ES2383851T3

ES2383851T3 - Elemento elástico utilizable en un dispositivo de estabilización para huesos y procedimiento de fabricación de un elemento elástico de este tipo

Info

Publication number: ES2383851T3
Application number: ES09014615T
Authority: ES
Inventors: Jürgen Harms; Lutz Biedermann; Wilfried Matthis
Original assignee: Biedermann Motech GmbH and Co KG; Biedermann Technologies GmbH and Co KG
Current assignee: Biedermann Motech GmbH and Co KG; Biedermann Technologies GmbH and Co KG
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2012-06-26
Anticipated expiration: 2025-04-13
Also published as: US20130228554A1; JP4444151B2; KR100847329B1; JP2005305156A; US7833256B2; EP1586276B1; KR20060045749A; EP2151207A2; US8449574B2; US20110054534A1; DE502005008576D1; EP1586276A1; EP2151207B1; US20150238232A1; US20060129147A1; ES2337364T3; EP2151207A3

Abstract

Elemento elástico (20) utilizable en un dispositivo de estabilización (100) para huesos o vértebras, que está configurado como un cuerpo esencialmente cilíndrico con un primer extremo (22) y un segundo extremo (22') opuesto al primero y con una sección elástica entre el primer extremo y el segundo extremo, estando formada la sección elástica por al menos dos resortes helicoidales (26, 27) dispuestos coaxialmente de tal modo que las espiras (3) de un resorte helicoidal (26) al menos en una sección del resorte se extienden entre las espiras (4) de otro resorte helicoidal (27), incluyendo la sección elástica dos escotaduras (24, 25) configuradas en el cuerpo cilíndrico, que constituyen los al menos dos resortes helicoidales (26, 27), estando previsto junto al primer extremo un primer saliente cilíndrico (23) con una rosca exterior, destinado a unirse con un vástago (62) o con una cabeza (63) de un tornillo para huesos (61), para unirlo con una sección de varilla (51) o para unirlo con una placa (92), y estando previsto junto al segundo extremo (22') un segundo saliente cilíndrico (23'), caracterizado porque el segundo saliente cilíndrico está provisto de una rosca exterior para su unión a un vástago (62) o a una cabeza (63) de un tornillo para huesos (61), para a con una sección de varilla (51') o para unirlo a una placa (92), y porque no está previsto ningún taladro coaxial al eje central M del elemento elástico (20).

Description

Elemento elástico utilizable en un dispositivo de estabilización para huesos y procedimiento de fabricación de un elemento elástico de este tipo

La invención se refiere a un elemento elástico utilizable en la cirugía de la columna vertebral y/o la traumatología, a un elemento de anclaje de hueso, a un elemento en forma de varilla y a un dispositivo de estabilización, en cada caso con un elemento elástico de este tipo, y a un procedimiento de fabricación de dicho elemento elástico.

Para la fijación de fracturas de huesos o para la estabilización de la columna vertebral, se conocen dispositivos de fijación y estabilización que consisten en al menos dos tornillos para huesos anclados en el hueso o la vértebra y unidos entre sí a través de una placa o una varilla. Los sistemas rígidos de este tipo no permiten ningún movimiento entre sí de las partes de hueso o vértebras fijadas.

Sin embargo, para determinadas indicaciones es deseable una estabilización dinámica en la que las partes de hueso y las vértebras a estabilizar puedan realizar un movimiento entre sí limitado y controlado. Una posibilidad para la realización del dispositivo de estabilización dinámica consiste en la utilización de un elemento elástico en lugar de una varilla rígida que une los elementos de anclaje de hueso.

El documento US 2003/0109880 A1, da a conocer un dispositivo de estabilización dinámica para vértebras que incluye un primer tornillo y un segundo tornillo para anclarlos en las vértebras, que presentan en cada caso un alojamiento para colocar un resorte que une los tornillos, y un resorte de este tipo. El propio resorte está configurado en conjunto en forma de un resorte helicoidal con espiras muy juntas a modo de un resorte de tracción y se fija en los alojamientos mediante tornillos de apriete. Sin embargo, en este caso existe el peligro de que el resorte, a causa de su elasticidad, desvíe la presión del tornillo de apriete y, en consecuencia, que se afloje la fijación entre el tornillo para hueso y el resorte. Otra desventaja del dispositivo consiste en que, manteniéndose todas las demás propiedades del resorte invariables, la elasticidad del resorte depende de su longitud. Además, la rigidez a la flexión de los resortes es relativamente pequeña, sobre todo en caso de longitudes de montaje cortas.

