figs. 8A-8C muestran vistas frontales de un implante de disco intervertebral en posición anómala entre cuerpos vertebrales contiguos sometidos a flexión lateral.

La fig. 9 muestra una vista, en perspectiva, de un miembro bajo o inferior del implante de disco intervertebral.

La fig. 10 muestra una vista superior del miembro inferior del implante de disco intervertebral según la fig. 9 y vistas en sección a lo largo de las líneas de corte A-A, B-B y C-C de la fig. 10.

La fig. 11 muestra una vista frontal del miembro inferior del implante de disco intervertebral de la fig. 9 e incluye una sección circular de referencia de un toro que incluye una sección de 60 grados para determinar la forma geométrica de la concavidad del saliente en forma de silla de montar.

Las figs. 12A-12C muestran una vista, en perspectiva, de la porción de un toro de la que se puede derivar la conformación de la superficie "en forma de silla de montar" del saliente en forma de silla de montar del miembro inferior del implante de disco intervertebral.

La fig. 13A muestra una vista en perspectiva de un miembro superior del miembro de disco intervertebral.

La fig. 13B muestra una vista frontal del miembro superior de la fig. 13A.

La fig. 13C muestra una vista en sección del miembro superior de la fig. 13A e incluye una sección de referencia de una esfera para determinar la forma geométrica del saliente convexo.

La fig. 14-17 muestra diversas modalidades de fijación del miembro superior y el miembro inferior del implante de disco intervertebral en vistas frontal, lateral, superior e inferior.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Los dispositivos de implante y los procedimientos divulgados en la presente memoria, dan a conocer prótesis de disco intervertebral/cervical mejoradas de dos partes para la sustitución total de discos cervicales que tienen dos centros de rotación independientes separados o "CDR" para flexión/extensión y flexión lateral/rotación y el CDR para flexión/extensión es er operativo para que sea ampliamente variable y, además, la amplitud de movimiento para la flexión lateral y la rotación acoplada apenas queda limitado por el ángulo de flexión/extensión después de la implantación.

Como se da a conocer en la presente memoria, las dos partes, elementos, o miembros de uno o varios aspectos de la invención pueden formar un acoplamiento, una articulación o un par de superficies de articulación, de deslizamiento o de apoyo operativas para sustituir un disco intervertebral dañado y/o elementos posteriores de una unidad vertebral funcional.

Una o varias realizaciones del implante de disco intervertebral descrito en la presente memoria proporcionan un movimiento dorsoventral (flexión/extensión) y un movimiento laterolateral (flexión lateral) y de rotación independiente uno del otro, sobre centros de rotación independientes con amplitudes que difieren en magnitud y siguen una curva cranealmente convexa con un radio variable para el movimiento dorsoventral (flexión/extensión), pero siguiendo una curva caudalmente convexa con un radio definido para el movimiento laterolateral (flexión lateral).

El movimiento dorsoventral (flexión/extensión) sobre el centro de rotación variable, que da como resultado una extensión variable de la traslación dorsoventral conjuntamente con la rotación dorsoventral (flexión/extensión), puede ser facilitado por la articulación del miembro craneal (superior) con el saliente convexo en el interior del saliente en forma de silla de montar del miembro caudal (inferior) de una manera que permite la rotación dorsoventral (flexión/extensión) del miembro craneal (superior) y/o la rodadura y/o el deslizamiento sobre la articulación convexa del miembro caudal (inferior).

El movimiento laterolateral independiente (flexión lateral) puede ser facilitado mediante la articulación del miembro craneal (superior) con el saliente convexo en el interior de la articulación convexo-cóncava "en forma de silla de montar" del paraboloide hiperbólico del miembro caudal (inferior) de una manera que permite la rotación laterolateral (flexión lateral) sobre un centro de rotación definido situado por encima de la articulación de los dos miembros, independientemente del ángulo de flexión/extensión momentáneo o de la amplitud de traslación dorsoventral momentánea.

