ES2325989T3 - Dispositivo para la estabilizacion elastica de los cuerpos vertebrales. - Google Patents

Dispositivo para la estabilizacion elastica de los cuerpos vertebrales. Download PDF

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Abstract

Dispositivo (1) para la estabilización elástica de los cuerpos vertebrales con A) al menos dos medios de fijación del hueso (2), que presentan un eje central (3) y un segmento superior (4); y B) medios elásticos(5), que presentan un eje longitudinal (12) y se enlazan a los segmentos superiores (4) de los dos medios de fijación del hueso colindantes (2), de manera que el eje longitudinal (12) se mantiene perpendicular a los ejes centrales (3), donde C) los medios elásticos (5)presentan en caso de carga por presión una característica de muelle progresiva (20), se han fabricado a base de un material metálico y solamente incluyen un elemento flexible; donde D) los medios elásticos (5) incluyen espiras (19), entre las cuales al menos dos espiras (19) presentan una dimensión geométrica diferente una de otra, que se caracteriza porque E) la característica del muelle (20) del medio elástico (5) presentan un curso progresivo escalonado en un diagrama de fuerza-recorrido.

Description

Dispositivo para la estabilización elástica de los cuerpos vertebrales.
La presente invención se refiere a un dispositivo para la estabilización elástica de los cuerpos vertebrales, según el término genérico de la reivindicación 1.
En los tratamientos de cuerpos vertebrales dañados o adheridos a tumores normalmente se emplean soportes longitudinales rígidos sujetados a los cuerpos vertebrales por medio de elementos de sujeción al hueso, por ejemplo tornillos pediculares o ganchos pediculares. De este modo se puede evitar el movimiento relativo de los cuerpos vertebrales estabilizados, de tal forma que se fortalezca la fusión de los cuerpos vertebrales colindantes.
De la FR-A-2 799 949 BENAZZA se conoce un dispositivo para la fijación de columnas vertebrales, que consta de una serie de tornillos pediculares en forma de tulipán, que en lugar del soporte longitudinal rígido habitual están unidos entre ellos con algunos elementos de una espiral. La longitud de la espiral es ciertamente ajustable, pero con ello solamente se consigue un cambio de la fuerza de carga previa de los elementos de la espiral.
De la EP-A-0 516 567 NAVAS se conoce otro dispositivo para la fijación de la columna vertebral, que consta de una serie de tornillos pediculares en forma de tulipán, que en lugar del soporte longitudinal rígido habitual están unidos entre ellos con algunos elementos de amortiguación. El inconveniente de estos elementos de amortiguación es su fabricación, de manera que el elemento de amortiguación presenta una característica de resorte lineal.
Otros dispositivos para la fijación de la columna vertebral con unas piezas de unión elásticas dispuestas entre dos tornillos pediculares paralelamente al eje longitudinal de la columna vertebral se conocen de la GB 2 383 304 DILIP, de la EP 0 667 127 ACROMED y de la US 6 267 764 ELBERG.
De la US 6.206.882 COHEN se conoce otro dispositivo para la fijación de la columna vertebral, que incluye una placa dotada de varias ranuras.
Otro dispositivo de fijación de la columna vertebral con dos elementos de anclaje y un medio elástico dispuesto entre ellos se conoce de la US 64440169 ELBERG.
Otro dispositivo para la fijación de la columna vertebral con una multitud de tornillos pediculares y paralelo al eje longitudinal de la columna entre dos piezas de unión elásticas con dos tornillos pediculares se conoce de la EP 0 677 277 MOREAU. Este conocido dispositivo incluye piezas de unión elásticas con características progresivas de resorte. Los medios elásticos incluyen un muelle de tornillos, cuyo orificio central se rellena de un material viscoelástico. El inconveniente de este dispositivo es que debido a la configuración del medio elástico con dos elementos que presentan una diferente elasticidad se necesita un proceso de fabricación costoso del elemento elástico.
Aquí la invención sugiere alguna ayuda. El cometido de la invención consiste en crear un dispositivo para la estabilización de los cuerpos vertebrales, que comprenda únicamente un elemento resorte o muelle fabricado a base de un material metálico con una característica de resorte progresiva frente a una carga de presión.
La invención resuelve este cometido con un dispositivo para la estabilización elástica de los cuerpos vertebrales, que tiene las características de la reivindicación 1.
Las ventajas que se consiguen por medio de la invención permiten que gracias al dispositivo conforme a la invención
-
en el caso de fuerzas de presión pequeñas se garantice una gran flexibilidad y amortiguación elásticas. De este modo se consigue una libertad de movimiento satisfactoria de la columna vertebral en esta zona;
-
para cargas de presión elevadas o cargas por choques no se necesita ningún gran recorrido del resorte para la recogida de la fuerza de presión, de manera que se puede evitar una sobrecarga de los elementos posteriores;
