ES2946065T3

ES2946065T3 - Métodos de formación de implantes con superficies porosas usando unión por calor e implante ortopédico correspondiente

Info

Publication number: ES2946065T3
Application number: ES20170013T
Authority: ES
Inventors: Gregory C Stalcup; Joseph W Jurick
Original assignee: Smed TA TD LLC
Current assignee: Smed TA TD LLC
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2023-07-12
Anticipated expiration: 2040-04-17
Also published as: JP2020175198A; EP3725270B1; US20200330231A1; US20200330232A1; CA3079108A1; EP3725270A1

Abstract

Un método para formar un implante ortopédico incluye: unir por calor un material poroso a una superficie de un inserto para formar un inserto adherido; colocar una parte descubierta del inserto unido en una abertura formada en un material del cuerpo de un implante; y unir por calor la parte desnuda al material para unir el inserto unido al cuerpo del implante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Métodos de formación de implantes con superficies porosas usando unión por calor e implante ortopédico correspondiente

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a métodos para formar implantes con superficies porosas y, más en particular, a métodos para formar implantes usando unión por calor.

2. Descripción de la técnica relacionada

Los implantes ortopédicos a menudo incorporan uno o más materiales porosos que se configuran para permitir la infiltración y proliferación celular en los mismos. Estos materiales porosos se pueden acoplar a un material no poroso del implante. Los materiales porosos, generalmente, tienen menos resistencia que sus contrapartes no porosas y pueden ser difíciles de dar forma, lo que incrementa los costos de producción. La solicitud de patente de los Estados Unidos US 2018/0296349 A1 se refiere a un implante ortopédico con material poroso unido, en donde el material poroso se puede unir a un cuerpo principal usando un material de unión. El material de unión se funde en aberturas formadas en el cuerpo principal y poros del material poroso. La solicitud de patente de los Estados Unidos US 2013/0211541 A1 también se refiere a materiales de implante porosos y métodos relacionados. Estos métodos describen la unión de láminas/capas conjuntamente, en donde los materiales comprenden una población de constituyentes termoplásticos dispuestos aleatoriamente que se unen entre sí. La solicitud de patente de los Estados Unidos US 2010/0042218 A1 describe un implante ortopédico que incluye un primer miembro que comprende un material sustancialmente no poroso, y un segundo miembro acoplado al primer miembro. El segundo miembro se forma a partir de un material sustancialmente poroso con poros de interconexión. La patente de los Estados Unidos US 8.821.582 B1 se refiere a un implante de cadera con un cuerpo poroso. Aquí, el extremo de una porción de cuello se coloca en un rebaje en la bola femoral para formar un ajuste de fricción. La solicitud de patente internacional Núm. El documento WO 2012/0065068 y la solicitud de patente de los Estados Unidos US 2007/0129809 A1 describen además implantes ortopédicos que incluyen una interfaz ósea porosa, no metálica, que se fijará mediante un ajuste por fricción.

Lo que se necesita en la técnica es una manera para formar implantes ortopédicos de una manera menos costosa que las formas conocidas.

Breve descripción de la invención

La invención se define en la reivindicación 1 y en la reivindicación 10. Los aspectos adicionales y las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones adjuntas. Los aspectos, realizaciones y ejemplos de la presente divulgación que no se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas no forman parte de la invención y se proporcionan meramente con fines ilustrativos.

Breve descripción de los dibujos

Las características y ventajas mencionadas anteriormente y otras características y ventajas de esta invención, y la manera de alcanzarlas, se harán más evidentes y la invención se entenderá mejor con referencia a la siguiente descripción de realizaciones de la invención tomadas junto con las figuras anexas, en donde:

La figura 1 es una vista superior de una realización de ejemplo de un implante ortopédico que incluye insertos unidos por calor unidos a un cuerpo de implante, proporcionado de acuerdo con la presente invención;

La figura 2 es una vista en sección transversal del implante ortopédico de la figura 1 tomada a lo largo de la línea 2-2; La figura 3 es una vista en sección transversal de otra realización de ejemplo de un implante ortopédico que incluye un inserto unido por calor unido a un cuerpo de implante con una abertura que es relativamente grande, proporcionada de acuerdo con la presente invención;

La figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de ejemplo de un método para formar un implante ortopédico proporcionado de acuerdo con la presente invención;

La figura 5 es una vista en sección transversal de una realización de ejemplo de un montaje de inserto unido para producir un par de insertos unidos, proporcionado de acuerdo con la presente invención;

La figura 6 es una vista en sección transversal de una realización de ejemplo de un inserto unido que incluye una superficie cónica, proporcionada de acuerdo con la presente invención;

La figura 7 es una vista en sección transversal parcialmente en despiece de una realización de ejemplo de un implante ortopédico que incluye un inserto unido que tiene un resalto, proporcionado de acuerdo con la presente invención; La figura 8 es una vista en sección transversal de una realización de ejemplo de un implante ortopédico que incluye un inserto unido con un material de crecimiento interno poroso que tiene una superficie externa compleja;

La figura 9 es una vista en sección transversal de otra realización de ejemplo de un implante ortopédico que incluye un inserto unido con un material de crecimiento interno poroso que tiene una superficie externa compleja;

La figura 10 es una vista en sección transversal de otra realización de ejemplo de un implante ortopédico que incluye un inserto unido con un material de crecimiento interno poroso que tiene una superficie externa compleja;

La figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra otra realización de ejemplo de un método para formar un implante ortopédico con un material de crecimiento interno poroso que tiene una superficie compleja, proporcionado de acuerdo con la presente invención;

La figura 12 es una vista de despiece de una realización de ejemplo de un implante ortopédico que incluye un cuerpo de implante y una parte de acoplamiento unida al cuerpo de implante, proporcionada de acuerdo con la presente invención; La figura 13 es una vista en perspectiva del cuerpo de implante de la figura 12 con una pluralidad de paredes que definen una abertura;

