ES2221195T3 - Dispositivo para unir un soporte longitudinal con un medio para la fijacion de huesos. - Google Patents

Dispositivo para unir un soporte longitudinal con un medio para la fijacion de huesos.

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ES2221195T3 ES98943621T ES98943621T ES2221195T3 ES 2221195 T3 ES2221195 T3 ES 2221195T3 ES 98943621 T ES98943621 T ES 98943621T ES 98943621 T ES98943621 T ES 98943621T ES 2221195 T3 ES2221195 T3 ES 2221195T3
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Fridolin Schlapfer
Martin Hess
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Abstract

Dispositivo para unir un soporte longitudinal (1) a un órgano de fijación de huesos (2) presentando una cabeza esférica (21)dentro de un dispositivo de fijación de la columna vertebral comprendiendo: A) un cuerpo cilíndrico (3) con un eje central (33) que comprende una parte superior (70) con un extremo superior (32), una parte central (71) y una parte inferior (72) con un extremo inferior (31), a) la parte inferior (72) está equipada con una cámara esférica (34) comprimible y abierta hacia abajo, destinada a recibir la cabeza esférica (21); b) la parte superior (70) presenta unos órganos (35) de recepción de un órgano de sujeción (4) para el soporte longitudinal (1); y c) la parte central (71) presenta una perforación (36) transversal con respecto al eje central (33) y destinada a recibir al soporte longitudinal (1); B) un cilindro hueco inferior (5) dispuesto de forma concéntrica con respecto del cuerpo (3) y pudiendo deslizarse sobre la parte inferior (72) desde el extremo superior (32),siendo el diámetro interno mínimo del cilindro hueco inferior (5) más pequeño que el diámetro externo máximo de la parte inferior(72), de forma que la parte inferior (72) con la cámara (34) es comprimible por el cilindro hueco inferior (5) pudiendo deslizarse hacia abajo y porque una cabeza esférica (21) alojada en la cámara (34) pueda ser bloqueada en sentido giratorio. C) un cilindro hueco superior (6) dispuesto de forma concéntrica con respecto al cuerpo (3) con un orificio pasante (61) correspondiente a la perforación (36), abierta hacia abajo, transversal con respecto del eje central (33) y destinada a abarcar parcialmente al soporte longitudinal (1); D) pudiendo deslizarse el cilindro hueco inferior hacia abajo por medio de un soporte longitudinal (1) introducido en la perforación (36) y en el orificio pasante (61) por la acción de un órgano de fijación (4) sobre el cilindro hueco superior (6), caracterizado porque E) sobre el extremo inferior (84) del cilindro hueco superior (6) y/osobre el extremo superior (83) del cilindro hueco inferior (5), están previstos unos órganos (85) formando al menos un tercer punto de contacto entre las superficies frontales contiguas (81; 82) unos cilindros huecos superior (6) e inferior (5), además de dos puntos de contacto de un soporte longitudinal (1) introducido en la perforación (36) y en el orificio pasante (61), de forma que por la acción del órgano de fijación (4) sobre el cilindro hueco superior (6), el cilindro hueco inferior (5) puede deslizarse hacia abajo de forma coaxial con respecto del eje central (33); y porque F) la pared exterior (86) de la parte inferior (72) tiene la forma de un segmento esférico de dos bases.

Description

Dispositivo para unir un soporte longitudinal con un medio para la fijación de huesos.
La invención hace referencia a un dispositivo, tal como es designado en el preámbulo de la reivindicación 1.
Del estado de la técnica ya se conocen algunos dispositivos para unir tornillos quirúrgicos pediculares con soportes longitudinales para la fijación de la columna vertebral. Estos dispositivos tienen la ventaja siguiente: se puede fijar cada tornillo pedicular sobre el soporte longitudinal o retirarlo en cualquier momento, sin necesidad de desmontar todo el sistema de fijación. También es posible el mantener el bloqueo entre la cabeza del tornillo pedicular y el dispositivo de unión durante el reajuste de la posición del dispositivo de unión en relación con el soporte longitudinal.
Un dispositivo de unión de esta clase es revelado por la patente U.S. 5.584.834 ERRICO. Esta invención conocida comprende también un dispositivo que permite unir de un modo sencillo un tornillo de pedículo o, más generalmente, un elemento para el anclaje de huesos, con un soporte longitudinal, permitiendo tal dispositivo también una gran libertad con respecto al nivel del ángulo entre los dos elementos. El dispositivo de unión se compone esencialmente de un cuerpo central cilíndrico que está provisto en su extremo superior con un fileteado macho y en su extremo inferior con una pinza de sujeción ranurada y externamente cónica, con una cavidad esférica destinada a recibir la cabeza esférica de un elemento para el anclaje de los huesos. La parte central de este cuerpo central esta provista de un taladrado orientado de forma transversal con respecto de su eje central y abierto sobre el lado destinado a recibir un soporte longitudinal.
