ES2217568T3 - Tornillo multiaxial para hueso. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una unidad de fijación ósea que comprende un elemento de fijación y elongación, tal como una varilla espinal. Esta unidad de fijación es una unidad multiaxial que permite fijar dicho elemento de fijación a la varilla espinal, siguiendo un ángulo que pertenece a una gama continua de ángulos con relación a dicha varilla en espacio tridimensional. La unidad de fijación incluye un elemento receptor que tiene un taladro a su través, las paredes de las cuales están afiladas cerca del fondo, y dotado de un canal de comunicación con el taladro y que tiene una abertura superior en la parte superior del elemento receptor para la inserción de una varilla espinal. También se incluyen elementos de cuñas externos y un elemento de cuña interno, ambos presentan la forma de una rodaja provista de un taladro a su través. En cada elemento de cuña, el respectivo taladro no es paralelo al eje central del respectivo elemento de cuña. Adicionalmente, las superficies externas de estos elementos de cuña puedes ser afilados, lo mismo que los respectivos taladros, de manera que se asegure un blocaje automático cuando se colocan en su asiento y se ajustan. El elemento indicado para entrar en contacto con el hueso se adapta al taladro del elemento externo de la cuña, que a su vez se ajusta a los lados afilados del elemento receptor. Cuando se alcanza la posición deseada del elemento indicado que tiene que entrar en el hueso en el espacio de tres dimensiones, los componentes se asientan para lograr un ajuste apretado por fricción.

Description

Tornillo multiaxial para hueso.

La presente invención concierne a un conjunto de fijación ósea, particularmente útil para ser acoplado en las vértebras. En particular, la invención aporta un conjunto de fijación ósea que contiene un tornillo y que es capaz de un rango continuo de orientaciones angulares tridimensionales respecto a un miembro alargado que se extiende a lo largo de la espina.

Se han desarrollado varias técnicas y sistemas para corregir y estabilizar la espina y para facilitar la fusión en varios niveles de la espina. En un tipo de sistema, a lo largo de la espina o columna vertebral está dispuesta longitudinalmente una barra susceptible de ser doblada. La barra es doblada preferiblemente para corresponder a la curvatura normal de la espina en la región particular que está siendo instrumentada. Por ejemplo, la barra puede ser doblada para formar una curvatura cifótica normal para la región torácica de la espina, o una curvatura lordótica para la región lumbar. De acuerdo con tal sistema, la barra está acoplada a varias vértebras a lo largo de la columna espinal por medio de un número de elementos de fijación. Se puede proporcionar una variedad de elementos de fijación, los cuales están configurados para ser acoplados a porciones específicas de la vértebra. Por ejemplo, uno de tales elementos de fijación es un gancho que está configurado para ser acoplado a las láminas de la vértebra. Otro elemento de fijación prevalerte es un tornillo espiral que puede ser atornillado en varias orientaciones del hueso vertebral.

En un procedimiento típico que utiliza una barra susceptible de ser doblada, la barra se sitúa en lados opuestos de la espina o procesos espinales. Se atornillan una multitud de tornillos para hueso en una porción de varios cuerpos vertebrales, muy frecuentemente en los pedículos de estas vértebras. Las barras se fijan a esta pluralidad de tornillos para hueso para aplicar fuerzas correctivas y estabilizadoras a la espina.

Un ejemplo de sistema de fijación espinal del tipo barra es el TSRH® Spinal System comercializado por Danck Medical, Inc. El sistema TSRH® incluye barras alargadas y una variedad de ganchos, tornillos y pernos, todos configurados para crear una construcción en segmentos por toda la espina. En un aspecto del sistema TSRH®, la barra espinal está conectada a varios elementos de fijación vertebral por medio de una armella roscada. En esta configuración, los elementos de fijación son acoplados lateralmente a la barra espinal, junto a la barra. En otro aspecto del sistema TSRH®, un tornillo de ángulo variable se acopla a la barra espinal por medio de una armella roscada. El tornillo de ángulo variable permite la pivotación del tornillo para hueso en un único plano que es paralelo al plano de la barra espinal. Se pueden encontrar detalles de este tornillo de ángulo variable en la patente US-A-5261909, de Sutterlin y otros, propiedad del cesionario de la presente invención. Un objetivo conseguido por el sistema TSRH® es que el cirujano pueda aplicar elementos de fijación espinal, tales como un gancho espinal o un tornillo para hueso, a la espina en posiciones anatómicas apropiadas. El sistema TSRH® también permitía que el cirujano acoplara fácilmente una barra espinal susceptible de ser doblada a cada uno de los elementos de fijación para un tensado final.

