ES2345017T3 - Dispositivo implantable, sistema para generar campos electromagneticos localizados en la zona de un implante y bobinado. - Google Patents

Abstract

Dispositivo implantable para fijar en un hueso, con - un cuerpo base (10, 12) que presenta al menos dos aberturas pasantes (14) eléctricamente conductoras - y al menos un par de dispositivos de contacto con forma de eje (16), donde cada dispositivo de contacto (16) atraviesa una abertura pasante (14) del cuerpo base (10, 12) en estado implantado y penetra en una sección del hueso (18), - donde la superficie de cada dispositivo de contacto (16) presenta una primera y una segunda sección superficial (20, 22) eléctricamente conductoras, como así también una sección superficial eléctricamente aislante (24) que separa entre sí las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22), - en donde la primera sección superficial eléctricamente conductora (20) de cada dispositivo de contacto (16) contacta eléctricamente el cuerpo base (10, 12) en estado implantado, mientras que la segunda sección superficial eléctricamente conductora (22) de cada dispositivo de contacto (16) está aislada eléctricamente del cuerpo base (10, 12) mediante la sección superficial eléctricamente aislante (24), en estado implantado - en donde cada dispositivo de contacto (16) presenta un bobinado (26) en su interior, mediante el cual las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22) de cada dispositivo de contacto están acopladas eléctricamente y - en donde los bobinados (26) de los dispositivos de contacto (16) de un par están arrollados en sentido opuesto.

Description

Dispositivo implantable, sistema para generar campos electromagnéticos localizados en la zona de un implante y bobinado.

El presente invento trata de un dispositivo implantable para fijar a un hueso, un sistema para generar campos electromagnéticos localizados en la zona de un implante, como así también un bobinado que puede utilizarse de manera favorable en este contexto.

En el caso de un hueso, que presenta una quebradura complicada o que está patológicamente destruido, la recuperación o la conservación funcional de la forma original es una condición imprescindible para su regeneración fisiológica. En este contexto, desde hace más de seis décadas y aún de manera creciente, se utilizan implantes metálicos, que eliminan el defecto utilizando una fijación por tornillos de la zona del hueso o del muñón del hueso no dañado, para soportar las exigencias mediante la tensión de los músculos y del tendón incluyendo los ejercicios fisioterapéuticos necesarios. Esta actividad de la terapia ósea se denomina "osteosíntesis estable".

La conservación de la forma del hueso largo defectuoso respecto a la presión fisiológica axial, se logra con la implantación de un tubo metálico en la cavidad medular de los huesos largos, entre las articulaciones, que asegura que los fragmentos de hueso no giren (se tuerzan) en su extremo distal y proximal, utilizando para ello fijaciones transversales por tornillo. El ámbito principal de aplicación del clavo medular, denominado también clavo de Küntscher, en mención a su inventor, el cirujano Gerhard Küntscher, son las lesiones del tercio medio del hueso largo (tibia, fémur y húmero).

El clavo medular óseo no es adecuado para la estabilización de lesiones próximas a una articulación, especialmente si las mismas son polifragmentarias. En estos casos, se intenta la recuperación de la forma mediante la fijación por tornillos del hueso, utilizando placas de soporte de acero inoxidable, o aleaciones como Co, Cr, Mo y aleaciones de titanio en la parte exterior, sobre su superficie. Los implantes de soporte del hueso pueden estar provistos de recubrimientos biocompatibles, con una elevada conductividad eléctrica por ejemplo de oxinitrito de titanio y niobio. A diferencia del clavo medular cargado por presión axial, la placa de soporte atornillada de manera transversal respecto al eje del hueso largo está exigida principalmente por flexión. Su efecto de soporte depende así de su resistencia a la fatiga y está limitado por ella. El problema de la osteosíntesis de la placa de soporte se presenta así de la siguiente manera: Con determinadas propiedades del material y de la forma, la placa de soporte y su fijación al hueso mediante tornillos para huesos, deben ganar la carrera entre la curación del hueso y la rotura del implante, por medio de la consolidación, a tiempo y estable, de los huesos respecto a la carga, antes de que la elasticidad del metal de soporte haya alcanzado su fin.

Otra complicación de la curación del hueso, vinculada con la implantación de cuerpos extraños de gran volumen está constituida por la infección bacteriana. Ésta se desarrolla con la eliminación permanente de vasos sanguíneos en la piel del hueso (el periostio) y en la capa más delgada de tejido blando que rodea al implante. Con la creciente resistencia de determinados gérmenes (estafilococos aureus) a los antibióticos, se genera un problema médico clave que por ejemplo, en la zona de las extremidades inferiores, a menudo sólo puede "resolverse" mediante la amputación. Los datos estadísticos indican una frecuencia de amputación de hasta un 10% en el área de la tibia distal y del pie. Desde hace más de tres décadas se ha demostrado, en situaciones abiológicas en la clínica ortopédica y en la cirugía del trauma, que esta progresión catastrófica pueda evitarse utilizando el Procedimiento-Magnetodyn. En los últimos tiempos, particularmente en los últimos tres a cuatro años, se ha logrado además, en experimentos fundamentales, in vitro, demostrar el efecto bactericida y la activación de la antibiosis en el caso de gérmenes resistentes, mediante la aplicación de los campos electromagnéticos del Procedimiento-Magnetodyn y con ello la aclaración de los resultados curativos obtenidos en el caso de defectos óseos con infecciones crónicas, documentados en la clínica.