Se situa sobre este cuerpo central un manguito inferior con un cono interior que corresponde con el cono del cuerpo central, y un manguito superior con una abertura pasante abierta hacia la dirección del manguito inferior. En estado montado, una tuerca que se la puede atornillar sobre el fileteado macho del cuerpo central permite presionar a estos dos manguitos hacia abajo. Entre los manguitos inferior y superior se introduce el soporte longitudinal, que es guiado lateralmente a través del orificio pasante en el manguito superior. Al bloquear el dispositivo de unión, el manguito superior es presionado hacia abajo, mientras que la tuerca es apretada y el soporte longitudinal introducido en el orificio pasante apoyado ahora sobre el manguito inferior, cuyo cono interior, en consecuencia empuja sobre el cono exterior de la pinza de sujeción. La sobreposición de los conos causa la compresión de la pinza de sujeción y por lo tanto un bloqueo de la cabeza esférica encastrada en el interior.
Las desventajas de este dispositivo de unión revelado en la Patente U.S. 5,584,834 son las siguientes: al apretar la tuerca, ello implica una deformación del cuerpo central que absorbe la fuerza de tracción excéntricamente debido al orificio pasante lateralmente abierto, con lo cual la fuerza de fijación sobre el soporte longitudinal es demasiado pequeña, ello implica un efecto de resorte del cuerpo central en carga o puede provocar un blocage del manguito en razón de la presión excéntrica sobre el casquillo inferior. Debido a la deformación del cuerpo central, el soporte longitudinal tiene la tendencia de deslizarse hacia afuera del orificio pasante lateral en el cuerpo central, lo que implica una deformación del manguito superior. Sobre la construcción en cuestión, no se ha podido eliminar este problema mas que suministrando el manguito inferior con una ranura de guiado para el soporte longitudinal. Sin embargo, esta ranura implica que durante el montaje el casquillo inferior sea alineado, lo que lleva fácilmente a errores de montaje. Además, cuando una pinza de fijación es comprimida por la superposición de un cono interior sobre un cono exterior y por tanto el bloqueo de la cabeza esférica del elemento de anclaje del hueso introducida en la pinza de fijación, existe el riesgo de blocaje inclinado indefinido de la pinza de fijación, blocaje debido a los ángulos de los conos no coincidentes exactamente. Además puesto que los brazos de la pinza de fijación están fijados de un solo lado, el ángulo del cono de la pinza de fijación varia durante la compresión, de forma que la fuerza de fijación del racord cónico es trasmitida a la parte posterior del racord cónico, situado hacia la fijación de las lengüetas. Esta transmisión de fuerzas inadecuada sobre las lengüetas, que abarcan la cabeza esférica del medio de fijación de los huesos en la cavidad situada en el seno de las lengüetas causa una sujeción por apriete de esta cabeza esférica de tal forma que la cabeza esférica recibe unos componentes axiales de la fuerza de cierre una fuerza que apoya la cabeza esférica contra las puntas de las lengüetas, las cuales ya no pasan mas en el cono.
La invención viene a remediar este problema. El objeto de la invención consiste en crear un dispositivo de unión entre un soporte longitudinal y una pieza de anclaje de huesos que presenta las siguientes propiedades:
- aplicación de la fuerza de presión sobre el manguito inferior, que comprime la pinza de fijación, en un plano perpendicular al eje central:
- evita el blocaje del manguito:
- evita la deformación del cuerpo central y evita también que el soporte longitudinal se deslice hacia afuera del orificio pasante abierto sobre el lateral.
La invención resuelve el problema planteado por un dispositivo que presenta las características de la reivindicación 1.
Un tipo de construcción privilegiado del dispositivo de acuerdo con la invención comprende un cuerpo cilíndrico equipado de una cámara esférica hueca, abierta hacia abajo y comprimible, destinada a recibir una cabeza esférica de un órgano de fijación de los huesos; un cilindro hueco inferior dispuesto de forma concéntrica con respecto al cuerpo y una tuerca de fijación la cual puede ser atornillada sobre el extremo superior del cuerpo por medio de un fileteado macho. En la zona de la cámara, el exterior del cuerpo está conformado en forma esférica y la pared exterior de la cámara está provista con ranuras abiertas en dirección del extremo inferior del cuerpo, lo que produce la compresibilidad de la cámara. La cámara presenta un diámetro d y tiene la forma de un segmento esférico de dos bases de altura x < d. El plano del círculo máximo del segmento esférico de dos bases es perpendicular al eje central y se encuentra en el seno de la cámara a una distancia y < x del extremo superior de la cámara, lo que garantiza que la cabeza esférica del órgano de fijación del hueso puede bloquearse por anclaje en la cámara y que sólo la aplicación de una fuerza de tracción puede retirarla de la cámara después del bloqueo por anclaje. La forma exterior esférica del cuerpo situado en la zona de la cámara tiene igualmente la forma de un segmento esférico de dos bases. Sin embargo el centro de esta superficie exterior del cuerpo, en forma de segmento esférico de dos bases se sitúa por debajo del centro del segmento esférico de dos bases de la cámara.
