PT734701E - Articulacao artificial - Google Patents

Description

85 832 ΕΡ Ο 734 701/ΡΤ DESCRICÀO “Articulação artificial” Ο presente invento refere-se a uma articulação artificial de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1. E conhecida uma articulação artificial a partir do registo alemão de patente P 39 08 958.4, em particular para substituir articulações humanas, composta por pelo menos duas partes articuladas com superfícies funcionais esféricas, as quais se movimentam uma contra a outra. As relações de curvatura das superfícies funcionais, as quais apresentam um contorno de secção circular, são concebidas uma em relação à outra de modo convexo -convexo, convexo - côncavo ou côncavo - côncavo, sendo a geometria da articulação determinada por dois eixos de articulação (cadeia articulada dímera), os quais passam através dos centros de rotação das superfícies funcionais. Neste caso as superfícies de articulação estão estruturadas de forma esférica, permitindo um movimento da articulação com cinco graus de liberdade.

Contudo, comprovou-se que as articulações deste género não são adequadas para reproduzir funções especiais de articulação do joelho humano. É conhecida a partir do registo europeu de patente 0 442 330 A2 uma articulação artificial de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1. Contudo, a estabilidade reduzida num plano lateral desfasado em 90° em relação ao plano longitudinal é desvantajosa nesta articulação. O invento tem por objectivo desenvolver uma articulação artificial, a qual possui uma liberdade de movimentos num único plano da articulação e a qual apresenta, ao mesmo tempo, uma elevada estabilidade mecânica com uma larga possibilidade de variantes para adaptação às circunstâncias individuais.

De acordo com o invento isto é conseguido por meio de uma articulação artificial de acordo com as características da reivindicação 1. Devido às superfícies de articulação proporcionadas de acordo com o invento, as quais são segmentos de superfície de um corpo toroidal, resulta uma liberdade de movimentos num único dos planos, isto é, no plano longitudinal, existindo no entanto uma liberdade de movimentos limitada no plano transversal perpendicular a este. Os esforços de pressão que surgem podem ser superados por 85 832 ΕΡ Ο 734 701/ΡΤ 2

meio da utilização de materiais de adequada resistência. O corpo distribuidor de pressão, concretizado de forma vantajosa, garante uma união estável em esforço de pressão entre as duas partes articuladas bem como uma maior distribuição dos esforços de pressão que surgem sobre uma superfície, pelo que resulta uma elevada estabilidade mecânica, permitindo a utilização de materiais que possuem uma menor resistência mecânica à pressão. A articulação de acordo com o invento apresenta no plano sagital (plano longitudinal) uma cadeia articulada dímera estável ao esforço de pressão não transposto directamente, a qual possui, devido à configuração das suas superfícies de articulação, um limite da liberdade de movimentos no plano frontal (plano transversal). Na configuração de acordo com o invento os centros de rotação Mgl e M91 não necessitam de coincidir. O centro de rotação M91 pode estar situdo desfasado do centro de rotação MS1 na direcção da coxa e/ou lateralmente para dentro (medial) ou para fora (lateral).

Estão compreendidas nas reivindicações subsequentes outras características vantajosas. O invento é explicado em pormenor com base nos exemplos de execução contidos nos desenhos anexos. Os mesmos mostram: na fig. 1 um corte no plano sagital (plano longitudinal) através de uma concretização de uma articulação de acordo com o invento com um corpo distribuidor de pressão; na fig. 2 um corte através de uma articulação conforme a Fig. 1, mas no plano frontal, isto é, num plano transversal voltado em 90° em relação à Fig. 1; e nas figs. 3 e 4 vistas de acordo com as figs. 1 e 2 através de uma articulação de acordo com o invento, sem o corpo distribuidor de pressão. A articulação do joelho humano é composta por duas partes articuladas, isto é, a parte articulada medial e a parte articulada lateral.