El uso de placas de soporte para huesos y de tornillos para huesos, implantados como electrodos de corriente alterna mediante su contacto con las salidas de una bobina secundaria, los denominados transportadores se ha descrito ya en la DT 1 918 299.

Según la DT 26 11 744 A1, la técnica del Procedimiento-Magnetodyn se integró con la osteoestimulación eléctrica, inducida magnetodinámicamente, en el eje y en la copa de la prótesis de la articulación de cadera.

El clavo medular eléctrico con bobina secundaria y electrodos en el cilindro hueco de un clavo medular se ha descrito en la DE 26 36 818.

La DE 199 28 44 9 Cl se refiere a la instalación de la bobina secundaria en la perforación axial de un tornillo para huesos en contacto eléctrico con el eje del tornillo y con una punta aislada del eje. En la práctica, este sistema se denomina sistema de tornillos de inducción bipolar. El tornillo de inducción bipolar se limitó como implante solitario a longitudes de tornillo de 75 a 110 mm. En la clínica quirúrgica, se lo utiliza para la osteoestimulación eléctrica, inducida magnetodinámicamente, por ejemplo, en el caso de necrosis del hueso de la cabeza femoral o de fracturas del cuello femoral.

Por la US 3 745 995 se conoce una placa fijada a un hueso mediante tornillos.

Por consiguiente, el objetivo del invento es acelerar la consolidación de un hueso quebrado, provisto de un implante de soporte y evitar problemas bacterianos en la osteosíntesis como así también en la endoprótesis.

Esta tarea se resuelve con las características de las reivindicaciones independientes.

Modelos de fabricación favorables del invento están indicados en las subreivindicaciones.

El invento consta de un dispositivo implantable para fijar en un hueso, con un cuerpo base eléctricamente conductor que presenta al menos dos aberturas pasantes y al menos un par de dispositivos de contacto con forma de eje, en donde cada dispositivo de contacto atraviesa una abertura pasante del cuerpo base y penetra, en estado implantado, en una sección del hueso en donde la superficie de cada dispositivo de contacto presenta una primera y una segunda sección superficial eléctricamente conductora como así también una sección superficial eléctricamente aislante que separa las secciones superficiales eléctricamente conductoras entre sí, en donde, en estado implantado, la primera sección superficial eléctricamente conductora de cada dispositivo de contacto contacta eléctricamente el cuerpo base en tanto que, , en estado implantado, la segunda sección superficial eléctricamente conductora de cada dispositivo de contacto está aislada eléctricamente del cuerpo base mediante la sección superficial eléctricamente aislante y en donde cada dispositivo de contacto presenta un bobinado en su interior, mediante el cual las secciones superficiales eléctricamente conductoras de cada dispositivo de contacto están acopladas eléctricamente y en donde los bobinados de los dispositivos de contacto de un par están arrollados en sentido opuesto. Si se fija un dispositivo de este tipo a un hueso, de la manera prevista para tal fin, y se lo expone a un campo electromagnético externo, que presente por ejemplo una intensidad de 1 a 5 mT y un régimen sinusoidal con una frecuencia de 1 a 20 Hz, se induce entonces una tensión eléctrica en el bobinado, que se extiende a lo largo del dispositivo de contacto con forma de eje y en donde, para este propósito, el campo magnético debe presentar una componente en la dirección de la extensión del eje del dispositivo de contacto. Debido a que los dos polos de un bobinado están conectados con zonas de dispositivos de contacto aisladas eléctricamente entre sí, se forma un campo eléctrico entre las respectivas secciones superficiales conductoras. Debido a que además una de la secciones superficiales está conectada eléctricamente de manera conductora con el cuerpo base eléctricamente conductor y que además el bobinado está arrollado en sentido opuesto, en el par del dispositivo de contacto con forma de eje se generan tensiones con diferente polaridad, en donde las primeras secciones superficiales de los respectivos dispositivos de contacto están al mismo potencial. Consecuentemente, la tensión entre las segundas secciones superficiales correspondientes, de los dispositivos de contacto presentan una tensión que comprende el doble de la tensión generada en cada dispositivo de contacto individual. Puesto que la tensión en cada dispositivo de contacto individual, está limitada, en particular por la inductividad del bobinado y con ello también la extensión preexistente del bobinado en la dirección del campo magnético, gracias al presente invento, se logra generar, incluso con dispositivos de contacto de construcción relativamente sencilla, una tensión que se manifiesta de manera particularmente efectiva desde el punto de vista fisiológico.