Otro sistema de fijación del tipo barra es el Cotrel-Dubosset/CD Spinal System comercializado por Sofamor Danek Group, Inc. Al igual que el TSRH®, el sistema CD® proporciona una variedad de elementos de fijación para efectuar un acoplamiento entre una barra alargada y la espina. En un aspecto del sistema CD®, los propios elementos de fijación incluyen un cuerpo que define una ranura en el interior de la cual se aloja la barra espinal. La ranura incluye un agujero fileteado de rosca en el cual se acopla un tapón fileteado de rosca para afianzar la barra dentro del cuerpo del elemento de fijación. El sistema CD® incluye ganchos y tornillos para hueso con esta configuración de "dorso abierto". Se pueden encontrar detalles de esta tecnología en la patente US-A-5005562, del Dr. Cotel. Una ventaja de esta característica del sistema CD® es que el elemento de fijación está posicionado directamente por debajo de la barra alargada. Esto ayuda a reducir el bulto global de la construcción del implante y minimiza el trauma a los tejidos circundantes.

Por otro lado, estos elementos de fijación del sistema CD® son capaces de pivotar sólo respecto a la barra espinal para conseguir posiciones angulares variables en relación con la barra. Mientras que este rango limitado de posiciones angulares relativas es aceptable para muchas patologías espinales, en muchos otros casos se requiere una orientación más creativa del tornillo para hueso, por ejemplo, en relación con la barra espinal. Ciertos aspectos de este problema son abordados por el tornillo de ángulo variable del sistema TSRH®, tal como se ha explicado en la patente US-A-5261909. Sin embargo, existe la necesidad de disponer de un tornillo para hueso que sea capaz de una orientación angular en múltiples planos en relación con la barra espinal. Preferiblemente, que el tornillo para hueso sea capaz de varias orientaciones tridimensionales respecto a la barra espinal. Se ha hecho referencia a los tornillos de este tipo como multi-axiales o tornillos para hueso multi-axiales.

Otros han planteado la solución de este problema con varios diseños de tornillo multi-axial. Por ejemplo, en la patente US-A-5466237, de Byrd y otros, se describe un tornillo para hueso que incluye una protuberancia esférica en la parte superior del tornillo. Un miembro receptor fileteado de rosca exteriormente soporta el tornillo para hueso y una barra espinal sobre la parte superior de la protuberancia esférica. Una turca exterior se aprieta sobre el miembro receptor para presionar la barra espinal contra la protuberancia esférica con el fin de acomodar varias orientaciones angulares del tornillo para hueso en relación con la barra. Aunque este enfoque particular utiliza un mínimo de componentes, la seguridad de la fijación del tornillo de fijación a la barra es inexistente. En otras palabras, el acoplamiento o fijación entre la pequeña protuberancia esférica que hay sobre el tornillo para hueso y la barra espinal se rompe fácilmente cuando la instrumentación es sometida a las elevadas cargas de la espina, particularmente en la región lumbar.

En otro planteamiento mostrado en la patente US-A-4946458, de Harms y otros, un tornillo para hueso con cabeza esférica es soportado entre unas mitades separadas de un miembro receptor. Las partes inferiores de las mitades son mantenidas juntas mediante un anillo de retención. Las partes superiores de las mitades receptoras están comprimidas respecto al tornillo para hueso mediante unas tuercas enroscadas sobre una barra espinal fileteada de rosca. En otro planteamiento realizado por Harms y otros, en la patente US-A-5207678, un miembro receptor está conectado de manera flexible respecto a una cabeza parcialmente esférica de un tornillo para hueso. Unas tuercas cónicas dispuestas en lados opuestos del miembro receptor están enroscadas sobre una barra fileteada de rosca que pasa a través del receptor. A medida que las tuercas cónicas son enroscadas la una hacia la otra, el miembro receptor ejerce compresión de manera flexible alrededor de la cabeza del tornillo para hueso para afianzar el tornillo para hueso en su posición angular variable. Un perjuicio de los sistemas expuestos en las dos patentes de Harms y otros es que la barra espinal debe estar fileteada de rosca con el fin de aceptar las tuercas de compresión. Es sabido que las barras fileteadas pueden tender a debilitar las barras en presencia de cargas espinales severas. Además, el diseño de los tornillos para hueso expuestos en las patentes US-A-4946458 y US-A-5207678 requiere una multiplicidad de partes y es francamente complicado conseguir una fijación completa del tornillo para hueso.

