ES2237805T3 - Articulacion de reemplazo entre metacarpiano y falange. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo protésico (19) diseñado para el reemplazo de una articulación de los huesos metacarpiano y de falange (MP-¿Metacarpal-Phalangeal¿) de un dedo humano, que comprende: un elemento metacarpiano (13), que tiene una porción de tallo o vástago (15) que se ha dotado de una forma destinada a ser recibida dentro de una cavidad del hueso metacarpiano, y una porción de cabeza articular (17), porción de cabeza que tiene una superficie generalmente con forma de bola (21), destinada a reemplazar la porción articular distal de un hueso metacarpiano, y que tiene una sección de collar plana (53), situada en el extremo de dicha porción de vástago, de tal manera que dicha sección plana está orientada formando un ángulo dorsal de entre 110º y 120º con el eje de dicha porción de vástago del mismo; y un elemento de falange (14), que tiene una porción de vástago (16) que se ha dotado de una forma destinada a ser recibida en el interior de una cavidad del hueso de falange, así como una porción de cabeza articular (18) que tiene una superficie cóncava dotada de una forma tal, que se adapta a dicha superficie con forma de bola, y que se ha diseñado para reemplazar una porción articular correspondiente de un hueso de falange.

Description

Articulación de reemplazo entre metacarpiano y falange.

Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente a dispositivos protésicos y, más en particular, a dispositivos para el reemplazo de la articulación entre el metacarpiano y la falange (MP-"Metacarpal-Phalangeal") de un dedo humano.

El documento US-A-4.231.121 describe las características del preámbulo de la reivindicación 1.

El primer hueso alargado (metacarpiano) situado en la base de cada dedo está unido a un hueso de falange más cercano, o proximal, a través de la articulación entre el metacarpiano y la falange (MP). Esta articulación concreta puede ser flexionada o extendida independientemente de la articulación entre falanges proximal o distal. Este movimiento alternativo o de vaivén variable, conjuntamente con la capacidad de oposición del pulgar, permite asir objetos y la realización de funciones cotidianas que son de importancia esencial para los seres humanos. El daño en la articulación de MP por causa de una lesión física o una enfermedad puede, en consecuencia, constituir un serio problema para las personas afectadas.

La artritis reumatoide (RA-"Reumatoid Arthritis"), la artritis degenerativa y la artrosis post-traumática de la articulación de MP provocan un dolor interminable y un funcionamiento defectuoso del dedo. Los pacientes que tienen síntomas leves responden a menudo al descanso, a la inmovilización, a los medicamentos anti-inflamatorios no esteroides, o bien a las inyecciones intra-articulares de esteroides. Sin embargo, los pacientes que tienen formas más graves de artritis pueden requerir el reemplazo articular completo de la articulación de MP.

La deformación más habitual que se presenta en los pacientes que adolecen de RA es inducida por la sinovitis de la articulación de MP, que a menudo provoca un estrechamiento del cartílago articular de la articulación de MP y el debilitamiento de la estructura del ligamento colateral. El resultado es, con frecuencia, la subluxación-dislocación palmar del hueso de falange más cercano, o proximal, la cual es causada por una laxitud del complejo flexor en el lado palmar de la articulación de MP. Tras el aflojamiento o distensión de este complejo flexor, la acción de los tendones flexores proporciona una fuerza dinámica que subluxa-disloca por el lado de la palma el hueso de la falange proximal. Además, existe a menudo una pérdida secundaria de altura del cartílago por erosión y, frecuentemente, un cambio secundario en la estructura ósea, que producen un aplanamiento de la cabeza del metacarpiano y la erosión del labio dorsal de la falange proximal, La solución habitual es la implantación de una articulación protésica de MP, véase Linscheid et al., "Artroplastia total de articulación", Mayo Clin. Proc., 54: 516-526 (1979); sin embargo en tal caso, existe la necesidad de una articulación de reemplazo que resista la subluxación-dislocación del hueso de la falange proximal en la dirección de la palma.

Una segunda consideración de diseño importante para las articulaciones protésicas de MP es minimizar el desgaste entre las superficies de encaje de la articulación. Las superficies de encaje pueden adaptarse una a otra hasta un grado tal, que los fluidos que proporcionarían normalmente la lubricación de la articulación sean mantenidos fuera de la articulación protésica de MP. La "articulación en seco" resultante puede sufrir un rozamiento incrementado entre las superficies de articulación conjugadas, así como crear una abrasión molesta y/o una sensación de "chirrido" al portador. El rozamiento incrementado entre las superficies de articulación conjugadas puede dar lugar a un desgaste acentuado de la articulación protésica de MP, con lo que se reduce la vida útil de la prótesis. Una articulación protésica de MP deberá, preferiblemente, evitar la exclusión de fluido biológico de las superficies conjugadas de la articulación que encajan.

Otra consideración de diseño importante para las articulaciones protésicas de MP consiste en proporcionar una vía de paso generalmente libre para los ligamentos colaterales que discurren a lo largo de cada cara lateral de la articulación de MP, así como para los ligamentos o placa de la palma. Los ligamentos colaterales de la articulación de MP comprenden tanto ligamentos colaterales con forma de abanico como ligamentos colaterales con forma de cuerda. Los ligamentos colaterales con forma de abanico se insertan en ambos lados de la porción distal del primer hueso metacarpiano, y sirven para soportar la placa palmar (en ocasiones denominada placa volar) la cual se fija en la cara volar de la falange proximal y forma una parte de la articulación de MP. Los ligamentos colaterales con forma de cuerda se insertan también en depresiones superficiales o poco profundas situadas a ambos lados de la cara dorsal de la porción distal del primer hueso metacarpiano, y a través de la articulación de MP, para insertarse en los lados volares laterales del hueso de falange proximal. Los ligamentos con forma de cuerda quedan relajados en la extensión de la articulación de MP, lo que permite el movimiento radial-ulnar, y se tensan durante el movimiento de flexión, prohibiendo el movimiento radial-ulnar. Un diseño adecuado de la articulación protésica de MP deberá tener en consideración dichos ligamentos.

