(72) Inventor(es): (54) Epígrafe: PRÓTESE INVERTIDA DO TORNOZELO COM CORTE/ESPAÇO TÍBIO ASTRAGALINO REDUZIDO

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1 (11) Número de Publicação: PT A (51) Classificação Internacional: A61F 2/42 ( ) (12) FASCÍCULO DE PATENTE DE INVENÇÃO (22) Data de pedido: (30) Prioridade(s): (43) Data de publicação do pedido: (45) Data e BPI da concessão: / (73) Titular(es): JOAQUIM RODRIGUES FONSECA RUA MACHADO DE CASTRO, Nº 15 R/C COIMBRA PT PEDRO VIEIRA CASTRO PT PAULO AMADO PT (72) Inventor(es): JOAQUIM RODRIGUES FONSECA PEDRO VIEIRA CASTRO PAULO AMADO PT PT PT (74) Mandatário: ANTÓNIO PEDRO DE CAMPOS RUÃO DA CUNHA RUA DA MÓ, Nº 44 MADALENA PAREDES PT (54) Epígrafe: PRÓTESE INVERTIDA DO TORNOZELO COM CORTE/ESPAÇO TÍBIO ASTRAGALINO REDUZIDO (57) Resumo: APESAR DAS MELHORIAS NAS PROTESES ACTUAIS DO TORNOZELO, EXISTEM AINDA CERCA DE 35% DE INSUCESSOS, DEVIDO A VÁRIOS FACTORES ALGUNS JÁ CONHECIDOS, COMO O AFUNDAMENTO DA PRÓTESE NO ASTRÁGALO (2), NECESSIDADE DE AUMENTO DO CORTE/ESPAÇO ENTRE A TÍBIA(1) E O ASTRÁGALO(2) E LIMITAÇÃO DA MOBILIDADE PROTÉSICA. ESTE INVENTO APRESENTA VARIAS MELHORIAS EM RELAÇÃO ÀS PROTESES EXISTENTES. COM A ALTERAÇÃO DA FORMA DOS COMPONENTES (3,4) EM QUE A CONCAVIDADE DA TIBIA E CONVEXIDADE DO ASTRAGALO FICAM INVERTIDAS RESULTA UM AUMENTO DO ARCO DE MOVIMENTO ARTICULAR DA PERNA E DO PÉ E A POSSIBILIDADE DE REDUZIR SUBSTANCIALMENTE O CORTE/ESPAÇO NECESSÁRIO DA TÍBIA (1) E DO ASTRÁGALO (2) PARA A SUA INTRODUÇÃO INFERIOR A 15 MM NO TOTAL NA VERSÃO A E INFERIOR A 10 MM NA VERSÃO B. ESTE INVENTO É APLICAVEL EM MEDICINA NA CIRURGIA DE SUBSTITUIÇÃO DA ARTICULAÇÃO DO TORNOZELO EM QUE EXISTA ARTROSE E RIGIDEZ DA MESMA.

2 RESUMO Prótese invertida do tornozelo com corte/espaço tíbio astragalino reduzido Apesar das melhorias nas proteses actuais do tornozelo, existem ainda cerca de 35% de insucessos, devido a vários factores alguns já conhecidos, como o afundamento da prótese no astrágalo (2), necessidade de aumento do corte/espaço entre a tíbia(1) e o astrágalo(2) e limitação da mobilidade protésica. Este invento apresenta varias melhorias em relação às proteses existentes. Com a alteração da forma dos componentes (3,4) em que a concavidade da tibia e convexidade do astragalo ficam invertidas resulta um aumento do arco de movimento articular da perna e do pé e a possibilidade de reduzir substancialmente o corte/espaço necessário da tíbia (1) e do astrágalo (2) para a sua introdução inferior a 15 mm no total na versão A e inferior a 10 mm na versão B. Este invento é aplicavel em medicina na cirurgia de substituição da articulação do tornozelo em que exista artrose e rigidez da mesma. 1/1