La rotación transversal independiente (rotación) se facilita mediante la articulación del miembro craneal (superior) con el saliente convexo del interior del saliente en forma de silla de montar del miembro caudal (inferior) de una manera que el miembro craneal (superior) pueda girar siempre alrededor de un eje vertical ficticio independiente del ángulo de flexión/extensión momentáneo o de la amplitud de traslación dorsoventral momentánea o del ángulo de flexión lateral momentáneo, y el miembro craneal (superior) también pueda girar siempre alrededor de un eje ficticio que es perpendicular a la placa terminal del miembro craneal (superior) independiente del ángulo de flexión/extensión momentáneo o de la amplitud de traslación dorsoventral momentánea o del ángulo de flexión lateral momentáneo.

Los diferentes ángulos, curvas y amplitudes de movimiento, conjuntamente con la capacidad independiente para el movimiento laterolateral acoplado (flexión lateral) y la rotación de una prótesis de disco cervical de dos partes, según determinadas realizaciones de la intervención, imitan la cinemática natural de un disco intervertebral cervical.

Volviendo a las figuras, la fig. 2 muestra una realización de uno o varios aspectos de la invención en su posición implantada entre dos cuerpos vertebrales opuestos 1,4. El implante de disco intervertebral 20 se muestra desde una vista lateral o una perspectiva en plano sagital como dos miembros de una articulación emparejados deslizantes, en los que el miembro de arriba o superior 21 en su superficie superior tiene una parte de acoplamiento vertebral o placa base 22 y está adaptado para un montaje firme al cuerpo vertebral superior 1. Extendiéndose desde la placa base 22 se halla un saliente convexo 23 que tiene una curvatura preferentemente esféricamente convexa que define una superficie de apoyo. El miembro bajo o inferior 25 tiene en su superficie inferior una porción de acoplamiento vertebral o placa base 26 y está adaptado para un montaje firme al cuerpo vertebral inferior 4. La superficie superior opuesta de la placa base 26 tiene un saliente 27 en forma de silla de montar que es convexo en su extensión longitudinal anteroposterior a lo largo de un primer eje A1 con un diámetro aproximadamente doble (aunque son posibles otras proporciones) del diámetro del saliente preferentemente esféricamente convexo 23 del miembro superior 21, y que es cóncavo en su extensión lateral transversal a lo largo de un segundo eje A2 con aproximadamente el mismo diámetro (o dentro de 1 a 5 mm) como el saliente esféricamente convexo 23 del miembro superior 21. El miembro superior 21 también se muestra encajado y parcialmente oculto por la concavidad (a lo largo del eje anteroposterior o primer eje A1 en el plano frontal) que rodea el miembro inferior 25 como se representa mediante la línea de puntos 28.

Cualquiera de los miembros puede ser implantado a lo largo de la placa terminal superior o inferior del cuerpo vertebral respectivo y, por tanto, son intercambiables; las referencias realizadas en la presente memoria a términos tales como "superior", "inferior", "primero" y "segundo" deben ser interpretadas en consecuencia en todas las realizaciones descritas en la presente memoria. Además, aunque ambas superficies de apoyo han sido descritas en términos de círculos y esferas, otras convexidades y concavidades y otras formas que son menos simétricas, contienen una o varias superficies planas o tienen radios variables de curvatura, tales como una "D" alargada, poco profunda o inclinada, o contemplan concavidades curvilíneas en "reloj de arena" a lo largo de uno o ambos ejes. Aunque la mayoría de las extensiones de las superficies de apoyo emparejadas de las diversas realizaciones del implante de disco intervertebral incluyen placas base separadas y distintas para contactar con las placas terminales vertebrales opuestas, se pueden eliminar una o ambas placas base, y la superficie sin apoyo opuesta a los salientes puede contactar directamente con la placa terminal fijada al mismo o mantenida en su lugar mediante fricción o por otros medios.