En consecuencia, es el objeto de la presente invención construir una prótesis de articulación de MP que permita restablecer una función esencialmente original y natural en un dedo dañado. Con el fin de restablecer el movimiento natural en un dedo dañado, el diseño de la articulación protésica de MP deberá proporcionar una vía de paso libre para los ligamentos colaterales, de forma que discurran desde la porción articular dorsal del primer hueso metacarpiano situada de cara al extremo distal, hasta la porción articular palmar del hueso de falange proximal situada de cara al extremo proximal.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un dispositivo protésico diseñado para el reemplazo de una articulación de MP de un dedo humano, que comprende:

un elemento metacarpiano que tiene una porción de tallo o vástago que se ha dotado de una forma destinada a ser recibida dentro de una cavidad del hueso metacarpiano, y una porción de cabeza articular, porción de cabeza que tiene una superficie generalmente con forma de bola, destinada a reemplazar la porción articular distal de un hueso metacarpiano, y que tiene una sección de collar plana situada en el extremo de dicha porción de vástago, de tal manera que dicha sección plana está orientada formando un ángulo dorsal de entre 110º y 120º con el eje de dicha porción de vástago del mismo; y un elemento de falange, que tiene una porción de vástago que se ha dotado de una forma destinada a ser recibida en el interior de una cavidad del hueso de falange, así como una porción de cabeza articular, que tiene una superficie cóncava dotada de una forma tal, que se adapta a dicha superficie con forma de bola, y que se ha diseñado para reemplazar una porción articular correspondiente de un hueso de falange; y

caracterizado porque:

dicha cabeza articular del elemento metacarpiano está provista de medios de relieve con la forma de una superficie plana situada en cada cara lateral de la misma, los cuales interrumpen dicha superficie, que de otro modo tendría forma de bola, de tal manera que, en la posición de dicho collar, dicha cabeza con forma de bola tiene un arco esférico de entre 30º y 90º en el lado dorsal del ecuador, y un arco esférico de entre 120º y 170º en el lado volar, por lo que se proporciona una vía de paso generalmente libre con el fin de permitir que los ligamentos colaterales discurran sin interferencias desde un borde dorsal / proximal de dicha cabeza articular del elemento metacarpiano, hasta un borde palmar / distal de dicha cabeza articular del elemento de falange.

Las superficies en articulación son substancialmente conjugadas, a excepción de la disposición opcional de medios de acanaladura no conjugados. Dichos medios de acanaladura se encuentran situados, preferiblemente, en la superficie articular del miembro de falange, y, más preferiblemente, incluyen dos acanaladuras generalmente perpendiculares, cada una de las cuales está orientada formando aproximadamente 45º con el plano del movimiento de flexión-extensión. Dichas acanaladuras facilitan el acceso del fluido de lubricación sinovial a las superficies en articulación cada vez que se mueven los miembros de articulación de MP uno con respecto al otro.

La cabeza articular proximal del miembro de falange combina un collar conformado con forma generalmente elíptica, con una superficie de articulación cóncava de curvatura esférica, de una manera que proporciona un saliente dorsal y una forma, a lo largo de su cara palmar, que no interrumpe los lugares de fijación de los ligamentos colaterales, evita la interferencia o interposición con el ligamento palmar durante la flexión, y proporciona una vía de paso libre para los ligamentos colaterales. También, rodeando a la superficie cóncava y generalmente esférica del miembro de falange, existe un cerco o corona con la forma de una superficie generalmente tórica, que constituye una parte del saliente dorsal que se extiende por encima de la superficie articular de la cabeza del miembro metacarpiano a una distancia suficiente como para resistir la subluxación-dislocación volar del hueso de falange proximal en la dirección palmar. Esta corona toroidal puede ser tangente a un plano, o bien, preferiblemente, puede conferirse a la cabeza del miembro de falange una forma tal, que esta corona sea tangente a un cilindro circular, de tal modo que las porciones laterales de la corona se extiendan en una dirección proximal, de manera que las regiones laterales de la cabeza proporcionen una captación o envolvimiento mayor de la cabeza esférica del elemento metacarpiano, aumentando con ello la región de la superficie esférica en la que existe un contacto de articulación, e incrementando la estabilidad de la articulación.

La cabeza convexa y generalmente esférica del miembro metacarpiano tiene, preferiblemente, unos medios de relieve con la forma de un par de relieves o resaltes situados lateralmente con respecto a la misma. Estos resaltes proporcionan vías de paso generalmente libres para los ligamentos con forma de abanico y con forma de cuerda que discurren generalmente a lo largo de cada cara lateral de la articulación de MP.

La articulación protésica de MP mejorada lleva a cabo los objetos, características y ventajas anteriormente mencionados de una forma que es claramente evidente a partir de una consideración exhaustiva de la descripción detallada, al tomarla en combinación con los dibujos, en los cuales se muestran y describen realizaciones ilustrativas de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista esquemática en corte parcial de la anatomía de los huesos de una mano humana, que muestra la colocación general de una articulación de MP artificial.

La Figura 2 es una vista en alzado lateral que ilustra la disposición de los ligamentos colaterales de la articulación de MP normal cuando el primer hueso metacarpiano y el hueso de falange proximal se encuentran en extensión completa.

La Figura 3 es una vista lateral en perspectiva de una articulación protésica de MP que incorpora varias características de la presente invención, la cual muestra el elemento metacarpiano y el elemento de falange en extensión total, y muestra particularmente un resalte que se ha recortado lateralmente en la cabeza del elemento metacarpiano.

La Figura 3A es una vista en alzado lateral de la articulación de MP de la Figura 3, vista desde el lado opuesto.

La Figura 4 es una vista en perspectiva de un elemento de falange de la Figura 3.

La Figura 5 es una vista lateral en corte parcial de la articulación de reemplazo de MP que se muestra en la Figura 3A, la cual ilustra varios ángulos relevantes de esta construcción.

La Figura 5A es una vista en planta superior del elemento de falange con una porción recortada y eliminada, que se muestra en sección.

La Figura 5B es una vista lateral según un corte tomado a lo largo de la línea 5B-5B de la Figura 5A.

La Figura 5C es una vista trasera en corte del elemento de falange, tomado a lo largo de la línea 5C-5C de la figura 5B.

La Figura 6 es una vista lateral, en corte parcial, de un primer hueso metacarpiano y de un hueso de falange proximal en extensión completa, con la articulación de MP de reemplazo de la Figura 3 insertada en ellos.