El documento US 6,162,223, da a conocer un dispositivo de fijación para una articulación, por ejemplo para una muñeca

o una articulación de la rodilla, en el que una varilla de fijación unida por sus extremos a elementos de anclaje de hueso está configurada en dos piezas, estando unidas entre sí las dos piezas de la varilla de fijación a través de una pieza de acoplamiento flexible y estando dispuestas las varillas de fijación alrededor de la pieza de acoplamiento fuera del cuerpo. Las dos piezas de la varilla de fijación no están unidas de forma fija con la pieza de acoplamiento, sino que se pueden mover libremente a lo largo de un taladro en la pieza de acoplamiento. Debido al tipo de conexión con la varilla de fijación de dos piezas, el diámetro de la pieza de acoplamiento es siempre mayor que el diámetro de la varilla de fijación. Este dispositivo de fijación conocido no es adecuado para ser utilizado internamente en la columna vertebral o en otros huesos debido a su estructura complicada y voluminosa. En particular, la realización de una pieza de acoplamiento flexible de este tipo con alta rigidez a la flexión requiere un gran volumen de montaje.

Un objetivo de la invención consiste en proporcionar un elemento elástico que tenga una alta rigidez a la flexión con una longitud de montaje pequeña, que sea fácil de manejar y al mismo tiempo presente una alta seguridad funcional, y que se pueda combinar de la forma más variada posible con otros elementos para formar un dispositivo de estabilización para vértebras o huesos. Otro objetivo de la invención consiste en proporcionar un procedimiento de fabricación para el elemento elástico.

Los objetivos de la invención se consiguen mediante un elemento elástico según la reivindicación 1 y un procedimiento para producir dicho elemento elástico según la reivindicación 11.

En las reivindicaciones subordinadas se indican perfeccionamientos de la invención.

La invención tiene la ventaja de ofrecer una configuración compacta del elemento elástico y al mismo tiempo una alta rigidez a la flexión. Esto es importante principalmente para aplicaciones en la columna vertebral y en particular en la columna vertebral cervical, donde el espacio disponible es claramente menor que en el caso de las aplicaciones en la columna vertebral lumbar. Otra ventaja de la invención consiste en que un elemento elástico se puede combinar opcionalmente con elementos rígidos en forma de varilla de longitudes diferentes, para formar un elemento elástico en forma de varilla, o con diferentes vástagos y/o cabezas para formar un tornillo para hueso con propiedades elásticas. Dependiendo del elemento elástico utilizado, el elemento elástico en forma de varilla o el tornillo para hueso presenta unas propiedades elásticas predeterminadas, como una capacidad determinada de compresión y extensión en dirección axial, y también una capacidad determinada de flexión y torsión.

El elemento elástico se puede unir en particular con componentes en forma de varilla de diferentes grosores o con placas de diferentes formas y longitudes utilizadas en la cirugía de la columna vertebral y/o la traumatología.

Otras características y utilidades se desprenden de la descripción de ejemplos de realización con referencia a los dibujos.

En los dibujos:

La figura 1, muestra un elemento elástico con un resorte helicoidal doble.

La figura 2, muestra una representación esquemática del resorte helicoidal doble del elemento elástico de la figura 1 como una unidad (figura 2a) y en una representación de despiece (figura 2b).

La figura 3, muestra un elemento elástico con un resorte helicoidal doble.

Las figuras 4a, 4b, muestran un elemento elástico con un resorte helicoidal doble, de acuerdo con la forma de realización de la invención, como una unidad (figura 4a) y en una representación de despiece (figura 4b).

La figura 5a, muestra un elemento elástico con un resorte helicoidal doble de la invención.

La figura 5b, muestra una representación en sección del elemento elástico de la figura 5a.

La figura 6, muestra una representación en sección de un elemento elástico con un resorte helicoidal doble de la invención.

La figura 7a, muestra un elemento elástico con un resorte helicoidal doble.

La figura 7b, muestra una representación en sección del elemento elástico de la figura 7a.

La figura 8a, muestra un elemento en forma de varilla con el elemento elástico.

La figura 8b, muestra una representación de despiece en sección parcial de un tornillo poliaxial para huesos con el elemento elástico.

La figura 8c, muestra una representación en sección parcial de un tornillo para huesos monoaxial con el elemento elástico.

La figura 8d, muestra una vista desde arriba de un componente de un dispositivo de estabilización para huesos o vértebras que consiste en una placa, el elemento elástico y una sección de varilla, y también muestra una sección transversal a través de la placa.

La figura 9, muestra una utilización del elemento elástico en un dispositivo de estabilización para la columna vertebral.

Las figuras 10a - 10c, muestran los pasos de una forma de realización de un procedimiento para producir el elemento elástico; y:

La figura 11, muestra un elemento elástico con una salida semicircular en los dos extremos del resorte helicoidal doble.

En la figura 1 está representado un elemento elástico 1.

