IT202000002632A1 - Stelo protesico d'anca perfezionato. - Google Patents
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Description
?Stelo protesico d?anca perfezionato?.
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha come oggetto uno stelo protesico, in particolare uno stelo protesico d?anca per la protesizzazione del femore.
Come ? noto, in ortopedia, con impianto di una protesi, o ?protesizzazione?, si intende la sostituzione di un osso (o parte di osso) e/o un?articolazione, con una struttura simile ma di origine artificiale detta protesi.
Il presente trovato trova applicazione specificamente nella protesizzazione del femore e/o nell'ambito della protesizzazione dell'anca, e pi? precisamente nella sostituzione della porzione prossimale del femore che forma l'articolazione coxo-femorale (anca-femore).
Oggigiorno, per realizzare una protesizzazione di femore, la testa del femore viene asportata e, successivamente, all'interno della cavit? metadiafisaria (detta anche canale meta-diafisario) del femore ? fissata una protesi.
La protesi che viene fissata nel femore comprende normalmente uno stelo protesico, che ? l?oggetto del presente trovato, il quale viene parzialmente inserito nel femore, ovvero nella cavit? meta-diafisaria di questo.
Pi? in dettaglio, lo stelo protesico comprende una porzione intra-ossea, vale a dire la parte che viene affondata all?interno del femore cos? da riempire la cavit? meta-diafisaria, e una porzione extra-ossea, vale a dire la porzione che si estende prossimalmente fuori dalla cavit? metadiafisaria femorale per riprodurre la porzione cervico-epifisaria del femore stesso, dopo che tale porzione ? stata resecata (osteotomizzata).
Normalmente, la porzione extra-ossea dello stelo protesico comprende un collo che fuoriesce dal canale diafisario formando con la porzione intra-ossea un opportuno angolo cervico-diafisario e una testa fissata all'estremit? del collo, la quale in pratica sostituisce funzionalmente la testa del femore.
Questi steli protesici sono usualmente realizzati in titanio tramite un procedimento di forgiatura del metallo seguito da una lavorazione con macchina utensile per asportazione di materiale (Subtractive Manifacture).
Questi steli protesici d?anca di tipo noto, seppur utili e pratici presentano alcuni svantaggi relativi in particolare all?omeostasi del dell?osso del femore nel quale sono impiantati.
Infatti, gli steli protesici di tipo noto, una volta impiantati, determinano un rilevante cambiamento nella distribuzione delle tensioni e delle deformazioni nell?osso femorale circostante, causato dalla differenza di rigidezza fra lo stelo protesico (il titanio ha durezza pari a 110 MPa) e l?osso (che ha durezza compresa tra 2 MPa e 20 MPa) e tale cambiamento causa il riassorbimento dell?osso femorale per la ridotta sollecitazione meccanica del tessuto osseo stesso.
Inoltre, gli steli protesici d?anca di tipo noto presentano alcuni aspetti perfettibili legati al peso e alla capacit? di osteintegrazione nel femore.
In aggiunta, la quantit? di materiale (in particolare titanio) e i lunghi tempi di lavorazione rendono gli steli protesici d?anca di tipo noto particolarmente onerosi da realizzare.
Compito precipuo del presente trovato consiste nel realizzare uno stelo protesico d?anca che risolva il problema tecnico sopra esposto, ovvi agli inconvenienti e superi i limiti della tecnica nota consentendo di ridurre il riassorbimento dell?osso del femore in cui ? impiantato.
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato ? quello di realizzare uno stelo protesico d?anca che sia pi? leggero ed elastico.
Un altro scopo del trovato consiste nel realizzare uno stelo protesico d?anca che abbia un?elevata capacit? di osteointegrazione.
Un ulteriore scopo del trovato consiste nel realizzare uno stelo protesico d?anca che sia facile da realizzare ed economicamente competitivo se paragonato alla tecnica nota.
Il compito sopra esposto, nonch? gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da uno stelo protesico d?anca atto ad essere impiantato in un femore in una posizione anatomica di uso nella quale sostituisce funzionalmente almeno la parte prossimale del femore, comprendente:
- una porzione intra-ossea che in detta posizione anatomica di uso ? inserita all?interno del femore;
- una porzione extra-ossea che in detta posizione anatomica di uso ? fuori dal femore; caratterizzato dal fatto che comprende una cavit? interna.
