ES2226829T3

ES2226829T3 - Protesis de cabeza de articulacion y conjunto de piezas para su construccion.

Info

Publication number: ES2226829T3
Application number: ES00926938T
Authority: ES
Inventors: Franz Sutter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2005-04-01
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: EP1168989A1; EP1168989B1; DE50007785D1; WO2000062718A1

Abstract

Prótesis de cabeza de articulación para la fijación en un hueso (3), especialmente en un fémur, con un soporte (1, 11) que presenta una sección anular (1a, 11a), con una cubierta de articulación (2, 12) originalmente separada que se puede unir a éste de forma fija y que forma una superficie deslizante (2a, 12a) con forma de calota esférica, y con, al menos, un elemento de anclaje en forma de casquillo que sobresale del soporte (1, 11) y de la superficie de deslizamiento (2a, 12a) con un eje recto, presentando el soporte (1, 11) un saliente (1e, 11e) que sobresale de, al menos, un elemento de anclaje (1c, 11c, 21c), y mostrando la cubierta de articulación (2, 12) un agujero ciego (2c, 12c) en el que penetra el saliente (1e, 11e) con la prótesis de cabeza de articulación montada, sujetando la cubierta de articulación (2, 12), caracterizada porque el soporte (1, 11) posee una superficie de apoyo con una sección (1d, 11d) en forma de cubeta que rodea la sección anular (1a, 11a).

Description

Prótesis de cabeza de articulación y conjunto de piezas para su constitución.

La invención se refiere a una prótesis de cabeza de articulación para la fijación en un hueso, especialmente en un fémur, con un soporte que presenta una sección anular, con una cubierta de articulación originalmente separada que se puede unir a éste de forma fija y que forma una superficie deslizante con forma de calota esférica, y con, al menos, un elemento de anclaje en forma de casquillo que se sobresale del soporte y de la superficie deslizante con un eje recto, presentando el soporte un saliente que se sobresale de, al menos, un elemento de anclaje, y mostrando la cubierta de articulación un agujero ciego en el que penetra el saliente con la prótesis de cabeza de articulación montada, sujetando la cubierta de articulación.

Las prótesis de cabeza de articulación conocidas para articulaciones de cadera poseen una cabeza maciza y una espiga acodada o doblada que está unida a ésta de forma fija, teniendo la espiga fundamentalmente una sección transversal maciza. Para la fijación de una prótesis de este tipo en un fémur se cortan la cabeza de articulación natural, así como una parte del cuello del fémur y se perfora un agujero en la diáfisis del fémur, de manera que es necesario separar mucho material óseo y romper muchos vasos sanguíneos. Además, la espiga de la prótesis metálica acodada o doblada y normalmente empotrada con cemento en la diáfisis del fémur posee una rigidez a la flexión mucho más grande que un fémur natural. Esto tiene el inconveniente de que en zonas del fémur contiguas a la espiga y eventualmente también otras partes del cuerpo se solicitan en caso de carga con frecuencia con mucha mayor intensidad en algunas zonas y/o con menos intensidad en algunas zonas que en la carga correspondiente de un fémur completamente natural, lo que puede influir negativamente en la estabilidad a largo plazo de la unión entre la prótesis y el fémur.

Por los documentos CH-A 642 250 y CH-A 642 251, así como por el documento WO-A-96/07374 se conocen prótesis de cabeza de articulación que poseen una cubierta de articulación que está anclada directamente en el cuello anatómico del fémur. Estas prótesis presentan una o varias espigas como elementos de anclaje consistente, por ejemplo, en un casquillo cilíndrico con una camisa perforada. Estas espigas se introducen en perforaciones en forma de cilindro hueco en el fémur y se funden con el hueso de manera que ya no es necesario fijar la prótesis por medio cemento óseo. Las prótesis de este tipo ofrecen la ventaja de que sólo se tiene que retirar una pequeña parte de material óseo y de que se mantiene una gran parte del hueso natural. Entre otros aspectos esto da lugar a que la rigidez a la flexión del fémur dotado de la prótesis de cabeza de articulación es prácticamente igual a la de un fémur con una cabeza de articulación natural.