La Figura 7 es una vista en alzado lateral, generalmente similar a la Figura 3A, de una versión alternativa de una articulación protésica de MP.

La Figura 8 es una vista en corte, similar a la Figura 5B, del elemento de falange de la articulación de MP que se muestra en la Figura 7.

La Figura 9 es una vista esquemática que muestra la curvatura de la superficie proximal de la cabeza del elemento de falange, en relación con la superficie esférica del elemento metacarpiano.

La Figura 10 es una vista en corte, que es generalmente similar a la Figura 5A, tomado generalmente a lo largo de la línea 10-10 de la Figura 8.

Descripción detallada de realizaciones preferidas

La presente invención tiene como propósito una prótesis de articulación para el reemplazo de una articulación humana enferma o dañada. Las prótesis preferidas se diseñan para su implantación permanente en la mano humana.

Debido a la anatomía única existente en torno a la articulación entre el metacarpiano y la falange, esta articulación puede ser flexionada o extendida independientemente de la articulación proximal o distal entre falanges. Este movimiento alternativo o de vaivén variable, conjuntamente con la capacidad de oposición del pulgar, constituye el rasgo peculiar de la destreza humana.

En la Figura 1 se muestra una mano derecha humana 10 desde la perspectiva palmar. El dedo índice contiene una representación esquemática de una articulación protésica de MP 19, situada entre el primer hueso metacarpiano 11 y el hueso de falange proximal 12. La articulación protésica de MP 19 comprende un primer elemento o elemento metacarpiano 13, que está implantado en el primer hueso metacarpiano 11, y un segundo elemento o elemento de falange 14, implantado en el hueso de falange proximal 12.

El elemento metacarpiano 13 incluye una porción de tallo o vástago 15, que se ha conformado con una forma destinada a ser recibida dentro de la médula o cavidad medular del primer hueso metacarpiano 11, así como una cabeza articular 17, que tiene una superficie generalmente con forma de bola, diseñada para reemplazar la cabeza articular del primer hueso metacarpiano 11. El elemento de falange 14 incluye una porción de vástago 16, a la que se ha dotado de una forma destinada a ser recibida en el interior de la médula o cavidad medular del hueso de falange proximal 12, así como una cabeza articular 18, conformada generalmente con la forma de un receptáculo y que se ha proporcionado con el fin de adaptarse a la superficie generalmente con forma de bola del elemento metacarpiano y reemplazar a la cabeza articular correspondiente del hueso de falange proximal 12. Los vástagos 15 y 16 se muestran esquemáticamente con acanaladuras opcionales, tal como son bien conocidas en esta técnica.

En la Figura 3 se muestra una articulación protésica de MP 19 que incorpora varias características y en la cual el elemento metacarpiano 13 y el elemento de falange 14 se han formado, respectivamente, en sus extremos, con las cabezas 17 y 18 que proporcionan superficies de articulación 21 y 22 con las formas de adaptación deseadas. La cabeza del elemento de falange 14 tiene una superficie de articulación con forma de receptáculo 22, que se ha conformado de manera que se adapte a una superficie de articulación generalmente esférica o con forma de bola del elemento metacarpiano 13, la cual es, de preferencia, substancialmente semiesférica. La cabeza 17 es, preferiblemente, una sección o casquete de esfera que se extiende en un arco de entre aproximadamente 5º y 10º más allá del ecuador, y la cabeza 17 que se ilustra tiene un arco principal o mayor de aproximadamente 190º, como se observa mejor en las Figuras 3A y 5.

En la realización preferida, la superficie de articulación 22 del elemento de falange 14 es una superficie cóncava de curvatura esférica que se ha proporcionado para adaptarse a la superficie semiesférica convexa 21 del elemento metacarpiano, una sección o casquete de la cual recibe el contacto de articulación. Es deseable que las superficies 21 y 22 sean tales, que sus superficies de articulación en adaptación sean substancialmente conjugadas o correspondientes. De manera preferida, bien las superficies de articulación 21 y 22 tienen el mismo radio de curvatura, o bien la superficie convexa de articulación 21 del elemento metacarpiano tiene un radio de curvatura que es ligeramente más pequeño que el radio de curvatura del elemento de falange. Dichas superficies de articulación substancialmente conjugadas deben coincidir o encajar de tal manera que reproduzcan o imiten estrechamente la facilidad de movimiento de la articulación de MP natural. No obstante, como excepción, la superficie de articulación del elemento metacarpiano, o la del elemento de falange, o bien tanto la del elemento metacarpiano como la del elemento de falange, pueden haberse formado, preferiblemente, con al menos una acanaladura de acceso de fluido no conjugada, dentro de una porción de la superficie de articulación, tal y como se describe con mayor detalle más adelante.

El extremo distal del primer hueso metacarpiano 11 y el extremo proximal del hueso de falange proximal 12 se recortan, preferiblemente, durante la intervención quirúrgica en un ángulo desviado de la vertical, con el fin de preservar la inserción de los ligamentos colaterales en la porción palmar del hueso de falange proximal 12 y en la porción dorsal del primer hueso metacarpiano 11. Más preferiblemente, los cortes quirúrgicos son generalmente rectos y se sitúan en ángulos desviados de la vertical, tal como se muestra en la Figura 6. El corte quirúrgico del hueso metacarpiano deberá realizarse en un ángulo de entre aproximadamente 20º y 30º con la vertical, y, preferiblemente, de aproximadamente 25º con la vertical, es decir, en un ángulo dorsal de entre aproximadamente 110º y 120º con respecto a la línea central del hueso metacarpiano. El hueso de falange 12 deberá cortarse a entre aproximadamente 5º y 15º con respecto a la vertical, y, preferiblemente, a aproximadamente 10º con la vertical, es decir, en un ángulo dorsal de entre 75º y 85º con respecto a la línea central del hueso de falange. Se han diseñado herramientas especiales para cortar quirúrgicamente los huesos con precisión en los ángulos deseados, y para ubicar la posición de los cortes sobre los ejes mayores del hueso, al objeto de mantener una colocación axial adecuada de los huesos metacarpiano y de falange y preservar los lugares de fijación de los ligamentos.

