BRPI0513069B1 - Prótese de articulação da junta coxofemoral com haste a ser inserida no interior do fêmur e conjunto consistindo em uma prótese e uma grosa para dar forma ao espaço de recepção da dita haste - Google Patents

Abstract

PRÓTESE DE ARTICULAÇÃO DA JUNTA COXOFEMORAL COM UMA HASTE A SER INSERIDA NO INTERIOR DO FÊMUR. A presente invenção refere-se a prótese de articulação de junta coxofemoral com uma haste (3) que deve ser inserida no fêmur e a superfície da qual tem um acabamento osseoindutivo. Este acabamento é provido exclusivamente na parte da metáfise (5) da haste (3) e lateralmente da linha (7) de máxima dimensão AP da seção transversal da haste. Isto assegura um superior envolvimento da metáfise esponjosa no fluxo de forças, sem comprometer a faculdade de efetuar cirurgia de acompanhamento sobre a prótese.

Description

A presente invenção refere-se a tecido ósseo esponjoso na metáfise do fêmur que inclui uma estrutura complicada de trabéculas ósseas através da qual as partes do osso submetidas a cargas de compressão e cargas trativas no colo femural, o trocanter maior, o tro- canter menor e a diáfise são conectados de uma maneira transmitindo compressão e tensão. Na sua totalidade formam trajetórias de tensão e compressão contínuas (Farplanten der Medizin (Colour Atlas of Me­ dicine), Volume 7: Locomotor apparatus I., publicado pela Thieme Ver­ lag, Stuttgart, 1992). Quando a haste de uma prótese de articulação coxofemoral é inserida, as trajetórias de tensão primária particularmen­ te, que conectam o colo femural com a área de superfície intertrocan- térica oposta do osso, são em sua maior parte interrompidas. Quando elas subseqüentemente não são mais envolvidas na transmissão de forças, elas regridem. Isto se aplica em particular ao utilizar próteses cuja haste de prótese é fixada na diáfise e em que a área metafisária do fêmur, especialmente na sua parte lateral, é escassamente envolvi­ da na transmissão de força. Tentativas foram feitas, usando as deno­ minadas âncoras de tensão, para conectar a haste de prótese com a área do trocanter maior e desta maneira envolver o último no fluxo de forças. Uma barra conectada com o eixo de prótese foi guiada através do trocanter maior e munida no exterior com uma contraporca para que, mediante o carregamento da prótese de quadril, uma tensão seja exercida sobre o trocanter maior (US-A-3.995.323; EP-B-93230, DE-B- 1943598). Todavia, verificou-se que, devido a constante carga alterna­ da, âncoras de tensão mecânica deste tipo rapidamente vem a se afrouxar e por conseguinte são eficazes somente por um curto tempo. É também conhecido projetar a haste, ou uma asa se projetando late­ ralmente da mesma para o interior da área do trocanter maior, de tal maneira que uma conexão íntima é obtida com a substância óssea crescendo para o interior dos poros ou aberturas desta asa (GB-A- 1030145, FR-A-2356465, EP-A-128036. EP-A-222236, EP-A-95440, EP-B-601223, EP-A-1044665, US-A-5755811, US-A-4718915, US-A- 5370698, FR-C-2194123). Para promover a conexão do osso com a superfície da prótese, é também conhecido tornar a superfície da pró­ tese osteocondutiva. Este termo designa superfícies que toleram cres­ cimento ósseo adjacente. Estas incluem superfícies produzidas de li­ gas de titânio e revestimentos que contém fosfato de cálcio ou hidroxi- apatita (EP-A-761182, WO 9308771).

Mais recentemente, substâncias tornaram-se conhecidas que não somente toleram crescimento ósseo como as superfícies os- teocondutivas, porém estimulam células de haste pluripotentes indife­ renciadas para conversão em células ósseas (Albrechtsson, Johans­ son: Osteoinduction, Osteoconduction and Osteointegration, Gunzberg Press: O uso de substitutos ósseos na cirurgia da coluna; Springer, Denissen, H. e outros,

Ceramic hydroxyapatite implants for the release of bisphos­ phonate, em "Bone and Mineral 1994, pp. 123-134 ; Yoshinari, M. e outros.