Las prótesis de cabeza de articulación conocidas por los documentos CH-A 642 250, CH-A 642 251 y WO-A-96/07374 presentan una cabeza de articulación cuya superficie de deslizamiento en forma de calota esférica define un diámetro esférico que corresponde aproximadamente al de la cabeza de articulación natural a sustituir y que mide por regla general unos 42 a 48 mm. Debido al grosor limitado del hueso ilíaco, la consecuencia consiste en que un acetábulo artificial realizado normalmente de polietileno, que se ajusta a la cabeza de articulación, sólo puede tener un grosor limitado de unos 4 mm. Esto resulta desfavorable dado que el acetábulo es, por consiguiente, débil, pudiéndose presentar a causa de la fricción entre la superficie de deslizamiento de la cabeza de articulación, que normalmente es de titanio, cobalto o cerámica, y el acetábulo, un desgaste relativamente fuerte con el paso del tiempo, por lo que el acetábulo sólo tiene una vida útil relativamente corta. Para que el acetábulo se pueda realizar con un mayor grosor en el espacio disponible, conviene dimensionar el diámetro esférico de la prótesis de cabeza de articulación de manera que sea menor que el de una articulación natural. En las prótesis conocidas antes citadas, una reducción del diámetro esférico debilitaría, sin embargo, la estabilidad de la unión entre la prótesis y el hueso, dando además lugar a la pérdida de mucho material óseo y de numerosos vasos sanguíneos. Esto ocurre especialmente cuando el centro del cóndilo de la prótesis debe adoptar más o menos la misma postura con respecto a la diáfisis del hueso que en la articulación natural.

Otro problema surge al adaptar la posición exacta de la articulación a la anatomía del paciente o de la paciente. Resulta ventajoso que una articulación de cadera artificial se dimensione y aplique de modo que el centro del cóndilo se encuentre después de la operación en el mismo lugar que en la articulación natural sustituida. En las prótesis de cabeza de articulación conocidas, este problema se resuelve midiendo la articulación de cadera del paciente o de la paciente con la mayor precisión posible y adaptándose la prótesis a dichas medidas. Sin embargo, si durante o después de la intervención quirúrgica se producen desplazamientos imprevistos de cualquier tipo o si la medición no se ha llevado a cabo con la precisión necesaria, será muy difícil realizar una nueva adaptación, dado que la sustitución de una prótesis de articulación va vinculada a una operación extraordinariamente complicada y que para cada nueva operación se tienen que eliminar en la mayoría de los casos otras partes del fémur.

Por el documento UA-A 4 846 841 se conoce una prótesis de cabeza de articulación que presenta un soporte a fijar en el muñón de un fémur y un receptáculo a fijar en este soporte que sirve de cabeza de articulación. Mediante la adaptación de la forma del receptáculo, se puede adaptar, por ejemplo, el diámetro exterior de la superficie de deslizamiento dentro de una zona determinada, en caso necesario mediante cambio del receptáculo. La prótesis de cabeza de articulación presentada en el documento US-4 846 841 muestra por lo demás los mismos inconvenientes que las prótesis de cabeza de articulación conocidas por los documentos ya mencionados CH-A 642 250, CH-A 642 251 y WO-A-96/07374. Para que se pueda colocar el soporte, el muñón del fémur debe tener además una forma cilíndrica, lo que no resuelve de manera ideal el anclaje de la prótesis, siendo, por consiguiente, necesario interrumpir vasos sanguíneos importantes. En la clase de anclaje que preconiza el documento US-4 846 841 tampoco se resuelve de manera ideal la introducción de la fuerza, dado que en caso de fuerzas que atacan a los lados de la cabeza de articulación, existe el riesgo de cizallamiento del muñón del hueso.

Un inconveniente adicional de las prótesis de cabeza de articulación que se anclan directamente en el cuello anatómico del fémur resulta para pacientes de articulación de cadera que además sufren, por ejemplo, osteoporosis. En estos pacientes, el cuello anatómico del fémur tiende a romperse en caso de grandes esfuerzos, lo que hace necesarias complicadas operaciones adicionales y provocando que sea preciso sustituir la prótesis por una prótesis convencional a colocar en la diáfisis del fémur con los inconvenientes anteriormente descritos.

Por el documento DE-A-28 45 231 se conoce un procedimiento de implantación para la fijación de una prótesis en un hueso que, entre otros, prevé que se perfore un agujero desde la cabeza del cuello anatómico del fémur hasta la cara opuesta del fémur, y que se introduzca en éste una diáfisis en la que se fije la cabeza de articulación artificial. Con ello se quiere conseguir, entre otras cosas, que el cuello anatómico del fémur se rompa con menor facilidad. El procedimiento de implantación publicado en el documento DE-A-28 45 231 prevé, por el contrario, la colocación de la cabeza de articulación sólo en un cuello anatómico del fémur aún intacto y no ofrece ninguna solución a las pacientes o los pacientes que ya han sufrido una fractura. Tampoco está previsto que la diáfisis esté dotada de medios a través de los cuales se pueda fundir con el hueso, lo que limita considerablemente la eficacia de la prevención de fracturas. Por otra parte, con este procedimiento de implantación sólo se pueden colocar en el fémur prótesis de cabeza de articulación que presenten una cabeza de articulación cuyo diámetro sea igual de grande que el de la cabeza de articulación natural sustituida.