3 Descrição Prótese invertida do tornozelo com corte/espaço tíbio astragalino reduzido Uma EndoPrótese articular é um conjunto de peças, normalmente feitas em metal compatível com o organismo humano, que se pode aplicar em substituição de superfícies articulares artrósicas que estejam alteradas e limitadas pela dor na sua mobilidade fisiológica. É constituída sempre por dois componentes que ficam aderentes a cada um dos segmentos ósseos intervenientes e, muitas vezes, por um terceiro, em polietileno de alta densidade, entre os dois, para melhor deslizamento. A aderência dos componentes ao osso faz-se, habitualmente, por um polímero, a que vulgarmente se chama cimento, e que é preparado no acto da sua introdução após preparação do leito ósseo. A coesão é quase total, muito forte, adquirida em pouco tempo (5 a 10 minutos, conforme a qualidade do cimento). Contudo este polímero ao fim de algum tempo pode alterar corroer as superfícies de contacto interfaces e provocar descolamento da prótese losenning. É por este fenómeno ser tão frequente que os investigadores têm continuado a procurar designs e materiais de próteses que evitem o cimento. Obviamente que a intenção não é só encurtar o tempo da sua integração no osso, que normalmente se cifra entre 2 a 3 meses no mínimo, mas em procurar um design de encaixe suficientemente estável (pressfite) que permita, no período de espera da integração, uma mobilidade aceitável e até mesmo uma carga mínima da articulação, sem se desmontar. Estas atitudes são só possíveis nas próteses cimentadas, e logo a partir do 3º dia pós-operatório, mas têm o inconveniente de no futuro poderem alterar o leito ósseo onde estão aderentes por descolamento/losenning. 1/8

4 São já muito conhecidas e aprovadas as Próteses da Anca (PTA) com e sem cimento. Também as Próteses do Joelho (PTJ) com e sem cimento desde há 20 anos, têm melhorado imenso. O historial das Próteses do Tornozelo (PTT) tem sido menos evolutivo não só porque a incidência de patologias artrósicas desta articulação é muitíssimo menor do que da anca ou do joelho, mas também devido à sua indicação poder ser confrontada com a alternativa de uma Artrodese - fixação articular interóssea - muitas vezes mais eficaz, quando bem executada, especialmente em pessoas que exercem trabalhos pesados. Embora existam documentos escritos de próteses do tornozelo há mais de 40 anos a maior divulgação e aplicabilidade começou há cerca de 20 anos com as Próteses de Kofoed (Dinamarca) em 1989, (chamadas de 2ª geração) por serem sem cimento e com polietileno entre o componente tibial e o astragalino. Hoje existem, a nível mundial, cerca de cinco modelos com estas características, já comercializadas e aplicáveis em seres humanos, com resultados favoráveis. Contudo, apesar das melhorias, existem ainda cerca de 35% de insucessos, devido a vários factores alguns já conhecidos: 1. Afundamento da prótese no astrágalo (2) que pode acontecer por corte exagerado ou por fragilidade constitucional deste osso. 2. Necessidade de aumento do corte/espaço entre a tíbia(1) e o astrágalo(2) - mais de 20 mm- para melhorar a introdução do 3º componente de polietileno, tendencialmente mais espesso em altura, para maior resistência/durabilidade ao desgaste. 2/8

5 3. Limitação da mobilidade protésica sempre condicionada pelo design dos componentes preocupadamente semelhantes às curvas das superfícies onde hão-de ser fixados que anatomicamente é côncava na superfície tibial e convexa na superfície astragalina. O arco de movimento deste modo é inferior a 50º (+/- 20º de flexão dorsal e +/- 25º de flexão plantar), que sendo inferior ao fisiológico comum - 30º e 35º - respectivamente -, ainda tem tendência a ir diminuindo com o tempo. 4. A advertência de inúmeras publicações e de estudos recentes sobre a toxicidade orgânica das partículas libertadas pela fricção/desgaste do polietileno, referida como sendo de maior gravidade do que a das partículas libertadas pelas próteses metal/metal, metal/cerâmica ou cerâmica/cerâmica. Esta inovação protésica apresenta muitas diferenças em relação às próteses conhecidas e comercializadas. 1. Aumento substancial do arco de mobilidade articular devido essencialmente à grande inovação de inverter a concavidade da superfície natural da extremidade distal da tíbia numa convexidade metálica do componente protésico que permite um extraordinário alongamento do arco de movimento do pé, também ele invertido, na superfície superior do astrágalo que, sendo naturalmente convexa, passa a côncava no design metálico da prótese. Deste modo, o movimento de excursão é cerca de 70º desde a flexão dorsal - 30º - até à flexão plantar - 40º - podendo em caso extremo chegar a uma flexão plantar de quase 65º, como acontece na posição do pé em dança de pontas, do ballet. Por outro lado, o design dos componentes da prótese ajustam-se com travões/esperas, tanto no sentido sagital como no sentido transversal. 3/8