Questo compito e questi ed altri scopi sono altres? raggiunti da un metodo secondo la rivendicazione 8.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcune forme di realizzazione preferita, ma non esclusive, di uno stelo protesico d?anca, illustrate a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli allegati disegni in cui:
la figura 1 ? una vista laterale di una prima possibile forma di realizzazione di uno stelo protesico d?anca, secondo il trovato;
la figura 2 ? una vista in sezione lungo un piano verticale dello stelo protesico di figura 1;
la figura 3 ? una vista in sezione lungo un piano verticale di una seconda possibile forma di realizzazione di uno stelo protesico d?anca, secondo il trovato;
la figura 4 ? una vista in sezione lungo un piano orizzontale dello stelo protesico di figura 1;
la figura 5 ? una vista in sezione lungo un piano orizzontale di una ulteriore possibile forma di realizzazione di uno stelo protesico, secondo il trovato;
la figura 6 ? una vista in seziona lungo un piano verticale dello stelo protesico di figura 1 in posizione anatomica di uso.
Con riferimento alle figure citate, lo stelo protesico d?anca, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, ? atto ad essere in impiantato, in modo noto, in un femore F in una posizione anatomica di uso nella quale sostituisce funzionalmente almeno la parte prossimale del femore F, come ad esempio illustrato in figura 6.
La posizione anatomica di uso ?, in altre parole, la posizione in cui il chirurgo posiziona lo stelo protesico 1 per ricostruire anatomicamente e funzionalmente il femore F, in accordo alla tecnica nota.
Le forme di realizzazione illustrate nelle allegate figure differiscono solo per le dimensioni della cavit? interna 20 che verr? descritta in seguito e pertanto i numeri di riferimento usati sono gli stessi per tutte le forme di realizzazione. Inoltre, ? utile chiarire che nella presente descrizione e nelle allegate rivendicazioni, i termini ?distale? (e ?distalmente?) e ?prossimale? (e ?prossimalmente?) sono usati in senso anatomico facendo riferimento allo stelo protesico 1 nella posizione anatomica di uso: per chiarezza nelle figure sono indicate con i numeri 31 e 32 rispettivamente l?estremit? distale e quella prossimale dello stelo 1.
Lo stelo protesico 1 comprende una porzione intra-ossea 11 che ? la parte di stelo 1 che nella posizione anatomica di uso ? inserita all?interno del femore F e che si sviluppa longitudinalmente lungo un asse diafisario Y.
Lo stelo protesico 1 comprende poi una porzione extra-ossea 12 che ? la parte di stelo 1 che nella posizione anatomica di uso ? fuori dal femore F, ovvero che nella posizione anatomica di uso si trova al di fuori della cavit? diafisaria D del femore F, aggettando verso l'articolazione dell'anca del paziente, e che si sviluppa lungo un asse cervicale X inclinato rispetto all?asse diafisario Y.
L'asse diafisario Y forma con l'asse cervicale X un angolo cervico-diafisario ? preferibilmente compreso tra 100? e 150?.
Nelle figure ? illustrato il piano di confine A che costituisce il piano immaginario di separazione tra la porzione intra-ossea 11 e la porzione extra-ossea 12 dello stelo protesico 1.
Nelle forme di realizzazione preferite, la porzione intra-ossea 11 dello stelo protesico 1 ha forma sostanzialmente di cuneo, restringendosi distalmente, allargandosi in prossimit? del piano di confine A e comprendendo un?estremit? distale 31 a punta arrotondata.
Nelle forme di realizzazione preferite, la porzione extra-ossea 12 dello stelo protesico 1 comprende un collo 58 di forma sostanzialmente cilindrica o tronco-conica che si sviluppa longitudinalmente lungo l?asse cervicale X e che si allarga in prossimit? del piano di confine A, essendo in continuit? con la porzione intra-ossea 11. In queste forme esecutive, all?estremit? prossimale del collo 58 ? opportunamente definita una porzione sostanzialmente a tronco di cono 59 atta ad accoppiarsi con una testa cilindrica atta a sostituire funzionalmente la testa del femore F.