En el documento WO 93/16663 se describe una prótesis de cabeza de articulación genérica. Ésta presenta una superficie de apoyo con un elemento de anclaje compacto en forma de perno. El documento WO-A-91/07932 muestra una prótesis similar; en esta prótesis también está prevista una superficie de apoyo plana, de manera que en ambos casos es necesario que el muñón de hueso restante se reseque mucho.

Partiendo de este estado de la técnica, el objeto de la solicitud se basa en el objetivo de proporcionar una prótesis de articulación que permita conservar en gran medida la sustancia del hueso, de modo que de esta forma también sea posible transmitir al hueso los componentes de fuerza que se desarrollan transversalmente con respecto al eje del cuello anatómico del fémur.

Este objetivo se cumple en una prótesis de cabeza de articulación del tipo descrito al principio según la invención, gracias a que el soporte posee una superficie de apoyo con una sección en forma de cubeta que rodea la sección anular. Mediante la previsión de una sección en forma de cubeta se puede limitar a un mínimo la escisión del muñón del fémur y dicho muñón se introduce de tal modo en la sección en forma de cubeta que también se pueden transmitir de la prótesis al hueso los componentes de fuerza que se desarrollan transversalmente.

De las reivindicaciones dependientes se deducen configuraciones ventajosas del objeto de la invención.

Una prótesis de cabeza de articulación según la invención presenta distintas ventajas. Gracias a que en caso de un equipamiento con esta prótesis de acuerdo con la invención, el fémur se puede conservar en gran medida, la rigidez a la flexión también es prácticamente la misma que en un hueso con una articulación natural. En la prótesis de acuerdo con la invención, el diámetro esférico definido por la superficie de deslizamiento con forma de calota se puede dimensionar sin problemas con un tamaño menor que el diámetro correspondiente de la cabeza de articulación natural sustituida. El diámetro esférico de la superficie de deslizamiento citada puede ser en una prótesis para una persona adulta, preferiblemente de como mínimo 20 mm y como máximo 40 mm y, por ejemplo, 30 mm a 38 mm. A continuación, el acetábulo se puede configurar más grueso que en prótesis de articulación en las que el diámetro esférico es aproximadamente igual que el diámetro de la cabeza de articulación natural. El grosor característico del acetábulo puede ser, como mínimo, de 6 mm a 10 mm aproximadamente o eventualmente mayor. El acetábulo posee entonces una resistencia suficiente, así como una prolongada vida útil también en una configuración a partir de un material plástico, por ejemplo, polietileno.

Gracias a que la prótesis de cabeza de articulación presenta un soporte y una cubierta de articulación insertable encima, cabe la posibilidad de regular, por ejemplo, la distancia entre el fémur y el hueso ilíaco a través de las medidas de la cubierta de articulación. Adicionalmente también se puede variar fácilmente la posición lateral de la cubierta de articulación y adaptarla a las condiciones de carga. Gracias a que la cubierta de articulación sólo está colocada sobre el soporte, ésta también se puede cambiar si fuera necesario mediante una operación relativamente sencilla, por ejemplo, cuando esté gastada o cuando sea necesario adaptar de nuevo su posición.

La invención se refiere también a un conjunto de piezas para la formación de una prótesis de cabeza de articulación según la reivindicación 28. El conjunto de piezas posee un soporte y, al menos, dos cubiertas de articulación que se diferencian, por ejemplo, en posiciones relativas laterales o axiales de la cabeza de articulación con respecto al soporte, entre las que el médico que lleva el tratamiento puede elegir según las necesidades y cambiarlas sin intervenciones quirúrgicas en el fémur.

La configuración de una articulación esférica de acuerdo con la invención también resulta interesante por motivos de costes. Mediante la simple colocación de la cubierta de articulación en la que sólo es necesario llevar a cabo una adaptación aproximada al fémur del paciente, es posible el empleo de cubiertas de articulación en tamaños estándar.