El invento está conformado además, de manera particularmente útil, de modo que al menos un dispositivo de contacto de un par es un tornillo de fijación, que contacta al cuerpo base con una cabeza de tornillo y que, en estado implantado, está atornillado al hueso con un eje de un tornillo. Aún cuando pueda pensarse, que cualquier dispositivo de fijación o incluso otro tipo de dispositivo con forma de eje que no contribuya, o que sólo lo haga de manera mínima, a fijar la placa de soporte para huesos, presenta las propiedades favorables según el invento, resulta particularmente ventajoso, integrar las propiedades electromagnéticas de los dispositivos de contacto en un tornillo de fijación del cuerpo base.

En este contexto, resulta particularmente útil que los dos elementos de contacto estén constituidos por un par de tornillos de fijación.

El invento está conformado además, de manera particularmente favorable, de modo que la sección eléctricamente aislante de la superficie del tornillo de fijación aísle eléctricamente la cabeza de tornillo para huesos de la pieza principal del eje del tornillo. Esta pieza principal del eje del tornillo es, en estado implantado, la que está dispuesta en el hueso. Consecuentemente, el campo eléctrico se forma, de manera particularmente ventajosa, a lo largo de la sección transversal total del hueso, en donde los ejes de los tornillos adyacentes, como así también los ejes de los tornillos y el cuerpo base, forman contraelectrodos.

Resulta particularmente favorable además, que se provean varios pares de dispositivos de contacto con forma de eje, en donde los dispositivos de contacto respectivamente adyacentes presenten combinaciones de bobinas arrolladas en sentido opuesto. Si los dispositivos de contacto así equipados, están dispuestos por ejemplo en una hilera, puede suministrarse entonces un campo eléctrico a lo largo de toda la extensión de esta hilera de dispositivos de contacto.

Puede preverse también, que el cuerpo base sea un elemento de osteosíntesis.

En este contexto, resulta particularmente favorable que el dispositivo de osteosíntesis sea una placa de soporte para huesos implantable. Una placa de soporte para huesos de este tipo se fija al hueso mediante tornillos, que se extienden preferentemente de manera perpendicular respecto al eje longitudinal del hueso. Por consiguiente, los tornillos poseen una longitud marcadamente limitada, de modo que sólo pueda generarse una tensión inducida limitada. En base al presente invento, esta tensión entre tornillos complementarios colindantes puede duplicarse. Existe además, una tensión entre los ejes de los tornillos y la placa de soporte del hueso, que evita una necrosis por presión de la zona del hueso situada debajo de la placa de soporte.

De igual manera, puede preverse, que el cuerpo base sea una endoprótesis.

En este contexto, resulta particularmente favorable que el cuerpo base sea la copa de una articulación artificial. De manera particular, el anclaje de la copa de una articulación artificial de la cadera puede diseñarse así, de modo que se mantenga la vitalidad y la estabilidad del hueso de la pelvis, con lo cual se utiliza, particularmente en intervalos arbitrarios de tiempo, la inducción de los campos magnéticos en el implante.

El invento consta además de un sistema para generar campos electromagnéticos localizados en la zona de un implante, con un dispositivo implantable para fijar a un hueso, con un cuerpo base eléctricamente conductor, que presenta al menos dos aberturas pasantes y al menos un par de dispositivos de contacto con forma de eje, donde cada dispositivo de contacto atraviesa una abertura pasante del cuerpo base y penetra, en estado implantado, en una sección del hueso y donde la superficie de cada dispositivo de contacto presenta una primera y una segunda sección superficial eléctricamente conductora, como así también una sección superficial eléctricamente aislante que separa entre sí las secciones superficiales eléctricamente conductoras donde, en estado implantado, la primera sección superficial eléctricamente conductora de cada dispositivo de contacto contacta eléctricamente al cuerpo base, mientras que la segunda sección superficial eléctricamente conductora de cada dispositivo de contacto, en estado implantado, está aislada eléctricamente del cuerpo base, mediante la sección superficial eléctricamente aislante, donde cada dispositivo de contacto contiene un bobinado secundario en su interior, mediante el cual las secciones de la superficie eléctricamente conductora de cada dispositivo de contacto están acopladas eléctricamente, y donde los bobinados secundarios de los dispositivos de contacto de un par están arrolladas en sentido opuesto, y con una disposición de la bobina primaria, que genera un campo electromagnético en el área del dispositivo de contacto, como así también un generador de oscilación para generar una corriente alterna en el bobinado primario. La fijación cortical mediante tornillos del hueso dañado con una placa de soporte determina la dirección de los tornillos, de manera básicamente perpendicular al eje largo del hueso. Ésta debe seguir también inevitablemente la dirección del campo electromagnético inductor exterior. En lugar de las bobinas a solenoide, que se requieren por ejemplo para la inducción del clavo eléctrico o de los tornillos bipolares largos, que ocultan la zona de la lesión del hueso y que, de este modo, indican la dirección del campo electromagnético inductor de manera paralela al cuerpo largo y al eje del hueso, para la inducción de los tornillos de la placa de soporte se necesitan dos bobinas magnéticas en una alineación de Helmholtz dispuestas a ambos lados del hueso dañado.