Un cuarto planteamiento es descrito en la patente US-A-5672176, de Biedermann y Harms, la cual desvela las características del preámbulo de la reivindicación 1 y describe un miembro de anclaje para conectar una barra con un hueso que comprende un miembro a modo de tornillo que tiene una porción de cabeza esférica que se aloja en una cavidad complementaria existente en un miembro de presión el cual está, a su vez, alojado en el interior de una parte de asiento. El miembro de presión está ajustado por presión elástica sobre la porción de cabeza esférica del miembro a modo de tornillo y mantenido en su lugar por un miembro de inmovilización alojado dentro de la parte de asiento. En este diseño se especifica claramente que el miembro a modo de tornillo, el miembro de presión, la parte de asiento, y el miembro de inmovilización son coaxiales.

En la patente US-A-5304179, de Wagner, se expone un quinto planteamiento que muestra un tornillo para hueso fijado en el interior de un buje y que forma un ángulo respecto al eje longitudinal del buje. El buje es giratorio dentro de una porción de un conector que forma ángulo respecto al eje de la instrumentación adyacente. El conector es giratorio alrededor del eje de instrumentación. Un perjuicio del sistema de Wagner es que sólo se pueden conseguir posiciones discretas de un tornillo para hueso en el espacio tridimensional. Además, el sistema de Wagner también requiere barras espinales fileteadas de rosca y una multiplicidad de piezas complicadas, con sus inconvenientes arriba descritos.

Sigue existiendo, por consiguiente, una necesidad en la técnica de disponer de un elemento de sujeción multi-axial de acoplamiento al hueso que se acople de manera fácil y segura a un miembro alargado, tal como una barra espinal, de cualquier configuración - es decir, lisa, rugosa, moleteada o fileteada de rosca. También existe una necesidad de disponer de un elemento de sujeción multi-axial de acoplamiento al hueso tal que minimice el perfil y el bulto de los componentes usados para acoplar el elemento de sujeción al hueso, tales como un tornillo para hueso, a la barra espinal en sus varias orientaciones angulares. Además, existe una necesidad de disponer de un elemento de sujeción multi-axial de acoplamiento que permita el posicionamiento del elemento de sujeción en un rango continuo de ángulos espaciales entre el elemento de sujeción y un eje perpendicular al miembro alargado.

De acuerdo con la presente invención se aporta un conjunto de fijación al hueso para acoplar a un miembro alargado, que comprende un miembro receptor que define un canal para recibir un miembro alargado, teniendo dicho miembro receptor un agujero a su través que define una superficie interna, y un elemento de sujeción para acoplamiento al hueso, caracterizado porque dicho conjunto incluye además:

un primer miembro de cuña dentro de dicha superficie interna de dicho miembro receptor; definiendo dicho primer miembro de cuña un primer eje central, definiendo además dicho primer miembro de cuña un agujero a su través que está inclinado respecto a dicho primer eje central;

un segundo miembro de cuña dentro de dicho agujero de dicho primer miembro de cuña, definiendo dicho segundo miembro de cuña un segundo eje central, definiendo además dicho segundo miembro de cuña un agujero a su través que está inclinado respecto a dicho segundo eje central;

y porque dicho elemento de sujeción para acoplamiento al hueso está en el interior de dicho agujero de dicho segundo miembro de cuña.

En un ejemplo de realización de la invención se aporta un conjunto de fijación espinal que incluye un elemento de sujeción para acoplamiento al hueso, tal como un tornillo para hueso, y un miembro alargado, tal como una barra espinal. El conjunto de fijación incluye un conjunto multi-axial que permite la fijación del tornillo para hueso a la barra espinal en cualquier multitud de ángulos en relación con la barra en el espacio tridimensional. En un ejemplo de realización de la invención se incluye un tornillo para hueso que tiene una cabeza con una cavidad para acoplamiento de una herramienta definida en la misma y una porción de espiga. En un ejemplo de realización, el tornillo para hueso incluye un bordón entre la cabeza y la porción de espiga del tornillo para hueso. En otro ejemplo de realización, el tornillo para hueso incluye una porción cónica de la espiga por debajo de la cabeza.

El conjunto multi-axial también incluye un miembro receptor que tiene un agujero a su través desde una parte superior hasta un extremo inferior. Las paredes que definen el agujero presentan una conicidad cerca del extremo inferior o distal del miembro receptor. El miembro receptor también incluye un canal que comunica con el agujero y que tiene una abertura superior en la parte superior del miembro receptor para la inserción del miembro alargado.

En un ulterior ejemplo de realización de la invención, el conjunto multi-axial incluye un miembro de cuña exterior que tiene una superficie exterior cónica susceptible de ser insertada en el agujero del miembro receptor para auto-inmovilizarse con la pared cónica del agujero. El miembro de cuña exterior incluye un agujero a su través que está inclinado respecto al eje central del miembro de cuña exterior. En un ejemplo de realización, el agujero inclinado puede presentar una conicidad hacia dentro desde la parte superior hasta la mitad del miembro de cuña exterior, y luego inclinada hacia fuera hasta una abertura existente en el fondo del miembro de cuña exterior.