A continuación se describen ejemplos de realización de la invención por medio de un dibujo. En el dibujo muestra

la figura 1 un corte a través de un fémur que está dotado de una forma de realización de una prótesis de cabeza de articulación de acuerdo con la invención que se ha implantado en un acetábulo también artificial de un hueso ilíaco;

la figura 2 una representación de despiece ordenado de un fémur con la prótesis de cabeza de articulación de la figura 1;

la figura 3 un corte parcial a través de un fémur y una fresa para el fresado de la superficie exterior de la cabeza de articulación;

la figura 4 un corte parcial a través de un fémur y una herramienta para el fresado de una hendidura anular para la recepción de un casquillo de la prótesis;

la figura 5 un corte a través de un fémur provisto de una prótesis de cabeza de articulación de acuerdo con la invención con características de líneas de tracción y de compresión representadas esquemáticamente:

la figura 6 un diagrama en el que la desviación de las cabezas de articulación de un fémur natural y de un fémur provisto de una prótesis de diáfisis que no corresponde a la invención, se indica en función de una fuerza que ataca al mismo;

la figura 7 una representación de un fémur dotado de una prótesis de cabeza de articulación de acuerdo con la invención en la que se ve la forma de variar la distancia entre el hueso ilíaco y el fémur por medio de diferentes medidas de la cabeza;

la figura 8 una representación esquemática de un fémur dotado de una prótesis de cabeza de articulación de acuerdo con la invención en la que se ve cómo se puede variar su posición lateral mediante diferentes medidas de la cabeza;

la figura 9 una vista sobre una variante para la configuración de un elemento de anclaje y

la figura 10 una representación de despiece ordenado de un fémur con otra forma de realización de una prótesis de cabeza de articulación de acuerdo con la invención.

Una primera forma de realización preferible de la invención se representa en las figuras 1 y 2 del dibujo. La prótesis de cabeza de articulación posee un soporte 1 y una cubierta de articulación 2 originalmente separada. La cubierta de articulación 2 se compone preferiblemente de cerámica, por ejemplo, óxido de circonio, pero también se puede fabricar de óxido de aluminio, una aleación metálica e incluso plástico en combinación con un acetábulo de metal. Tiene fundamentalmente la forma de una esfera con el centro M y el diámetro d_{k}. También presenta una superficie en forma de calota pulida y lisa que sirve de superficie de deslizamiento 2a y que define un eje de cabeza A con respecto al cual gira simétricamente. La superficie de la cubierta de articulación 2 presenta además una sección 2b contigua a la superficie de deslizamiento 2a que puede estar configurada con giro simétrico y cóncava, cónica o eventualmente convexa y que también se alisa mediante pulido. La cubierta de articulación posee además un agujero ciego 2c limitado por una superficie interior 2d que puede tener, por ejemplo, una forma cónica.

El soporte 1 también gira simétricamente con respecto al eje de cabeza A. Presenta una superficie de apoyo destinada a que el fémur 3 se apoye en ella y que está dividida en una superficie de apoyo exterior 1a y una superficie de apoyo interior 1b. La superficie de apoyo exterior 1a es esencialmente anular con un borde 1h que forma un círculo con un diámetro d_{a}. La anchura de la sección anular corresponde por regla general, medida en un plano perpendicular al eje de cabeza A, a al menos un 12%, preferiblemente un 12 a 30% del diámetro d_{a}. La superficie de apoyo interior 1b que sigue a la superficie de apoyo exterior, tiene la forma de una cubeta. La profundidad de la cubeta medida paralelamente al eje de cabeza A es al menos del 12%, preferiblemente del 15 al 25% del diámetro d_{a} del borde 1h de la superficie de apoyo exterior 1a, es decir, cuando la prótesis se prevé para el fémur 3 de una persona adulta de estatura normal, la profundidad t de la cubeta es de, por lo menos, 5 mm y, preferiblemente, de unos 6 a 10 mm.

El soporte 1 presenta adicionalmente un elemento de anclaje 1c configurado a modo de cilindro hueco con una perforación 1d. El eje del cilindro hueco coincide en estado ensamblado con el eje de cabeza A.

Por otra parte, el soporte 1 presenta un saliente 1e. El saliente 1e se ha configurado en forma de cono, formando la superficie cónica con el eje de cono un ángulo máximo de 10º. En estado ensamblado, el saliente 1e penetra en el agujero ciego 2c de la cubierta de articulación 2, de manera que el eje del cono coincida con el eje de la cabeza y que el saliente 1e sujete la cubierta de articulación 2 de modo que el soporte 1 y la cubierta de articulación 2 queden rígidamente unidos. El soporte posee además una superficie exterior 1f configurada a modo de una superficie de contacto y otra superficie exterior 1g que giran ambas simétricamente con respecto al eje A, presentando la superficie exterior g un diámetro exterior d_{a} que es mayor que el diámetro d_{g} del círculo y que forma el borde 2e de la superficie de deslizamiento 2a. La superficie exterior 1g puede ser cóncava tal como se representa en las figuras 1 y 2, pero también sería imaginable otra configuración, por ejemplo, con forma cónica o esférica.