Boné responses to calcium phosphate-coated and bisphos­ phonate-immobilized titanium implants, em Biomaterials 2002, pp.2879-2885 . Yoshinari, M. e outros: Immobilization of bisphosphonates on surface-modified titanium, em "Biomaterials 2001, pp. 799,715). Es­ tas substâncias incluem bisfosfonatos e proteínas morfogênicas ós­ seas (BMP). Estas também podem ser usadas para acabamento das superfícies de próteses ósseas, inclusive próteses de quadril (US-A-2002/0049497, US-A-2002/0127261). Levam a uma conexão muito íntima da superfície da prótese com o osso, o que pode ser indesejá­ vel no caso de cirurgia de acompanhamento porque a remoção da pró­ tese do osso pode ser impedida por esta. Esta aplica-se em particular quando a haste de uma prótese de quadril é equipada em sua totali­ dade ou a uma extensão substancial com a substância (EP-A-478532, US 6296667B, DE-A-19508753).

O objetivo da invenção é aperfeiçoar a fixação de uma pró­ tese de quadril femural no osso sem comprometer a faculdade de rea­ lizar a cirurgia de acompanhamento. A solução de acordo com a in­ venção reside nas características das reivindicações.

Por conseguinte, em uma prótese de articulação de quadril com uma haste a ser inserida no fêmur, o revestimento osseoindutivo é provido exclusivamente em uma parte da haste situada lateralmente em relação à linha de máxima dimensão AP na parte da metáfise.

No pedido de patente anterior (PCT/EP03/05292) não per­ tencente à técnica anterior, foi proposto que o acabamento com a substância osteoindutiva seja provido exclusivamente na área trocan- térica, que é definida como segue. Partindo do ponto de interseção entre a linha central do colo femural e a linha central da extremidade proximal da diáfise, a área trocantérica situa-se lateralmente em rela­ ção à tangente traçada deste ponto de interseção para a borda superi­ or da cabeça do quadril, e lateralmente da parte da linha central do colo femural que continua esta tangente.

De acordo com a presente invenção, a demarcação da área superficial a ser terminada com a substância osteoindutiva é diferen­ temente definida. A definição de acordo com a invenção é que o aca­ bamento osseoindutivo da superfície de prótese seja provido naquela parte da parte da metáfise em que existem particularmente muitas áreas superficiais cuja normal direcional contém um componente late­ ral. Experiência anterior mostrou que, nestas áreas superficiais, não pode ser feita previsão de uma conexão com o osso permitindo a transmissão de forças trativas. Em virtude do revestimento osseoindu- tivo, todavia, uma conexão deste tipo é possibilitada para a maior par­ te. A reivindicação 5 do pedido anterior propõe o oposto, isto é, dispor o revestimento sobre áreas superficiais que são rebaixadas em rela­ ção à direção lateral, isto é, apontando na direção mediai.

É particularmente conveniente para a substância ser incor­ porada em um revestimento, que é também proposto para ser poroso. O revestimento pode ser de qualquer tipo desejado. Por exemplo, po­ de ser uma camada de metal poroso. Revestimentos especialmente vantajosos são aqueles que são originalmente osteocondutivos e, por exemplo, consistem em fosfato de cálcio ou hidroxiapatita.

O efeito da invenção é que, muito rapidamente após a ope­ ração, células ósseas se desenvolvem na imediata proximidade de e em conexão com a superfície de prótese. O resultado disto é que des­ locamentos recíprocos entre a superfície óssea e o osso não causam inicialmente a formação de um intervalo ou de uma camada de tecido conectivo intermediária que torne a subseqüente conexão íntima mais difícil ou impossível. Em virtude da invenção, existe um acúmulo mais rápido de osso sobre a superfície trocantérica da prótese e mais rápida incorporação de osso aos poros e suas reentrâncias, de forma que a área trocantérica do osso rapidamente alcança uma conexão perma­ nente com a prótese e, como um resultado disto, é envolvida na transmissão de forças. Em contraste, sobre as outras áreas superfici­ ais, a conexão com o osso é realizada somente com na extensão pre­ viamente prevista. Fora da área trocantérica que é facilmente acessí­ vel no caso de cirurgia de acompanhamento e por conseguinte não causa quaisquer problemas mesmo quando o osso é muito fortemente ligado, o médico, ao realizar cirurgia de acompanhamento, por conse­ guinte, encontra exatamente aquelas condições com as quais ele já está acostumado.

A parte da superfície contendo a substância osteoindutiva expedientemente compreende poros ou rebaixos em relação à direção lateral de modo que a substância óssea formada como um resultado da osteoindução pode não somente aderir à superfície porém pode também ancorar sobre a mesma com um ajuste de forma.