La figura 14 es una vista en perspectiva en primer plano del cuerpo de implante de las figuras 12-13;

La figura 15 es una vista en perspectiva de otra realización de ejemplo de un implante ortopédico que incluye un cuerpo de implante y una parte de acoplamiento antes de la unión de la parte de acoplamiento al cuerpo de implante, proporcionado de acuerdo con la presente invención;

La figura 16A es una vista en perspectiva del cuerpo de implante de la figura 15;

La figura 16B es otra vista en perspectiva del cuerpo de implante de las figuras 15 y 16A;

La figura 17 es una vista en sección transversal de otra realización de ejemplo de un implante ortopédico que incluye un cuerpo de implante y una parte de acoplamiento antes de la unión de la parte de acoplamiento al cuerpo de implante, proporcionado de acuerdo con la presente invención;

La figura 18 es otra vista en sección transversal del implante ortopédico de la figura 17;

La figura 19 es una vista en sección transversal del implante ortopédico de las figuras 17-18 después de unir la parte de acoplamiento al cuerpo de implante; y

La figura 20 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de ejemplo de un método para formar un implante ortopédico que incluye un cuerpo de implante y una parte de acoplamiento unida al cuerpo de implante, proporcionado de acuerdo con la presente invención.

Los caracteres de referencia correspondientes indican las partes correspondientes a lo largo de las diversas vistas. Las ejemplificaciones expuestas en la presente ilustran realizaciones de la invención y estas ejemplificaciones no se van a interpretar como que limitan el alcance de la invención de ninguna manera.

Descripción detallada de la invención

Con referencia ahora a las figuras, y más particularmente a la figura 1, se ilustra una realización de ejemplo de un implante ortopédico 100 formado de acuerdo con la presente divulgación. El implante 100 puede tomar la forma de un implante tibial, un implante femoral, un implante acetabular, un implante glenoideo, un implante dental o cualquier otro tipo de implante médico o veterinario. El implante ortopédico 100 incluye una base 101, que también se puede referir como un "cuerpo de implante", con una pluralidad de insertos 110 unidos a la base 101. Cada uno de los insertos 110 puede ser, por ejemplo, una espiga con una superficie expuesta 111 que está al menos parcialmente cubierta con material de crecimiento interno poroso 112 y dimensionada y conformada para inserción en una abertura formada en un hueso u otro tejido. En algunas realizaciones, los insertos 110 consisten en uno o más materiales porosos de crecimiento interno sin un sustrato subyacente. Los insertos 110 pueden comprender, por ejemplo, un metal tal como titanio, acero inoxidable o cobalto cromo o un polímero tal como poliéter éter cetona. El material poroso de crecimiento interno 112 puede ser, por ejemplo, un metal poroso o material polimérico con geometría de poro que se selecciona para fomentar el crecimiento interno de tejido en el material de crecimiento interno. Materiales de crecimiento interno porosos de ejemplo que se pueden utilizar incluyen materiales vendidos con el nombre comercial OSTEOSYNC ® por SITES MEDICAL ® de Columbia City, Indiana. Cada uno de los insertos 110 se puede unir a una superficie inferior de la base 101, que también puede estar cubierta al menos parcialmente por material de crecimiento interno poroso para fomentar la fijación del implante.

Con referencia ahora a la figura 2, también se ilustra una sección transversal a través del implante 100 y algunos de los insertos 110 unidos. Los insertos 110 pueden incluir cada uno una porción desnuda 113 colocada dentro de una abertura respectiva 102 formada en material de la base 101 y una porción unida 114 que se une al material de crecimiento interno poroso 112. Como se usa en la presente, la porción 113 está "desnuda" en el sentido de que no incluye el material de crecimiento interno poroso 112, pero aún puede incluir, por ejemplo, un revestimiento superficial para resistir la corrosión del material. La porción desnuda 113 de los insertos 110 puede incluir una brida 115 que se extiende perpendicularmente alejándose de un eje longitudinal LA del inserto 110 y define la porción más ancha del inserto 110. El eje longitudinal LA se puede extender a través de la porción unida 114 del inserto 110, que incluye la superficie 111 que se une al material de crecimiento interno poroso 112. En algunas realizaciones, la brida 115 también está cubierta al menos parcialmente por material poroso de crecimiento interno y/o incluye roscas 116 que se pueden enroscar en roscas correspondientes de la abertura 102 para formar un enclavamiento mecánico antes de la unión por calor.

Como se puede ver en la figura 2, la abertura 102 formada en el material puede definir un ancho de abertura OW que es menor que un ancho FW de la brida 115 para evitar una fácil extracción de la brida 115 de la abertura 102 una vez que la brida 115 se coloca en la misma. La abertura 102 también puede estar definida por una pluralidad de paredes 104 que se extienden perpendicularmente desde una superficie inferior 105, que define la parte inferior cerrada de la abertura 102, es decir, en algunas realizaciones, la abertura 102 no está completamente formada a través de la base/cuerpo de implante 101. Como se puede apreciar a partir de la realización de ejemplo de un implante ortopédico 300 ilustrado en la figura 3, un cuerpo de implante 301 también se puede proporcionar con una abertura 302 que define un ancho de abertura OW2 que es el mismo, o ligeramente mayor como se ilustra, que el ancho FW de la brida 115. Cuando la brida 115 se coloca en la abertura 102, 302, el material de crecimiento interno poroso se puede apoyar contra las paredes 103, 303 de la abertura 102, 302 y/o apoyar contra una superficie del material en la que se forma la abertura 102, 302 de modo que el material de crecimiento interno poroso 112 cubra sustancialmente la abertura 102.