-
con un único elemento elástico fabricado a base un material metálico biocompatible, por ejemplo titanio, se puede conseguir una característica elástica progresiva escalonada.
La característica elástica del medio elástico presenta un curso progresivo escalonado en un diagrama de fuerza-recorrido. Por eso el medio elástico se ha configurado preferiblemente como un muelle helicoidal o resorte helicoidal con un paso variado de las espiras del muelle.
Otras versiones de un muelle helicoidal con parte elástica progresiva se obtienen por ejemplo de la
-
Fabricación de un muelle helicoidal que al medir paralelamente al eje longitudinal presenta entre al menos dos espiras del muelle colindantes una anchura de ranura x distinta; o
-
Fabricación de un muelle helicoidal de un material elástico cuya área de la sección ortogonal al eje longitudinal al medir paralelamente al eje longitudinal presenta entre al menos dos espiras colindantes del muelle una altura distinta h.
En una configuración no conforme a la invención, los medios elásticos son como muelles tipo meandro, planos con varias espiras dispuestas a lo largo de un eje longitudinal, de forma que cada espira elástica presenta un lazo en espiral con un eje de flexión.
Según la configuración las distancias L entre los ejes de flexión y el eje longitudinal a ambos lados del eje longitudinal pueden ser constantes, o bien las espiras pueden haberse configurado de manera que la distancia L1 entre al menos un eje de flexión dispuesto en el lado izquierdo del eje longitudinal y el eje longitudinal frente a la distancia L2 entre al menos un eje de flexión dispuesto en el lado derecho del eje longitudinal y el eje longitudinal es distinta.
En otra configuración cada espira engloba un medio de retención que delimita el recorrido del muelle permitido de la correspondiente espira. Los medios de retención incluyen preferiblemente por espira a menos una leva, que delimita el recorrido del muelle de la espira correspondiente.
A través de la configuración de las levas el recorrido del muelle s delimitado por al menos una leva puede ser diferente para al menos dos espiras del muelle.
El muelle tipo meandro puede presentar n espiras, de manera que cada espira presente una parte o proporción de muelle i distinta, es decir i_{1}<i_{j}.
En otra configuración el grosor de la pared del material del muelle de al menos dos bucles o lazos de inflexión es distinto, de manera que para estas dos espiras las proporciones elásticas son diferentes.
En otro tipo de configuración los medios elásticos incluyen en sus extremos dispuestos hacia fuera unas piezas de unión, que son adecuadas para la fijación del medio elástico a los medios de anclaje óseos. Por ejemplo, una de las dos piezas de unión se ha configurado como varilla coaxial al eje longitudinal, mientras que la segunda pieza de unión se puede configurar como vaina con un orificio central coaxial al eje longitudinal para la recepción de un soporte longitudinal en forma de varilla. Por otro lado también sería posible al menos una pieza de unión que se enlazara con un soporte longitudinal en forma de varilla por medio de una unión articulada.
La invención y las configuraciones de la invención se explican con claridad a continuación con ayuda de representaciones parcialmente esquemáticas de algunos ejemplos.
Figura 1 una configuración del dispositivo conforme a la invención para la estabilización de varios cuerpos vertebrales;
Figura 2 un corte longitudinal a través del medio elástico de una configuración del dispositivo conforme a la invención;
Figura 3 una visión del medio elástico de una configuración del dispositivo conforme a la invención;
Figuras 4a y 4b las características del muelle en un diagrama fuerza-recorrido del medio elástico de las versiones del dispositivo representadas en la figura 2 o 3;
En la figura 1 se representa una versión de un dispositivo 1 para la estabilización de los cuerpos vertebrales colindantes 6. Varios medios de fijación ósea 2 en forma de tornillos pediculares se han atornillado de tal forma al pedículo del cuerpo vertebral 6, que sus ejes centrales 3 se disponen perpendicularmente al eje longitudinal de la columna vertebral. Los segmentos superiores 4 del medio de fijación óseo 2 se han dispuesto coaxialmente a los ejes centrales 3 del medio de fijación óseo y presentan unos canales que transcurren perpendicularmente al eje central 3. En estos canales 7 se introducen las piezas de unión 8 del medio elástico 5 en forma de varillas de manera que los medios elásticos 5 configurados aquí como muelles helicoidales se deslizan con respecto a los canales 7 y paralelamente al eje longitudinal de la columna vertebral, antes de que por medio de los tornillos 10 dispuestos en los segmentos superiores 4 se fijen a los medios de anclaje óseos 2. Los medios elásticos 5 son deformables en lo que se refiere a su eje longitudinal 12 de manera que los recorridos del muelle s (fig. 4) del medio de anclaje óseo 2 son asimismo paralelos al eje longitudinal 12. Los dos medios 5 elásticos axiales se han configurado con las piezas de unión 16a, 16b según la versión representada en la figura 2, mientras que el medio elástico intermedio 5 incluye dos piezas de unión coaxiales, en forma de varillas 16a (fig. 2).