El soporte también se puede realizar sin la superficie exterior 1f configurada a modo de superficie de contacto.

La prótesis de cabeza de articulación está dimensionada de manera que el diámetro d_{k} de la esfera definida por la superficie de deslizamiento 2a sea menor que el diámetro d_{a} del borde de la superficie de apoyo 1h. El diámetro suele oscilar entre 20 y 40 mm, preferiblemente entre 30 y 38 mm o corresponder, expresado en medidas relativas, aproximadamente al 50% a 90%, preferiblemente más o menos al 65% a 85% del diámetro d_{a}.

Otra forma de realización de la invención se representa en la figura 10. La prótesis posee también un soporte 11 y una cubierta de articulación 12. El soporte 11 posee una superficie de apoyo exterior 11a y una superficie de apoyo interior 11b. La prótesis representada en la figura 10 se diferencia de la que se muestra en las figuras 1 y 2 porque de su superficie de apoyo interior 11b salen varios elementos de anclaje 11c, por ejemplo tres, que se extienden paralelos al eje de cabeza A y que se han configurado igualmente a modo de casquillos con perforaciones 11d. Según las necesidades y en función del estado del muñón del fémur sobre el que ha de ser aplicada la prótesis, los elementos de anclaje 11c se pueden disponer simétricamente o asimétricamente con respecto al eje de cabeza A. Un anillo de estabilización 11i sirve para dar estabilidad adicional a la unión entre el fémur 3 y el soporte 11, previéndose un anillo de estabilización 1i también en el ejemplo de realización de la figura 7.

Otra versión de un elemento de anclaje 21c se representa en la figura 9, teniendo el elemento de anclaje 21c también una forma de cilindro hueco, aunque en lugar de las perforaciones 1d, 11d o además de las perforaciones 1d, 11d, presenta unos salientes 21d que se dirigen hacia dentro y hacia fuera, cuya finalidad consiste en penetrar en el interior del hueso 3 y fijar así el elemento de anclaje 21c en el hueso 3.

En las figuras 1 a 5, 7, 8 y 10 se reproduce también un fémur 3 de una persona adulta. El fémur 3 posee una diáfisis alargada 3a dibujada sólo en parte y un cuello 3b al que se ajusta, en un hueso sano, una cabeza de articulación 3c que en la figura 3 sólo se insinúa. La figura 1 muestra además algunos vasos sanguíneos 4 que sirven para suministrar la sangre al hueso 3.

A la vista de las figuras 3 y 4 se va a explicar ahora brevemente la forma de fijar una prótesis de cabeza de articulación de acuerdo con la invención en el fémur 3. Se utiliza para ello el ejemplo de realización representado en las figuras 1 y 2, dado que el mismo procedimiento se puede utilizar naturalmente de manera análoga para fijar las demás variantes de realización de la invención en el fémur 3. En un primer paso, la cabeza de articulación 3c se deja al descubierto mediante una intervención quirúrgica. A continuación, se introduce en la cabeza y en el cuello 3b del fémur 3, un hilo de guía 31. Acto seguido, se fresa la cabeza de articulación 3c con una primera fresa 32 guiada por el hilo de guía 31 de manera que el hueso presente una forma que se ajuste a la superficie de apoyo (1a y 1b) del soporte 1. Con una segunda fresa 33, guiada igualmente por el hilo de guía 31, se puede fresar en el fémur el paso anular apropiado para el elemento de anclaje, en el ejemplo representado por lo tanto un único paso anular 3d que complementa el elemento de anclaje 1c. El paso anular 3d se dimensiona de modo que el elemento de anclaje 1c se pueda introducir por completo. En un próximo paso se retira el hilo de guía 31 y se coloca el soporte 1 sobre el muñón del hueso, de modo que sus superficies de apoyo 1a y 1b queden colocadas en las superficies exteriores del muñón del hueso. Durante el proceso de colocación, el elemento de anclaje 1c penetra en el paso anular 3d previsto para ello, consiguiendo con ello que el soporte 1 quede inmediatamente fijado sobre el hueso sin necesidad de fijarlo con cemento óseo o con otro aglutinante. Sin embargo, en casos excepcionales como, por ejemplo, cuando la estructura ósea es muy porosa, se puede utilizar cemento óseo para una fijación adicional. En un último paso se coloca sobre el soporte 1 una cubierta de articulación 2 apropiada que se adhiere también sin ningún tipo de elemento de fijación. Las medidas de un soporte de una prótesis de acuerdo con la invención, y con ello lógicamente las medidas de las fresas 32 y 22, se dimensionan de manera que en la intervención quirúrgica antes descrita se deteriore el menor número posible de vasos sanguíneos 4 del fémur y que el riego del muñón del hueso restante después de la operación no resulte perjudicado de manera importante. La conservación de los vasos sanguíneos 4 hace posible que el hueso se cure y que se genere nuevo material óseo. Después de un cierto período de curación, el muñón de hueso formado mediante el fresado durante la intervención quirúrgica llena junto con el material óseo que crece después, toda la perforación 1d del elemento de anclaje 1c, consiguiendo con ello que el soporte 1 quede perfectamente fijado en el hueso.