Para formar el implante 100, 300 ilustrado en las figuras 1-3, se proporciona e ilustra una realización de ejemplo de un método 400 para formar un implante en la figura 4. El método 400 incluye la unión térmica 401 de un material poroso, tal como el material de crecimiento interno poroso 112 descrito anteriormente, a una superficie 111 de un inserto para formar un inserto unido 110. Como se usa en la presente, "unión por calor" se refiere a un proceso de unión que utiliza temperaturas por encima de la temperatura ambiente para unir dos elementos entre sí sin licuefacción significativa del material de cualquiera de los elementos. Técnicas de unión por calor de ejemplo incluyen, pero no se limitan a, unión por difusión, que utiliza temperaturas relativamente bajas y altas presiones, y sinterización, que utiliza temperaturas relativamente altas y bajas presiones. Otra técnica de unión por calor que se puede utilizar incluye cubrir uno o ambos de los elementos que se van a unir con un tercer material, tal como poliéter éter cetona, que se funde para unir los elementos entre sí. Se conocen muchos tipos diferentes de otras técnicas de unión por calor, dependiendo del material o materiales de los elementos que se unen entre sí, por lo que se omite una descripción adicional por brevedad.

El inserto unido 110 puede tener una porción desnuda 114, tal como una brida 115, que se coloca 402 en una abertura 102, 302 formada en un material, tal como material de la base/cuerpo de implante 101, 301 del implante 100. Como se describió anteriormente, la porción desnuda 114 no se une al material poroso 112. La porción desnuda 114 se une por calor 403 al material para unir el inserto unido 110 al material, lo que puede dar como resultado que el implante 100, 300 se forme con los insertos unidos 110. Alternativamente, la porción desnuda 114 del inserto unido 110 se puede cubrir de material poroso y unir por calor al material para unir el inserto unido 110 al material.

La formación del implante 100, 300 de acuerdo con el método 400 descrito anteriormente puede dar como resultado varias eficiencias. En técnicas conocidas, insertos, tal como postes, se forman generalmente en el implante durante la fundición o, alternativamente, mecanizando los postes directamente en un implante forjado, fraguado o fundido. Una vez que se forman los postes, el material de crecimiento interno poroso se une a los postes, lo que requiere sujetar el material a los postes e implante durante la unión. Este proceso es difícil y lleva mucho tiempo debido a las dimensiones relativamente pequeñas de los postes, así como a la dificultad de sujetar y sostener adecuadamente el material poroso a los postes sin causar daños o rechazo de la pieza.

El método 400 descrito en la presente, por otro lado, produce insertos 110 unidos que se unen por calor al material del implante 100, 300. Los insertos unidos 110 se pueden formar en lotes relativamente grandes colocando varios insertos no unidos con material de crecimiento interno poroso sujeto en un horno para unión por difusión. Después de que los insertos no unidos y el material de crecimiento interno 112 poroso se hayan "cocinado" en un tiempo y temperatura suficientes para lograr la unión por calor, los insertos unidos 110 formados se pueden retirar del horno. Los insertos unidos 110 están entonces listos para unirse a una base/cuerpo de implante 101, 301 mediante unión por calor. Por lo tanto, un gran número de insertos unidos ya hechos 110 se pueden almacenar en el sitio para formar implantes 100, 300 con, por ejemplo, múltiples espigas cuando sea necesario. Se ha encontrado que la unión por calor entre el inserto unido 110 y el material del implante 100, 300 es al menos lo suficientemente fuerte como para exceder el requisito de resistencia característica para muchos implantes mediales. Además, en algunas realizaciones, se puede unir un poste desnudo a la base/cuerpo de implante 101,301 antes de aplicar material poroso al poste desnudo mediante, por ejemplo, pulverización de plasma u otros métodos para proporcionar postes con material poroso en componentes de implante que no se fabrican fácilmente con componentes porosos. Por lo tanto, los implantes formados de acuerdo con la presente divulgación se pueden producir significativamente más rápido que usando técnicas conocidas sin afectar los requisitos de resistencia o durabilidad para una amplia variedad de implantes médicos.

El método 400 también permite la formación rápida de diferentes diseños de implantes. Se conocen muchos implantes con diferentes números de clavijas y ubicaciones de espiga. Al utilizar el método 400 divulgado en la presente, se pueden formar diferentes estilos de implante con diferentes números de espigas y ubicaciones de espiga con los insertos unidos ya hechos 110 al formar 404 un patrón de abertura deseado en material de una base/cuerpo 101, 301 de implante para formar al menos la abertura 102, 302, colocando 402 las porciones desnudas 114 de los insertos unidos 110 en las aberturas 102, 302 formadas, y uniendo por calor 403 las porciones desnudas 114 al material para unir los insertos unidos 110 al material y formar el implante. Las piezas en bruto de implante, que tienen la forma general del implante final pero no las aberturas, se pueden almacenar en el sitio. El implante se puede formar entonces al formar 404 una o más aberturas en las ubicaciones deseadas en una pieza en bruto de implante antes de colocar las porciones desnudas 114 de los insertos unidos 110 en las aberturas 102, 302 y la unión por calor 403. Por lo tanto, se debe apreciar que el método 400 proporcionado de acuerdo con la presente divulgación se puede adaptar fácilmente para formar muchos tipos diferentes de implantes utilizando insertos unidos y piezas en bruto de implante ya hechas.

Ahora, en algunas realizaciones, y con referencia a la figura 5, el inserto unido 110 se forma a partir de un montaje de inserto unido 500. El conjunto de inserto unido 500 puede incluir un par de extremos con bridas 501A, 501B, que representan porciones desnudas, y material de crecimiento interno poroso 502 unido a una superficie 503 entre los extremos con bridas 501A, 501B. El material poroso de crecimiento interno 502 se une por calor a la superficie 503 del montaje de inserto unido 500. Después de la unión por calor, el montaje de inserto unido 500 se puede separar en una línea de escisión L para formar dos insertos unidos individuales, cada uno de los cuales incluye uno de los extremos con bridas 501A, 501B respectivos. Por lo tanto, se debe apreciar que los insertos unidos 110 proporcionados de acuerdo con la presente divulgación se pueden fabricar rápidamente para disminuir aún más la cantidad de tiempo necesario para producir un implante de acuerdo con la presente divulgación.