Na fig. 1 está representado um corte através do plano longitudinal, ou seja do plano sagital, de uma articulação de acordo com o invento, a qual pode formar a parte lateral de uma articulação de um joelho humano. A parte lateral da articulação substitui a articulação natural entre o côndilo lateral do fémur e o côndilo lateral da tíbia. A articulação de acordo com a fig. 1 é composta pelas partes articuladas 8, 9, isto é, o côndilo 8 e o cótilo 9, entre os quais se encontra disposto de forma móvel um corpo distribuidor de pressão 10. A parte articulada 8 representa a parte do fémur, a qual será ligada de forma rígida ao osso do côndilo lateral do fémur no corpo humano, e a parte articulada 9 representa a parte da tíbia, a qual será ligada de forma rígida ao osso do côndilo lateral da tíbia no corpo humano. As 85 832 ΕΡ Ο 734 701/ΡΤ 3

superfícies 11, 12 das articulações formadas pelas partes articuladas 8, 9 são estruturadas como segmentos de superfície de um corpo toroidal, de forma que as superfícies de deslize 13, 14 do disco 10 voltadas para as superfícies de articulação 11, 12 também apresentem, para uma adaptação à configuração das superfícies de articulação 11, 12, uma configuração toroidal. A parte articulada 8 apresenta também na fig. 1, no seu plano longitudinal, uma superfície funcional com um contorno de secção circular, possuindo este contorno de secção circular o centro, ou seja o centro de rotação M, eo raio Rs, de modo que resulta um desenvolvimento convexo da superfície funcional. A parte articulada 9 compreende o centro M9, ou seja o centro de rotação M9, e possui o raio R,, de modo que também resulta uma forma convexa do contorno de secção circular da superfície funcional. Tal como vem representado, os centros de rotação M8 e M9 estão situados nas respectivas partes articuladas 8 e 9. A trajectória dos eixos de articulação dos centros de rotação Ms e M, possui um raio Rl = Rs + R? + D, sendo D a espessura mínima do disco 10 sobre a ligação entre os dois centros de rotação Ms e Mg.

Na fig. 2 está representado o corte conforme o plano frontal, plano transversal, relativamente à representação na fig. 1. Neste caso é evidente que as partes articuladas 8, 9 também possuem neste plano de corte nas suas superfícies funcionais respectivamente contornos de secção circular. A parte articulada 8 apresenta neste caso um contorno de secção circular com um centro M81 e um raio RS1, estando formada uma superfície funcional convexa. A parte articulada 9 possui um centro M„ e um raio R,,, pelo que ocorre uma configuração côncava do contorno de secção circular. Neste caso os centros de rotação, ou seja os centros M8) e Μ,,, estão situados no interior da parte articulada 8 que possui o contorno de secção convexa da superfície funcional, e a trajectória dos eixos de articulação dos centros de rotação M81, M91, no exemplo de concretização representado, está disposta de forma a que estes coincidam. Os centros de rotação MS1 e M9I também não necessitam de coincidir. O centro de rotação M91 pode estar situado na direcção da coxa e/ou deslocado lateralmente para dentro (medial) ou para fora (lateral) do centro de rotação M8I. Além disso é evidente que os centros de rotação Ms, e M9I não coincidem com os eixos de rotação X„ Y, através dos centros de rotação M8 e M9. As superfícies funcionais em forma de arco de círculo na fig. 1 representam uma cadeia articulada dímera estável ao esforço de pressão não transposto directamente, na qual, devido à configuração toroidal das superfícies de articulação, não existe uma liberdade de movimento no plano frontal, ver fig. 2.

Toma-se essencial para um funcionamento perfeito da articulação segundo o invento, de acordo com as figs. 1 e 2, que o corpo distribuidor de pressão 10 seja móvel. Para este efeito, as superfícies de deslize 13, 14 entre o corpo distribuidor de pressão e as partes 4 85 832 ΕΡ Ο 734 701/ΡΤ articuladas 8, 9 deveriam possuir ο mais reduzido atrito possível para com as partes articuladas, e além disso a força de atrito entre as superfícies em contacto com os dois lados do corpo distribuidor de pressão deve ser de grandeza respectivamente igual. De acordo com o invento este objectivo é alcançado pelo facto de as superfícies de deslize 13, 14 activas do corpo distribuidor de pressão 10 estarem estruturadas com dimensões iguais para com as partes articuladas 8, 9 contíguas. A dimensão da respectiva superfície de contacto pode ser atingida ao optar pelos raios da protuberância toroidal bem como através da configuração dos rebordos do corpo distribuidor de pressão. Além disso as superfícies de deslize 13, 14 são polidas com alto brilho.