En este contexto, resulta particularmente útil que el bobinado primario presente un arrollamiento de bobina con un punto de cruce, que defina dos superficies mediante una configuración con forma de ocho, donde al menos durante el uso del bobinado primario, las superficies estén alineadas de tal manera entre sí, que los campos magnéticos generados por una circulación de corriente en el bobinado primario, que atraviesan además las superficies, estén básicamente alineados. Puede generarse así, un campo magnético con una única bobina, que posea una alineación adecuada respecto a los tornillos dispuestos de manera perpendicular al eje del hueso. El efecto de dos bobinas de inducción separadas, con igual orientación de su campo magnético, en el cual se ubica la región dañada del cuerpo, puede alcanzarse de esta manera también, con una única bobina.

De manera provechosa, se prevé que el bobinado primario se deforme elásticamente, de modo que las superficies puedan disponerse en lados opuestos del dispositivo implantable. Gracias a su arrollamiento elástico se posibilita la deformación, en sentido figurado, de una figura en forma de 8 o infinito. Los "lazos" resultantes de esta deformación del arrollamiento de la bobina pueden colocarse a ambos lados de una extremidad.

Puede preverse por ejemplo, que se dispongan dispositivos de fijación de acción conjunta en dos posiciones adyacentes al punto de cruce del bobinado primario, mediante los cuales pueda crearse y mantenerse la alineación de las superficies entre sí. Los dispositivos de fijación pueden estar constituidos por ejemplo por correas, broches de presión, cintas de velcro, hebillas y similares.

De manera particularmente favorable puede preverse, que el punto de cruce del bobinado primario pueda fijarse mediante un dispositivo de acoplamiento. Un dispositivo de acoplamiento de este tipo puede estar constituido por ejemplo, por una banda elástica con cintas de velcro o con cierres para cintos.

Resulta particularmente favorable, que la posición del punto de cruce, y con ello las dimensiones de las superficies sean variables. Mediante esta relación seleccionable entre las superficies de los lazos de la bobina puede regularse la densidad del flujo de inducción magnética, definida como el cociente entre el flujo magnético y la superficie en cuestión. La relación de la densidad del flujo de inducciones el valor recíproco de la relación de las respectivas superficies relacionadas. La relación de las superficies de los dos lazos puede seleccionarse según las exigencias terapéuticas, posibilitando así una fijación variable del punto de cruce gracias a una disposición variable del dispositivo de acoplamiento. Por ejemplo, en una determinada zona del cuerpo puede lograrse así una alta densidad del flujo de inducción magnética, colocando un lazo de la bobina, de superficie pequeña en la zona adyacente, mientras que, respecto a la otra superficie grande de la bobina, para generar el efecto de la bobina de Helmholtz deberá tenerse principalmente en cuenta la disposición paralela a la superficie más pequeña.

El invento trata además de un bobinado, a ser utilizado en particular en un sistema de generación de campos electromagnéticos localizados en la zona de un implante según el invento, con un arrollamiento de bobina que presenta un punto de cruce, que define dos superficies mediante una configuración con forma de ocho, donde las superficies están alineadas entre sí de tal forma, que los campos magnéticos generados por una circulación de corriente en el bobinado primario, y que atraviesan las superficies estén básicamente alineadas. De esta manera se implementan también las ventajas y las particularidades del sistema según el invento para un bobinado. Esto es válido también para las formas de ejecución siguientes y particularmente preferentes de la disposición del bobinado según el invento.

La misma está conformada además, de manera útil, para que el bobinado pueda deformarse elásticamente, de modo que las superficies puedan disponerse en lados opuestos de un dispositivo implantable.

Se prevé además, que en dos posiciones adyacentes al punto de cruce del bobinado se dispongan dispositivos de fijación de acción conjunta, mediante los cuales pueda crearse y mantenerse la alineación de las superficies entre sí.

De manera particularmente favorable, el bobinado puede estar conformado además, de modo que el punto de cruce del bobinado pueda fijarse mediante un dispositivo de acoplamiento.

Esto constituye además una ventaja particular, ya que la posición del punto de cruce y con ello las dimensiones de las superficies son variables.

El invento contempla así nuevos hallazgos de las condiciones biomecánicas de los tornillos de la placa de soporte de la osteosíntesis y su correlación causal con la infección crónica. Sirve por ejemplo, para la estabilización de fracturas múltiples de los huesos largos, próximas a la articulación, para la cual el clavo eléctrico no ofrece una estabilidad suficiente. La geometría de los tornillos, de las bobinas secundarias y de los electrodos se modifica esencialmente respecto a los dispositivos de última generación, para poder generar, en conexión con la placa de soporte, una distribución terapéuticamente efectiva de los campos eléctricos y de las corrientes dentro de grandes zonas de fracturas múltiples de un hueso. Lo mismo vale para el dimensionamiento y la distribución de los campos eléctricos de excitación en el área de la copa de una articulación artificial de cadera en el hueso de la pelvis. Los tornillos de inducción bipolares según el invento poseen una longitud de por ejemplo 30 a 50 mm, preferentemente de 40 mm y un diámetro de por ejemplo 4 a 6 mm. El tramo aislante de los tornillos bipolares cortos se encuentra, a diferencia del de los tornillos bipolares largos, (véase por ejemplo la DE 199 28 449 5 Cl), entre la cabeza y el eje del tornillo. El arrollamiento de la bobina secundaria alrededor del núcleo de Fe está dispuesto, de modo que el sentido de arrollamiento de la inductividad secundaria esté orientado de forma opuesta a dos tornillos, es decir de manera complementaria. En la fijación por tornillos de una placa de soporte con el hueso, las cabezas de los tornillos bipolares se conectan eléctricamente entre sí, y de este modo, las bobinas de inducción con arrollamientos opuestos o complementarios respectivamente se conectan de manera consecutiva. En un campo electromagnético aplicable, con una intensidad de campo de por ejemplo 1 a 5 mT y con una frecuencia de excitación sinusoidal de 1 a 20 Hz se duplica con esta disposición la tensión eléctrica inducida entre los ejes de dos tornillos complementarios. Entre el eje y la placa de soporte en contacto con la cabeza del tornillo, se genera respectivamente sólo la tensión eléctrica simple, que se induce en un tornillo bipolar.