Si noti che la porzione intra-ossea 11 e la porzione extra-ossea 12 sono contigue e sono parti di un unico corpo dello stelo, il quale nelle forme di realizzazione preferite ? costituito da unico pezzo monolitico.
Lo stelo protesico 1 ? preferibilmente realizzato interamente in titanio o lega di titanio.
Preferibilmente, lo stelo protesico 1 presenta, almeno nella porzione intra-ossea 11, una superficie esterna che ? almeno in parte porosa al fine di favorire l?osteintegrazione (in pratica la superficie porosa comprende una pluralit? di pori aventi dimensione tale da favorire l?osteointegrazione); questa caratteristica ?, nelle forme di realizzazione preferite, ottenuta realizzando lo stelo 1 con una tecnologia additiva delle polveri.
Secondo il trovato, lo stelo protesico 1 comprende una cavit? interna 20 che ? inclusa all?interno del corpo dello stelo.
Pi? in dettaglio, nelle forme di realizzazione preferite, la cavit? interna 20 comprende una parte intra-ossea 21 che si estende all?interno della porzione intra-ossea 11 dello stelo 1 e una parte extra-ossea 22 che si estende all?interno della porzione extra-ossea 12 dello stelo 1, vale a dire che la cavit? interna 20 si estende sia nella porzione intra-ossea 11 sia nella porzione extra-ossea 12.
Si noti che, vantaggiosamente, la parte intraossea 21 della cavit? interna 20 ha volume maggiore rispetto alla parte extra-ossea 22; preferibilmente, il volume della parte intra-ossea 21 ? almeno cinque volte maggiore rispetto al volume della parte extra-ossea 22 e ancor pi? preferibilmente il volume della parte intra-ossea 21 ? almeno otto volte maggiore rispetto al volume della parte extra-ossea 22 (come nelle forme di realizzazione illustrate). Questo significa che la cavit? interna 20 si estende per la maggior parte all?interno della porzione intra-ossea 11 la quale risulta vantaggiosamente meno rigida minimizzando il cambiamento nella distribuzione delle tensioni e delle deformazioni nell?osso femorale F circostante.
Il volume, la forma e la sezione della cavit? interna 20 possono variare a seconda delle esigenze, in particolare in relazione alla resistenza meccanica che il tecnico del ramo vuole ottenere, essendo note le caratteristiche meccaniche del materiale impiegato (preferibilmente titanio).
In alcune forme di realizzazione preferite tra cui quelle illustrate, la cavit? interna 20 comprende due lobi 211, 212:
- un lobo verticale 211 che si estende sostanzialmente lungo l?asse diafisario Y lungo il quale si sviluppa anche la porzione intra-ossea 11 dello stelo protesico 1; e
- un lobo obliquo 212 che si estende sostanzialmente lungo l?asse cervicale X lungo il quale si sviluppa anche la porzione extra-ossea 12 dello stelo protesico 1.
In pratica, il lobo obliquo 212 comprende - ad una sua estremit? prossimale - la parte extraossea 22 della cavit? interna 20, vale a dire che la parte extra-ossea 22 della cavit? interna 20 ? costituita dall?estremit? distale del lobo obliquo 222.
Nelle forme di realizzazione illustrate i suddetti lobi 211, 212 hanno forma di cuneo e pi? precisamente il lobo verticale 211 ha, in sezione lungo un piano verticale, forma sostanzialmente simile a quella della porzione intra-ossea 11 dello stelo 1 nella quale si sviluppa.
Pi? in dettaglio, negli esempi illustrati, il lobo verticale 211, ha una sezione trasversale (lungo piani orizzontali) che diminuisce costantemente verso l?estremit? distale 31 della porzione intra-ossea 11 dello stelo 1.
Similmente, il lobo obliquo 212, ha una sezione trasversale (lungo piano perpendicolari all?asse cervicale X) che diminuisce costantemente verso l?estremit? prossimale 32 della porzione extra ossea-ossea 12 dello stelo 1.
La figura 5 mostra uno stelo protesico 1 avente una cavit? interna 20 di sezione massima, in cui in una qualsiasi sezione lungo un qualsiasi piano orizzontale (perpendicolare all?asse diafisario Y) che intercetta la cavit? interna 20 nella porzione intra-ossea 11, la sezione della cavit? interna 20 ? pari a circa un terzo della sezione totale dello stelo 1, come illustrato in figura 5.