Con el fin de comprender mejor cómo funcionan los diversos implantes de disco intervertebral descritos en la presente memoria, se presentarán una serie de figuras que muestran cómo cada miembro de las superficies de apoyo emparejadas en varias realizaciones implantadas se articula en relación con los otros miembros y cómo se conserva el movimiento fisiológico natural del segmento vertebral. La siguiente serie mostrará flexión, extensión y flexión lateral con y sin traslación. También se mostrarán implantaciones en las que el dispositivo está aparentemente "en posición anómala", pero será evidente que se conserva el movimiento fisiológico relativamente natural entre los segmentos. Finalmente, debido a la manera en que las superficies de apoyo están configuradas y acopladas, el dispositivo no limita ni restringe la rotación (cuando no está implantado, las superficies pueden girar de 360 grados); sin embargo, los elementos posteriores y los ligamentos controlan el grado cuando está implantado el dispositivo. La traslación medial lateral está limitada o incluso impedida (excepto por un juego mínimo entre las superficies), pero la traslación anteroposterior está limitada en su recorrido arqueado o curvilíneo o su trayectoria (perpendicular) a lo largo del eje anteroposterior. En algunas realizaciones, el miembro inferior incluye una superficie con una pestaña, un borde, un saliente o un tope que evita la traslación adicional en cualquiera de las dos porciones del saliente en forma de silla de montar. La superficie de tope puede estar situada en cualquier punto a lo largo de la superficie de apoyo, como los extremos terminales de la placa base o el área correspondiente al borde de la placa terminal. Se podrían elegir otras localizaciones para evitar la tendencia de los discos a deslizar (limitando la traslación anterior) o a reducir las fuerzas en las uniones facetarias (limitando la traslación posterior).

Las figs. 3A-3C representan un segmento vertebral con un implante de disco intervertebral 20 según un aspecto de la invención. En la secuencia, mostrada desde una vista sagital o lateral, el saliente convexo 23 del miembro superior 21 no se traslada (o mínimamente) a lo largo del eje anteroposterior del saliente en forma de silla de montar 27 del miembro inferior 25, lo que podría ser típico del movimiento vertebral que se encuentra en las vértebras cervicales C6/7 quizá debido al radio más pequeño. Las figs. 3A-3C muestran el segmento vertebral sometido a flexión, en posición neutral y en extensión, respectivamente.

Las figs. 4A-4C representan un segmento vertebral con un implante de disco intervertebral 20 según otro aspecto de la invención. En esta secuencia, el saliente convexo 23 del miembro superior 21 se traslada a lo largo del eje anteroposterior del saliente en forma de silla de montar 27 del miembro inferior 25, lo que podría ser típico del movimiento vertebral que se encuentra en las vértebras cervicales C3/4 quizá debido al mayor radio. Las figs. 4A-4C muestran el segmento vertebral sometido a flexión, en una posición neutral y en extensión, respectivamente. Como en la secuencia anterior, el CDR para todas las posiciones mostradas es diferente porque ha habido una rodadura o una traslación lineal de deslizamiento a lo largo del eje anteroposterior del saliente en forma de silla de montar 27 del miembro inferior 25 y el punto de contacto entre las dos superficies de apoyo ha cambiado. Además, en cada posición, las superficies de apoyo pueden girar libremente como en la secuencia anterior. Finalmente, las figs. 5A-5C muestran un implante de disco intervertebral 20 desde una vista frontal implantado en el interior de un segmento sometido a flexión lateral. En este caso, se puede observar que el CDR para la flexión lateral es independiente del de extensión, del neutral y del de flexión.