Las Figuras 3A, 5, 5A-5C y 6 muestran unos collares planos 53, 55 que rodean a los vástagos 15, 16 en las posiciones en las que se unen a las cabezas articulares 17, 18. Como se muestra en la Figura 6, los collares 53, 55 se asientan preferiblemente de forma directa contra las porciones de semienvuelta corticales exteriores de las superficies de corte quirúrgico del primer hueso metacarpiano 11 y del hueso de falange proximal 12, de tal manera que proporcionen un soporte firme y eviten la sobrecarga de la porción central de estructura porosa del hueso. Los collares 53, 55 están orientados en ángulos que coinciden con el ángulo de los cortes quirúrgicos. Como se ha indicado en la Figura 3A, la superficie del collar 53 está orientada según lo que se denomina un ángulo dorsal A con respecto al eje del vástago del elemento metacarpiano, eje que es paralelo a la superficie dorsal del vástago. Este ángulo A está comprendido entre 110º y 120º aproximadamente, y es, de preferencia, de 115º, y el hueso metacarpiano se corta de manera que coincida con la orientación del collar 53. La superficie plana del collar 55 está orientada según un ángulo dorsal B de entre aproximadamente 75º y aproximadamente 85º con respecto al eje del vástago del elemento de falange, eje que también es paralelo a la superficie dorsal del vástago, siendo el ángulo B preferiblemente de 80º aproximadamente. El hueso de falange 12 se corta de modo que coincida similarmente con este ángulo de orientación del collar.

Las porciones de vástago 15, 16 pueden estrecharse gradualmente o converger ligeramente con el fin de ajustarse con más facilidad en los largos canales medulares huecos del primer hueso metacarpiano 11 y del hueso de falange proximal 12, respectivamente, y se han formado con ejes (designados por "a" y "b" de la Figura 5), los cuales se alinearán con los ejes respectivos del canal medular. Como se ha indicado en lo anterior, las porciones de vástago 15, 16 pueden estar provistas opcionalmente de una pluralidad de cortes situados inferiormente y acanaladuras, como se ilustra esquemáticamente en la Figura 1, al objeto de favorecer el crecimiento estabilizador hacia el interior del hueso en estas regiones. Las cavidades de médula deseadas del primer hueso metacarpiano 11 y del hueso de falange proximal 12 se conforman preferiblemente durante la intervención quirúrgica, con el uso de un punzón especial, de modo que logre un ajuste íntimo con las porciones de vástago. Las porciones de vástago 15, 16 pueden ser aseguradas dentro de las cavidades de médula con el uso de uno o varios métodos, tales como (1) el crecimiento óseo dentro de un revestimiento poroso o una superficie ondulada de las porciones de vástago 15, 16, (2) el uso de cemento óseo, o (3) un ajuste mecánico con apriete de las porciones de vástago 15, 16 dentro de las cavidades de médula. De manera preferida, las porciones de vástago 15, 16 se unen a las cavidades de médula por medio de un agente de unión biológico superficialmente activo, tal como la hidroxiapatita.

Las líneas centrales de a y b de dichas cavidades de médula creadas quirúrgicamente deberán corresponderse con las líneas centrales de los canales medulares del primer hueso metacarpiano y del hueso de falange proximal, las cuales están desplazadas ligeramente con respecto al centro de rotación de la articulación de MP. Preferiblemente, las cavidades de médula formadas quirúrgicamente del primer hueso metacarpiano y del hueso de falange proximal se han formado, cada una de ellas, de modo que reciban el vástago de un elemento protésico que tiene una línea central en el plano sagital que es dorsal, o está dispuesta dorsalmente, con respecto al centro de rotación de la superficie de articulación. El vástago del primer elemento metacarpiano tiene una línea central que es generalmente dorsal en entre 2 y 3 mm con respecto al centro de rotación en el plano sagital, tal como se indica por la referencia d_{1} en la Figura 5. El elemento de falange tiene una línea central b que está descentrada o desviada aproximadamente la mitad de la distancia que lo está el elemento metacarpiano, por ejemplo, generalmente entre 0,8 y 1,7 mm en sentido dorsal con respecto al centro de rotación, como se indica por la referencia d_{2} en la Figura 5. Se logra una alineación anatómica particularmente satisfactoria cuando el vástago 16 del elemento de falange está descentrado con respecto al vástago 15 del elemento metacarpiano según la dirección palmar, preferiblemente en aproximadamente 1,5 mm en la dirección palmar para el tamaño medio de una mano humana, es decir, d_{1} - d_{2} = -1,5 mm. Debido a que se proporcionan, preferiblemente, articulaciones de hueso metacarpiano y falange, MP, de varios tamaños, de tal modo que un cirujano dispondrá de una variedad de tamaños entre los que escoger, que van desde una articulación pequeña para un niño hasta una articulación grande para un varón de gran tamaño, el desplazamiento de la línea central se hace proporcional al radio de la cabeza metacarpiana. Las cifras que se han proporcionado anteriormente se han calculado para una cabeza de metacarpiano con forma de bola que tiene un radio de 6,5 mm. Esta relación con el radio de la cabeza metacarpiana semiesférica se da con el fin de determinar los desplazamientos de la línea central en las articulaciones de MP de diferentes tamaños.

Como se observa mejor en las Figuras 3, 3A y 6, la cabeza generalmente semiesférica 17 del elemento metacarpiano está dotada de medios de relieve situados estratégicamente y que adoptan la forma de un par de resaltes 51, 52 situados lateralmente respecto a la misma. Si bien, opcionalmente, puede proporcionarse un relieve complementario en la cabeza 18 del elemento de falange, esta cabeza se ha dotado, preferiblemente, de una forma tal, que evita la necesidad de resaltes específicos. Cada resalte 51, 52 se ha dotado de una forma tal, que proporciona una vía de paso generalmente libre para los ligamentos colaterales a su paso por el borde de la cabeza. Como se ilustra en la Figura 2, los ligamentos colaterales con forma de cuerda y con forma de abanico, 43, 44, discurren generalmente a lo largo de las dos caras laterales de la articulación de MP, vistos desde la cara o perspectiva dorsal de la cabeza del hueso metacarpiano 11, en dirección a la cara palmar del extremo proximal del hueso de falange 12. La Figura 6 muestra esquemáticamente dichos ligamentos colaterales 43, 44, fijados al primer hueso metacarpiano 11 en cada cara dorsal lateral de un dedo en el que se ha insertado la prótesis 19 de articulación de MP; la prótesis de articulación se ha diseñado de tal manera que estos ligamentos crucen la articulación a aproximadamente 45º y permanezcan fijados a la cara palmar lateral respectiva del hueso de falange proximal 12. En particular, como se observa en la Figura 2, los ligamentos colaterales con forma de abanico 44 discurren normalmente a lo largo de cada una de las caras laterales, desde una superficie dorsal 45 del primer hueso metacarpiano hasta una placa volar 47 que incorpora una funda o vaina fibrosa que actúa como polea para soportar el tendón flexor y está fijada a una zona de superficie palmar 46 situada en el extremo proximal del hueso de falange proximal. Los ligamentos colaterales 43 en forma de cuerda discurren a lo largo de cada una de las caras laterales, desde la superficie dorsal 45 del primer hueso metacarpiano hasta la superficie palmar 56 del hueso de falange proximal.