La figura 4 mostra uno stelo protesico 1 avente una cavit? interna 20 di sezione minima, in cui in una qualsiasi sezione lungo un qualsiasi piano orizzontale (perpendicolare all?asse diafisario Y) che intercetta la cavit? interna 20 nella porzione intra-ossea 11 la sezione della cavit? interna 20 ? pari a circa un ottavo della sezione totale dello stelo 1, come illustrato in figura 4.
In generale, la sezione della cavit? interna 20 ? compresa tra le suddette sezioni massima e minima.
Preferibilmente, il volume della cavit? interna 20 ? il maggiore possibile compatibilmente con la necessit? di superare le richieste di resistenza meccanica fissate dalle note normative ISO in materia (il tecnico del ramo, conoscendo le note caratteristiche meccaniche del materiale, ad esempio titanio, e il volume totale dello stelo protesico 1, pu? massimizzare il volume della cavit? interna 20 in funzione delle suddetti valori richiesti).
Si noti che nella forma di realizzazione di figura 4, la cavit? interna 20 (e pi? precisamente la parte intra-ossea 21 di questa) ha sezione trasversale a forma di cuneo, mentre nella forma di realizzazione di figura 5, la cavit? interna 20 (e pi? precisamente la parte intra-ossea 21 di questa) ha sezione trasversale a forma di trapezio con una base arrotondata.
E inoltre importante notare che la cavit? interna 20 ? centrata trasversalmente all?interno dello stelo protesico 1.
Secondo una caratteristica opzionale e vantaggiosa, la porzione extra-ossea 12 dello stelo protesico 1 comprende un?apertura (non illustrata), ovvero un foro, che mette in comunicazione la cavit? interna 20 (in particolare in corrispondenza della la parte extra ossea di questa) con l?esterno dello stelo 1.
La presenza di questa apertura permette, specialmente nelle forme di realizzazione in cui lo stelo protesico 1 ? realizzato con una tecnologia additiva delle polveri, lo smaltimento delle polveri residue dalla lavorazione (in particolare la polvere di titanio non fusa).
Il funzionamento dello stelo protesico 1 secondo il trovato ? chiaro ed evidente da quanto descritto.
Si richiama l?attenzione sul fatto che la presenza della cavit? interna 20 rende lo stelo protesico 1 pi? elastico (meno rigido), e quindi permette di minimizzare il cambiamento nella distribuzione delle tensioni e delle deformazioni nell?osso femorale F circostante, diminuendo il riassorbimento dell?osso femorale dovuto alla ridotta sollecitazione meccanica del tessuto osseo stesso. Inoltre, la presenza della cavit? interna 20 rende lo stelo protesico 1 pi? leggero.
In aggiunta, la presenza della cavit? interna 20 riduce la quantit? di materiale (ad esempio di lega di titanio) necessaria per realizzazione dello stelo protesico 1, riducendo tempi e costi di produzione.
Il metodo preferito per la realizzazione dello stelo protesico 1 secondo il trovato comprende una fase di costruzione in cui viene realizzato, tramite una tecnologia additiva di polveri, uno stelo protesico 1 secondo il trovato, come precedentemente descritto.
Pi? in dettaglio, la tecnologia delle polveri a cui si fa riferimento comprende preferibilmente uno dei seguenti procedimenti:
- sinterizzazione del metallo tramite fusione a fascio di elettroni, nota anche come ?EBM? (Electron Bean Melting);
- sinterizzazione laser, quale ad esempio fusione selettiva a laser, nota anche come ?SLM? (Selective Laser Melting), oppure sinterizzazione laser selettiva, nota anche come ?SLS? (Selective Laser Sintering).
Preferibilmente, lo stelo protesico 1 ? realizzato in polvere di titanio e/o di una lega di titanio, ovvero utilizzando una polvere di titanio e/o una polvere di una lega di titanio come materiale additivo.
Vantaggiosamente, la presenza della cavit? interna 20 riduce i tempi di fusione delle polveri e conseguentemente i costi di produzione.