6 2-Muito menor hipótese de afundamento do astrágalo porque o corte na superfície astragalina é mínimo. Apenas abrasão da cartilagem até ao tecido sub-condral num máximo de 3 a 5mm. 3-Menor necessidade de corte/espaço entre a tíbia e o astrágalo por não ser necessária a interposição de polietileno. O design desta prótese obriga apenas a corte de 10 a 14mm na extremidade distal/comprimento da tíbia, na versão A, e de apenas 6mm na versão B. Mas necessita de pequenos cortes/entalhes na face anterior mediana e sagital da tíbia. Assim a totalidade do corte tíbia/astrágalo será entre 15mm mínimo e 18 mm no máximo( raras vezes), na versão A e de 10mm na versão B 4-A utilização do metal/metal ou metal/cerâmica ou eventualmente cerâmica/cerâmica, sem componente de polietileno intermediário, ou apenas com um milimétrico revestimento de um polímero/polietileno de alta densidade pretende obviar aos inconvenientes da maior toxicidade das partículas libertadas por este componente. 5-Os componentes nas faces de contacto deslizante são polidos e nas faces aderentes ao osso são rugosas para poderem ser impregnadas de hidroxapatite ou de outros adjuvantes de integração óssea. 4/8

7 A presente inovação é seguidamente descrita em pormenor, representada nos desenhos anexos, nos quais: - A fig. 1 é uma apresentação esquemática global dos dois componentes inseridos nos ossos. - A fig. 2 é uma representação esquemática do componente tibial (CT) e componente astragalino na versão B. - A fig 3 é uma representação esquemática do componente tibial (CT) e componente astragalino na versão A. - A fig.4 é a representação esquemática do componente astragalino na versão B. - A fig.5 é a representação esquemática do componente tibial (CT) na versão B. - A fig. 6 é a representação esquemática do arco de movimento dos dois componentes na versão B, quando incluídos por substituição na articulação tíbio-astragalina vista de perfil. A prótese invertida aparafusada, do tornozelo com corte/espaço tíbio-astragalino minor/reduzido é constituída por dois componentes de materiais metálicos ou metalo-cerâmicos compatíveis com o corpo humano e serve para ser introduzida como substituição de superfícies articulares artrósicas desta articulação. O componente astragalino (CA) (3) adapta-se à superfície deste osso após abrasão/raspagem da cartilagem num limite máximo de 3 mm que tanto pode ser fixado por um parafuso (5), introduzido através do cabeção (17),como por um piton (10)existente na parte inferior do mesmo. Este corte ósseo é reduzido em relação aos cortes das próteses já utilizadas. A superfície de contacto ósseo é rugosa e impregnada de hidroxapatite ou de outro material de integração óssea(18) e a superfície de contacto com o componente tibial (CT)(4) é 5/8

8 polida e revestida de um polímero de polietileno de alta densidade para menor atrito e melhor deslizamento. O componente tibial (CT)invertido, como grande inovação, é fixavel após preparação do leito distal tibial por um (9) e por dois pitons posteriores (7)para ajuste pontual em pressfite (versão B). O corte na tíbia é muito menos entre - 10 a 14 mm (versão A) - do que é habitualmente realizado nas próteses actuais (20 mm ou mais), mas ainda pode ser menos- 9 a 10 mm, na versão B. A existência de um espigão central (8) paraleliforme incorporado/fundido na peça dá a este elemento um factor de estabilidade e coesão importantes na tíbia (1). A sua função além da estabilização tem a possibilidade de segurar/travar proximalmente o parafuso(6) que vai fixar-se à face posterior da tíbia(versão A) e de ao mesmo tempo servir de espessamento da estrutura metálica central longitudinalmente cavada entre os condilos (13) mantendo-se assim maior resistência ao peso/pressão do corpo humano. A grande inovação deste componente está na curva convexa da superfície de contacto com o componente astragalino sendo, da frente para trás, um desenho em arco (19) que permite ampla e naturalmente o deslizamento dos dois componentes na flexão dorsal (21) e uma concavidade moldada/encaixável na parte mais posterior (11), quando executam a flexão plantar máxima (20). O eixo sagital central deste componente é constituído por uma curva simultaneamente côncava no sentido transversal e convexa no sentido sagital moldada(11) e adaptável em espelho ao componente astragalino (16). Esta adaptação não só permite um movimento homogéneo como proporciona um movimento deslizante, tipo mata-borrão, semelhante ao fisiológico. 6/8