Ahora, en algunas realizaciones, y con referencia a la figura 6, una porción desnuda 611 de un inserto unido 610 se estrecha total o parcialmente y tiene un espesor variable T a lo largo de un ancho W de la porción desnuda 611. Esta forma puede ayudar a unir por calor el inserto 610 a, por ejemplo, una superficie que no es plana, lo que es relativamente difícil de hacer usando métodos conocidos previamente. Por lo tanto, la presente divulgación también proporciona formas de formar implantes que tienen diferentes formas de una manera que es menos difícil, y por lo tanto menos costosa, que los métodos conocidos.

Con referencia ahora a la figura 7, se ilustra una realización de ejemplo de otro inserto unido 710 que se puede usar para formar un implante. Como se puede ver, el inserto unido 710 no tiene un extremo con brida, como los insertos unidos 110 descritos anteriormente, sino que tiene un resalto 711 entre una porción 712 del inserto 710 unido a un material de crecimiento interno poroso 713 y una porción desnuda 714 del inserto 710 que se coloca en una abertura 721 de material 722 de un cuerpo de implante 720. Se debe apreciar que el cuerpo de implante ilustrado 720 es solo de ejemplo, y el inserto unido 710 se puede usar para formar una variedad de implantes ortopédicos diferentes y/o componentes de implantes ortopédicos, que incluyen pero no se limitan a un componente femoral de implante de rodilla total, un componente tibial de implante de rodilla total, un componente de implante de rodilla parcial, un implante glenoideo, etc. El resalto 711 se puede formar, por ejemplo, en la interfaz entre la porción 712 que tiene el material de crecimiento interno poroso 713 unido a la misma y la porción desnuda 714, con el resalto 711 que tiene un ancho incrementado con respecto a la porción desnuda 714 debido al material de crecimiento interno poroso unido 713. La porción desnuda 714 del inserto 710 se une por calor al material 722 del cuerpo de implante 720, y el material de crecimiento interno poroso 713 puede cubrir la abertura 721 después de la unión por calor, similar a los insertos unidos descritos anteriormente. En algunas realizaciones, la porción desnuda 714 del inserto 710 puede incluir roscas 715 que se enroscan en roscas 723 correspondientes de la abertura 721 para formar un enclavamiento mecánico antes de unir por calor la porción desnuda 714 al cuerpo de implante 720.

Ahora, en algunas realizaciones de ejemplo, y con referencia a las figuras 8-10, se proporciona un implante ortopédico 800, 900, 1000 que incluye un componente complejo 810, 910, 1010 con una o más superficies externas complejas 811, 911, 1011 acopladas a un cuerpo de implante 820, 920, 1020. Como se usa en la presente, una "superficie externa compleja" es una superficie externa que no es perpendicular o paralela a una superficie opuesta correspondiente del cuerpo de implante 820, 920, 1020, que hace que los componentes 810, 910, 1010 sean complejos. En la realización ilustrada en la figura 8, por ejemplo, la superficie externa compleja 811 es una superficie ahusada que no es paralela y/o perpendicular a una superficie opuesta respectiva 821, que puede ser una superficie inferior, del cuerpo de implante 820. Debido a que la superficie externa compleja 811 es compleja y no es paralela o perpendicular a la superficie opuesta ^{respectiva 821, es muy difícil unir el componente complejo 810 al cuerpo de implante}820 ^{usando métodos tradicionales,}que generalmente incluyen sujeción, porque hay poca área de superficie para que las abrazaderas se acoplen para comprimir el componente complejo 810 y el cuerpo de implante 820 juntos. En algunas realizaciones, los componentes complejos 810, 910, 1010 comprenden un material sólido, es decir, un material con una porosidad de menos de 10%. Sin embargo, se debe apreciar que los componentes complejos 810, 910, 1010 también pueden, o alternativamente, comprender un material de crecimiento interno poroso que forma los componentes 810, 910, 1010 y/o se une a los componentes como una capa porosa discreta 813, 913, 1013, como se ilustra.

Para abordar los problemas de los métodos conocidos para formar el implante ortopédico 800, el componente complejo 810 se puede colocar en contacto con al menos una superficie de unión del cuerpo de implante 820, ilustrada como dos superficies de unión 822, 823, y unir por calor a las superficies de unión 822, 823 para unir el componente complejo 810 al cuerpo de implante 820. Como se ilustra, las superficies de unión 822, 823 pueden ser parte de una extensión, ilustrada como un poste 824, que se extiende desde el cuerpo del implante 820. El componente complejo 810, por ejemplo, se puede formar con una abertura mecanizada 812 que se extiende a través de la superficie externa compleja 811 y que define un ancho de abertura OW3 que es aproximadamente el misma, si no ligeramente menor, que un ancho de poste PW del poste 824. El componente complejo 810 se puede deslizar sobre el cuerpo de implante 820 de modo que el poste 824 reside dentro de la abertura 812 y, en algunas realizaciones, la abertura mecanizada 812 puede tener roscas 814 formadas en su interior que se enroscan en las roscas correspondientes 825 del poste 824 y forman un enclavamiento mecánico. Una vez que el componente complejo 810 se coloca de modo que el poste 824 se dispone en la abertura 812, con o sin formar un ajuste a presión u otro bloqueo mecánico, el componente complejo 810 y el cuerpo de implante 820 se pueden unir por calor para unir firmemente el componente complejo 810 al cuerpo de implante 820. En este sentido, el componente complejo 810 y el cuerpo de implante 820 se pueden formar por separado usando métodos de fabricación tradicionales, tal como mecanizado, antes de unirse entre sí usando unión por calor.

