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Existe una gran diversidad de diseños de prótesis de cadera, se pude decir que en general hasta 1990 la consolidación ósea y la remodelación ósea no eran consideradas. Actualmente, algunas de las grandes compañías dedicadas a la tarea de generar estos dispositivos, invierten en investigación acerca de los temas mencionados.

En esta sección de manera general se muestra una relación de la evolución del diseño de las prótesis de cadera. Smith [2007], unió los huesos mediante una membrana utilizando marfil para su fabricación (Figura I.3a). Mientras que Bohlman [1937] diseñó un reemplazo para la cabeza femoral (fabricado en Vitallium) (Figura I.3b). Wiles [1938], realizó la primera sustitución total de la articulación de cadera, el componente de la cabeza estaba sujeto por un tornillo a través del cuello femoral y la copa acetabular se fija con tornillos, el material utilizado para su fabricación fue acero inoxidable. Bohlman y Moore [1939], diseña una prótesis para la cabeza femoral (Figura I.4a), tiene 2 tornillos para realizar su fijación y está fabricada en acero inoxidable. Más adelante Bohlman y Moore diseñan una prótesis (Figura I.4b) que sustituye el fémur proximal de un paciente sometido a la resección por tumor recurrente de células gigantes. Su aplicación fue dirigida hacia el eje del fémur, el material utilizado en su fabricación fue Vitallium.

Figura I.3.- Diversos diseños de prótesis

a)Diseño de Peterson Smith. b) Desarrollo de Harold Bohlman. c) Propuesta de Phillip Wiles.

Figura I.4.- Propuestas de Bohlman. a) Diseño Bohlman. b) Diseño Bohlman-Moore.

Blount [1943] presentó un modelo de prótesis total de cadera el cual se fijó con un solo tornillo a través del anillo mostrado por la letra, su fabricación fue en acero inoxidable (Figura I.5a). Los hermanos Judet [1949], configuran el vástago de una hemiartroplastia para traspasar el cuello femoral y salir un poco de la corteza lateral del eje, el material ocupado para su manufactura fue metacrilato de metilo (Figura I.5b).

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Figura I.5.- Diversas prótesis.

a) Albee Pearson. b) Hermanos Judet. c) Earl McBride. d) Gosset. e) Moore. f) Thompson.

McBride [1952] desarrolla una prótesis diseñada para ser atornillado en el fémur proximal. El gancho posterior proximal de la prótesis fue establecido para la fijación del trocánter mayor y evitar la rotación, material propuesto para este trabajo fue acero inoxidable (Figura I.5c). Haboush [1953] generó un anclaje intramedular mediante un vástago roscado que se atornilla en la cabeza femoral. Los materiales utilizados en este trabajo para el vástago fue acero y para la copa acetabular fue acrílico (Figura I.5d). Moore [1957] desarrolló un dispositivo que prevé la fijación del vástago en la diáfisis femoral fabricado en acero inoxidable (Figura I.5e). Asimismo, Thompson [1952] desarrolló un dispositivo que fue diseñado para reemplazar la cabeza y el cuello del fémur, en la mayoría de las fracturas en cadera. El vástago intramedular para la fijación fue fabricado de Vitallium (Figura I.5f).

Sommerville [1956] diseña y desarrolla una copa acetabular anatómica con una concavidad en forma de herradura. La fijación fue por medio de tres puntas posteriores clavadas en la pared medial. El material empleado para su fabricación fue acero inoxidable (Figura I.6a). Kallio [1957] diseñó una copa acetabular que permite un movimiento suave en las interfaces internas y

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externas, eliminando la compresión. Material utilizado en su fabricación es Vitallium (Figura I.6b). Mientras Wiles [1958] generó una prótesis de múltiples unidades, nunca llegó a ser popular, debido a su complejidad (Figura I.6c). La cabeza del fémur se aplicó en una varilla intramedular que se insertaba en el eje longitudinal del fémur. Material empleado en su manufactura acero inoxidable. Schwartzmann [1959] desarrolló una prótesis que tenía 32 mm de cabeza femoral para una mayor estabilidad y mayor rango de movimiento acoplada en una copa de polietileno de alta densidad. Significativas variación de longitudes del cuello y del vástago tenían la forma de facilitar la inserción sin osteotomía del trocánter. Fijación era de acrílico y el material usado en su fabricación era acero inoxidable polietileno (Figura I.6d). Charnley [1960] diseñó clásico que se caracteriza por cabezas pequeñas de 22 mm, con un acetábulo caracterizado por una gruesa pared de alta densidad de polietileno (Figura I.6e).

Figura I.6.- Prótesis de cadera.

a) Marshall. b) Otto. c) Lippman. d) Muller. e) Chenley.

En Thomson [1954] se rediseño el dispositivo original, la modificación principal fue una aleta posterior con la finalidad de resistir a la rotación. Además, agregó dos perforaciones en el tronco proximal para permitir la fijación ósea posterior en el hueso. Esta característica se describe como auto-bloqueo. Se utilizó el Vitallium para su fabricación (Figura I.7a). McKee y Watson-Farrar [1966] realizó modificaciones a las prótesis de Thompson en la copa acetabular, se caracterizó por proporcionar una cimentación concéntrica y baja fricción. Aunque generó grandes desechos metálicos, su fabricación fue de aleación de Cromo-Cobalto (Figura I.7b). Muller [1968] modificó el diseño agregando una incrustación de acero inoxidable en la unión del vástago y el

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acrílico con la finalidad de evitar fracturas en esa área y diseñó una copa con fijación de esta mediante tres tornillos y una brida proximal en la región supra acetabular (Figura I.7c).

Figura I.7.- Avances prostéticos

a) Thompson modificada. b) Mckee-Farrar. c) Muller.

Lazcano [2001] utilizó el vástago tipo Charnley y agregó un collar interno para lograr un soporte en el trocante menor, tiene un ángulo diafisiario de 140° y el material utilizado para su manufactura es Cromo-Cobalto (Figura I.8a). Domínguez [2003] presentó el desarrollo de una prótesis no convencional auto bloqueada para el fenotipo mexicano utilizando pernos para su fijación, el material empleado en esta prótesis es acero inoxidable (Figura I.8b).

Figura I.8.- Hemi-prótesis. a) Lazcano. b) Domínguez. a)

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El sistema SLA es el resultado de observaciones sistemáticas de un grupo de cirujanos expertos en patología de cadera e ingenieros biomédicos. Gómez (2000) realizó un diseño que enlaza alta tecnología de fabricación a una adecuada adaptabilidad geométrica entre el implante y el fémur (Figura I.9a) según SCP (2010). UNIQUE en 2006 presentó el desarrollo de prótesis personalizada para el fenotipo europeo, fabricadas de la aleación Ti6Al4V(Figura I.9b).

Figura I.9.- Resientes desarrollos prostéticos. a) Diseño SLA. b) Diseño UNIQUE.