Los elementos de anclaje se pueden configurar preferiblemente en una sola pieza con el soporte, pero también cabe la posibilidad de realizarlos de manera que se puedan desprender del soporte, en cuyo caso los elementos de anclaje se pueden introducir en el soporte, por ejemplo a presión o mediante atornillado. Esto permite una sustitución de los elementos de anclaje de manera que cada soporte puede estar dotado de distintos elementos de anclaje de acuerdo con las respectivas necesidades. La longitud de los elementos de anclaje se elige de modo que no sobresalgan del fémur por el lado opuesto al cuello anatómico del fémur, para lo que resulta conveniente que esta longitud sea inferior a los 50 mm y oscile preferiblemente entre 15 y 40 mm.

En un soporte 1 pueden estar dispuestos varios elementos de anclaje con diferentes longitudes y/o diferentes diámetros. Esto se puede ver claramente en los ejemplos de realización de las figuras 7 y 10. En el ejemplo de realización de la figura 7 están previstos dos elementos de anclaje concéntricos 1c y 1i, el elemento de anclaje interior 1c tiene un diámetro menor y una longitud mayor que el elemento de anclaje exterior 1i. En el ejemplo de realización de la figura 10 las proporciones son similares, en este caso están previstos incluso tres elementos de anclaje interiores 11c con una longitud mayor y un diámetro claramente menor.

Los elementos de anclaje poseen preferiblemente una sección transversal circular, aunque también es totalmente posible utilizar elementos de anclaje con una sección transversal que difiera de la forma circular, por ejemplo, con una sección transversal elíptica u ovalada.

Los elementos de anclaje presentan una superficie porosa, a fin de permitir el anclaje con el material óseo que lo rodea. Esta superficie se puede componer, por ejemplo, de titanio, de hidroxiapatito o de trifosfato de calcio.

Como se puede ver claramente, por ejemplo, en la figura 7, una prótesis de acuerdo con la invención junto con un acetábulo artificial 6 introducido en el hueso ilíaco 5, pueden formar una articulación de cadera artificial. En este caso, el acetábulo 6 presenta una superficie interior 6a complementaria a la superficie de deslizamiento 2a de la cubierta de articulación 2 y se compone fundamentalmente, por ejemplo, de un material plástico biocompatible como el polietileno. Dado que la cubierta de articulación 2 posee un diámetro exterior que es menor que el de la cubierta de articulación de una articulación de cadera natural, el acetábulo puede presentar un grosor característico de, por ejemplo, 10 mm.

Una articulación de cadera artificial dotada de una prótesis de acuerdo con la invención se puede adaptar a los requisitos de la anatomía que resultan de las cargas de la articulación. En la figura 7 se representa esquemáticamente cómo se puede variar la distancia entre el fémur y el hueso ilíaco mediante la elección del punto central de la esfera M. En el ejemplo dibujado se puede elegir entre dos cubiertas de articulación 2A y 2B con puntos centrales de la esfera M_{A} y M_{B}, cuya posición en el soporte se diferencia en h, de modo que la distancia entre el fémur y el hueso ilíaco también se diferencia en la magnitud h. Como se muestra en la figura 8, la posición lateral de la cubierta de articulación también se puede adaptar de forma ideal a las necesidades. Esto sucede colocando el agujero ciego en la cubierta de articulación 2D excéntricamente, por ejemplo, a una distancia s, al contrario que en las prótesis descritas por medio de las figuras 1, 2 y 10.