En la figura 2 se representa una versión del medio elástico 5 como resorte helicoidal 11, cuyo material elástico presenta una superficie transversal 13 rectangular paralela al eje longitudinal 12, de forma que la superficie 13 medida paralelamente al eje longitudinal 12 presenta una altura h variable. A través de la altura creciente h de la superficie transversal 13 del material flexible contra los extremos 14, 15 del muelle helicoidal se obtiene un paso 8 creciente de las espiras asimismo contra los extremos 14, 15 del muelle helicoidal. En la configuración aquí representada el ancho de la ranura x se mantiene constante en toda la longitud del muelle helicoidal 11. La sección ortogonal al eje longitudinal 12 se ha configurado en forma de círculo y el muelle helicoidal presenta en ambos extremos 14, 15 respectivamente un medio de unión 16, que sirve para la fijación del muelle helicoidal 11 a un medio de fijación óseo 2 (fig.1). El primer medio de unión 16a dispuesto en un primer extremo 14 del muelle helicoidal 11, se ha configurado como una varilla 8 coaxial al eje longitudinal 12, mientras que el segundo medio de fijación 16b dispuesto en un segundo extremo 15 del muelle helicoidal 11 se ha configurado como una vaina 17 y tiene un orificio central 18 coaxial al eje longitudinal 12. Ambos medios de fijación 16 están unidos firmemente al muelle helicoidal 11. A través del paso 8 variable de la espira 19 del muelle helicoidal 11 se consigue una característica elástica progresiva. Para la fijación de una pieza en forma de varilla al orificio central 18 se ha previsto un tornillo 25, que se enrosca en un orificio 26 que presenta una rosca interna 27 complementaria con un eje del orificio 28 que se dispone perpendicularmente al eje longitudinal 12 y se puede apretar con su extremo anterior contra una varilla introducida en el orificio central 18 (no dibujada).
La figura 3 muestra una configuración no conforme a la invención del medio elástico 5, que incluye un muelle 29 con varias espiras dispuestas en un mismo plano. Cada una de las tres espiras 19a, 19b, 19c presenta un bucle de inflexión 21 y un medio de retención 22. Los medios de retención 22 constan de dos muescas 23, que tras alcanzar el recorrido del muelle autorizado por la espira 19 pasan a una posición y evitan otro desplazamiento de la espira 19 correspondiente. Los bucles de inflexión 21 de las tres espiras 19a, 19b, 19c presentan respectivamente un eje de flexión 24a, 24b, 24c que se ha configurado de forma que la longitud L1 de la izquierda del eje longitudinal 12 respecto a la flexión del brazo de palanca eficaz es mayor que la longitud L2 de la derecha del eje longitudinal 12 del brazo de palanca. En lugar de brazos de palanca de longitudes distintas también podrían ser diferentes los recorridos s_{i} por espira 19 autorizados por el medio de retención 22. Análogamente a la configuración representada en la figura 2 el muelle 29 presenta en sus extremos 34, 35 que aparecen a ambos lados del eje longitudinal 12, un medio de unión 16, que es adecuado para fijar el medio elástico 5 a un medio de fijación del hueso 2 (fig. 1). El primer medio de unión 16a dispuesto en un primer extremo 34 del muelle 29 se ha configurado como varilla 8 coaxial al eje longitudinal 12, mientras que el segundo medio de fijación 16b dispuesto en un segundo extremo 35 del muelle 29 se ha configurado como vaina 17 e incluye un orificio central 18 coaxial al eje longitudinal 12. Para la fijación de una pieza en forma de varilla al orificio central 18 se ha previsto un tornillo (no dibujado), que se enrosca en un orificio 26 que presenta una rosca interna 27 complementaria con un eje del orificio 28 que se dispone perpendicularmente al eje longitudinal 12 y se puede apretar con su extremo anterior contra una varilla introducida en el orificio central 18 (no dibujada).
En la figura 4a se ha representado la característica del muelle 20 para las configuraciones representadas en la figura 2 del medio elástico 5 en un diagrama fuerza-recorrido. La característica del muelle 20 es progresiva sobre todo el recorrido del muelle. Dicha característica del resorte 20 se consigue por ejemplo mediante la configuración del medio elástico 5 como un muelle helicoidal 11 con un paso \delta que varía continuamente a lo largo del eje longitudinal 12.
La característica del muelle 20 representada en la figura b se refleja a través de la configuración del medio elástico 5 como un muelle 29 en forma de meandro. La característica del muelle 20 según la figura 4b es discontinua y presenta un punto de inflexión en un recorrido del muelle s = s_{1}, que por ejemplo es factible cerrando el medio de retención 22 de una espira 19.