Se debe apreciar que, en tanto que el cuerpo de implante 820 se ilustra y se describe como que incluye el poste 824 con las superficies de unión 822, 823, en algunas realizaciones, el componente complejo 810 incluye una extensión, tal como un poste, y el cuerpo de implante 820 incluye la abertura en la que se dispone la extensión antes de la unión por calor. Como alternativa, el componente complejo 810 y/o el cuerpo de implante 820 pueden incluir múltiples aberturas y/o extensiones que encajan entre sí antes de la unión por calor. Además, en tanto que el implante ortopédico 800 ilustrado en la figura 8 se ilustra en la realización de un implante de resalto, se pueden producir otros tipos de implantes ortopédicos de una manera similar de acuerdo con la presente invención, que incluyen, pero no se limitan a, implantes de rodilla totales, implantes de rodilla parciales, implantes tibiales, etc. Por lo tanto, se debe apreciar que se puede producir una variedad de implantes ortopédicos diferentes que incluyen un material de crecimiento interno poroso que tiene al menos una superficie externa compleja de acuerdo con la presente invención.

Ahora, con referencia específica a la figura 9, se ilustra otra realización de ejemplo de un implante ortopédico 900 proporcionado de acuerdo con la presente invención que tiene un componente complejo 910 con una superficie externa compleja 911 que es curvada, en lugar de ahusada. El implante ortopédico 1000 ilustrado en la figura 10 incluye de manera similar un componente complejo 1010 con una superficie externa compleja 1011 que es curvada, pero el componente complejo 1010 está invertido en comparación con el componente complejo 910. De manera similar al componente complejo 810 descrito anteriormente, los componentes complejos 910, 1010 pueden comprender un material sólido y/o un material de crecimiento interno poroso, que se puede unir a los componentes complejos 910, 1010 como la capa porosa 913, 1013 descrita anteriormente. Ambos implantes ortopédicos 900, 1000 se pueden producir de manera similar al implante ortopédico 800 descrito anteriormente colocando una extensión, ilustrada como postes 924, 1024, del cuerpo de implante 920, 1020 respectivo en una abertura 912, 1012, con o sin roscas, formada en el componente complejo 910, 1010, por, por ejemplo, mecanizado, de modo que el componente complejo 910, 1010 entra en contacto con una o más superficies de unión 922, 923, 1022, 1023 del cuerpo de implante 920, 1020, que pueden ser parte de la extensión 924, 1024, y unir por calor el componente complejo 910, 1010 a las superficies de unión 922, 923, 1022, 1023.

Como se puede apreciar en las figuras 9 y 10, sería muy difícil formar los implantes ortopédicos 900, 1000 usando métodos de fabricación conocidos, que incluyen sujeción, debido a la curvatura de las superficies externas complejas 911, 1011. La formación de los implantes ortopédicos 900, 1000 de acuerdo con la presente invención, por otro lado, es relativamente fácil, y por lo tanto económica, y puede formar de manera fiable los implantes ortopédicos 900, 1000 con valores de resistencia que son aceptables para la implantación. Por lo tanto, se debe apreciar que se pueden producir muchos tipos diferentes de implantes ortopédicos de acuerdo con la presente invención de una manera económica.

Con referencia ahora a la figura 11, se ilustra una realización de ejemplo de un método 1100 para formar un implante ortopédico, tal como cualquiera de los implantes ortopédicos 800, 900, 1000 descritos anteriormente, proporcionados de acuerdo con la presente invención. El método 1100 incluye colocar 1101 un material de crecimiento interno poroso 810, 910, 1010, que tiene al menos una superficie externa compleja 811, 911, 1011, en contacto con al menos una superficie de unión 822, 823, 922, 923, 1022, 1023 de un cuerpo de implante 820, 920, 1020. Las superficies de unión 822, 823, 922, 923, 1022, 1023 pueden ser parte de una extensión, tal como un poste 824, 924, 1024, y colocarse 1101 en una abertura respectiva 812, 912, 1012 formada en el material de crecimiento interno poroso 810, 910, 1010. El material de crecimiento interno poroso 810, 910, 1010 se une por calor 1102 a las superficies de unión 822, 823, 922, 923, 1022, 1023 para unir el material de crecimiento interno poroso 810, 910, 1010 al cuerpo de implante 820, 920, 1020, formando el implante ortopédico 800, 900, 1000. Como se describió anteriormente, las superficies externas complejas 811, 911, 1011 pueden ser una superficie ahusada y/o una superficie curva.

Aunque los implantes ortopédicos descritos anteriormente incluyen un material de crecimiento interno poroso, se pueden proporcionar realizaciones de ejemplo proporcionadas de acuerdo con la presente invención que no necesariamente incluyen un material de crecimiento interno poroso. Ahora, con referencia específica a las figuras 12-14, se ilustra una realización de ejemplo de un implante ortopédico 1200 que incluye un cuerpo de implante 1210 y una parte de acoplamiento 1220 que se une al cuerpo de implante 1210. Aunque el cuerpo de implante 1210 y la parte de acoplamiento 1220 se ilustran en forma de un implante de resalto, se debe apreciar que el implante ortopédico se puede formar como otro tipo de implantes, tales como implantes de rodilla totales o parciales.

El cuerpo de implante 1210 incluye una superficie 1211 con una abertura 1212 formada en la misma. El cuerpo de implante 1210 se puede formar por cualquier método de fabricación adecuado, tal como, pero no se limita a, fundición y/o mecanizado. La abertura 1212 se puede formar en la superficie 1211 mediante mecanizado, por ejemplo. La abertura 1212 está definida por una pluralidad de paredes 1213A, 1213B, que se pueden extender desde una superficie inferior 1214 que define una parte inferior de la abertura 1212. En otras palabras, la abertura 1212 no es una abertura inferior abierta que se extiende a través del cuerpo de implante 1210 sino que tiene una parte inferior cerrada. Como se muestra en las figuras 13 y 14, las paredes 1213A, 1213B se pueden extender perpendicularmente desde la superficie inferior 1214, que puede ser paralela a la superficie 1211 en la que se forma la abertura 1212, de modo que las paredes 1213A, 1213B se extienden perpendicularmente tanto a la superficie 1211 del cuerpo de implante 1210 como a la superficie inferior 1214 de la abertura 1212. La abertura 1212 se ilustra como que tiene un perímetro en forma de D formado por las paredes 1213A, 1213B, algunas de las paredes 1213A que son planas y algunas de las paredes 1213B que están curvadas. Sin embargo, se debe apreciar que la abertura 1212 se puede formar con cualquier forma adecuada para unir por calor la parte de acoplamiento 1220 al cuerpo de implante 1210, como se describirá adicionalmente en la presente.