Por medio de las figuras 5 y 6 se explica por qué una prótesis de cabeza de articulación de acuerdo con la invención permite una aplicación de la fuerza ventajosa en comparación con prótesis de diáfisis convencionales. En un fémur natural, la estructura espongiosa se adapta de forma ideal a las condiciones de carga, dirigiéndose sus pequeñas vigas de acuerdo con las trayectorias de tracción y presión mostradas esquemáticamente en la figura 5 e identificadas con el número 41. Una fuerza resultante R que actúa sobre la cabeza de articulación también presenta ahora en general componentes de fuerza transversales, es decir, rectangulares con respecto al eje de cabeza A. Como se puede ver con claridad en la figura 5, la escotadura en forma de cubeta que constituye la superficie de apoyo interior 1b del soporte de la prótesis de acuerdo con la invención, provoca que estos componentes de fuerza también se puedan transmitir óptimamente de la prótesis al hueso. La figura 6 muestra la desviación S del fémur medida en un fémur de un hombre adulto en función de la fuerza F que actúa sobre la cabeza de articulación para el fémur natural (curva 51), así como para el mismo fémur en el que a continuación de la primera medición se sustituyó la cabeza de articulación por una prótesis de diáfisis convencional (curva 52). En este caso queda claro que el cociente diferencial dS/dF en la curva para fuerzas reducidas medida en el fémur natural es mucho mayor en comparación con la curva medida en el fémur artificial y que disminuye constantemente en función de la fuerza hasta una carga de, aproximadamente, 500 N. Por el contrario, el fémur dotado de una prótesis de diáfisis presenta un cociente diferencial independiente de la fuerza y constante para fuerzas reducidas. Para fuerzas que son mayores de 500 N, el cociente diferencial es fundamentalmente constante o igual para ambas muestras. El cociente diferencial dS/dF del fémur dotado de una prótesis de diáfisis que no se ha realizado de acuerdo con la invención y que es claramente inferior en comparación con el del fémur natural, da lugar a que sólo se obtiene un efecto elástico limitado de la articulación de la cadera cuando el usuario de la articulación de cadera posa la pierna sobre el suelo. Una prótesis de cabeza de articulación de acuerdo con la invención, en cambio, se configura de manera que mediante la aplicación de la fuerza resultante en virtud de la geometría del soporte 1, 11, se produce un desarrollo de la curva S(F) que coincide fundamentalmente con el del fémur natural.

Claims

1. Prótesis de cabeza de articulación para la fijación en un hueso (3), especialmente en un fémur, con un soporte (1, 11) que presenta una sección anular (1a, 11a), con una cubierta de articulación (2, 12) originalmente separada que se puede unir a éste de forma fija y que forma una superficie deslizante (2a, 12a) con forma de calota esférica, y con, al menos, un elemento de anclaje en forma de casquillo que sobresale del soporte (1, 11) y de la superficie de deslizamiento (2a, 12a) con un eje recto, presentando el soporte (1, 11) un saliente (1e, 11e) que sobresale de, al menos, un elemento de anclaje (1c, 11c, 21c), y mostrando la cubierta de articulación (2, 12) un agujero ciego (2c, 12c) en el que penetra el saliente (1e, 11e) con la prótesis de cabeza de articulación montada, sujetando la cubierta de articulación (2, 12), caracterizada porque el soporte (1, 11) posee una superficie de apoyo con una sección (1d, 11d) en forma de cubeta que rodea la sección anular (1a,
11a).

2. Prótesis de cabeza de articulación según la reivindicación 1, caracterizada porque el saliente (1e, 11e) del soporte (1, 11) es cónico y se estrecha alejándose de, al menos, un elemento de anclaje (1c, 11c, 21c), definiendo el saliente (1e, 11e) un eje que se extiende paralelo a un eje de cabeza (A) definido por la cubierta de articulación (2, 12) y respecto al que la superficie cónica forma un ángulo de, como máximo, 10º.

3. Prótesis de cabeza de articulación según la reivindicación 2, caracterizada porque el eje del saliente (1e, 11e) y el eje de cabeza coinciden.

4. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la cubierta de articulación (2, 12) está configurada de cerámica, preferiblemente de óxido de circonio o de cerámica de óxido de aluminio, de una aleación metálica o de plástico.

5. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el soporte (1, 11) y el o bien cada elemento de anclaje (1c, 11c, 21c) se componen de un cuerpo de una sola pieza.

6. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el eje del elemento de anclaje (1c, 11c, 21c) o de los elementos de anclaje (1c, 11c, 21c) se extiende paralelo a un eje de cabeza (A) definido por la cubierta de articulación (2, 12).

7. Prótesis de cabeza de articulación según la reivindicación 6, caracterizada porque el eje del elemento de anclaje (1c, 11c, 21c) coincide con el eje de cabeza (A).

8. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento de anclaje (1c, 11c, 21c) presenta la forma de un cilindro hueco perforado con un extremo abierto.

9. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento de anclaje (21c) porta unos salientes longitudinales (21d) que se dirigen hacia fuera y/o hacia dentro.

10. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el o los elementos de anclaje (1c, 11c, 21c) están configurados con forma circular en sección transversal.

11. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el o los elementos de anclaje (1c, 11c, 21c) están configurados en sección transversal con una forma que difiere de la forma circular, especialmente elíptica u ovalada.

12. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones 1 a 4 ó 6 a 11, caracterizada porque el elemento de anclaje o los elementos de anclaje (1c, 11c, 21c) están sujetos en el soporte (1,11) de forma separable.

13. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los elementos de anclaje (1c, 11c, 21c) están dotados de un recubrimiento poroso.

14. Prótesis de cabeza de articulación según la reivindicación 13, caracterizada porque el recubrimiento poroso se compone de titanio, de hidroxiapatito o de fosfato de tricalcio.

15. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la longitud del o de los elementos de anclaje (1c, 1i, 11c, 11i, 21c) es inferior a 50 mm.

16. Prótesis de cabeza de articulación según la reivindicación 15, caracterizada porque los elementos de anclaje (1c, 1i, 11c, 11i, 21c) presentan una longitud de 15 a 40 mm.

17. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en un soporte (1, 11) están dispuestos varios elementos de anclaje (1c, 1i; 11c, 11i) con una longitud diferente y/o un diámetro diferente.

18. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en un soporte (1, 11) están dispuestos, al menos, dos elementos de anclaje (1c, 1i, 11c, 11i) colocados concéntricamente entre sí.

19. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el borde de superficie de apoyo (1h, 11h) de la superficie de apoyo rodea el borde de superficie de deslizamiento (2e, 12e) de la superficie de deslizamiento (2a, 12a).

20. Prótesis de cabeza de articulación según la reivindicación 19, caracterizada porque la superficie de deslizamiento (2a, 12a) define un diámetro esférico d_{k} y porque el borde de superficie de apoyo (1h) es circular y tiene un diámetro d_{a} que es mayor que el diámetro esférico d_{k}.

21. Prótesis de cabeza de articulación según la reivindicación 20, caracterizada porque la superficie de deslizamiento (2a, 12a) forma más de una superficie semiesférica, siendo el borde de superficie de deslizamiento (2e, 12e) circular y presentando un diámetro d_{g} que es menor que el diámetro esférico d_{k}.

22. Prótesis de cabeza de articulación según la reivindicación 20 ó 21, caracterizada porque el diámetro esférico d_{k} es de un 50% a un 95% de d_{a}.

23. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el borde de superficie de apoyo (1h) es circular.

24. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizada porque la sección en forma de cubeta (1b, 11b) de la superficie de apoyo tiene una profundidad t medida desde el borde de superficie de apoyo (1h) paralelamente con respecto al eje de cabeza A hasta el punto más profundo de la sección en forma de cubeta (1b, 11b) que es al menos del 12% del diámetro d_{a} del borde de la superficie de apoyo (1h).

25. Prótesis de cabeza de articulación según la reivindicación 24, caracterizada porque la profundidad t es de un 15 a 25% del diámetro d_{a} del borde de superficie de apoyo (1h).

26. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la sección anular (1a, 11a) de la superficie de apoyo forma con el eje de cabeza (A), un ángulo de 80º a 100º.

27. Prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la anchura de la sección anular es de, al menos, un 12% del diámetro d_{a} del borde de superficie de apoyo (1h).

28. Conjunto de piezas con una prótesis de cabeza de articulación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque además de la cubierta de articulación citada (2, 12), dicho conjunto de piezas presenta, al menos, otra cubierta de articulación (2, 12), porque las cubiertas de articulación (2, 12) están configuradas de manera que opcionalmente una de ellas se puede fijar en el soporte (1, 11) y porque las cubiertas de articulación (2, 12) presentan distintas formas y/o medidas.

29. Conjunto de piezas según la reivindicación 28, caracterizado porque en una cubierta de articulación (2, 12), el agujero ciego (2c, 12c) está dispuesto coaxialmente con respecto al eje de cabeza (A) y en otra cubierta de articulación (2, 12) está dispuesto excéntricamente con respecto al eje de cabeza (A).

30. Conjunto de piezas según una de las reivindicaciones 28 ó 29, caracterizado porque existen cubiertas de articulación (2, 12) cuyas superficies de deslizamiento (2a, 12a) definen diámetros esféricos diferentes.

31. Conjunto de piezas según una de las reivindicaciones 28 a 30, caracterizado porque existen cubiertas de articulación (2, 12) cuyas superficies de deslizamiento (2a, 12a) definen centros de esfera que con la prótesis de cabeza de articulación montada, presentan distintas distancias desde el borde de superficie de apoyo (1h).