Claims (8)

1. Dispositivo (1) para la estabilización elástica de los cuerpos vertebrales con
A)
al menos dos medios de fijación del hueso (2), que presentan un eje central (3) y un segmento superior (4); y
B)
medios elásticos(5), que presentan un eje longitudinal (12) y se enlazan a los segmentos superiores (4) de los dos medios de fijación del hueso colindantes (2), de manera que el eje longitudinal (12) se mantiene perpendicular a los ejes centrales (3), donde C) los medios elásticos (5)presentan en caso de carga por presión una característica de muelle progresiva (20), se han fabricado a base de un material metálico y solamente incluyen un elemento flexible; donde
D)
los medios elásticos (5) incluyen espiras (19), entre las cuales al menos dos espiras (19) presentan una dimensión geométrica diferente una de otra,
\hskip0,5cm que se caracteriza porque
E)
la característica del muelle (20) del medio elástico (5) presentan un curso progresivo escalonado en un diagrama de fuerza-recorrido.
2. Dispositivo (1) conforme a la reivindicación 1, que se caracteriza porque el medio elástico (5) como muelle helicoidal (11) se ha configurado con un paso \delta variable de las espiras (19).
3. Dispositivo (1) conforme a la reivindicación 2, que se caracteriza porque el muelle helicoidal (11) medido paralelamente al eje longitudinal (12) presenta una anchura de ranura x distinta al menos entre dos espiras colindantes (19).
4. Dispositivo (1) conforme a la reivindicación 2 ó 3, que se caracteriza porque el muelle helicoidal (11) se ha fabricado con un material flexible, cuya superficie transversal (13) paralela al eje longitudinal (12) presenta una altura h distinta al menos entre dos espiras colindantes (19).
5. Dispositivo (1) conforme a una de las reivindicaciones 1 hasta 4, que se caracteriza porque los medios elásticos (5) en sus extremos (3;4) incluyen unas piezas de unión (16) que son adecuadas para la fijación del medio elástico (5) a los medios de anclaje óseos (2).
6. Dispositivo (1) conforme a la reivindicación 5, que se caracteriza porque al menos una pieza de unión (16a) es una varilla (8) coaxial al eje longitudinal (25).
7. Dispositivo (1) conforme a la reivindicación 5 o 6, que se caracteriza porque al menos una pieza de unión (16b) es una vaina (17) con un orificio central (18) coaxial al eje longitudinal (12).
8. Dispositivo (1) conforme a una de las reivindicaciones 5 hasta 7, que se caracteriza porque al menos una pieza de unión (16) engloba una unión articulada.
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