En la realización preferida, la cabeza del elemento metacarpiano se ha dotado de unas proporciones y forma tal, que no interrumpe los lugares de fijación para los ligamentos colaterales y para la placa volar; su forma y colocación es preferiblemente tal, que se conservan los lugares de fijación de los ligamentos a la cabeza metacarpiana. En general, la cabeza 17, que de no tenerlos sería semiesférica, está provista de resaltes 51, 52 situados lateralmente con respecto a la misma, los cuales están preferiblemente formados por cortes planos pero que pueden presentar, alternativamente, superficies ligeramente cóncavas, por ejemplo, una superficie cilíndrica poco profunda. Como ilustración, la Figura 3 muestra el resalte plano preferido 51, que es una superficie plana que se ha formado haciendo pasar un plano en dirección hacia el eje mayor del vástago 15 del elemento metacarpiano, a través de la cabeza 17 que, de otro modo, sería semiesférica. Preferiblemente, dicho par de cortes planos se han situado de manera que cortan al collar 53 y dejan un arco de superficie esférica en el collar de entre aproximadamente 30º y 90º sobre la cara dorsal del ecuador de la cabeza articulada 17, y un arco de entre aproximadamente 120º y 170º de superficie esférica sobre la cara palmar de la cabeza articular 17.

Los resaltes 51 y 52 pueden haberse formado, alternativamente, de una variedad de otras maneras. Los resaltes 51 y 52 pueden estar formados por cortes planos que no son paralelos al eje mayor del vástago 15 del elemento metacarpiano, o por un corte no plano que se corresponde generalmente con una sección o casquete poco profundo de la superficie de un cilindro circular o elíptico, por ejemplo, un cilindro elíptico que tiene un ángulo de aproximadamente 15º.

La dimensión del borde 59 de cada resalte 51, 52, es decir, la longitud de dichos segmentos cortados en lo que, de otro modo, sería un collar circular, deberá ser suficiente para proporcionar una vía de paso generalmente libre para los ligamentos colaterales 43, 44. Dichos bordes 59, con el fin de proporcionar las longitudes de arco dorsal y palmar deseadas, deberán ser iguales a entre aproximadamente el 85% y el 160% del radio de la superficie semiesférica del elemento metacarpiano, y, preferiblemente, a entre aproximadamente el 90% y el 110%. La cabeza articular del elemento de falange puede también, opcionalmente, tener un resalte situado en cada una de sus caras laterales y, en tal caso, cuando el primer hueso metacarpiano 11 y el hueso de falange proximal 12 se encuentran en extensión total, dichos resaltes deberán complementarse con los resaltes 51, 52 y situarse de modo que discurran generalmente de manera continua desde la superficie dorsal de la cabeza articular 17 del elemento metacarpiano hasta la superficie palmar de la cabeza articular 18 del elemento de falange.

Como se observa mejor en la Figura 4, la circunferencia exterior de la superficie de articulación cóncava 22 del elemento de falange termina en un cerco o corona generalmente circular 33 que es una sección de la superficie de un toro; sin embargo, tal y como se observa en la Figura 5, el collar 55 tiene una forma generalmente elíptica. Como se indica en la Figura 5, la corona es tangente a un plano (designado por la referencia P) que está orientado formando un ángulo de entre aproximadamente 95º y 110º con el eje de línea central del vástago 16 del elemento de falange, y que preferiblemente es aproximadamente 100º. Como resultado de la construcción con dicho ángulo, la porción dorsal del receptáculo se extiende hacia fuera en la dirección proximal, a fin de formar un saliente dorsal 71 con forma de corona, como se observa en las Figuras 3A, 5, 5B y 6, saliente 71 que incluye una porción de la superficie de articulación cóncava 22, y la construcción proporciona también espacio libre en la posición palmar. El saliente dorsal 71 con forma de corona tiene una longitud en la dirección axial tal, que capta o abarca una porción de la cabeza articular del elemento metacarpiano que es suficiente para resistir la subluxación-dislocación volar del hueso de falange proximal 12 en la dirección palmar. Incluso cuando los elementos metacarpiano y de falange de la articulación protésica se encuentran en su máxima extensión (Figura 6), el saliente dorsal 71 con forma de corona se extiende por encima de una porción importante de la superficie dorsal de la cabeza articular 17 del elemento metacarpiano, a fin de establecer dicha prominencia dorsal de falange. Con el fin de lograr una prominencia eficaz, se prefiere que exista un arco de contacto dorsal de al menos aproximadamente 50º entre la superficie cóncava de la cabeza de falange y la superficie convexa de la cabeza metacarpiana; este arco se muestra en la Figura 5 extendiéndose por encima del plano horizontal que contiene el centro de rotación de las superficies de articulación. La longitud del saliente dorsal 71 con forma de corona no afecta, sin embargo, adversamente al intervalo de movimiento o juego normal de la articulación de MP, que es aproximadamente 90º en flexión, aproximadamente 20º en hiperextensión y aproximadamente más o menos 20º en movimiento radial-ulnar, durante el cual se mantiene el contacto deseado entre las superficies en adaptación.