La parte de acoplamiento 1220 incluye una porción de unión 1221 que se coloca en la abertura 1212 y se une por calor al cuerpo de implante 1210 para formar el implante ortopédico 1200. La parte de acoplamiento 1220 se puede formar por cualquier método adecuado tal como, pero no se limita a, fundición y/o mecanizado. Como se puede apreciar en la figura 12, la porción de unión 1221 tiene una forma que es similar a la abertura 1212. Las paredes periféricas 1222 de la porción de unión 1221 pueden estar en proximidad cercana y/o en contacto con las paredes 1213A, 1213B que definen la abertura 1212 cuando la porción de unión 1221 se coloca en la abertura 1212. En algunas realizaciones, la porción de unión 1221 tiene forma y tamaño de modo que todas las paredes periféricas 1222 entran en contacto con las paredes 1213A, 1213B que definen la abertura 1212 cuando la porción de unión 1221 se coloca en la abertura 1212. El material de las paredes periféricas 1222 se une por calor con el material de las paredes 1213A, 1213B para unir la parte de acoplamiento 1220 al cuerpo de implante 1210, formando el implante ortopédico 1200. La unión por calor puede incluir, por ejemplo, unión por difusión y/o sinterización.

En algunas realizaciones, la parte de acoplamiento 1220 comprende un montaje de poste que incluye un poste 1223 que se extiende desde la porción de unión 1221. El poste 1223 se puede, por ejemplo, extender perpendicularmente desde la porción de unión 1221 y tener una forma cilíndrica. La parte de acoplamiento 1220 puede estar completamente desnuda de material de crecimiento interno poroso, es decir, no tener material de crecimiento interno poroso unido a la parte de acoplamiento 1220, o, alternativamente, puede tener una o más porciones de material de crecimiento interno poroso 1224 (ilustrado en líneas discontinuas) unido a la misma, tal como al poste 1223. Si se incluye material de crecimiento interno poroso 1224, el material de crecimiento interno poroso 1224 también se puede unir por calor a la parte de acoplamiento 1220.

En determinados casos, se pueden desear fuerzas de unión adicionales entre partes que forman un implante ortopédico. Ahora, con referencia a las figuras 15, 16A y 16B, se ilustra otra realización de ejemplo de un implante ortopédico 1500 proporcionado de acuerdo con la presente invención. El implante ortopédico 1500 incluye un cuerpo de implante 1510 y una parte de acoplamiento 1520 que tiene una porción de unión 1521 unida por calor al cuerpo de implante 1510. La parte de acoplamiento 1520 ilustrada es similar a la parte de acoplamiento 1220 descrita anteriormente y puede comprender, por ejemplo, un montaje de poste que tiene un poste 1523.

Ahora, con referencia específica a las figuras 16A y 16B, el cuerpo de implante 1510 se ilustra por sí mismo en mayor detalle. De manera similar a los cuerpos de implante descritos anteriormente, el cuerpo de implante 1510 tiene una superficie 1511 con una abertura 1512 formada en la misma. La porción de unión 1521 de la parte de acoplamiento 1520 se dispone en la abertura 1512 y se une por calor al cuerpo de implante 1510. A diferencia de los cuerpos de implante descritos anteriormente, que se ilustraron y describieron con aberturas que definen un ancho de abertura constante, la abertura 1512 está definida por una pluralidad de paredes 1513A, 1513B que se pueden extender desde una superficie inferior 1514 de una manera no perpendicular, por lo que la abertura 1512 define un ancho de abertura variable OW4, que puede variar con base en una distancia desde la superficie inferior 1514. Las paredes 1513A se pueden conectar a la superficie inferior 1514 y las paredes 1513B se pueden conectar a las paredes 1513A y terminar en la superficie 1511 en la que se forma la abertura 1512.

El ancho de abertura OW4 puede ser un primer valor a una primera distancia de la superficie inferior 1514 que es esencialmente cero, es decir, el primer valor del ancho de abertura OW4 se define en la superficie inferior 1514. El ancho de abertura OW4 a la primera distancia puede ser menor que el ancho de abertura OW4 a una segunda distancia desde la superficie inferior 1514 que es mayor que la primera distancia. Esto se puede ver en la figura 16A especialmente, con las paredes 1513A que se extienden de modo que el ancho de abertura OW4 incrementa con la distancia desde la superficie inferior 1514. El ancho de abertura OW4 puede incrementar hasta un valor máximo a la segunda distancia desde la superficie inferior 1514 donde se encuentran las paredes 1513A, 1513B. El ancho de abertura OW4 puede disminuir entonces a una tercera distancia desde la superficie inferior 1514, que es mayor que la segunda distancia y corresponde a las paredes 1513B que se extienden de tal manera que el ancho de abertura OW4 disminuye con una mayor distancia desde la superficie inferior 1514. Se puede formar un rebaje 1515 en el punto de encuentro de las paredes 1513A, 1513B, es decir, en una ubicación que está entre la segunda distancia y la tercera distancia desde la superficie inferior 1514, con la muesca 1515 que representa una región de transición entre el ancho de abertura OW4 que incrementa o disminuye con la distancia creciente desde la superficie inferior 1514.