El conjunto multi-axial incluye adicionalmente un miembro de cuña interior que tiene una superficie exterior cónica y que es susceptible de ser insertada al interior del agujero inclinado del miembro de cuña exterior para auto-inmovilizarse con la pared cónica del agujero inclinado. El miembro de cuña interior también incluye un agujero a su través que es inclinado respecto al eje central del miembro de cuña interior. En un ejemplo de realización, el agujero existente en el miembro de cuña interior es cilíndrico y en la pared que define el agujero está incluida una regata para encajar con un bordón circunferencial del tornillo para hueso. En otro ejemplo de realización, el agujero existente en el miembro de cuña interior es cónico para auto-inmovilizarse con una porción cónica de la espiga del tornillo para hueso.

La presente invención aporta un conjunto que permite que un elemento de sujeción para acoplamiento al hueso sea fijado a un miembro alargado en un rango continuo de orientaciones angulares en relación con el miembro alargado. En un aspecto de la invención, el elemento de sujeción para acoplamiento al hueso, miembros de cuña, y miembro alargado son "cargados superiormente" por inserción al interior de la abertura superior o proximal existente en el miembro receptor. Cuando se ha conseguido la orientación deseada del elemento de sujeción, el elemento de sujeción puede ser fijado a través de la auto-inmovilización del elemento de sujeción al hueso dentro del miembro de cuña interior, del miembro de cuña interior dentro del miembro de cuña exterior, y del miembro de cuña exterior dentro del miembro receptor. La auto-inmovilización puede producirse cuando el elemento de sujeción es acoplado a un hueso, tal como, por ejemplo, cuando un tornillo para hueso es atornillado al interior de un hueso y apretado. Alternativamente, la auto-inmovilización puede producirse cuando el conjunto es fijado a un miembro alargado, tal como, por ejemplo, cuando una barra espinal presiona sobre el elemento de sujeción.

El ejemplo de realización preferido del conjunto de fijación multi-axial al hueso proporciona la ventaja de una sólida fijación entre una barra espinal y un elemento de sujeción para acoplamiento al hueso independientemente del ángulo tridimensional entre los dos componentes. Una ventaja adicional de la presente invención es el mínimo número de componentes necesario para conseguir esta sólida fijación. Otra ventaja reside en la capacidad de auto-inmovilización de los miembros de cuña y del miembro receptor. Otras ventajas y ciertos objetivos de la invención se harán más evidentes una vez considerada la siguiente descripción escrita y las figuras que la acompañan ilustrando un ejemplo de realización de la invención.

Descripción de las figuras

La Fig. 1 es una vista en alzado lateral de un conjunto de fijación al hueso multi-axial de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente invención.

La Fig. 2 es una vista en sección transversal de un conjunto de fijación al hueso multi-axial según el representado en la Fig. 1.

La Fig. 3 es una vista superior del miembro receptor del conjunto de fijación al hueso mostrado en las Figs. 1 y 2.

La Fig. 4 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de las líneas 4-4, y vista en la dirección de las flechas, del miembro receptor según está representado en la Fig. 3.

La Fig. 5 es una vista en alzado lateral de un tornillo para hueso para ser usado en el conjunto de fijación al hueso mostrado en las Figs. 1 y 2.

La Fig. 6a es una vista superior del miembro de cuña exterior del conjunto de fijación al hueso de las Figs. 1 y 2.

La Fig. 6b es una vista en alzado lateral del miembro de cuña exterior según está representado en la Fig. 6a.

La Fig. 7 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de las líneas 7-7, y vista en la dirección de las flechas, del miembro de cuña exterior según está representado en la Fig. 6a;

La Fig. 8a es una vista superior del miembro de cuña interior del conjunto de fijación al hueso de las Figs. 1 y 2.

La Fig. 8b es una vista en alzado lateral del miembro de cuña interior según está representado en la Fig. 8a.

La Fig. 9 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de las líneas 9-9, y vista en la dirección de las flechas, del miembro de cuña interior según está representado en la Fig. 8a;

La Fig. 10 es una vista en alzado lateral de un conjunto de fijación al hueso multi-axial de acuerdo con un ejemplo de realización adicional de la presente invención.

La Fig. 11 es una vista en sección transversal del conjunto de fijación al hueso multi-axial según está representado en la Fig. 10;

La Fig. 12a es una vista en alzado lateral de un segundo ejemplo de realización del miembro de cuña interior de la presente invención.