El cilindro hueco inferior que actúa como aro de fijación para la cámara, se ensancha hacia abajo y, durante la compresión de la cámara, se desliza sobre la superficie exterior del cuerpo en forma de segmento esférico de dos bases. Durante la superposición concéntrica de este cilindro hueco inferior, el contacto que se establece con la pared exterior esférica del cuerpo tiene por tanto únicamente la forma de una línea circular. Se obtiene así, una posición exactamente definida de esta zona de contacto y por lo tanto una compresión homogénea de la cámara.
En su parte central cilíndrica, situada entre la cámara ubicada abajo y la rosca macho colocada arriba, el cuerpo presenta una perforación abierta sobre el lado transversal y excéntrica con respecto del eje central, destinada a recibir el soporte longitudinal. El cilindro hueco superior está provisto de un orificio pasante en correspondencia con la perforación en el cuerpo, abierto hacia abajo e igualmente transversal con respecto del eje central, destinado a recibir el soporte longitudinal. Este orificio pasante no fija al soporte longitudinal más que parcialmente desde arriba. Al apretar la tuerca de sujeción, el cilindro hueco superior es presionado hacia abajo y presiona sobre el soporte longitudinal introducido en la perforación y en el orificio pasante, presionando dicho soporte a su vez sobre el cilindro hueco inferior y empujándolo hacia abajo, lo que por una parte, bloquea al soporte longitudinal entre los dos cilindros huecos superior e inferior y, por otro lado comprime la cámara en la cual se encuentra la cabeza esférica del órgano de fijación de los huesos.
El orificio pasante divide al cilindro hueco superior en dos sectores de camisa, estando el cilindro hueco superior conformado de modo tal que estos dos sectores de camisa presentan unas alturas diferentes. El sector destinado a obturar el taladrado del cuerpo abierto sobre el lateral presenta una altura inferior a la del sector de la camisa diametralmente opuesta. La altura H del sector de camisa más alto corresponde a la suma de H = D + A, en donde D corresponde al diámetro del soporte longitudinal y A a la separación entre el techo de la abertura pasante y la superficie de base superior del cilindro hueco superior. Además, la abertura pasante está dispuesta excéntricamente con respecto al eje central, de tal forma que el sector de camisa destinado a obturar el taladrado del cuerpo abierto lateralmente es sectorialmente más pequeño que el sector de camisa diametralmente opuesto. Por medio de esta disposición de sectores de camisa de diferente altura se logra que además del soporte longitudinal el sector de la camisa más alta presione también sobre el cilindro hueco inferior cuando se aprieta la tuerca de fijación. Estando establecido que la altura H corresponde a la suma H = D + A, el sector de camisa más alto y el soporte longitudinal aprietan sobre el cilindro hueco inferior de forma regular y en un plano perpendicular al eje central, lo que implica un deslizamiento coaxial de este cilindro sobre la superficie exterior esférica del cuerpo y permite una compresión radial exacta de la cámara.
Como la superficie de camisa sectorialmente más grande diametralmente opuesta al soporte longitudinal con respecto del eje central está concebida de tal forma que la altura H no corresponde a la suma H = D + A que en una zona sectorial \beta de 10º a 20º dispuesta simétricamente con respecto del orificio pasante, es posible controlar el reparto del flujo de fuerzas sobre el soporte longitudinal y la superficie de camisa sectorialmente más grande. La relación del reparto del flujo de fuerzas es preferentemente 1:3, de forma que el 75% de la fuerza de compresión generada por el medio de fijación fluye a través del soporte longitudinal y el 25% fluye sobre la zona sectorial teniendo la superficie de camisa de altura mayor H = D + A. La fuerza que fluye a través del soporte longitudinal provoca su bloqueo. Además, la altura del cilindro hueco inferior está concebida de forma que el soporte longitudinal introducido en su taladrado y en el orificio pasante no pueda alcanzar el fondo del taladrado cuando se aprieta la tuerca de sujeción. La diferencia de altura de los dos sectores de camisa se encuentra preferentemente en la gama de 0.3 - 1.0 mm.
El interior de la cámara está conformada de tal forma que el vástago un tornillo pedicular que toca la cabeza esférica puede ser bloqueado dentro de un ángulo \alpha de -25% a +25% con respecto al eje central. Esto implica una ampliación considerable del campo de aplicación del dispositivo de la invención.
Además, la parte inferior del cuerpo que comprende la cámara está separada de su parte central cilíndrica por una inserción circular y el cilindro hueco inferior está provisto en su circunferencia interior de laminillas que corresponden con dicha inserción siendo el diámetro interno de dichas laminillas menor que el diámetro de la inserción circular, de forma que se puede introducir el cilindro hueco inferior sobre el cuerpo desde arriba y las laminillas pueden engatillar sobre el resalto anular. Esto permite empujar in situ la camisa que sirve como aro de apriete y por efecto del encastre un bloqueo contra un deslizamiento posterior no deseado. Con esto se evita que el cuerpo central no se separe de la cabeza esférica del órgano de fijación de los huesos, incluso bajo la acción de fuerzas.