Puede observarse que, con la articulación de MP en extensión total, la cara proximal del elemento de falange se encuentra orientada, como resultado de la orientación no vertical del plano P en la Figura 5, de tal manera que una porción de corona palmar 72 de la corona circular 33 queda situada distalmente con respecto al saliente dorsal 71 con forma de corona. El saliente dorsal 71 con forma de corona se encuentra situado a una distancia "x" más allá de la sección de corona palmar 72 según la dirección proximal, a lo largo del eje del vástago 76, la cual es preferiblemente igual a al menos aproximadamente el 25% del radio de la superficie esférica de la cabeza 71. Esta distancia depende de la orientación del plano P al cual es tangente la corona 33 del receptáculo, plano que está orientado a entre aproximadamente 110º y 95º y, más preferiblemente, a entre aproximadamente 105º y 95º, con respecto al eje del vástago en la Figura 5. El plano ilustrado P se encuentra situado a un ángulo de aproximadamente 100º. Debido a esta posición distal relativa y como consecuencia de que la periferia de la cabeza 18 está formada con superficies 74 de orientación convergente, tal como se describe más adelante, la sección de corona palmar 72 evita la interferencia con los ligamentos, incluyendo el ligamento palmar 47, durante el movimiento de flexión.

Las superficies periféricas laterales 74 de la cabeza 18 del elemento de falange se incrementan generalmente en longitud desde la sección de corona palmar 72 hasta el saliente dorsal 71, debido a que el plano de la superficie de collar 55 está orientado formando un ángulo de entre aproximadamente 10º y aproximadamente 25º con el plano P con el que es tangente la corona circular, ángulo que se ha designado con la referencia "Q" en la Figura 5 y es de aproximadamente 20º. La orientación relativa de la superficie de collar 55 del elemento de falange 14 y el plano de la corona en este ángulo, conjuntamente con la forma convergente de las superficies periféricas lateral y palmar 74 de la cabeza 18, crean un entorno en el que no existe interferencia con los ligamentos colaterales adyacentes 44 y 46. Las superficies periféricas 74 que rodean a la corona 33 son rectilíneas (véanse las Figuras 5A y 5B), lo que es preferible para facilitar la fabricación, y son tangentes a la sección de superficie toroidal que constituye la corona. La orientación de las superficies convergentes lateral, lateral-palmar y palmar periférica 74 se encuentra, preferiblemente, formando un ángulo de entre aproximadamente 65º y 75º con el plano del collar 55, de manera que estas superficies rectilíneas se inclinan hacia dentro, es decir, convergen generalmente en dirección a la línea central del vástago 15 del elemento metacarpiano situado enfrente. Esta convergencia proporciona el espacio libre que garantiza la ausencia de interferencia o interposición con los ligamentos anteriormente mencionada.

Con el fin de incrementar la vida útil de la prótesis 19, es deseable que la superficie de articulación del elemento metacarpiano, o la del elemento de falange, o tanto la del elemento metacarpiano como la del elemento de falange, estén provistas de al menos una acanaladura que permita el acceso de fluido biológico de lubricación a la articulación protésica de MP. Más preferiblemente, existe un par de acanaladuras situadas, ya sea en la superficie articular convexa del elemento metacarpiano, ya sea en la superficie cóncava del elemento de falange. Más preferiblemente, dos de dichas acanaladuras opcionales, 31 y 32, se encuentran situadas en la superficie de articulación cóncava 22 del elemento de falange, y están orientadas transversalmente al plano del movimiento de flexión-extensión.

La disposición de acanaladura deberá tener la suficiente longitud, anchura y profundidad como para transportar fluidos biológicos sinoviales a las partes internas de las superficies de articulación conjugadas sin afectar adversamente a la vida útil, al intervalo de movimiento o juego ni a la facilidad de movimiento de la articulación protésica de MP. La Figura 4 muestra la realización preferida de las acanaladuras 31 y 32, situadas en la superficie cóncava del elemento de falange 14. Las acanaladuras 31 y 32 se intersecan generalmente en el centro de la superficie de articulación 22 de los elementos de falange, y se extienden hacia fuera desde el centro a intervalos de 90º con respecto a la corona circular exterior 33, donde termina la superficie cóncava 22. Cada acanaladura 31, 32 traza, de esta forma, un arco de circunferencia mayor o principal de la superficie de articulación cóncava 22.

Ambas acanaladuras, 31 y 32, se encuentran orientadas transversalmente al plano normal del movimiento de flexión extensión, de tal manera que se los fluidos sinoviales se hacen impregnar y barrer las superficies de articulación cada vez que uno de los elementos de la articulación protésica 19 se desplaza con respecto al otro. La articulación de MP tiene tres planos de movimiento restringidos de forma diferente, los cuales se describen generalmente como de flexión-extensión, ulnar-radial, y de rotación de conjunción, en torno al eje longitudinal, de ambos movimientos de flexión-extensión y ulnar-radial. En la Figura 4, el elemento de falange 14 se muestra marcado con un sistema de coordenadas con el fin de orientar la articulación protésica de MP en relación con sus planos de movimiento de flexión-extensión y ulnar-radial. El plano del movimiento de extensión-flexión de la articulación de MP y el plano de movimiento lateral ulnar-radial se representan, respectivamente, por el plano x-y y el plano x-z.

La Figura 4 ilustra la realización más preferida de la disposición opcional de acanaladuras, en la cual se han dispuesto dos acanaladuras intersecantes 31, 32 situadas en la superficie de articulación cóncava 22 del elemento de falange, las cuales terminan en la corona generalmente circular 33. Las acanaladuras intersecantes 31, 32 están orientadas de tal manera que son transversales con respecto al plano de flexión-extensión x-y y al plano ulnar-radial x-z, y cada una de ellas traza generalmente un arco mayor o principal de la superficie de articulación cóncava 22. Se prefiere que las acanaladuras intersecantes 31, 32 estén orientadas de forma generalmente perpendicular entre sí, y que se extiendan en planos perpendiculares. Más preferiblemente, cada una de las acanaladuras perpendiculares 31, 32 está orientada transversalmente a aproximadamente 45º con respecto al plano del movimiento de flexión-extensión x-y y, por tanto, también con respecto al plano del movimiento ulnar-radial x-z.

Los elementos de articulación protésica de MP 13, 14 están fabricados, preferiblemente, de materiales biocompatibles que tienen un módulo de elasticidad comprendido en el intervalo del del hueso natural vivo, por ejemplo, una estructura de grafito revestida de carbono pirolítico. Y lo que es más importante, los elementos 13, 14 se han fabricado de materiales que tienen la suficiente dureza, de tal manera que no se distenderán significativamente bajo la carga normal a la que se espera que sean sometidos durante el uso. Tales superficies exteriores de piro-carbono exhiben una buena resistencia al desgaste, de tal manera que conservarán sus contornos superficiales iniciales tras años de implantación. Si se encuentra deseable una resistencia adicional, los elementos 13 y 14 pueden estar formados a partir de carbono pirolítico depositado sobre un material compuesto de carbono-fibra de carbono, que presenta una elevada resistencia a la tracción.