En la siguiente secuencia de figuras, un dispositivo similar al representado en las figs. 3, 4 y 5 es implantado en condiciones peores que las ideales como consecuencia de la propia cirugía o debido a una anatomía desfavorable o degenerada. Afortunadamente, las superficies de apoyo del implante emparejado proporcionarán una relación espacial y cinemática entre los dos cuerpos vertebrales 1,4 que permite el apoyo de la carga y el movimiento natural. En consecuencia, aunque aparentemente "en posición anómala", el implante de disco intervertebral 20 sigue imitando el movimiento fisiológico natural del segmento vertebral. Las figs. 6A-6C muestran un implante de disco intervertebral 20 implantado con un segmento tal que el acoplamiento de las superficies de apoyo crea unas condiciones lordóticas quizá debido a que el miembro superior 21 fue colocado demasiado posteriormente. Como se representa, esta secuencia no implica la traslación a lo largo del saliente en forma de silla de montar 27 del miembro inferior 25. Como se puede observar en la fig. 6B, la denominada posición neutral parece estar en ligera extensión y en la fig. 6C el segmento vertebral parece estar muy extendido, pero todavía funcional y soportando la carga. En las figs. 7A-7C, se representa el mismo implante de disco intervertebral 20 sometido a traslación en el mismo entorno implantado en una posición lordóticamente anómala. El implante de disco intervertebral 20 se muestra en flexión, neutral y en extensión, respectivamente. Finalmente, las figs. 8A-8C muestran el mismo implante de disco intervertebral 20 desde una vista frontal implantado en el interior de un segmento. La placa terminal vertebral 2 del cuerpo vertebral superior 1 está en posición anómala (no está paralela e inclinada hacia la izquierda). Sin embargo, tal como se puede observar en la secuencia en flexión derecha, neutral y en flexión izquierda, se conserva el movimiento fisiológico relativo del segmento.

En una realización, un implante de disco intervertebral 20 según uno o varios aspectos de la invención que está adaptado especialmente para su utilización en la columna cervical incluye un miembro superior 21 y un miembro inferior 25. Cada miembro puede incluir una placa base 22, 26 con un saliente 23, 27 en una primera superficie superior y una segunda superficie inferior opuesta que está adaptada para su colocación contra una placa terminal 2 del cuerpo vertebral 1, 4. De forma alternativa, la placa base 22, 26 puede ser formada simplemente como el lado opuesto de la superficie de apoyo del saliente 23, 27. Cada saliente 23, 27 o superficie de apoyo de los miembros emparejados 21,25 que comprende el implante de disco intervertebral 20 coopera con la superficie de apoyo opuesta cuando ambos miembros 21,25 están implantados entre los cuerpos vertebrales opuestos 1,4. El saliente en forma de silla de montar 27 del miembro inferior 25 está, en general, conformado para formar una estructura del tipo de silla de montar que define un área superficial convexa-cóncava. Una realización de este tipo está representada en las figs. 9 y 10 e incluye una placa base 26 y un saliente en forma de silla de montar 27 que tiene una superficie del tipo de silla de montar 30. El área de la superficie 30 es convexa en el plano sagital a lo largo del eje A1 con un diámetro D1 de aproximadamente 12 mm (más o menos 5 mm según los diferentes tamaños del implante) y representa un sector de 45 grados (o entre 20 y 60 grados) de un círculo C1 en el plano sagital con su "centro" por debajo. El área de la superficie 30 es cóncava en la sección frontal a lo largo del eje A2 con un diámetro D2 de aproximadamente 6 mm (más o menos 5 mm según los diferentes tamaños del implante) y representa un sector de 60 grados (o entre 40 y 80 grados) de un círculo en el plano frontal con su "centro" por encima. El área de la superficie 30 resulta de una rotación de 60 grados del sector del círculo del plano sagital convexo de 45 grados en el plano frontal con un radio de aproximadamente 6 mm (más o menos 5 mm según los diferentes tamaños del implante) y su centro de rotación aproximadamente 6 mm (más o menos 5 mm según los diferentes tamaños del implante) por encima de la sección sagital media. La superficie 30 se puede caracterizar además por proporcionar una rotación de 45 grados del sector del círculo del plano frontal cóncavo de 60 grados en el plano sagital con un radio de aproximadamente 12 mm (más o menos 5 mm según los diferentes tamaños del implante) y su centro de rotación aproximadamente 12 mm (más o menos 5 mm según los diferentes tamaños del implante) por debajo de la sección frontal media, creando de este modo una superficie del tipo de silla de montar 30 con una convexidad en el plano sagital que es más baja en el plano sagital medio, y una concavidad en el plano frontal que es máxima en el plano frontal medio y está cerrada mediante un margen definido por un plano semayt transversal que corta el sector del círculo del plano sagital convexo de 45 grados.