La cabeza de un órgano de fijación de los huesos que forma parte del dispositivo así como la cámara esférica están provistas de una estructuración, lo que es una ventaja. Además, la cabeza del medio de fijación de los huesos puede presentar una zona en la región estructurada de la cámara una zona más suave que la superficie estructurada de la cámara. Las dos medidas aquí descritas implican un aumento del bloqueo giratorio de la cabeza en la cámara.
La estructuración sobre la cabeza esférica del órgano de fijación de huesos y/o de la cámara puede ser realizada, por ejemplo, por la aplicación de una rugosidad bajo la forma de ranuras. La diferencia de dureza descrita puede obtenerse por deformación diferencial en frío, por una cristalización diferente del mismo material o por la elección de materiales diferentes, siendo el material duro preferentemente un acero 1.4441 refinado o una aleación de titanio dura (TAN, TAV) y el material blando de acero 1.4441 tratado en caliente o titanio puro blando. Además, la diferencia de dureza puede ser alcanzada por un tratamiento de la superficie tal como un recubrimiento o una implantación iónica. Una irradiación al corindón de una o de las dos piezas en contacto es igualmente posible.
Para que un tornillo pedicular pueda penetrar en el hueso, la cabeza esférica de este estará provista preferentemente con un hexágono hueco. Si el cuerpo engatillable del dispositivo de unión está también perforado, se puede introducir únicamente el tornillo pedicular o directamente el conjunto del dispositivo, a elección. La ultima solución presenta sobre todo la ventaja siguiente: ella permite en todo momento una penetración más profunda o un retroceso del dispositivo, para obtener una compensación de la altura.
En otra forma de realización preferida del dispositivo de acuerdo con la invención, el interior del manguito inferior que sirve como aro de fijación presenta un cono que se ensancha hacia abajo y que es empujado durante la compresión de la cámara sobre la superficie exterior del cuerpo en forma de segmento esférico de dos bases.. Se obtiene así un apoyo casi en forma de línea circular del cono interior en el manguito inferior sobre la superficie de la pinza de fijación, lo que crea una zona de contacto privilegiada definida al bloquear la cabeza esférica del medio de fijación de huesos en la pinza de sujeción.
Otras realizaciones ventajosas de la invención están indicadas en las reivindicaciones dependientes.
Las ventajas obtenidas por la invención son esencialmente las siguientes: gracias al apoyo lineal entre el cono interior del cilindro hueco que sirve como manguito de fijación y la superficie exterior del cuerpo en la zona de la cámara, se produce una zona de contacto definida de forma exacta, lo que permite el obtener una fijación regular de la cabeza esférica. Además, la conformación de los sectores de las camisas de alturas diferentes del cilindro hueco superior hace que la fuerza de presión ejercida sobre el cilindro superior durante el apriete de la tuerca de sujeción, es trasmitida al cilindro hueco inferior de una parte por el soporte longitudinal y de otra parte por el sector de la camisa más alta, sobre tres superficies de apoyo repartidas sobre la superficie frontal del cilindro hueco inferior. Con esto se garantiza un empuje hacia abajo perfectamente coaxial del cilindro hueco inferior. Además, las laminillas situadas sobre la circunferencia interior del cilindro hueco inferior y la inserción circular correspondiente sobre el cuerpo permiten el empujar el cilindro hueco inferior in situ con blocaje por efecto del encastre contra un deslizamiento posterior no deseable del cilindro hueco inferior. El bloqueo del cilindro hueco inferior permite el transmitir unas fuerzas importantes sobre la columna vertebral a través del medio de fijación de huesos, sin que el cuerpo central se separe de la cabeza esférica del medio de fijación de huesos posicionada en la cámara.
La forma de construcción preferida de la invención es explicada con mayor detalle con la ayuda de representaciones parcialmente esquemáticas.
En las figuras se puede ver:
En la Figura 1, se representa una sección longitudinal del tipo de construcción preferida del dispositivo de acuerdo con la invención, con un soporte longitudinal y un tornillo para osteosíntesis así como un órgano de fijación de huesos con cabeza esférica;
En la Figura 2, se representa una sección longitudinal del cuerpo comprendiendo la cámara y del cilindro hueco inferior del tipo de construcción del dispositivo de acuerdo con la invención representada sobre la Figura 1;
En la Figura 3, se representa una vista con detalle de la zona de contacto entre el cono interior situado en el cilindro hueco inferior y la pared exterior esférica del cuerpo;
En la Figura 4, se representa una vista inferior del cilindro hueco superior;
En la Figura 5, se representa una vista en elevación del cilindro hueco superior; y
En la Figura 6, se representa el reparto del flujo de fuerzas sobre el soporte longitudinal y el cilindro superior hueco.