Las ventajas que pueden obtenerse con la osteosíntesis y con la endoprótesis para articulaciones mediante la fijación por tornillos de la placa metálica de soporte o de la copa de una articulación artificial de cadera con al menos dos o más tornillos bipolares según el invento, son en particular:

- La inducción en el hueso de tensiones de igual intensidad, de 500 mV a 700 mV, que han demostrado ser óptimos en el uso individual de los tornillos bipolares largos de 75 mm a 110 mm, se logra mediante el uso según el invento de al menos dos de los tornillos de 30 mm a 50mm de largo, es decir tornillos bipolares más cortos con inductividad secundaria complementaria en la fijación de una placa de soporte al hueso.

- La disposición de varios tornillos bipolares complementarios en una secuencia variable posibilita la expansión del campo eléctrico inducido a lo largo de toda la longitud de una placa de soporte para la estabilización y la terapia de defectos grandes.

- La distribución del campo eléctrico se produce a lo largo de toda la sección transversal del hueso.

- Se produce una inducción de una tensión eléctrica de aprox. 250 mV a 350 mV entre el eje de los tornillos bipolares independientes y la placa de soporte para huesos. Con ello, pueden evitarse necrosis por presión de la zona del hueso ubicada debajo de la placa de soporte.

- Cuando se produce el anclaje de la copa de una articulación artificial de cadera, resulta particularmente posible la conservación de la vitalidad y de la estabilidad del hueso de la pelvis mediante la repetición de la inducción del campo magnético de la fijación bipolar por tornillos de la copa, en intervalos arbitrarios de tiempo.

- Independientemente del uso se produce una reducción drástica del riesgo de infección en todos los implantes cortos y largos de la osteosíntesis y de la endoprótesis para articulaciones.

Con el bobinado según el invento se logra adicionalmente, que el campo magnético de los dos lazos enfrentados del bobinado, estén alineados mediante la inversión espacial de la dirección de la corriente en uno de los dos lazos, como en el caso de una disposición de dos bobinas separadas según la alineación de Helmholtz. Una bobina de este tipo, que puede deformarse adicionalmente de manera elástica, posibilita ampliamente la inducción de bobinas secundarias implantadas, independiente de su alineación con el eje del hueso largo. Se posibilita así, un manejo sencillo de la adaptación de la forma geométrica del bobinado en la proximidad de los huesos o de la lesión del tejido blando correspondientes. Pueden ajustarse por ejemplo, las superficies de los huesos en zonas de tratamiento como el pie, la parte inferior de la pierna, el fémur, la pelvis, la columna, la mano, el antebrazo, el brazo, la mandíbula y el cráneo; mediante una variación de las dimensiones de los lazos, también respecto a la intensidad del campo magnético. Otra propiedad del bobinado según el invento es un incremento de la densidad del flujo en la zona adyacente al punto de cruce, de modo que se posibilita una concentración relativamente intensa del campo magnético en una pequeña superficie corporal. De esta manera pueden tratarse de manera efectiva, afecciones marcadamente localizadas, como por ejemplo abcesos e infecciones.

El invento se explica en base a formas de ejecución particularmente preferentes, mediante ejemplos referidos a los dibujos adjuntos.

Muestran:

la figura 1, una representación en perspectiva de un hueso fracturado con una placa de soporte para huesos fijada mediante tornillos;

la figura 2, un corte del dispositivo implantable según el invento;

la figura 3, un corte del dispositivo implantable según el invento, en particular de una placa de soporte para huesos, en estado implantado, con un campo magnético aplicado desde fuera;

la figura 4, una representación en perspectiva del dispositivo implantable según el invento, en particular una copa de la articulación de la prótesis de cadera;

la figura 5, una combinación elástica de bobinas;

la figura 6, una combinación elástica de bobinas según el invento en un estado fuera de uso;

la figura 7, una representación en perspectiva de un bobinado según el invento durante su uso como bobinado primario; y

la figura 8, una representación esquemática para explicar la alineación espacial de un campo magnético generado por un bobinado según el invento.

En la siguiente descripción de los dibujos, los números de referencia iguales, identifican componentes iguales o comparables.