Las figs. 11 y 12A-12C muestran algunas de las conformaciones geométricas de referencia para definir la superficie cóncava y convexa del saliente en forma de silla de montar 27 del miembro inferior 25 que incluye un círculo, un toro y una silla de montar.

El saliente convexo 23 del miembro superior 21 está, en general, conformado para formar un área superficial convexa, preferentemente esférica. Una realización de este tipo está representada en las figs. 13A y 13B e incluye una placa base 22 y un saliente convexo 23 que tiene una superficie de tipo convexo. El área de la superficie es convexa tanto en el plano sagital como en el frontal con un diámetro D2 de aproximadamente 6 mm (más o menos 5 mm según los diferentes tamaños del implante) y representa un sector de 90 grados de una esfera, aunque otros sectores entre 70 y 110 grados son posibles. La superficie es, en general, congruente con el área superficial del miembro inferior 25 y su forma puede caracterizarse como la que está encerrada por un margen definido por un plano semayt transversal que corta el sector de la bola de 90 grados. Esta bola de referencia C2 está representada en la fig. 13C.

En la orientación del implante en la que el miembro superior 21 y el miembro inferior 25 están acoplados de tal modo que las extensiones opuestas encajan o contactan una con otra de otro modo serán evidentes varias ventajas. El diseño plano de los márgenes o la periferia de las placas base opuestas, 22, 26 y la altura del saliente convexo 23 del miembro superior 21 permiten un movimiento sin limitaciones dentro de la amplitud fisiológica de movimiento de los segmentos de movimiento cervical para flexión/extensión, flexión lateral y rotación sin contacto de los bordes. Además, el saliente en forma de silla de montar 27 del miembro inferior 25 junto con el saliente convexo 23 del miembro superior 21 permiten el deslizamiento anteroposterior del miembro superior 21 sobre el miembro inferior 25 por la convexidad del miembro inferior 25. El diseño facilita además la rotación anteroposterior del miembro superior 21 sobre el miembro inferior 25 y el rodamiento anteroposterior del miembro superior 21 sobre el miembro inferior 25. Además, se facilita la flexión lateral (rotación lateral) del miembro superior 21 sobre el miembro inferior 25 con el centro de rotación de encima. Asimismo, el diseño permite además la rotación transversal del miembro superior 21 sobre el miembro inferior 25, por tanto, el movimiento acoplado para la flexión lateral (rotación lateral) y la rotación transversal sobre un eje de rotación sagital oblicuo fisiológico independiente de la extensión momentánea de la flexión/extensión y, por lo tanto, una flexión/extensión con un centro fisiológico de rotación ampliamente variable independiente de la extensión momentánea de la flexión lateral y/o de la rotación.

Con respecto al material del implante de disco intervertebral 20, según la intervención, los miembros 21, 25 son fabricados preferentemente a partir de materiales bien conocidos en las técnicas de implantación como titanio, aleaciones de titanio, aleaciones de cobalto-cromo, aleaciones de tántalo, compuestos de fibra de carbono, PEEK, cerámica, polietileno o una combinación de cualquiera de los anteriores, por ejemplo. Las superficies de articulación están preferentemente pulidas con un alto brillo para minimizar la abrasión siguiendo el principio de la baja fricción. Además, se pretende cubrir la parte exterior de las dos placas terminales 2, por ejemplo, con titanio poroso o materiales similares o materiales bioactivos para favorecer el crecimiento óseo hacia el interior en la interfase hueso-prótesis.