La Fig. 12b es una vista en sección transversal del ejemplo de realización del miembro de cuña interior representado en la Fig. 12a.

La Fig. 13a es una vista en alzado lateral de un segundo ejemplo de realización del miembro de cuña exterior de la presente invención.

La Fig. 13b es una vista en sección transversal del ejemplo de realización del miembro de cuña exterior representado en la Fig. 13a.

La Fig. 14 es una vista en alzado lateral del conjunto de fijación al hueso de la presente invención, en el que el tornillo para hueso está orientado a un ángulo respecto a un eje central del miembro receptor de la presente invención.

Descripción de los ejemplos de realización preferidos

Con el propósito de fomentar y hacer comprender los principios de la invención, a continuación se hace referencia a unos ejemplos de realización preferidos de la misma y para describirlos se usará un lenguaje específico. No obstante, se comprenderá que con ello no se pretende ninguna limitación en el alcance de la invención, contemplándose aquellas alteraciones y ulteriores modificaciones de la invención, y aquellas aplicaciones adicionales de los principios de la invención según están aquí descritos como que se le podrían ocurrir normalmente a un experto en la técnica a la cual concierne la invención.

Haciendo referencia en general a las Figs. 1 y 2, se muestran los componentes de un conjunto de fijación al hueso multi-axial 10 de acuerdo con un ejemplo de realización preferido de la presente invención. El conjunto multi-axial 10 incluye un tornillo para hueso 20 configurado para acoplarse a un hueso, tal como una vértebra. El conjunto incluye además un miembro receptor 30 para soportar el tornillo para hueso 20 y para vincular el conjunto 10 con una barra espinal 80. El conjunto incluye además un miembro de cuña exterior 40 para ser acoplado en el interior del miembro receptor 30, y un miembro de cuña interior 50 para ser acoplado entre el tornillo para hueso 20 y el miembro de cuña exterior 40.

De acuerdo con un aspecto de la invención, el tornillo para hueso 20 está configurado tal como se muestra en la Fig. 5. El tornillo para hueso 20 incluye una porción de espiga fileteada de rosca 21, una porción de cabeza 22, y un bordón circunferencial 24. La porción de espiga fileteada de rosca 21 incorpora unos filetes configurados para anclar sólidamente el tornillo para hueso en el interior del hueso. De la manera más preferible, los filetes son filetes para material poroso, o filetes fácilmente adaptados para una sólida fijación dentro del hueso poroso del cuerpo vertebral. Se comprenderá que la espiga fileteada de rosca 21 puede tener una variedad de configuraciones dependiendo de la naturaleza del hueso dentro del cual es acoplado el tornillo para hueso 20. Además, se puede ajustar la longitud de la espiga fileteada de rosca 21 dependiendo de la anatomía o características del hueso dentro del cual es introducido el tornillo para hueso 20. En un ejemplo de realización específico, la espiga fileteada de rosca 21 tiene una longitud de aproximadamente 1,5 pulgadas, y está configurada con filetes para el acoplamiento dentro del pedículo de una vértebra lumbar.

La porción de cabeza 22 está situada en el extremo superior o proximal del tornillo para hueso 20. La porción de cabeza 22 incluye preferiblemente un ranura o cavidad 20a para recibir una herramienta (véase la Fig. 2) tipo destornillador. En un ejemplo de realización específico, la porción de cabeza 22 tiene la forma de una porción de esfera, y la circunferencia del borde de la parte inferior o distal 22a de la porción de cabeza 22 es preferiblemente menor que la circunferencia de la porción de espiga fileteada de rosca 21. Entre la porción de cabeza 22 y la espiga fileteada de rosca 21 se encuentra el bordón 24. El bordón 24 se extiende circunferencialmente alrededor del extremo parte superior o proximal de la espiga fileteada de rosca 21 y se acopla en el miembro de cuña interior 50 de una manera que será descrita más abajo. En un ejemplo de realización específico, la cabeza 22 es una porción de una esfera de aproximadamente 0,295 pulgadas de diámetro, el bordón 24 tiene una anchura de aproximadamente 0,040 pulgadas y un diámetro de aproximadamente 0,311 pulgadas, y la espiga fileteada de rosca 21 tiene una longitud de aproximadamente 1,534 pulgadas y un diámetro de aproximadamente 0,295 pulgadas.