Sobre el tipo de construcción preferida representada sobre la Figura 1, el dispositivo de acuerdo con la invención comprende un cuerpo (3) con una cámara (34) esférica hueca, abierta hacia abajo y comprimible, destinada a recibir una cabeza esférica (21) de un órgano de fijación de huesos (2), un cilindro hueco inferior (3) dispuesto de forma concéntrica con respecto al cuerpo (3), un cilindro hueco superior (6) igualmente dispuesto de forma concéntrica con respecto del cuerpo (3) y una tuerca de fijación (4). Para bloquear el soporte longitudinal (1) y la cabeza esférica (21), se atornilla esta tuerca de fijación (4) sobre la parte superior (70) del cuerpo (3) por medio del fileteado macho y se la aprieta. En la parte inferior (72) del cuerpo (3) que se encuentra en la zona de la cámara (34), el cuerpo (3) tiene una forma exterior esférica. En su parte central cilíndrica (71), situada entre la cámara (34) que se encuentra ubicada abajo y la parte superior (70), el cuerpo (3) presenta una perforación (36) lateralmente abierta, transversal y excéntrica con respecto del eje central (33), destinada a recibir el soporte longitudinal (1). El cilindro hueco superior (6) esta provisto con un orificio pasante (61) en correspondencia con la abertura (36) en el cuerpo (3), abierto hacia abajo e igualmente transversal con respecto del eje central (33), destinado a recibir al soporte longitudinal (1). Este orificio pasante (61) no abarca al soporte longitudinal (1) más que parcialmente desde arriba. Cuando se ajusta la tuerca de fijación (4), el cilindro hueco superior (6) es presionado hacia abajo y presiona sobre el soporte longitudinal (1) introducido en la abertura (36) y en el orificio pasante (61), presionando el soporte a su vez sobre el cilindro hueco inferior (5) y lo empuja hacia abajo.
El orificio pasante (61) divide al cilindro superior (6) en dos sectores de camisa (62); (63), estando el cilindro hueco superior concebido de tal forma que estos dos sectores de camisa (62); (63) presentan unas alturas diferentes. El sector (62) destinado a obturar la abertura (36) del cuerpo (3) abierto lateralmente presenta una altura inferior a la del sector de camisa (63) diametralmente opuesta. La altura más importante del sector de camisa (63) es obtenida por la colocación de una elevación sectorial (80) con un ángulo de 20º sobre la superficie frontal inferior (81) del cilindro hueco superior (6). La altura H así obtenida del sector de camisa el más alto (63) corresponde a la suma H = D + A, correspondiendo D al diámetro del soporte longitudinal (1) y A correspondiendo a la separación entre el techo (64) del orificio pasante (61) y la superficie de base superior (65) del cilindro hueco superior (6). Además, el orificio pasante (61) está dispuesto excéntricamente con respecto al eje central (33), de tal forma que el sector de camisa (62) destinado a obturar la abertura del cuerpo (3) abierto sobre el lado y sectorialmente más pequeño que el sector de camisa (63) diametralmente opuesta. Esta disposición de sectores de camisa de alturas (62); (63) hace que además del soporte longitudinal (1), el más alto de los sectores de camisa (63) presiona igualmente sobre el cilindro hueco inferior (6) cuando se aprieta la tuerca de fijación (4).
Como muestra la Figura 2, la cámara (34) presenta un diámetro d y tiene la forma de un segmento esférico de dos bases de altura x < d. El plano del circulo máximo del segmento esférico de dos bases es perpendicular al eje central (33) y se encuentra en el seno de la cámara (34) a una distancia y < x del extremo superior (38) de la cámara (34). La parte inferior (72) del cuerpo (3) situada en la zona de la cámara (34) tiene igualmente la forma de un segmento esférico de dos bases. Sin embargo, el centro (73) de esta parte inferior (72) en forma de segmento esférico de dos bases se situa por debajo del centro (39) del segmento esférico de dos bases de la cámara (34). La parte inferior (72) del cuerpo (3) conteniendo la cámara (34) esta separada de su parte central cilíndrica (71) por una inserción circular (64) y el cilindro hueco inferior (5) está provisto sobre la circunferencia interior con laminillas (51) que se corresponden con la inserción (64), siendo el diámetro interno de estas laminillas inferior al diámetro de la inserción circular (64), de forma que se puede introducir el cilindro hueco inferior (5) sobre el cuerpo (3) por el extremo superior (32) y las laminillas (51) pueden bloquearse por encastrado sobre la inserción circular (64).
La Figura 3, muestra una sección de la parte inferior (72) del cuerpo (3), estando la pared exterior de la cámara (34) provista de hendiduras (37) abiertas en dirección del extremo inferior (31) del cuerpo (3). Esto permite el obtener una compresibilidad de la cámara (34). El cilindro hueco inferior (5) que sirve de anillo de fijación para la cámara (34) presenta en el interior un cono (55) que se ensancha hacia abajo, que se desliza sobre la superficie exterior del cuerpo (3) en forma de segmento esférico de dos bases y comprime la cámara (34). Durante el montaje concéntrico de este cilindro hueco inferior (5), el contacto que se establece con la pared exterior esférica del cuerpo (3) tiene por tanto únicamente la forma de una línea circular. El interior de la parte inferior del cilindro hueco inferior (5) y el exterior de la parte inferior (72) sobre el extremo inferior (31) son de forma cilíndrica, estando los diámetros, la altura y la posición de estas piezas cilíndricas (75), (76) coordenadas las unas con respecto de las otras, de tal forma que cuando el medio de fijación (4) no esta apretado, ello evita un ensanchamiento de la parte inferior (72) por la parte cilíndrica (76) del cilindro hueco inferior (5). Cuando se manipula el implante sin soporte longitudinal (1) introducido, (por ejemplo, al elevar el implante hacia el soporte longitudinal (1) con la ayuda de una palanca), el cilindro hueco inferior (5) puede, en razón del juego longitudinal entre las laminillas (51) y la inserción (64), deslizarse hacia atrás o ser empujado hacia atrás a un punto que el cono (55) no descanse más sobre la superficie exterior esférica de la parte inferior (72) y no puede por tanto evitar un ensanchamiento de la parte inferior (72). Sin las partes cilíndricas (75); (76), existe por tanto un riesgo de separación de la cabeza esférica (21) en caso de una tracción sobre el tornillo para osteosíntesis (2).