Una forma alternativa de una articulación protésica de MP preferida 119 se ilustra en las Figuras 7 a 10, en las cuales se utilizan números de referencia mayores en 100 que los que se emplean en las Figuras 1-6, para identificar los mismos elementos. En la articulación protésica de MP 119 se emplea un elemento metacarpiano 113 que es casi exactamente el mismo que el elemento metacarpiano 13; el plano del collar 153 está ahora orientado formando un ángulo de 117,5º (ángulo A) con el eje del vástago 115. Se ha proporcionado un elemento de falange 114 que es generalmente el mismo que el elemento de falange 14, a excepción de la forma y la orientación de la cabeza 118 y de su corona que rodea al receptáculo 122 y que forma la cara proximal de la cabeza 118. El plano del collar 155 se encuentra ahora orientado aproximadamente a 85º (ángulo B) con respecto al eje del vástago 116. En la Figura 5 se utilizó la referencia alfanumérica P para designar un plano que es tangente a la superficie proximal de la cabeza 18 del elemento de falange, es decir, a la corona 33 que rodea al receptáculo 22, y se estableció que este plano P estuviese orientado a aproximadamente 100º desde el eje de línea central del vástago 16. En la realización alternativa del elemento de falange 114, la orientación básica se ha cambiado ligeramente de tal manera que el ángulo de referencia entre la superficie tangente y la línea central del vástago sea ahora aproximadamente 95º, y la superficie tangente ya no sea plana sino que sea la superficie de un cilindro, preferiblemente un cilindro circular, lo que puede comprenderse mejor haciendo referencia a la vista esquemática de la Figura 9. El eje de esta superficie cilíndrica ha de extenderse en el plano sagital, y el eje se encuentra, preferiblemente, formando un ángulo de desde aproximadamente 95º a aproximadamente 110º con respecto al eje longitudinal del vástago 116, y, más preferiblemente, en una orientación de desde aproximadamente 95º hasta aproximadamente 105º.

En esta realización alternativa, la posición del saliente dorsal 171 de la corona en el plano sagital, es decir, el plano vertical de simetría de la articulación de MP alternativa 119, es la misma que era en la articulación de MP 19. Sin embargo, la ligera reorientación del ángulo de referencia de 100º a aproximadamente 95º incrementa ligeramente el área del contacto de articulación entre la superficie cóncava del receptáculo y la superficie esférica de la cabeza del elemento metacarpiano. El cambio principal entre los elementos de falange 14 y 114, sin embargo, es una prolongación en la dirección proximal de las regiones laterales de la cabeza 118 de sección transversal generalmente elíptica del elemento de falange, la cual resulta de cambiar la forma de la cara proximal, pasando de una que es tangente a un plano (véanse las Figuras 5B y 5A) a una que está curvada, es decir, es tangente a un cilindro. Este cambio incrementa adicionalmente el área de contacto entre la superficie de receptáculo cóncava 122 y la cabeza esférica 121 del elemento metacarpiano, y, si bien dicho incremento de área radica principalmente en las regiones laterales, existe también un incremento en la captación o envolvimiento, tanto dorsal como palmar, lo que proporciona una mayor estabilidad a la articulación. El receptáculo 122 contiene acanaladuras intersecantes opcionales 131, 132, que pueden suprimirse si se desea.

La Figura 9 ilustra esquemáticamente la curvatura de la superficie proximal de la cabeza 118 del elemento de falange en relación con el radio de la cabeza semiesférica 121 del elemento metacarpiano. El radio R_{c} de la superficie cilíndrica circular que se ilustra debe ser entre aproximadamente 2 y 5 veces el radio R_{s} de la semiesfera y, preferiblemente, entre aproximadamente 2,5 y 4 veces R_{s}. La referencia a la Figura 9 ilustra una comparación con una corona que es tangente a un plano; ésta muestra la cantidad incrementada de envolvimiento (región sombreada), en particular lateralmente, pero también, de manera adicional, en las direcciones dorsal y palmar, que resulta de dicha curvatura de la superficie de corona proximal de la cabeza de falange 118, de tal manera que ésta es tangente a una superficie cilíndrica que tiene su eje en el plano sagital. Esta construcción curvada proporciona un incremento substancial en la estabilidad para el conjunto de la articulación de MP, que puede ser de particular importancia en una situación en la que la causa que requiere el reemplazo de la articulación de MP ha dado también lugar a un cierto daño en los ligamentos colaterales, de tal forma que su papel a la hora de contribuir a la estabilidad de la articulación se ha visto reducido. Es más, debido a que la subluxación palmar de la falange se produce en la dirección general palmar y no sólo en el plano sagital, el incremento de la magnitud de la proyección lateral dorsal (que se crea como resultado de esta curvatura de la superficie proximal de la cabeza 118, en comparación con una tangencia plana), según se observa en esquema en la Figura 9, se suma significativamente a la estabilidad de la articulación de MP. Es importante que esta mejora se lleve a cabo sin prolongar la prominencia de la proyección dorsal en una dirección proximal, debido a que dicho prolongamiento potencial de la corona dorsal podría interferir con el tejido blando superpuesto y/o con el tendón extensor. Es más, este efecto estabilizador se lleva a cabo sin incrementar el tamaño de la sección 172 de la corona palmar, que podría interferir potencialmente con la fijación de los ligamentos colaterales y de la placa palmar con el hueso de falange. Puede observarse en la Figura 10 que las superficies periféricas laterales 174 de la cabeza 118 del elemento de falange siguen siendo superficies rectilíneas, si bien se encuentran ahora orientadas según un ángulo ligeramente mayor con respecto al collar 155 que en el elemento de falange 14.