Haciendo a continuación referencia a las Figs. 3 y 4, el conjunto de tornillo para hueso 10 incluye un miembro receptor 30. El miembro receptor 30 es, en un ejemplo de realización preferido, en general cilíndrico, con un agujero 31 a su través y dos paredes laterales truncadas 32 opuestas. El agujero 31 y el miembro receptor 30 definen un eje longitudinal central 38 común. Las paredes laterales 32 del miembro receptor 30 definen un canal 33 para recibir la barra espinal 80 que se extiende a través del miembro receptor 30, comunicando en general de manera perpendicular con el agujero 31. El canal 33 puede extenderse hasta una profundidad suficiente dentro del miembro receptor 30 como para que la barra espinal 80 pueda hacer contacto con la porción de cabeza 22 del tornillo para hueso 20 en el conjunto 10 terminado, tal como está descrito adicionalmente más abajo.

La parte interior del miembro receptor 30 incluye una serie de superficies. Una superficie de entrada 34 forma un ángulo hacia el eje 38 para facilitar la colocación de otras piezas del conjunto de tornillo para hueso 10 en el interior del mismo, tal como está descrito adicionalmente más abajo. Una superficie interna superior 35 puede ser substancialmente paralela a la superficie exterior del miembro receptor 30 y puede estar, por ejemplo, fileteada interiormente de rosca para acomodar el miembro de tapón del sistema CD® apuntado más arriba y mostrado en la Fig. 3. Una superficie interna inferior 36 forma un ángulo hacia el eje 38, formando con ello un cono de auto-inmovilización para aguantar el miembro de cuña exterior 40, tal como está descrito adicionalmente más abajo. Una superficie de salida 37 forma un ángulo hacia fuera desde el eje 38 para proporcionar un mayor rango de movimiento axial para el tornillo para hueso 20 en el conjunto de fijación al hueso 10 completo. En el ejemplo de realización preferido, el canal 33 tiene una intersección tanto con ambas superficies internas superior e inferior 35, 36. En el ejemplo de realización específico, la superficie interna inferior 36 incluye un cono Morse, preferiblemente formando un ángulo de cuatro grados con el eje 38 del miembro receptor 30, y la superficie de salida comprende un ángulo de 45 grados con el eje 38 del miembro receptor 30.

Haciendo ahora referencia a las Figs. 6a, 6b y 7, se muestra un miembro de cuña exterior 40 de acuerdo con un ejemplo de realización preferido de la presente invención. El miembro de cuña exterior 40 es en general en la forma de una arandela que tiene un eje central 41, un agujero inclinado 42, y una superficie exterior 46. El agujero inclinado 42 se extiende a través del miembro de cuña exterior 40 desde la parte superior a la parte inferior y define un eje longitudinal 45, el cual no es paralelo al eje central 41. En un ejemplo de realización específico, el ángulo formado por el eje 45 del agujero y el eje central 41 es de quince grados. Las superficies que definen el agujero 42 incluyen una pared superior cónica 43 y una pared inferior 44. La pared superior cónica 43 presenta una conicidad hacia el eje 45 del agujero, formando con ello un cono de auto-inmovilización para aguantar el miembro de cuña interior 50 de una manera descrita más abajo. En un ejemplo de realización específico, la pared superior cónica 43 forma un ángulo de cuatro grados con el eje 45 del agujero. En unos segundo y tercer ejemplos de realización específicos, la pared superior cónica 43 forma un ángulo de quince y treinta grados, respectivamente, con el eje 45 del agujero. La pared inferior 44 es en general cónica, abocinándose hacia fuera, hacia la parte inferior del miembro de cuña exterior 40, para permitir un mayor rango de movimientos axiales para el tornillo para hueso 20 en el conjunto de fijación al hueso 10 completo. Una superficie exterior cónica 46 forma un ángulo desde la parte superior a la parte inferior hacia el eje central 41 del miembro de cuña exterior 40. En un ejemplo de realización específico, una superficie exterior cónica 46 incluye un cono Morse que forma un ángulo de cuatro grados con el eje central 41. La superficie externa cónica 46 se auto-inmoviliza con la superficie interior cónica 36 del miembro receptor 30 de una manera que será descrita más abajo.