En otro diseño preferente, según la intervención, también se pretende incluir polietileno u otros plásticos adecuados como capa de absorción de choques, al menos, en una porción de uno de los miembros 21, 25 a lo largo de la placa base 22, 26 o el saliente 23, 27.

En un diseño beneficioso, según la invención, el borde del miembro inferior 25 tiene un diseño trapezoidal próximo a la anatomía natural de la placa terminal superior de un cuerpo vertebral cervical, siendo el lado más largo del trapezoide anteriormente y ligeramente curvado, y el lado corto del trapezoide posteriormente y recto. En este diseño, el lado exterior de esta placa terminal trapezoidal, que está frente a la placa terminal superior del cuerpo vertebral caudal en el respectivo espacio discal, tiene medios para una fijación firme en el interior de la placa terminal del cuerpo vertebral, como 1 o 2 quillas, por ejemplo, o picos o una combinación de cualquier dispositivo adecuado para la fijación de una prótesis de disco en la placa terminal de un cuerpo vertebral.

En un diseño beneficioso, según un aspecto de la invención, el borde del miembro superior 21 tiene un diseño en forma de cúpula esférica ligeramente curvada próximo a la anatomía natural de la placa terminal inferior de un cuerpo vertebral cervical. En este diseño, el lado exterior de esta placa terminal en forma de cúpula, que está frente a la placa terminal inferior del cuerpo vertebral craneal en el espacio discal respectivo, tiene medios para una fijación firme en el interior de la placa terminal del cuerpo vertebral, como uno o más anclajes 24 o quillas como se muestra en la fig. 14, que pueden ser similares a una pala o estar formados a partir de una fila de pinchos, la totalidad o una porción de un reborde o pestaña circular, como se muestra en la fig. 15, o diversos modelos de pinchos o una combinación de cualesquiera dispositivos adecuados, tales como adhesivos, para la fijación de un implante de disco intervertebral 20 en una placa terminal 2 de un cuerpo vertebral 1, 4.

En otro diseño, ambas placas terminales tienen un diseño trapezoidal tal como se ha descrito anteriormente, ambas con dispositivos adecuados o anclajes 24 para su fijación en la placa terminal contigua 2 del cuerpo vertebral 1,4.

En otro diseño, ambas placas terminales tienen un diseño en forma de cúpula esférica ligeramente curvada como se ha descrito anteriormente, ambas con dispositivos adecuados para su fijación en las placas terminales vertebrales de los cuerpos vertebrales contiguos.

En un diseño beneficioso, la parte exterior del borde de la placa terminal del miembro superior 21, que está frente a la placa terminal inferior 2 del cuerpo vertebral 1 craneal en el espacio discal respectivo, está, independientemente de su conformación, ya sea trapezoidal o en forma de cúpula u otra, ligeramente desviada con respecto a la superficie interior del borde de este miembro deslizante, de manera que se crea un ángulo lordótico de las superficies exteriores de las placas terminales opuestas entre sí de aproximadamente 7 grados (o entre 5 y 15 grados) cuando las superficies internas de los bordes de los dos miembros deslizantes son paralelas y el implante está en posición neutral.

En otro diseño, la parte exterior del borde de la placa terminal del miembro superior 21, que está frente a la placa terminal inferior 2 del cuerpo vertebral 1 craneal en el espacio discal respectivo, no está desviada, independientemente de su conformación, ya sea trapezoidal o en forma de cúpula u otra, no está desviada, por lo tanto, las superficies exteriores de las placas terminales son paralelas entre sí cuando las superficies internas de los bordes de los dos miembros deslizantes son paralelas y el implante está en posición neutral.