No meio da parte trocantérica do osso, a substância espon­ josa é às vezes menos densa do que é próxima ao córtex. Por esta razão, aquelas partes das áreas da superfície osteoindutivamente acabada da prótese que apontam nas direções ventral e dorsal são de preferência situadas a uma determinada distância do plano médio do osso e mais próximo do córtex. Por conseguinte, a parte da prótese formadora destas áreas superficiais não deve ser demasiadamente delgada na direção AP. Sua espessura, e assim a distância entre as áreas de superfície dorsal e ventral, é expedientemente superior a 6 mm, e mais vantajosamente através de 9 mm a aproximadamente 15 mm.

O crescimento de células ósseas frescas sobre a superfície da prótese pode ser promovida por uma ajustagem com montagem forçada das áreas superficiais em questão. Por conseguinte é conve­ niente se as superfícies em questão, e suas superfícies conjugáveis, sejam cuneiformes na direção em que a prótese é inserida no osso, se a grosa designada para a prótese, e usada para configurar o espaço receptor para a haste de prótese, é provida de dimensões em seção transversal ligeiramente menores para que, quando a haste de prótese é pressionada para o interior do espaço formado pela grosa, as áreas superficiais em questão desloquem substância óssea.

A invenção é explanada em maior detalhe abaixo com refe­ rência ao desenho, em que:

A figura 1 mostra uma vista central de uma prótese de arti­ culação coxofemoral;

A figura 2 mostra uma seção transversal ao longo da linha ll-ll na figura 1;

As figuras 3 e 4 mostram perfis em seção transversal alter­nativos;

A figura 5 mostra uma seção transversal ao longo da linha ll-ll na figura 1; nativos; V-V na figurai.

A prótese de articulação de quadril de acordo com a figura 1 compreende uma cabeça de junta 1, e um colo 2 que tem uma haste 3. A última tém uma parte de diáfise 4 a ser ancorada na diáfise do osso, e a parte da metáfis 5 a ser ancorada na metáfise do osso. A parte de diáfise é dimensionada de tal maneira que assegura ancora­ gem primária da haste na diáfise do fêmur. Aqueles versados na técni­ ca verão, pelo olhar para a figura 1, como a prótese situa-se no osso, e ele ou ela, por conseguinte, também saberão onde se situa o limite 8 entre as partes de diáfise e metáfase da prótese.

Enquanto a parte de diáfise 4 do eixo pode apoiar-se sobre o forte osso cortical da diáfise e efetuar ali a ancoragem principal, a parte de metáfise situa-se principalmente no tecido ósseo esponjoso da metáfise.

A figura 2 mostra uma locação 7 dotada da máxima dimen­ são da haste 3 na direção AP (antero-posterior). A conexão dos sítios de máxima dimensão AP é mostrada na figura 2 como linha 7. Esta se estende pelo inteiro comprimento da prótese.

Para a invenção, somente sua extensão na parte de metá­ fase 5 é de interesse. Lateralmente em relação a esta linha, a superfí­ cie da haste na modalidade ilustrativa na figura 3 é composta exclusi­ vamente de áreas de superfície na qual a superfície normal tem um componente orientado na direção lateral. Isto significa que não é pos- sível, por meios convencionais, obter uma conexão entre estas super­ fícies e o osso de assumir forças de prótese medialmente dirigidas. Estas forças na realidade pressupõem uma conexão tensiva entre es­ tas áreas superficiais e o osso. Nas modalidades ilustrativas de acordo com a figura 4 ou figura 5, áreas de superfície rebaixadas estão tam­ bém presentes lateralmente em relação à locação ou linha 7, em cujas áreas de superfície rebaixada a superfície normal não tem qualquer componente orientado na direção lateral. Todavia, as partes de super­ fície lateralmente dirigidas também predominam aqui.

De acordo com a invenção, uma parte 6 da superfície da haste situada na parte da metáfise (isto é, acima da linha 8) e lateral­ mente da linha 7 é acabada com uma substância osteoindutiva. Isto é mostrado por partes pespontadas no desenho. O acabamento de pre­ ferência está contido em uma camada de material osteocondutivo tal como de hidroxiapatita. Por intermédio deste acabamento, é possível reforçar a conexão entre as áreas de superfície em questão e o tecido ósseo de tal maneira que é suscetível de transmitir forças trativas. Isto significa que as trajetórias de tensão no tecido ósseo esponjoso são envolvidas na absorção de forças e conseqüentemente não são parti­ das.

Na modalidade ilustrativa na figura 1, a área acabada de acordo com a invenção inclui uma saliência 9 que se situa na área troncatérica da metáfase. As ditas saliências trocantéricas são usuais para aperfeiçoar a ancoragem da haste no tecido ósseo e para preve­ nir que a haste gire em relação ao osso.