Haciendo ahora referencia a las Figs. 8a, 8b y 9, se muestra un miembro de cuña interior 50 de acuerdo con un ejemplo de realización preferido de la presente invención. El miembro de cuña interior 50 es en general en forma de una arandela que tiene un eje central 51, un agujero inclinado 52, y una superficie exterior 53. El agujero inclinado 52 se extiende a través del miembro de cuña interior 50 desde la parte superior a la parte inferior y define un eje longitudinal 56, el cual no es paralelo al eje central 51. El agujero 52 está definido por unas superficies internas 54 en general cilíndricas. En un ejemplo de realización específico, el ángulo formado por el eje 56 del agujero y el eje central 51 es de quince grados. Las superficies internas 54 tienen un diámetro interior ligeramente mayor que el diámetro exterior del bordón circunferencial 24. Las superficies internas 54 también incluyen una regata circunferencial interna 55. La regata 55 está conformada para encajar con el bordón circunferencial 24 del tornillo para hueso 20, y por ello constituye un medio para aguantar el tornillo para hueso 20. La superficie exterior 53 del miembro de cuña interior 50 presenta una conicidad respecto al eje central 51. En un ejemplo de realización específico, el ángulo entre la superficie exterior 53 y el eje central 51 es de cuatro grados. En unos segundo y tercer ejemplos de realización específicos, la pared exterior 53 y el eje central 51 forma un ángulo de quince y treinta grados, respectivamente.

En uso, el miembro de cuña exterior 40 se inserta dentro del agujero 31 del miembro receptor 30 a través del extremo superior o proximal del miembro receptor 30. La superficie exterior cónica 46 del miembro de cuña exterior 40 se ajusta dentro de la superficie interna inferior cónica 36 del miembro receptor 30. El miembro de cuña exterior 40 es susceptible de girar dentro del agujero 31 hasta que finalmente es asentado y apretado. El miembro de cuña interior 50 se inserta en el interior del agujero 42 del miembro de cuña exterior 40. La superficie exterior cónica 53 del miembro de cuña interior 50 se ajusta dentro de la pared superior cónica 43 del agujero 42 del miembro de cuña exterior 40. El miembro de cuña interior 50 es susceptible de girar dentro del agujero 42 hasta que finalmente es asentado y apretado. El tornillo para hueso 20 se inserta al interior del agujero 52 del miembro de cuña interior 50, con el bordón circunferencial 24 del tornillo para hueso 20 ajustado en la regata 55. Entonces, el tornillo para hueso 20 es atornillado preferiblemente al menos en parte en el hueso.

Después de que los componentes estén situados en su lugar, el cirujano puede realizar cualquiera de un rango continuo de orientaciones angulares tridimensionales del tornillo para hueso 20 respecto al eje 38 (y con ello respecto a la barra espinal que se encuentra dentro del canal 33) haciendo girar los miembros de cuña 40 y/o 50, el uno respecto al otro y/o respecto al miembro receptor 30. Cuando una multitud de conjuntos 10 están implantados, el cirujano puede manipular el miembro receptor 30 respecto al tornillo para hueso para alinear el canal 33 con la barra espinal ya situada en su lugar o a punto de ser situada. Tal como se ha apuntado, en un ejemplo de realización específico, el ángulo entre el eje central 41 y el ángulo 45 del agujero del miembro de cuña exterior 40 y el ángulo entre el eje central 51 y el eje 56 del agujero del miembro de cuña interior 50 son, cada uno, de quince grados. En este ejemplo de realización, el tornillo para hueso 20 puede adoptar cualquier posición que forme un ángulo de cero a treinta grados entre el tornillo para hueso 20 y el eje 38 del miembro receptor 30.

Cuando se ha conseguido el ángulo y la posición deseada del tornillo para hueso 20, se aplica una fuerza de empuje sobre la cabeza 22 y/o una fuerza de tracción sobre la espiga 21 y/o miembro receptor 30 para asentar y apretar el tornillo para hueso 20 y el miembro de cuña interior 50 en el miembro de cuña exterior 40 y el miembro de cuña exterior 40 en el miembro receptor 30. En un ejemplo de realización, se proporciona una fuerza de empuje mediante un barra espinal 80, la cual es insertada en el interior del canal 33 hasta hacer contacto con la cabeza 22 del tornillo para hueso 20. Para retener la barra espinal en contacto con la cabeza 22 se usan unos medios de retención 70, tales como una tuerca o un tapón fileteado de rosca. Alternativamente o adicionalmente, en este caso, la cabeza 22, o la barra espinal 80, o ambas, pueden incluir una o más características adicionales para mejorar la fijación. Aunque nominalmente la barra espinal 80 y la cabeza 22 hacen contacto en un único punto, los miembros de cuña 40, 50 son por ello inmovilizados sólidamente.

Se puede proporcionar una fuerza de tracción por un apriete adicional del tornillo para hueso 20 en el hueso. En este caso, el miembro receptor 30 hará contacto con el hueso para con ello proporcionar una fuerza de reacción a medida que el tornillo para hueso 20 es apretado. Además, en este ejemplo, el contacto entre la barra espinal 80 y la cabeza 22 del tornillo para hueso 20 es innecesario.