Determinadas realizaciones preferentes adaptadas especialmente para un implante de disco intervertebral cervical pueden incluir las siguientes consideraciones dimensionales para un miembro de placa o un miembro de articulación, una anchura máxima (extensión lateral en una sección frontal) de 13 a 21 mm, incluyendo aproximadamente 13 mm, aproximadamente 15 mm, aproximadamente 17 mm, aproximadamente 19 mm, o aproximadamente 21 mm, una profundidad máxima (extensión dorsoventral en una sección sagital) de 12 a 18 mm, incluyendo aproximadamente 12 mm, aproximadamente 14 mm, aproximadamente 16 mm o aproximadamente 18 mm, y una altura máxima de 5 a 13 mm, incluyendo aproximadamente 5 mm, aproximadamente 7 mm, aproximadamente 9 mm, aproximadamente 11 mm o aproximadamente 13 mm.

En un procedimiento de ejecución (no reivindicado), se prepara el emplazamiento entre los cuerpos vertebrales seleccionados y se retira al menos una porción del implante de disco intervertebral. Los cuerpos vertebrales pueden ser apartados con instrumentos o situando la sección del cuello o de la columna del paciente a lo largo de una superficie convexa. Si el ángulo del abordamiento quirúrgico no es directamente anterior o posterior sino más bien anterolateral o posterolateral, o lateral, entonces el miembro inferior con el saliente convexo/cóncavo puede ser colocado con la porción cóncava orientada perpendicularmente al eje de la trayectoria de implantación (o abordamiento quirúrgico). Después de acoplar el miembro superior con el saliente convexo, se le puede hacer girar, a continuación, de modo que la superficie cóncava del miembro superior esté orientada centrada a lo largo de la placa terminal y perpendicular al eje longitudinal anteroposterior y que la porción convexa sea perpendicular al eje lateral transversal. Por tanto, cualquiera de los miembros puede ser insertado primero, pero el miembro inferior que tiene el saliente o extensión convexo/cóncava debe ser insertado siguiendo una trayectoria precisa para permitir el acoplamiento adecuado de las superficies de apoyo antes de que la superficie inferior pueda ser girada a la posición apropiada a lo largo del eje anteroposterior. Después de esto, cada placa base puede ser fijada a la placa terminal correspondiente. De este modo, se facilita la traslación a lo largo del eje postero/lateral pero restringida o limitada a lo largo del eje lateral transversal, pero como se describe anteriormente respecto a la rotación, se conservan las características de flexión, extensión y flexión lateral. Si bien se han descrito diversas realizaciones de la invención haciendo referencia a realizaciones preferentes y a modos de ejemplo, los expertos en la técnica comprenderán que una diversidad de modificaciones, adiciones y supresiones están dentro del alcance de la invención, tal como se define en las siguientes reivindicaciones

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Implante de disco intervertebral (20) para ser implantado entre dos cuerpos vertebrales opuestos (1, 4) que comprende:

un miembro superior (21) con una primera y una segunda superficies opuestas, cuya primera superficie está adaptada para la fijación a una placa terminal vertebral (2) de un cuerpo vertebral (1), y cuya segunda superficie comprende un saliente convexo (23) que se extiende desde la segunda superficie; y

un miembro inferior (25) con una primera y una segunda superficies opuestas, cuya primera superficie está adaptada para la fijación a una placa terminal vertebral (2) del cuerpo vertebral opuesto (4); y en el que la segunda superficie del miembro inferior (25) comprende un saliente en forma de silla de montar (27) que tiene un perfil convexo a lo largo de un primer eje (A1) en el plano sagital y un perfil cóncavo a lo largo de un segundo eje (A2) en el plano transversal; y en el que

el saliente convexo (23) del miembro superior (21) y el saliente en forma de silla de montar (27) del miembro inferior (23) están adaptados para que se ajusten entre sí de forma compatible y faciliten la rotación, el pivotamiento y la traslación a lo largo del plano sagital de los dos cuerpos vertebrales opuestos (1,4) cuando es implantado entre ellos, caracterizado por que el saliente convexo (23) del miembro superior (21) comprende una superficie de tipo convexo tanto en el plano sagital como en el transversal.