La formación del rebaje 1515 en el cuerpo de implante 1510 permite que se forme un enclavamiento mecánico durante la unión por calor de la parte de acoplamiento 1520 y el cuerpo de implante 1510. Durante la unión por difusión, por ejemplo, el material de una porción de unión 1521 de la parte de acoplamiento 1520 se deformará en las paredes 1513A, 1513B del cuerpo de implante 1510 debido a las temperaturas y presión relativamente altas sin licuefacción significativa del material de la porción de unión 1521. A medida que el material se deforma en las paredes 1513A, 1513B, el material llenará el rebaje formado 1515. Debido a que el ancho de abertura OW4 disminuye a una distancia adicional desde la superficie inferior 1514 más allá del rebaje 1515, es decir, más cerca hacia la superficie 1511, el material de la porción de unión 1521 que se deforma en el rebaje 1515 formará un ajuste de interferencia entre la porción de unión 1521 y las paredes 1513^b, lo que hace más difícil tirar de la parte de acoplamiento 1520 fuera de la abertura 1512. Por lo tanto, formar el rebaje 1515 en el cuerpo de implante 1510 permite que el implante ortopédico 1500 se forme con unión por calor y un enclavamiento mecánico entre el cuerpo de implante 1510 y la parte de acoplamiento 1520, fortaleciendo la unión entre el cuerpo de implante 1510 y la parte de acoplamiento 1520.

Ahora, con referencia a las figuras 17-19, se ilustra otra realización de ejemplo de un implante ortopédico 1700 proporcionado de acuerdo con la presente invención. El implante ortopédico 1700 incluye un cuerpo de implante 1710 con una superficie 1711 que tiene una abertura de ancho variable 1712 formada en la misma y una parte de acoplamiento 1720 que tiene una porción de unión 1721 dispuesta en la abertura 1712 y unida por calor al cuerpo de implante 1710. La parte de acoplamiento 1720 puede ser similar a las partes de acoplamiento 1220, 1520 descritas anteriormente y comprender un montaje de poste que incluye un poste 1723.

La abertura 1712 puede estar definida por una pluralidad de paredes 1713 que se extienden desde una superficie inferior 1714 que define una parte inferior de la abertura 1712. Como se ilustra especialmente en la figura 18, las paredes 1713 se pueden extender desde la superficie inferior 1714 de tal manera que la abertura 1712 define un ancho de abertura OW5 que disminuye con una distancia creciente desde la superficie inferior 1714. En otras palabras, el ancho de abertura OW5 puede ser mayor a una primera distancia desde la superficie inferior 1714 que el ancho de abertura OW5 a una segunda distancia desde la superficie inferior 1714 que es mayor que la primera distancia. El ancho de abertura OW5 puede disminuir al incrementar la distancia desde la superficie inferior 1714 a una velocidad constante, es decir, un ángulo constante, o puede disminuir a una velocidad variable.

Ahora, con referencia específica a la figura 18, se ilustra que la porción de unión 1721 de la parte de acoplamiento 1720 se puede apoyar contra al menos una de las paredes 1713 cuando se coloca en la abertura 1712. Como se ilustra, el tope entre la porción de unión 1721 y las paredes 1713 puede ser adyacente a la superficie 1711 del cuerpo de implante 1710, donde el ancho de abertura OW5 puede ser un mínimo. La porción de unión 1721 puede definir un ancho constante a lo largo y una distancia de separación variable SD de las paredes 1713 cuando se colocan en la abertura 1712. La distancia de separación variable SD puede variar, por ejemplo, en un intervalo que incluye el punto final de entre 0,000254 cm (0,0001 pulgadas) y 0,3175 cm (0,125 pulgadas), tal como de 0,0127 cm (0,005 pulgadas) a 0,0508 cm (0,020 pulgadas). En tanto que la distancia de separación variable SD se ilustra y se describe como debida al ancho de abertura variable OW5 y el ancho constante de la porción de unión 1721, en algunas realizaciones la porción de unión 1721 tiene un ancho variable que controla o contribuye a la distancia de separación variable entre la porción de unión 1721 y las paredes 1713.

Al proporcionar la distancia de separación variable SD entre las paredes 1713 que definen la abertura 1712 y la porción de unión 1721, se puede formar un ajuste de interferencia entre el cuerpo de implante 1710 y la parte de acoplamiento 1720 durante la unión por calor. Ahora, con referencia específica a la figura 19, que ilustra el implante ortopédico 1700 después de la unión por calor de la parte de acoplamiento 1720 al cuerpo de implante 1710, el material de la porción de unión 1721 se ha deformado en el espacio entre la porción de unión 1721 y las paredes 1713 y llenó el espacio entre la porción de unión 1721 y las paredes 1713. Debido a que el ancho de abertura OW5 de la abertura 1712 disminuye al incrementar la distancia desde la superficie inferior 1714, es decir, hacia la superficie 1711, se forma un ajuste de interferencia entre el material deformado de la porción de unión 1721 y las paredes 1713 que hace que sea más difícil que la parte de acoplamiento 1720 sea extraída de la abertura 1712. Mantener la distancia de separación SD en no más de, por ejemplo, 0,3175 cm (0,125 pulgadas) asegura que el material de la porción de unión 1721 se deforme lo suficiente como para entrar en contacto con las paredes 1713 y formar el ajuste de interferencia. Por lo tanto, el implante ortopédico 1700 tiene una parte de acoplamiento 1720 que está unida por calor y enclavada mecánicamente con el cuerpo de implante 1710, incrementando la resistencia de la unión entre la parte de acoplamiento 1720 y el cuerpo de implante 1710.