Si bien la invención se ha descrito en relación con realizaciones preferidas, es posible realizar diversos cambios y modificaciones según resulte evidente para una persona con conocimientos ordinarios en la técnica, sin apartarse del ámbito de la invención, que se define únicamente por las reivindicaciones que se acompañan. Por ejemplo, aunque la corona 33 del receptáculo se ha descrito como generalmente circular, su borde preferiblemente toroidal puede estar formado con radios de curvatura apropiados en una dirección axial, que pueden variar ligeramente en torno a la circunferencia del mismo. Asimismo, aunque la corona generalmente circular 33 del receptáculo se ha formado con una superficie de borde generalmente toroidal, pueden conferirse otras formas superficiales de la corona 33 no circulares, al variar la cantidad de envolvimiento del receptáculo según las direcciones dorsal, volar, radial o ulnar, tal como se ejemplifica por las Figuras 7-10, en las que el envolvimiento se incrementa en las direcciones radial y ulnar en virtud de la curvatura cilíndrica de la cara proximal. Si bien se ha ilustrado una curvatura cilíndrica circular, puede lograrse un envolvimiento todavía mayor cuando se crea la tangencia con una superficie cilíndrica elíptica de tal manera que el eje mayor de la elipse se extiende en el plano sagital que contiene el eje del vástago 116. Dicha superficie cilíndrica elíptica podría ser la de una elipse en la que el eje mayor fuera entre aproximadamente 1,2 y 1,7 veces el eje menor y en la que el eje menor fuera entre aproximadamente 2,2 y 3 veces R_{s}.

En las reivindicaciones que siguen se destacan características particulares de la invención.

Claims (9)

1. Un dispositivo protésico (19) diseñado para el reemplazo de una articulación de los huesos metacarpiano y de falange (MP-"Metacarpal-Phalangeal") de un dedo humano, que comprende:

un elemento metacarpiano (13), que tiene una porción de tallo o vástago (15) que se ha dotado de una forma destinada a ser recibida dentro de una cavidad del hueso metacarpiano, y

una porción de cabeza articular (17), porción de cabeza que tiene una superficie generalmente con forma de bola (21), destinada a reemplazar la porción articular distal de un hueso metacarpiano, y que tiene una sección de collar plana (53), situada en el extremo de dicha porción de vástago, de tal manera que dicha sección plana está orientada formando un ángulo dorsal de entre 110º y 120º con el eje de dicha porción de vástago del mismo; y

un elemento de falange (14), que tiene una porción de vástago (16) que se ha dotado de una forma destinada a ser recibida en el interior de una cavidad del hueso de falange, así como una porción de cabeza articular (18) que tiene una superficie cóncava dotada de una forma tal, que se adapta a dicha superficie con forma de bola, y que se ha diseñado para reemplazar una porción articular correspondiente de un hueso de falange; y

caracterizado porque:

dicha cabeza articular del elemento metacarpiano está provista de medios de relieve con la forma de una superficie plana (51, 52) situada en cada cara lateral de la misma, los cuales interrumpen dicha superficie, que de otro modo tendría forma de bola, de tal manera que, en la posición de dicho collar (53), dicha cabeza con forma de bola tiene un arco esférico de entre 30º y 90º en el lado dorsal del ecuador, y un arco esférico de entre 120º y 170º en el lado volar, por lo que se proporciona una vía de paso generalmente libre con el fin de permitir que los ligamentos colaterales discurran sin interferencias desde un borde dorsal/proximal de dicha cabeza articular del elemento metacarpiano, hasta un borde palmar/distal de dicha cabeza articular del elemento de falange.

2. El dispositivo protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicha superficie plana (51, 52) de dichos medios de relieve tiene una longitud, en dicho collar plano (53), que es igual a entre el 85% y el 160% de dicho radio de dicha superficie semiesférica.

3. El dispositivo protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual dicha cabeza articular proximal (18) de dicho elemento de falange (14) tiene (a) un saliente dorsal (71, 171) que proporciona una captación o envolvimiento de dicha cabeza articulada (17) de dicho elemento metacarpiano, que es suficiente para resistir la subluxación volar, (b) una sección de corona palmar (72) que se encuentra en posición lo suficientemente distal con respecto a dicho saliente dorsal como para evitar la interferencia con el ligamento palmar del dedo durante la flexión, y (c) una sección de collar plana (55), situada en el extremo de dicha porción de vástago (16) que está orientada según un ángulo dorsal de entre 75º y 85º.

4. El dispositivo protésico de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual dicha porción de vástago (15) de dicho elemento metacarpiano (13) está descentrada o desviada una distancia preseleccionada en dirección dorsal con respecto al centro de rotación el plano sagital, y dicha porción de vástago (16) de dicho elemento de falange (14) está descentrada una distancia en dirección dorsal con respecto a dicho centro de rotación, de al menos la mitad de dicha distancia preseleccionada.

5. El dispositivo protésico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual se han formado medios de acanaladura en dicha superficie cóncava articular de dicho elemento de falange, los cuales incluyen dos acanaladuras (31, 32) que se intersecan mutuamente, de tal manera que cada una de las acanaladuras está orientada transversalmente al plano del movimiento de flexión-extensión de la articulación, y cada una de ellas se extiende hasta el borde de dicha superficie articular.

6. El dispositivo protésico de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual dichas acanaladuras son generalmente perpendiculares y están orientadas a aproximadamente 45º con respecto a dicho plano del movimiento de flexión-extensión.

7. El dispositivo protésico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual dicha cabeza de elemento de falange tiene una corona proximal (33) que rodea a dicha superficie cóncava y está formada como una sección de superficie generalmente toroidal, en el que dicha cabeza tiene también unas superficies lateral y volar rectilíneas (74), las cuales son generalmente tangentes a dicha corona generalmente toroidal (33), y en el cual dicha corona generalmente toroidal es tangente a un cilindro cuyo eje se extiende en el plano sagital del dispositivo protésico y está orientado según un ángulo dorsal de entre 95º y 105º con respecto al eje longitudinal de dicha porción de vástago de dicho elemento de falange.

8. El dispositivo protésico de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual dicho cilindro es un cilindro circular que tiene un radio que es entre 2,5 y 4 veces el radio de dicha superficie articular generalmente semiesférica.

9. El dispositivo protésico de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual unas superficies laterales (74) de dicha cabeza (18) de elemento de falange son rectilíneas y están orientadas en un ángulo de entre 65º y 75º con respecto al plano de dicha sección de collar elíptica (55).