2. Implante de disco intervertebral (20) según la reivindicación 1, caracterizado por que el saliente convexo (23) que se extiende desde la segunda superficie del miembro superior (21) está definido por un plano secante de 70-110 grados de una esfera que tiene un diámetro de entre 2 y 10 mm.

3. Implante de disco intervertebral (20) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el saliente en forma de silla de montar (27) que se extiende desde la segunda superficie del miembro inferior (25) comprende un sector de un primer círculo (C1) de entre 40-50 grados y con un diámetro (D1) del primer círculo (C1) de entre 6 y 18 mm de longitud, y en el que el saliente en forma de silla de montar (27) en el plano transversal comprende una superficie cóncava definida por un sector de un segundo círculo (C2) de entre 55-65 grados y con un diámetro (D2) del segundo círculo (C2) de entre 4 y 10 mm.

4. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el miembro superior (21) tiene una placa base (22) con una primera y una segunda superficies opuestas, cuya primera superficie está adaptada para la fijación a una placa terminal vertebral (2) de un cuerpo vertebral (1), y cuya segunda superficie comprende el saliente convexo (23) que se extiende desde la segunda superficie; y el miembro inferior (25) tiene una placa base (26) con una primera y una segunda superficies opuestas, cuya primera superficie está adaptada para la fijación a una placa terminal vertebral (2) del cuerpo vertebral opuesto (1), y cuya segunda superficie comprende el saliente en forma de silla de montar (27) que se extiende desde la segunda superficie.

5. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el saliente convexo (23) del miembro superior (21) se traslada a lo largo de la porción cóncava del saliente en forma de silla de montar (27) del miembro inferior (23) en una trayectoria en forma de arco a lo largo del primer eje (A1), permitiendo de este modo múltiples centros de rotación (CDR) entre el miembro superior (21) y el miembro inferior (25).

6. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el segundo eje (A2) del perfil cóncavo del saliente en forma de silla de montar es perpendicular al primer eje (A1) del perfil convexo del saliente en forma de silla de montar (27) del miembro inferior (23), permitiendo de este modo múltiples centros de rotación (CDR) entre el miembro superior (21) y el miembro inferior (25) y permitiendo el desplazamiento a lo largo del primer eje (A1).

7. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el saliente convexo (23) del miembro superior (21) es convexo a lo largo de más de un eje.

8. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el saliente convexo (23) del miembro superior (21) es convexo en tres dimensiones.

9. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el saliente convexo (23) del miembro superior (21) es convexo pero asimétrico alrededor de dos uno o varios ejes.

10. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el miembro superior (21) y el miembro inferior (25) comprenden además un anclaje para anclar una placa terminal vertebral (2) a los cuerpos vertebrales (1,4).

11. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que la rotación entre el saliente convexo (23) del miembro superior (21) y el saliente en forma de silla de montar (27) del miembro inferior (25) está ilimitada.

12. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que la traslación entre el saliente convexo (23) del miembro superior (21) y el saliente en forma de silla de montar (27) del miembro inferior (25) a lo largo del primer eje (A1) es curvilínea.

13. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la traslación entre el saliente convexo (23) del miembro superior (21) y el saliente en forma de silla de montar (27) del miembro inferior (25) a lo largo del segundo eje (A2) es limitada.

14. Implante de disco intervertebral (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que se impide la traslación entre el saliente convexo (23) del miembro superior (21) y el saliente en forma de silla de montar (27) del miembro inferior (25) a lo largo del segundo eje (A2).