La figura 1 muestra una representación en perspectiva de un hueso fracturado con una placa de soporte para huesos fijada mediante tornillos para huesos. El hueso 18 está estabilizado en el área de la fractura con una placa de soporte para huesos 10. Esta placa de soporte para huesos 10 está fijada al hueso 18 mediante tornillos de fijación, donde al menos alguno de estos tornillos de fijación, o algunos de estos tornillos de fijación, por ejemplo, el par de tornillos 16a, 16b representa un par de dispositivos de contacto con forma de eje con bobinados arrollados en sentido opuesto ubicados en su interior, donde un par de tornillos de este tipo puede identificarse también como par de tornillos bipolares complementarios. Todos los tornillos utilizados pueden incluirse dentro del concepto del par de tornillos bipolares complementarios. De igual manera, puede pensarse, que esto sólo puede implementarse en algunos tornillos, o sólo en dos de ellos. De igual manera, es posible, incluir otros dispositivos como tornillos en el concepto de los dispositivos de contacto complementarios.

La figura 2 muestra un corte del dispositivo implantable según el invento. Puede identificarse un cuerpo base 10, por ejemplo, una placa de soporte para huesos. Este cuerpo base 10 posee dos aberturas pasantes 14a, 14b, que están atravesadas por un respectivo tornillo para huesos 16a, 16b. La cabeza 28 del respectivo tornillo para huesos 16a, 16b contacta la placa de soporte para huesos 10, en tanto que el eje del tornillo para huesos 30 de los tornillos para huesos 16a, 16b se dispone en el hueso y está aislado mediante una sección superficial eléctricamente aislante 24 de la cabeza del tornillo para huesos 28 y con ello también, de la placa de soporte para huesos 10. De esta manera, existen dos secciones superficiales eléctricamente conductoras 20, 22, aisladas entre sí que, incluyendo la placa de soporte para huesos 10 forman contraelectrodos para la generación de un campo eléctrico. Dentro de cada tornillo para huesos 16a, 16b se incluye un bobinado 26a, 26b, que está arrollado preferentemente sobre un núcleo de ferrite 52. Los polos del bobinado 26a, 26b contactan las zonas aisladas eléctricamente la una de la otra de los tornillos para huesos 16a, 16b, de modo que, si existiera un campo magnético que atravesara los arrollamientos de la bobina, las secciones de los tornillos para huesos 16a, 16b aisladas la una de la otra quedarían a distinto potencial. Debido a que las dos cabezas de los tornillos 28 están conectadas con la placa de soporte para huesos 10, éstas se encuentran al mismo potencial eléctrico. A causa de que además, los bobinados 26a, 26b están arrollados en sentido opuesto, los potenciales de los ejes de los tornillos 30 son igualmente opuestos, respecto al potencial de las cabezas de los tornillos. Si se induce una tensión de igual intensidad en los dos tornillos para huesos 16a, 16b, entonces la diferencia de potencial entre los ejes de los tornillos
30 duplica el valor de las tensiones individuales inducidas en los respectivos tornillos para huesos 16a, 16b.

La figura 3 muestra un corte del dispositivo implantable según el invento, en particular una placa de soporte para huesos, en estado implantado con un campo magnético aplicado desde afuera. En el hueso 18 se fija una placa de soporte para huesos 10 mediante tres tornillos para huesos 16c, 16d, 16e. Los tornillos 16c, 16d, 16e están construidos de manera igual o similar, por lo cual la siguiente descripción se realiza, a manera de ejemplo, respecto a uno de los tornillos, en este caso el 16c. El tornillo para huesos 16c está dispuesto a través de una abertura pasante 14 de la placa de soporte para huesos 10. Los tornillos para huesos adyacentes contienen respectivamente bobinados arrollados en sentido opuesto y, por lo demás, están construidos de manera similar a los tornillos descritos en relación con la figura 2. En el exterior del bobinado se han dispuesto dos bobinas magnéticas 32, 34, arrolladas como un par de bobinas de Helmholtz, de modo que las líneas del campo magnético 54 representadas mediante una línea punteada, se extienden básicamente de manera paralela a la extensión longitudinal del tornillo para huesos 16c. El campo electromagnético alterno originado por las bobinas 32, 34 genera una tensión eléctrica en cada uno de los tornillos 16c, 16d, 16e, donde los potenciales eléctricos presentes están definidos por el contacto mutuo de las cabezas de los tornillos 28 de la placa de soporte para huesos. Los campos eléctricos 56, 58, beneficiosos para el proceso de curación, identificados mediante líneas transversales, se forman tanto entre los ejes de los tornillos de los respectivos tornillos para huesos 16c, 16d, 16e, como también entre los ejes 30 de cada tornillo para huesos 16c, 16d, 16e y en la placa de soporte para huesos 10 fijada por los mismos. Las líneas del campo eléctrico 56, entre los ejes de los tornillos 30 de cada uno de los tornillos para huesos 16c, 16d, 16e, presentan un espaciado menor que las líneas del campo eléctrico existentes entre los ejes de los tornillos 30 y la placa de soporte para huesos 10. Esto indica que, con un espaciado normal de los componentes, como así también con un diseño normal de los mismos, los campos eléctricos generados por la diferencia entre los potenciales de los tornillos para huesos son mayores que los campos eléctricos generados por la menor diferencia de potencial entre los ejes de los tornillos 30 y la placa de soporte para huesos 10. Efectivamente, el campo eléctrico generado por los diferentes potenciales arbitrarios involucrados, presenta un diseño uniforme, de modo que por ejemplo, debido al potencial de la placa de soporte para huesos 10 se produce una desviación del campo eléctrico generado por los ejes de los tornillos 30; las líneas de campo 56, 58 representadas en esta área por líneas entrecruzadas ilustran sólo la presencia local de un proceso complejo del campo. Debe mencionarse además, que la contribución de la diferencia de potencial entre los ejes de los tornillos 30 y la placa de soporte para huesos 10 al campo eléctrico disminuye a medida que aumenta el espaciado de la placa de soporte para huesos, si bien, por motivos de simplificación, esto no se ve reflejado en la representación de la densidad de las líneas de campo.