In alcune forme esecutive particolarmente vantaggiose, nella fase di realizzazione viene realizzata l?apertura che mette in comunicazione la cavit? interna 20 con l?esterno dello stelo 1 e successivamente le polveri residue non fuse vengono smaltite facendole fuoriuscire da tale apertura.
Si ? in pratica constatato come lo stelo protesico d?anca, secondo il presente trovato, assolva il compito nonch? gli scopi prefissati in quanto consente di ridurre il problema del riassorbimento dell?osso femorale, data la sua maggiore flessibilit?.
Un altro vantaggio dello stelo protesico, secondo il trovato, consiste nel fatto di essere pi? leggero.
Un ulteriore vantaggio dello stelo protesico, secondo il trovato, consiste nel fatto di avere un?elevata capacit? di osteointegrazione.
Un altro vantaggio dello stelo protesico, secondo il trovato, consiste nel fatto di essere facile da realizzare ed economicamente competitivo se paragonato alla tecnica nota.
Lo stelo protesico d?anca cos? concepito ? suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito delle allegate rivendicazioni.
Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica, i materiali impiegati nonch? le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Stelo protesico d?anca (1) atto ad essere impiantato in un femore (F) in una posizione anatomica di uso nella quale sostituisce funzionalmente almeno la parte prossimale del femore (F), comprendente: - una porzione intra-ossea (11) che in detta posizione anatomica di uso ? inserita all?interno del femore (F); - una porzione extra-ossea (12) che in detta posizione anatomica di uso ? fuori dal femore (F); caratterizzato dal fatto che comprende una cavit? interna (20).
- 2. Stelo protesico (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta cavit? interna (20) comprende una parte intra-ossea (21) che si estende all?interno di detta porzione intra-ossea (11) e una parte extraossea (22) che si estende all?interno di detta porzione extra-ossea (12).
- 3. Stelo protesico (1) secondo La rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta cavit? interna (20) comprende: - un lobo verticale (211) che si estende sostanzialmente lungo un asse diafisario (Y) lungo il quale si sviluppa anche detta porzione intraossea (11) dello stelo protesico (1); e - un lobo obliquo (212) che si estende sostanzialmente lungo un asse cervicale (X) lungo il quale si sviluppa anche detta porzione extraossea (12) dello stelo protesico (1), detto lobo obliquo (212) comprendendo, ad una sua estremit? prossimale, detta parte extra-ossea (22) della cavit? interna (20).
- 4. Stelo protesico (1) secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto la parte intra-ossea (21) della cavit? interna (20) ha volume maggiore rispetto alla parte extra-ossea (22).
- 5. Stelo protesico (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il volume della parte intra-ossea (21) ? almeno cinque volte maggiore rispetto al volume della parte extra-ossea (22).
- 6. Stelo protesico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta porzione extra-ossea (12) comprende un?apertura che mette in comunicazione detta cavit? interna (20) con l?esterno dello stelo (1).
- 7. Stelo protesico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende, almeno in detta porzione intra-ossea (11), una superficie esterna porosa.
- 8. Metodo per la realizzazione di uno stelo protesico d?anca (1) caratterizzato dal fatto che comprende una fase di costruzione in cui viene realizzato, tramite una tecnologia additiva di polveri, uno stelo protesico secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 7.
- 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui nella fase di costruzione viene realizzato uno stelo protesico (1) secondo almeno la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che comprende un passo di far fuoriuscire polveri residue da detta apertura.
- 10. Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che detta tecnologia additiva di polveri comprende un procedimento tra: - sinterizzazione del metallo tramite fusione a fascio di elettroni; - sinterizzazione laser.
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| US20040111162A1 (en) * | 2002-12-05 | 2004-06-10 | Southworth Carleton B. | Apparatus and method for advancing synovial fluid in a prosthetic joint |
| US20130060347A1 (en) * | 2010-04-19 | 2013-03-07 | Derek James Wallace McMinn | Femoral implant |
| US20130173012A1 (en) * | 2010-09-14 | 2013-07-04 | Marco Schiraldi | Modular prosthetic device for hip joint replacement |
| US20180168813A1 (en) * | 2015-07-30 | 2018-06-21 | Tecres S.P.A. | Prosthetic device with antibiotics |
-
2020
- 2020-02-11 IT IT102020000002632A patent/IT202000002632A1/it unknown
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