Las Figuras 4 y 5, muestran el cilindro hueco superior (6) con el orificio pasante (61) situado excéntricamente con respecto del eje central (33) y la elevación (80) dispuesta sobre la superficie frontal inferior (81) en la zona sectorial \beta, de forma que la altura más grande H del sector de camisa (63) no predomina más que en la zona sectorial \beta.
La Figura 6, muestra las fuerzas resultantes que actúan sobre el soporte longitudinal (1) y sobre el cilindro hueco superior (6) cuando se le fija sobre el órgano de fijación (4) ( no representado). F_{m} es la fuerza resultante del órgano de fijación (4), F_{s} la fuerza resultante del cilindro hueco inferior (5) sobre el soporte longitudinal (1) y F_{h} la fuerza resultante del cilindro hueco inferior (5) sobre la elevación (80) situada en la zona sectorial \beta. Sobre el diámetro del cilindro hueco superior (5) diámetro perpendicular al eje longitudinal (87) del orificio pasante (61), existe una separación (e) entre el punto de aplicación de la fuerza resultante F_{s} y el eje central (33), al igual que sobre el diámetro perpendicular al eje longitudinal (87) del orificio pasante (61), existe una separación (f) entre el punto de aplicación de la fuerza resultante F_{h} y el eje central (33). En el caso de soportes longitudinales (1) cilíndricos circulares, la separación (e) corresponde igualmente a la separación entre el eje longitudinal (87) del orificio pasante (61) y el eje central (33). La observación del equilibrio de fuerzas y de los momentos da la relación siguiente para F_{h} con relación a F_{m}:
F_{s} = \frac{F_{m}}{1+e/f}
De esta forma, si la relación e/f es de 1:3, la cual es por ejemplo el caso si el manguito superior (6) presenta las dimensiones e = 2 mm, se obtiene una relación F_{s}/F_{m} de 0,75.

Claims (36)

1. Dispositivo para unir un soporte longitudinal (1) a un órgano de fijación de huesos (2) presentando una cabeza esférica (21)dentro de un dispositivo de fijación de la columna vertebral comprendiendo:
A) un cuerpo cilíndrico (3) con un eje central (33) que comprende una parte superior (70) con un extremo superior (32), una parte central (71) y una parte inferior (72) con un extremo inferior (31),
a)
la parte inferior (72) está equipada con una cámara esférica (34) comprimible y abierta hacia abajo, destinada a recibir la cabeza esférica (21);
b)
la parte superior (70) presenta unos órganos (35) de recepción de un órgano de sujeción (4) para el soporte longitudinal (1); y
c)
la parte central (71) presenta una perforación (36) transversal con respecto al eje central (33) y destinada a recibir al soporte longitudinal (1);
B) un cilindro hueco inferior (5) dispuesto de forma concéntrica con respecto del cuerpo (3) y pudiendo deslizarse sobre la parte inferior (72) desde el extremo superior (32), siendo el diámetro interno mínimo del cilindro hueco inferior (5) más pequeño que el diámetro externo máximo de la parte inferior(72), de forma que la parte inferior (72) con la cámara (34) es comprimible por el cilindro hueco inferior (5) pudiendo deslizarse hacia abajo y porque una cabeza esférica (21) alojada en la cámara (34) pueda ser bloqueada en sentido giratorio.
C) un cilindro hueco superior (6) dispuesto de forma concéntrica con respecto al cuerpo (3) con un orificio pasante (61) correspondiente a la perforación (36), abierta hacia abajo, transversal con respecto del eje central (33) y destinada a abarcar parcialmente al soporte longitudinal (1);
D) pudiendo deslizarse el cilindro hueco inferior hacia abajo por medio de un soporte longitudinal (1) introducido en la perforación (36) y en el orificio pasante (61) por la acción de un órgano de fijación (4) sobre el cilindro hueco superior (6),
caracterizado porque
E) sobre el extremo inferior (84) del cilindro hueco superior (6) y/o sobre el extremo superior (83) del cilindro hueco inferior (5), están previstos unos órganos (85) formando al menos un tercer punto de contacto entre las superficies frontales contiguas (81; 82) unos cilindros huecos superior (6) e inferior (5), además de dos puntos de contacto de un soporte longitudinal (1) introducido en la perforación (36) y en el orificio pasante (61), de forma que por la acción del órgano de fijación (4) sobre el cilindro hueco superior (6), el cilindro hueco inferior (5) puede deslizarse hacia abajo de forma coaxial con respecto del eje central (33); y porque
F) la pared exterior (86) de la parte inferior (72) tiene la forma de un segmento esférico de dos bases.
2. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque la pared exterior (86) de la parte inferior (72) tiene una forma convexa.
3. Dispositivo de acuerdo con las Reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los órganos (85) están dispuestos de forma que los dos puntos de contacto de un soporte longitudinal (1) introducido en el taladrado (36) y el orificio pasante (61) y el tercer punto de contacto al menos de los órganos (85) forman un punto de aplicación de las fuerzas resultantes situado a una distancia mínima del eje longitudinal (33).
4. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la perforación (36) destinada a recibir el soporte longitudinal (1) esta dispuesta en el cuerpo (3) de forma excéntrica con respecto del eje central (33).
5. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la perforación (36) sobre el cuerpo (3) esta abierta lateralmente.
6. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los órganos (85) consisten en que el orificio pasante (61) divide al cilindro hueco superior (6) en dos sectores de camisa (62;63) de diferente altura, el sector de camisa (62) destinado a obturar la perforación (36) abierta sobre el lado del cuerpo (3) presentando una altura inferior a la del sector de camisa (63) diametralmente opuesta.
7. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 6, caracterizado porque el sector de camisa (63) del cilindro hueco superior (6) presenta, al menos en una zona sectorial \beta de 10º a 20º situada simétricamente con respecto al orificio transversal (61), una altura superior a la del sector de camisa (62) destinado a obturar la perforación (36) abierta sobre el lado superior del cuerpo (3).
8. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque la altura diferente de los dos sectores de camisa (62, 63) se sitúa en la escala de 0,3 a 1,0 mm.
9. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque el orificio pasante (61) es excéntrico con respecto del eje central (33), de forma que el sector de camisa (62) destinado a obturar la perforación (36) abierta sobre el lateral del cuerpo (3) es sectorialmente más pequeña que el sector de camisa (63) diametralmente opuesta.
10. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la superficie de camisa interna del cilindro hueco inferior (5) presenta una forma diferente de la pared exterior (86) de la parte inferior (72), de forma que durante el montaje concéntrico del cilindro hueco (5) se establece únicamente un contacto de forma circular con la pared exterior (86) de la parte inferior (72).
11. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la superficie de camisa interna del cilindro hueco inferior (5) presenta una forma diferente de la pared exterior (86) de la parte inferior (72) de forma que durante el montaje concéntrico del cilindro hueco (5) se establece únicamente un contacto en forma de segmento circular con la pared exterior (86) de la parte inferior (72).
12. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 11, caracterizado porque la altura del segmento de la superficie de contacto en forma de segmento circular entre la superficie de camisa interna del cilindro hueco inferior (5) y la pared exterior (86) de la parte inferior (72) es de 2 mm como máximo.
13. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la altura del cilindro hueco inferior (5) esta concebida de forma que el soporte longitudinal (1) introducido en la perforación (36) y en el orificio pasante (61) no pueda alcanzar el fondo de la perforación (36) cuando se acciona el órgano de fijación (4).
14. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el centro (73) de la pared exterior de la parte inferior (72), en forma de segmento esférico de dos bases, se sitúa por debajo del centro (39) de la cámara (34) esférica, "por debajo" significa aquí "más cerca del extremo inferior (31) del cuerpo (3)".
15. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el órgano (35) es de un fileteado macho pudiendo recibir una tuerca como órgano de fijación (4).
16. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el órgano (35) es un fileteado hembra pudiendo recibir un tornillo como órgano de fijación (4).
17. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el órgano de fijación del hueso (2) es un tornillo para osteosíntesis o un gancho.
18. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque la cámara (34) esta concebida de forma que el vástago (22) del tornillo para osteosíntesis (2) que toca la cabeza esférica (21) puede ser bloqueado en un ángulo \alpha de -25º con respecto del eje central (33).
19. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque la parte inferior (72) está separada de la parte central (71) por medio de una inserción circular (64) y porque el cilindro hueco inferior (5) esta provisto sobre su circunferencia interior de laminillas (51) cuyo diámetro interno es más pequeño que el diámetro externo de la inserción circular (64) de forma que se puede introducir al cilindro hueco inferior (5) sobre el cuerpo (3) por el extremo superior (32) y porque las laminillas pueden bloquearse por encastrado sobre la inserción circular (64).
20. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque la compresibilidad de la cámara (34) es obtenida por unas ranuras (37) en la parte inferior (72), abiertas en la dirección del extremo inferior (31).
21. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque la cámara (34) presenta un diámetro d y tiene la forma de un segmento esférico de dos bases de altura x < d.
22. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 21, caracterizado porque el plano del circulo máximo del segmento esférico de dos bases es perpendicular al eje central (33) y se encuentra a una distancia y del extremo superior (38) de la cámara (34), siendo esta distancia y < x.
23. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 6 a 22, con un soporte longitudinal (1) caracterizado porque la altura H del sector de camisa (63) el más grande corresponde a la suma H= D + A, siendo D el diámetro del soporte longitudinal; y A es la separación entre el techo (64) del orificio pasante (61) y la superficie de la base superior (65) del cilindro hueco superior (6).
24. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 234, caracterizado porque la altura H del sector de camisa (63) el más grande no corresponde a la suma H = D +A más que en una zona sectorial \beta estando situada la zona sectorial \beta simétricamente con respecto al diámetro del manguito (6), diámetro por si mismo perpendicular al eje longitudinal (87) del orificio
pasante (61).
25. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque el mismo comprende un órgano de fijación (4) suplementario que puede desplazar al cilindro hueco superior (6) hacia abajo con respecto del cuerpo (3).
26. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 25, caracterizado porque la altura H del sector de camisa (63) el más grande no corresponde a la suma H = D + A más que en una sectorial \beta estando escogida la zona sectorial \beta de forma que la relación F_{h}/F_{m} entre la parte de la fuerza F_{h} que actúa sobre el manguito superior (6) en la zona sectorial \beta y la fuerza de compresión F_{m} ejercida por el órgano de fijación (4) se sitúa entre 0,15 y 0,35.
27. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 25, caracterizado porque la altura H del sector de camisa (63) el más grande no corresponde a la suma H = D + A, más que en una zona sectorial \beta, siendo la zona sectorial \beta escogida de forma que la relación F_{h}/F_{m} entre la parte de la fuerza F_{h} actuando sobre el manguito superior (6) en la zona sectorial \beta y la fuerza de compresión F_{m} ejercida por el órgano de fijación (4) se sitúa entre 0,2 y 0,3.
28. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 29, caracterizado por comprender además un órgano de fijación de huesos (2).
29. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 28, caracterizado porque la cabeza (21) del órgano de fijación de huesos (2) esta provista de una estructuración.
30. Dispositivo de acuerdo con las Reivindicaciones 28 o 29, caracterizado porque el órgano de fijación de huesos (2) es un tornillo para osteosíntesis cuya cabeza (21) esta provista con un hexágono interior hueco (23).
31. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 30, caracterizado porque el cuerpo (3) presenta un orificio de pasante (74) concéntrico con respecto del eje longitudinal (33).
32. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 31, caracterizado porque la cámara (34) esta provista de una estructuración en el interior.
33. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 32, caracterizado porque la cabeza (21) del órgano de fijación de huesos (2) presenta, al menos en el sector de la estructuración de la cámara (34), una zona más suave que la superficie estructurada de la cámara (34).
34. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 33, caracterizado porque el interior del bajo del cilindro hueco inferior (5) y el exterior de la parte inferior (72) sobre el extremo inferior (31) son de forma cilíndrica, estando coordinados los diámetros, la altura y la posición de dichas piezas cilíndricas (75; 76) las unas con respecto de las otras de tal forma que cuando el órgano de fijación (4) no esta apretado, ello evita un ensanchamiento de la parte inferior (72) por la parte cilíndrica (76) en el cilindro hueco inferior (5).
35. Dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 24 o 28 a 34, caracterizado porque la altura H del sector de camisa (63) más alto (63) no corresponde as la suma H = D + A más que en una zona sectorial \beta, siendo escogida la zona sectorial de forma que la relación entre la separación (e) y la separación (f) se sitúa entre 0,15, y 0,5; siendo establecida la separación (e) por la longitud medida sobre el diámetro del manguito superior (6), perpendicular al eje longitudinal (87) del orificio pasante (61), entre el eje central (33) y el punto de aplicación de la fuerza F_{s} sobre el soporte longitudinal (1), resultante de la fijación del órgano de fijación (4) por la fuerza de compresión F_{m}, y la separación (f) estando establecida por la longitud medida sobre el diámetro del manguito superior (6), perpendicular al eje longitudinal (87) del orificio pasante (61), entre el eje central (33) y el punto de aplicación de las fuerzas F_{h} sobre la zona sectorial \beta, resultante del apriete del órgano de fijación (4) por la fuerza de compresión F_{m}.
36. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 35, caracterizado porque la altura H del sector de camisa (63) el más grande no corresponde a la suma H = D + A más que en una zona sectorial \beta, estando la zona sectorial \beta escogida de forma que la relación entre la separación (e) y la separación (f) se sitúa entre 0,25 y 0,35; siendo establecida la separación (e) por la longitud medida sobre el diámetro del manguito superior (6), perpendicular al eje longitudinal (87) del orificio pasante (61) entre el eje central (33) y el punto de aplicación de la fuerza F_{s} sobre el soporte longitudinal (1), resultante del apriete del órgano de fijación (4) por la fuerza de compresión F_{m},y estando establecida la separación (f) por la longitud medida sobre el diámetro del manguito superior (6), perpendicular al eje longitudinal (87) del orificio pasante (61), entre el eje central (33) y el punto de aplicación de las fuerzas F_{h} sobre la zona sectorial \beta, resultante del apriete del órgano de fijación (4) por la fuerza de compresión F_{m}.
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