La figura 4 muestra una representación en perspectiva del dispositivo implantable según el invento, en particular de una copa de una prótesis de cadera. La copa 12 de la articulación artificial de cadera presenta una multiplicidad de aberturas pasantes, donde en las aberturas pasantes 14f, 14g se han introducido los tornillos 16f, 16g, que están construidos básicamente de manera similar a los tornillos para huesos de la figura 2. Consecuentemente, las virtudes descritas del presente invento, con referencia a las figuras 1 y 3 y, en relación con la osteosíntesis pueden también ser efectivas con endoprótesis.

La figura 5 muestra un bobinado elástico. La figura 6 muestra un bobinado elástico según el invento y fuera de uso. La figura 7 muestra una representación en perspectiva de un bobinado según el invento durante su uso como bobinado primario. La figura 8 muestra una representación esquemática que explica la alineación espacial de un campo magnético generado por un bobinado según el invento. Si se aprovecha la elasticidad del bobinado 36, para darle una configuración con forma de ocho, se definen entonces dos superficies 40, 42 como así también un punto de cruce 38. El punto de cruce 38 está fijado mediante un dispositivo de acoplamiento 60 y, de manera preferente puede desplazarse, de modo que la relación de las superficies 40, 42 sea variable. Como dispositivo de acoplamiento 60 puede utilizarse por ejemplo una banda elástica con cinta de velcro o con un cierre para cintos. De igual manera, puede pensarse en equipar las superficies del bobinado, de modo que conformen los componentes de una cinta de velcro y de esta manera puedan adherir entre sí diferentes puntos de manera directa. Para simplificar el ajuste, pueden preverse anotaciones o escalas en el área de variación; con las cuales pueda orientarse al usuario, si éste quisiera realizar una determinada fijación del punto de cruce 38. Si a través de un bobinado 36 de este tipo fluye una corriente alterna, entonces los campos magnéticos inducidos tienen direcciones opuestas, como lo indican los símbolos de los vectores 44, 46. La elasticidad del bobinado 36, permite también, que pueda dársele otra forma al mismo. Esto está representado en relación con la figura 7, donde también puede observarse una pierna con un hueso fracturado. Así, las superficies 40, 42 están enfrentadas y los campos magnéticos generados en los respectivos segmentos de la bobina tienen la misma dirección. Esto se muestra en la figura 8, en la que también puede verse nuevamente un generador de corriente alterna 62 acoplado con el bobinado, en particular mediante el vector de los campos magnéticos 44, 46 individuales, que atraviesa ambas superficies 40, 42.

Las características del invento manifestadas en la presente descripción, en los dibujos, como así también en las reivindicaciones pueden ser significativas, tanto de manera independiente, como también en cualquier combinación, para la materialización del invento.

Lista de números de referencia

10

Cuerpo base/Placa de soporte para huesos

12

Cuerpo base/Endoprótesis/Copa

14

Abertura pasante

16

Dispositivo de contacto/Dispositivos de fijación

18

Hueso

20

Sección superficial

22

Sección superficial

24

Sección superficial/Aislamiento

26

Bobinado/Bobinado secundario

28

Cabeza del tornillo

30

Eje del tornillo

32

Bobinado primario/Bobina magnética

34

Bobinado primario/Bobina magnética

36

Bobinado primario

38

Punto de cruce

40

Superficie

42

Superficie

44

Campo magnético/Vector del campo magnético/Indicación de los vectores

46

Campo magnético/Vector del campo magnético/Indicación de los vectores

48

Dispositivos de fijación

50

Dispositivos de fijación

52

Núcleo de ferrite

54

Campo magnético

56

Campo eléctrico

58

Campo eléctrico

60

Dispositivo de acoplamiento

62

Generador de corriente alterna

Claims (15)

1. Dispositivo implantable para fijar en un hueso, con

- un cuerpo base (10, 12) que presenta al menos dos aberturas pasantes (14) eléctricamente conductoras

- y al menos un par de dispositivos de contacto con forma de eje (16), donde cada dispositivo de contacto (16) atraviesa una abertura pasante (14) del cuerpo base (10, 12) en estado implantado y penetra en una sección del hueso (18),