Uma configuração superficial promovendo a conexão com o osso também pode ser vista nas outras áreas da haste 3, isto é, medi­ almente da linha 7 e distalmente da linha 8, por exemplo, um revesti­ mento com hidroxiapatita ou fosfato de cálcio. Todavia, não deve con­ ter quaisquer componentes osteoindutivos ali, porque de outro modo a remoção da haste de prótese do osso na eventualidade de cirurgia de acompanhamento torna-se muito difícil.

A figura 2 mostra que a saliência 13 tem uma espessura considerável na direção antero-posterior. Suas áreas de superfície an­ terior e posterior 6 são, por conseguinte, recuadas da área central em que a substância óssea esponjosa é em muitos casos esgotada, e elas são situadas em uma área mais compacta mais próxima do osso corti­ cal. Assim, a probabilidade de uma boa conexão entre a superfície do osso e a substância óssea é adicionalmente realçada.

A figura 5 mostra o perfil em seção transversal da projeção 9 na direção seccional V-V, que também corresponde aproximada­ mente à direção de inserção. Se o espaço oco, que foi preparado por intermédio de uma grosa de maneira a receber a prótese, é ligeira­ mente menor que a forma da prótese, a inserção deste forma de cu­ nha no interior do osso causa um deslocamento de substância óssea e, como um resultado, um aumento na pressão exercida sobre a su­ perfície da prótese pela substância óssea. Desta maneira também, uma união rapidamente crescente e íntima da superfície da prótese com o osso é promovida.

Para assegurar que a conexão íntima entre a superfície da saliência trocantérica e o osso não seja problemática na eventualidade de uma cirurgia de acompanhamento, a saliência 9 pode ser destacá­ vel da haste 3. Por exemplo, pode ser conectada com a haste 3 por intermédio de parafusos ou outros dispositivos de conexão e pode ser destacada da dita haste 3 antes da haste ser removida do osso. A sa­ liência pode então ser mais facilmente desprendida do osso que a cir­ cunda e conectada com o mesmo.

O acabamento superficial de acordo com a invenção não está limitado à configuração de prótese mostrada nas figuras 1 e 2. Exemplos de outros perfis em seção transversal são mostrados nas figuras 3 e 4. O numeral de referência 7 ali designa o ponto em seção transversal de máxima espessura na direção AP, lateralmente do qual a invenção permite um acabamento osseoindutivo da superfície de prótese.

Claims (8)

1. Prótese de articulação da junta coxofemoral com uma haste que deve ser inserida no fêmur e a superfície da qual tem um acabamentocaracterizada pelo fato de que o acabamento osteoin- dutivo é provido exclusivamente em uma parte (6) da haste (3) situada lateralmente em relação à linha (7) de máxima dimensão AP da seção transversal da haste na parte da metáfise (5).
2. Prótese de articulação da junta coxofemoral, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que a substância osteoindutiva é formada por um revestimento ou ser contida em um revestimento.
3. Prótese de articulação da junta coxofemoral, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizada pelo fato de que a subs­ tância osteoindutiva compreende um bisfosfonato ou um BMP.
4. Prótese de articulação da junta coxofemoral, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizada pelo fato de que pelo me­ nos a parte (6) da superfície da prótese contendo a substância oste­ oindutiva é porosa.
5. Prótese de articulação da junta coxofemoral, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizada pelo fato de que a parte (6) da prótese acabada com uma substância osteoindutiva compreen­ de pelo menos duas superfícies ventrais ou dorsais opostas que en­ cerram um espaçamento na direção AP de mais de 6 mm, de prefe­ rência de mais de 9 mm.
6. Prótese de articulação de junta coxofemoral de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5,caracterizada pelo fato de que a parte (6) da prótese acabada com uma substância osteoin­ dutiva é formada pelo menos parcialmente por uma saliência (13) se estendendo da haste.
7. Prótese de articulação de junta coxofemoral, de acordo com a reivindicação 6,caracterizada pelo fato de que a saliência (13) pode ser destacada da haste.
8. Conjunto consistindo em uma prótese de articulação de junta coxofemoral como definida na reivindicação 6 ou 7, e uma grosa para dar forma ao espaço de recepção para a haste da prótese de ar­ ticulação de junta coxofemoral,caracterizado pelo fato de que a sa­ liência (13) é cuneiforme na direção de implantação, e a grosa possui um volume menor na área desta saliência (13).

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