9 Por sua vez o substancial aumento do arco de movimento que poderia causar instabilidade está condicionado naturalmente pelos travões/esperas na parte posterior do componente tibial (CT) (11) e da parte posterior do componente astragalino (CA) (16), aquando do movimento de flexão plantar máxima (20) e limitada pelo cabeção (17) do componente CA e pela curva (12) do componente astragalino aquando da flexão dorsal máxima (21).Os côndilos do componente tibial (13) assentam também nas superfícies laterais (15) do componente astragalino (3) desde a frente até atrás (16) A prótese por ser invertida nas superfícies de contacto dos componentes, absolutamente inversa às comercializadas próteses convencionais já existentes, respeitadoras das curvas fisiológicas consegue aumentar o arco de mobilidade da flexão dorsal em mais 20% (20º 30º) e da flexão plantar em mais 40% (25º 40º) podendo atingir 65º (+ de 100%) na posição do pé em dança de pontas do ballet. A prótese pode considerar-se estável porque tem uma forma de encaixe mútuo em espelho nas curvas do CT e do CA, tanto no sentido transversal como no sentido longitudinal/sagital. Esta prótese, na parte media do CA(12) pode vir a incorporar um sistema de esfera rolante auxiliadora de movimento, para diminuir o atrito e o desgaste dos componentes. Os materiais utilizáveis neste design podem ser o Aço inox/aço inox;o cromo-cobalto/cromo-cobalto;o titânio/titânio; e ainda estes metais no CT e cerâmico no CA; bem como cerâmico/cerâmico em ambos; podendo ter um revestimento que aumente a dureza do metal e diminua o coeficiente de atrito e a própria espessura do mesmo, sempre favoráveis às necessidades de menor corte ósseo. 7/8

10 Por ultimo e perante imponderáveis de insucesso em que seja necessário retirar a prótese e fixar a articulação artrodese de salvação o facto de haver um corte reduzido permite que esta solução radical tenha menos encurtamento do membro ou menor enxerto ósseo entreposto. Porto, 21 de Maio de /8

11 REIVINDICAÇÕES 1 - Prótese invertida do tornozelo com corte/espaço tíbio astragalino reduzido caracterizada por ser constituída por um componente tibial (4) fixavel ao osso tíbia (1) e pelo componente astragalino (3) fixável ao osso astragalo (2). 2 - Prótese invertida do tornozelo com corte/espaço tíbio astragalino reduzido de acordo com a reivindicação 1 caracterizada pela fixação ao osso tíbia (1) do componente tibial (4) poder ser efectuada por parafuso (6) ou sistema pressfit(9). 3 - Prótese invertida do tornozelo com corte/espaço tíbio astragalino reduzido de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizada pela fixação ao osso astragalo (2) do componente astragalino (3) ser efectuada por um parafuso (5) ou por um piton (10). 4 - Prótese invertida do tornozelo com corte/espaço tíbio astragalino reduzido de acordo com as reivindicações 1,2 e 3 caracterizada pelo componente (4) e o componente (3) ser de um material compativel com o corpo humano e de baixo desgaste. 5 - Prótese invertida do tornozelo com corte/espaço tíbio astragalino reduzido de acordo com as reivindicações 1,2,3 e 4 caracterizada pelo componente (4) e componente (5) ter a concavidade invertida em relação à articulação tíbio astragalina humana. 6 - Prótese invertida do tornozelo com corte/espaço tíbio astragalino reduzido de acordo com as reivindicações 1,2,3,4 e 1/2

12 5 caracterizada pelo componente astragalino (3) apresentar ou não um esfera rolante de baixo atrito a nível da curva (12) do componente astragalino (3) como auxiliadora do movimento. Porto, 21 de Maio de /2

13 FIG 1

14 Fig. 2

15 Fig.3

16 Fig.4

17 Fig.5

18 Fig.6