Nas figs. 3 e 4 está representada uma articulação correspondente à articulação das figs. 1 e 2, mas sem o corpo distribuidor de pressão. Neste caso as partes iguais têm respectivamente os mesmos números de referência. No que diz respeito às relações geométricas dos respectivos raios entre si é aplicada neste caso a condição D = 0. Quando, neste caso, se parte do princípio de que o raio RL tem dimensões iguais em ambas as articulações de acordo com as figs. 1, 2 e as figs. 3 e 4, irá escolher-se de forma útil um R8 e um RS] maiores segundo as figs. 3 e 4 do que na articulação segundo as figs. 1, 2. Devido a esta medida, a superfície de contacto entre as superfícies de articulação 11, 12 toma-se o mais ampla possível.

Lisboa, l--i 2UC0

Por HJS Gelenk System GmbH

Claims (5)

1. 85 832 ΕΡ Ο 734 701/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1. Articulação artificial tal como uma endoprótese para uma parte articulada lateral de uma articulação no joelho de um corpo humano, que compreende um côndilo (8) e um cótilo (9), formando o côndilo (8) a parte do fémur e o cótilo (9) a parte da tíbia, apresentando o côndilo (8) e o cótilo (9) superfícies de articulação (11, 12), as quais são segmentos de superfícies de um corpo toroidal, e possuindo o côndilo (8) e o cótilo (9) superfícies funcionais com contornos de secção circular com os raios Rs, Rg, sendo a geometria de articulação das superfícies funcionais, uma em relação à outra num plano longitudinal, determinada por uma cadeia articulada de dois eixos de articulação, os quais passam pelos centros de rotação Ms, M9 das superfícies funcionais com os raios R8, Rg dos contornos de secção no plano longitudinal, sendo os contornos de secção no plano longitudinal configurados de modo convexo-convexo, de tal modo que os seus centros de rotação Mg, M, estão situados em cada uma das partes articuladas correspondentes (8, 9), possuindo a trajectória dos eixos de articulação dos centros de rotação M8, M9 um raio RL = Rs + R,, caracterizada por a geometria de articulação das superfícies funcionais, uma em relação à outra num plano transversal desfasado em 90° em relação ao plano longitudinal, ser determinada por uma cadeia articulada com dois eixos articulados que passam pelos centros de rotação M81, M91 das superfícies funcionais com os raios Rgl, R,, dos contornos de secção circular situados no plano transversal, sendo as suas relações de curvatura configuradas de forma convexo-côncavo de modo que os seus centros de rotação M8Í, M9I fiquem situados no interior da parte articulada (8) que possui o contorno de secção convexa da superfície funcional, e por a distância aos centros de rotação ser Ru = Rg, - Rg,, em que Rg, > Rgl, e por os centros de rotação Mgl, M9, não coincidirem com os eixos de rotação (Χ,/Y,) que passam pelos centros de rotação M8, M9.
2. 2. Articulação artificial de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o corpo distribuidor de pressão (10) estar disposto entre as superfícies de articulação (11, 12), cujas superfícies de deslize (13, 14) em contacto com as superfícies de articulação (11, 12) apresentam uma configuração dos segmentos de superfície de um corpo toroidal adaptada às superfícies de articulação (11, 12), em que o corpo distribuidor de pressão (10) apresenta uma espessura (D) mínima que se situa sobre a linha de ligação dos centros de rotação das superfícies funcionais.
3. 3. Articulação artificial de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por a trajectória dos eixos de articulação dos centros de rotação Mg, Mg possuir no plano 85 832 ΕΡ Ο 734 701/ΡΤ 2/2 longitudinal um raio RL = Rg + R, + D, sendo a distância dos centros de rotação RL1 = R>, -Rs, - D, em que R,, > Rgl + D.
4. 4. Articulação artificial de acordo com uma das reivindicações 1 até 3, caracterizada por os centros de rotação M81, Μ,, coincidirem ou estarem afastados um do outro de tal forma que o centro de rotação Μ91, na direcção da coxa e/ou lateralmente para dentro, medial, ou lateralmente para fora, se encontra deslocado do centro de rotação MS].
5. 5. Articulação artificial de acordo com uma das reivindicações 1 até 4, caracterizada por as duas superfícies de deslize (13, 14) do corpo distribuidor de pressão (10) apresentarem dimensões idênticas. Lisboa, -c. ϋϋύυ Por HJS Gelenk System GmbH - O AGENTE OFICIAL -

   Em° ANTÓNIO JOÃO IA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind. Bao das Flores, 74 * 4. 1600 LISBOA