En las Figs. 10 y 11 se muestra un ejemplo de realización alternativo de la invención. En la Fig. 10, el tornillo para hueso 20 incluye una cabeza 61 y una porción de espiga 62 que tiene un cono de auto-inmovilización. Adicionalmente, una superficie interna 63 del miembro de cuña interior 50 es cónica. El tornillo para hueso 20 se inserta en el miembro de cuña interior 50, y se consigue un ajuste por fricción entre la porción de espiga cónica 62 y la superficie interna 63, constituyendo la superficie interna 63 un medio para aguantar el tornillo para hueso 20. En este ejemplo de realización alternativo, el tornillo para hueso 20 que tiene la espiga 62, el miembro de cuña interior 50 que tiene la superficie interna 63, el miembro de cuña exterior 40 y el miembro receptor 30 se ensamblan de la manera ya descrita. Mediante la rotación del tornillo para hueso 20, del miembro de cuña interior 50 y/o del miembro de cuña exterior 40 dentro del miembro receptor 30 se realizan ángulos espaciales variables del tornillo para hueso 20 respecto al eje 30, de la manera ya descrita.

Los componentes de la presente invención descritos más arriba están preferiblemente compuestos de un material biocompatible tal como acero inoxidable, titanio, u otro material adecuado para una implantación in vivo.

Aunque la invención ha sido ilustrada y descrita en detalle en los dibujos y en la anterior descripción, la misma debe ser considerada como ilustrativa y de carácter no restrictivo, comprendiéndose que sólo se han mostrado los ejemplos de realización preferidos y que se abarcan todos los cambios y modificaciones que estén dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

1. Conjunto de fijación al hueso para acoplar a un miembro alargado, que comprende un miembro receptor (30) que define un canal (33) para recibir un miembro alargado (80), teniendo dicho miembro receptor (30) un agujero (31) a su través que define una superficie interna, y un elemento de sujeción para acoplamiento al hueso (20), caracterizado porque dicho conjunto incluye además:

un primer miembro de cuña (40) dentro de dicha superficie interna de dicho miembro receptor (30); definiendo dicho primer miembro de cuña (40) un primer eje central (41), definiendo además dicho primer miembro de cuña (40) un agujero (42) a su través que está inclinado respecto a dicho primer eje central (41);

un segundo miembro de cuña (50) dentro de dicho agujero (42) de dicho primer miembro de cuña (40), definiendo dicho segundo miembro de cuña (50) un segundo eje central (51), definiendo además dicho segundo miembro de cuña (50) un agujero (52) a su través que está inclinado respecto a dicho segundo eje central (51);

y porque dicho elemento de sujeción para acoplamiento al hueso (20) está en el interior de dicho agujero (52) de dicho segundo miembro de cuña (50).

2. El conjunto de fijación al hueso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que:

dicho elemento de sujeción para acoplamiento al hueso (20) incluye un bordón circunferencial (24); y

dicho agujero (52) de dicho segundo miembro de cuña (50) se comunica con una regata circunferencial (55) para encajar con dicho bordón circunferencial (24).

3. El conjunto de fijación al hueso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que:

dicho elemento de sujeción para acoplamiento al hueso (20) incluye una porción de espiga cónica (62); y

dicho agujero (52) de dicho segundo miembro de cuña (50) presenta una conicidad para permitir que dicha porción de espiga cónica (62) de dicho elemento de sujeción para acoplamiento al hueso (20) se ajuste apretadamente dentro de dicho agujero (52) de dicho segundo miembro de cuña (50).

4. El conjunto de fijación al hueso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que un ángulo formado por dicho agujero (42) de dicho primer miembro de cuña (40) y dicho primer eje central (41) y un ángulo formado por dicho agujero (52) de dicho segundo miembro de cuña (50) y dicho segundo eje central (51) son iguales.

5. El conjunto de fijación al hueso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que dicho agujero (42) de dicho primer miembro de cuña (40) y dicho primer eje central (41) forman un primer ángulo, y dicho agujero (52) de dicho segundo miembro de cuña (50) y dicho segundo eje central (51) forman un segundo ángulo, y al menos uno de dichos primer y segundo ángulos es de aproximadamente quince grados.

6. El conjunto de fijación al hueso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que dicho elemento de sujeción para acoplamiento al hueso (20) es un tornillo para hueso.

7. El conjunto de fijación al hueso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que dicho miembro receptor (30) tiene una superficie interna con al menos una porción que presenta una conicidad.

8. El conjunto de fijación al hueso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que al menos uno de dichos primer y segundo miembros de cuña (40, 50) tiene una superficie exterior que presenta una conicidad.

9. El conjunto de fijación al hueso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que dicho agujero (42) de dicho primer miembro de cuña (40) presenta una conicidad.