- donde la superficie de cada dispositivo de contacto (16) presenta una primera y una segunda sección superficial (20, 22) eléctricamente conductoras, como así también una sección superficial eléctricamente aislante (24) que separa entre sí las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22),

- en donde la primera sección superficial eléctricamente conductora (20) de cada dispositivo de contacto (16) contacta eléctricamente el cuerpo base (10, 12) en estado implantado, mientras que la segunda sección superficial eléctricamente conductora (22) de cada dispositivo de contacto (16) está aislada eléctricamente del cuerpo base (10, 12) mediante la sección superficial eléctricamente aislante (24), en estado implantado

- en donde cada dispositivo de contacto (16) presenta un bobinado (26) en su interior, mediante el cual las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22) de cada dispositivo de contacto están acopladas eléctricamente y

- en donde los bobinados (26) de los dispositivos de contacto (16) de un par están arrollados en sentido opuesto.

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2. Dispositivo implantable según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un dispositivo de contacto (16) de un par, es un tornillo de fijación que contacta el cuerpo base (10) con una cabeza del tornillo (28) y que puede fijarse mediante tornillos al hueso (18) por medio de un eje del tornillo (30).

3. Dispositivo implantable según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los dos dispositivos de contacto (16) de un par son tornillos de fijación.

4. Dispositivo implantable según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque la sección superficial eléctricamente aislante del tornillo de fijación (16) aísla eléctricamente la cabeza del tornillo (28) alrededor de la pieza principal del eje del tornillo (30).

5. Dispositivo implantable según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por presentar varios pares de dispositivos de contacto con forma de eje (16), donde los dispositivos de contacto (16) respectivamente adyacentes presentan bobinados (26) arrollados en sentido opuesto.

6. Dispositivo implantable según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo base es un dispositivo de osteosíntesis (10).

7. Dispositivo implantable según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de osteosíntesis es una placa para huesos (10) implantable.

8. Dispositivo implantable según una de las reivindicaciones de 1 a 5, caracterizado porque el cuerpo base es una endoprótesis (12).

9. Dispositivo implantable según la reivindicación 8, caracterizado porque el cuerpo base es la copa (12) de una articulación artificial.

10. Sistema para generar campos electromagnéticos localizados en la zona de un implante

- con un dispositivo implantable para fijar en un hueso, en particular según una de las reivindicaciones anteriores, con

- un cuerpo base (10, 12) electroconductor que presenta al menos dos aberturas pasantes (14) y

- al menos un par de dispositivos de contacto con forma de eje (16), atravesando cada dispositivo de contacto (16) una abertura pasante (14) del cuerpo base (10, 12) y penetra en una sección del hueso (18) en estado implantado,

- donde la superficie de cada dispositivo de contacto (16) presenta una primera y una segunda sección superficial eléctricamente conductora (20, 22), como así también una sección superficial eléctricamente aislante (24) que separa entre sí las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22),

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- donde la primera sección superficial eléctricamente conductora (20) de cada dispositivo de contacto (16) contacta eléctricamente el cuerpo base (10, 12) en estado implantado, mientras que la segunda sección superficial eléctricamente conductora (22) de cada dispositivo de contacto (16) está aislada eléctricamente del cuerpo base (10, 12) mediante la sección superficial eléctricamente aislante (24), en estado implantado

- presentando cada dispositivo de contacto (16) un bobinado (26) en su interior, mediante el cual las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22) de cada dispositivo de contacto están acopladas eléctricamente y

- estando los bobinados secundarios (26) de los dispositivos de contacto (16) de un par, arrollados en sentido opuesto, y con

- un bobinado primario (32, 34, 36) que está preparado para generar un campo electromagnético en el área del dispositivo de contacto (16), como así también

- un generador de oscilación (62) para generar una corriente alterna en el bobinado primario (32, 34, 36).

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11. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque el bobinado primario (36) presenta un arrollamiento de la bobina con un punto de cruce (38), que define dos superficies (40, 42) mediante una configuración con forma de ocho, donde al menos durante el uso del bobinado primario (36), las superficies (40, 42) están alineadas de modo que los campos magnéticos (44, 46) que atraviesan las superficies y que están generados por un flujo de corriente en el bobinado primario (36), están básicamente alineados.

12. Sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque el bobinado primario (36) puede deformarse elásticamente, de modo que las superficies puedan disponerse en lados opuestos del dispositivo implantable.

13. Sistema según la reivindicación 11 o 12, caracterizado porque en dos posiciones del bobinado primario adyacentes al punto de cruce (38) se han provisto dispositivos de fijación (48, 50) de acción conjunta, mediante los cuales la alineación de las superficies (40, 42) entre sí puede mantenerse de manera firme y sostenible.

14. Sistema según la reivindicación 12 o 13, caracterizado por un dispositivo de acoplamiento (60), mediante el cual el punto de cruce (38) puede fijarse al bobinado primario.

15. Sistema según una de las reivindicaciones de 12 a 14, caracterizado porque la posición del punto de cruce (38), y con ello las dimensiones de las superficies (40, 42) son variables.