Con referencia ahora a la figura 20, se ilustra una realización de ejemplo de un método 2000 para formar un implante ortopédico 1500, 1700 proporcionado de acuerdo con la presente invención. El método 2000 incluye colocar 2001 una porción de unión 1521, 1721 de una parte de acoplamiento 1520, 1720 en una abertura 1512, 1712 formada en un cuerpo de implante 1510, 1710 y que define un ancho de abertura variable OW4, OW5. La porción de unión 1521, 1721 se une por calor 2002 al cuerpo de implante 1510, 1710 para unir la parte de acoplamiento 1520, 1720 al cuerpo de implante 1510, 1710 y formar el implante ortopédico 1500, 1700. En algunas realizaciones, la unión por calor 2002 incluye unión por difusión. En algunas realizaciones, el cuerpo de implante 1510 tiene un rebaje 1515 formado en el mismo, como se ha descrito anteriormente, y el material de la porción de unión 1521 fluye hacia el rebaje 1515 durante la unión por calor 2002 para formar un ajuste de interferencia entre la porción de unión 1521 y las paredes 1513A, 1513B que definen la abertura 1512.

En tanto que esta invención se ha descrito con respecto a al menos una realización, la presente invención se puede modificar adicionalmente. Por lo tanto, se pretende que esta solicitud cubra cualquier variación, uso o adaptación de la invención utilizando sus principios generales. Además, se pretende que esta solicitud cubra las desviaciones de la presente divulgación que se encuentran dentro de la práctica conocida o habitual en la técnica a la que se refiere la presente invención y que se encuentran dentro de los límites de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para formar un implante ortopédico (100, 300, 800, 900, 1000, 1200, 1500, 1700), que comprende: unir por calor de un material poroso a una superficie de un inserto para formar un inserto unido (1 10, 610, 710); caracterizado por

colocar una porción desnuda (113, 611, 711) del inserto unido (110, 610, 710) en una abertura (102, 302, 721) formada en un material de un cuerpo de implante (101, 301,720, 820, 920, 1020, 1210, 1510, 1710); y

unir por calor la porción desnuda (113, 611,711) al material para unir el inserto unido (110, 610, 710) al cuerpo de implante (101, 301,720, 820, 920, 1020, 1210, 1510, 1710).

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde la unión por calor de la porción desnuda (113) comprende la unión por difusión de la porción desnuda (113) al material.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde la unión por calor de la porción desnuda (113) comprende sinterización de la porción desnuda (113) al material.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, donde la porción desnuda (113) comprende una brida (115) que define un ancho de brida que es mayor o igual que un ancho de abertura de la abertura (102).

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, donde la porción desnuda (113) comprende una brida (115) que define un ancho de brida que es menor que un ancho de abertura de la abertura (102).

6. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, donde la abertura (102) está definida por una pluralidad de paredes (104, 1213A, 1213B, 1513A, 1513B, 1713) que se extienden desde una superficie inferior (105, 1214, 1514, 1714).

7. El método de acuerdo con la reivindicación 5, donde las paredes (104, 1213A, 1213B, 1513A, 1513B, 1713) se extienden perpendicularmente desde la superficie inferior (105, 1214, 1514, 1714).

8. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, donde el material poroso del inserto unido (110) cubre la abertura (102, 302) cuando la porción desnuda (113) se coloca en la abertura (102).

9. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además formar un patrón de abertura en el cuerpo de implante (101), el patrón de abertura que incluye la abertura (102).

10. Un implante ortopédico (100, 300, 800, 900, 1000, 1200, 1500, 1700), que comprende:

un cuerpo de implante (101, 301, 720, 820, 920, 1020, 1210, 1510, 1710) que comprende una superficie que tiene una abertura (102, 302, 721) formada en el mismo;

caracterizado porque

un inserto unido (110, 610, 710) que comprende una porción desnuda (113, 61 1, 711) dispuesta dentro de la abertura (102, 302, 721) y una porción unida acoplada a la porción desnuda (113, 611, 711), la porción desnuda (113, 611, 711) que se une por calor al cuerpo de implante (101, 301, 720, 820, 920, 1020, 1210, 1510, 1710); y

un material de crecimiento interno poroso (112, 502, 713, 810, 910, 1010) acoplado a la porción unida.

11. El implante ortopédico (100, 300, 800, 900, 1000, 1200, 1500, 1700) de acuerdo con la reivindicación 10, donde el material poroso de crecimiento interno (112, 502, 713, 810, 910, 1010) cubre la abertura (102, 302, 721).

12. El implante ortopédico (100, 300, 800, 900, 1000, 1200, 1500, 1700) de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, donde la porción desnuda (113) comprende al menos una brida, la abertura (102) que define un ancho de abertura y la brida que define un ancho de brida que es mayor o igual que el ancho de abertura.

13. El implante ortopédico (100, 300, 800, 900, 1000, 1200, 1500, 1700) de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, donde la porción desnuda (113, 611,711) comprende una brida (115) que define un ancho de brida que es menor que un ancho de abertura de la abertura (102, 302, 721).

14. El implante ortopédico (100, 300, 800, 900, 1000, 1200, 1500, 1700) de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 13, donde la abertura (102, 302, 721) está definida por una pluralidad de paredes (104, 1213A, 1213B, 1513A, 1513B, 1713) que se extienden desde una superficie inferior (105, 1214, 1514, 1714).

15. El implante ortopédico (100, 300, 800, 900, 1000, 1200, 1500, 1700) de acuerdo con la reivindicación 14, donde las paredes (104, 1213A, 1213^b, 1513A, 1513B, 1713) se extienden perpendicularmente desde la superficie inferior (105, 1214, 1514, 1714).

16. El implante ortopédico (100, 300, 800, 900, 1000, 1200, 1500, 1700) de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 15, donde el material poroso de crecimiento interno (112, 502, 713, 810, 910, 1010) cubre la abertura (102, 302, 721).

17. El implante ortopédico (100, 300, 800, 900, 1000, 1200, 1500, 1700) de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 16, donde el cuerpo de implante (101,301,720, 820, 920, 1020, 1210, 1510, 1710) comprende una pluralidad de aberturas (102, 302, 721), el implante ortopédico (100, 300, 800, 900, 1000, 1200, 1500, 1700) que comprende una pluralidad de insertos unidos (110, 610, 710) cada uno que tienen una porción desnuda respectiva (113, 611, 711) dispuesta en una abertura respectiva de las aberturas (102, 302, 721).