El elemento elástico 1 está configurado en forma de elemento cilíndrico hueco con un taladro coaxial continuo 2 y una escotadura 3 que se extiende en espiral en la pared con un paso predeterminado y a lo largo de una longitud predeterminada en la dirección del eje del cilindro y que desemboca en dirección radial en el taladro 2. Además está prevista una segunda escotadura 4 que se extiende en espiral en la pared entre las espiras de la primera escotadura 3, con el mismo paso que la primera escotadura 3 y a lo largo de la misma longitud en la dirección del eje del cilindro M, y que desemboca en dirección radial en el taladro 2. De este modo se forma un resorte helicoidal doble con dos resortes helicoidales, extendiéndose las espiras del primer resorte helicoidal entre las espiras del segundo resorte helicoidal. Preferentemente, las espiras de uno de los resortes helicoidales están giradas 180º con respecto a las del otro resorte helicoidal alrededor de su eje central común, de modo que la primera y la segunda escotadura están situadas exactamente una frente a otra.

La longitud L de las escotaduras espirales 3, 4 en la dirección del eje del cilindro, la altura H de las escotaduras, el paso a de las líneas helicoidales a lo largo de las cuales están configuradas las escotaduras 3,4, y el diámetro D1 del taladro coaxial 2 se eligen de tal modo que se obtenga la rigidez deseada del elemento elástico frente a fuerzas axiales Fax, fuerzas de flexión FB y fuerzas de torsión FT que actúan sobre el mismo. Limitando con sus dos extremos libres, el elemento elástico 1 presenta sendas secciones con una rosca interior 5, 5’ que se extienden a lo largo de una longitud determinada. Las secciones de rosca interior no se solapan en la dirección axial con la sección en la que están configuradas las escotaduras en la pared. El diámetro exterior del elemento elástico 1 se elige en función del uso previsto correspondiente. El elemento elástico está hecho de un material biocompatible, como por ejemplo titanio.

La figura 2 ilustra la estructura de un resorte helicoidal doble 6 formado por las escotaduras 3, 4 en el elemento elástico de la figura 1.

El resorte helicoidal doble 6 está formado por dos resortes helicoidales 7 y 8. Los dos resortes helicoidales 7 y 8 presentan una configuración idéntica y tienen en particular el mismo paso a, pero en el resorte helicoidal doble 6 el primer resorte helicoidal 7 está girado con respecto al segundo resorte helicoidal 8 180º alrededor de su eje central común. Por consiguiente, las espiras del primer resorte helicoidal 7 del resorte helicoidal doble 6 se extienden en el centro entre las espiras del segundo resorte helicoidal 8 y viceversa.

Con una longitud de montaje predeterminada de un elemento elástico, el paso del resorte helicoidal está limitado por el hecho de que ha de estar presente al menos una espira completa para obtener buenas propiedades de elasticidad. En caso de un resorte helicoidal doble no es necesario que cada resorte helicoidal incluya al menos una espira completa para obtener buenas propiedades de elasticidad. Por ello, el paso de los resortes helicoidales se puede aumentar en comparación con un resorte helicoidal simple manteniendo la misma longitud de montaje. Un aumento del paso de los resortes helicoidales da como resultado un aumento de la rigidez a la flexión con la misma longitud de montaje y por lo demás con las mismas propiedades. Por consiguiente, con un resorte helicoidal doble se puede lograr una mayor rigidez a la flexión que con un resorte helicoidal simple de las mismas dimensiones.

En la figura 3 está representado un elemento elástico 11.

El elemento elástico 11 se diferencia del elemento elástico 1 en que presenta un taladro ciego 12 que se abre por el primer extremo 17 del elemento elástico, en lugar de un taladro 2 que se extiende desde el primer extremo 17 hasta el segundo extremo 17’ del elemento elástico. El taladro ciego se extiende a todo lo largo de la longitud L del resorte helicoidal doble, que está formado por una primera y una segunda escotadura 13 y 14 en la pared de una sección cilíndrica hueca, como en el elemento 1. En el taladro ciego está prevista una rosca interior 15 que limita con el primer extremo 17. El elemento elástico presenta en el segundo extremo 17’, opuesto al primer extremo 17, un saliente cilíndrico 16 con una rosca exterior.

En la figura 4 está representado un elemento elástico de acuerdo con la forma de realización de la invención.

El elemento elástico 20 se diferencia de los otros elementos en que no está previsto ningún taladro coaxial al eje central M del elemento elástico 20. Además, tanto en el primer extremo 22 como en el segundo extremo 22’ está previsto un saliente cilíndrico 23, 23’ con una rosca exterior. Como en las formas de realización anteriormente descritas, en este caso también están formados dos resortes helicoidales 26, 27 mediante dos escotaduras 24, 25.

En la figura 5a está representado un elemento elástico. La figura 5b es una representación en sección del elemento elástico de la figura 5a.

El elemento elástico 30 se diferencia del elemento elástico 1 en que el paso a de las escotaduras 31, 32 que configuran el resorte helicoidal doble no es constante, sino que varía a lo largo de la longitud L del resorte helicoidal doble del elemento elástico 30. El paso a varía de tal modo que la distancia iL entre las escotaduras 31, 32, vista desde los extremos libres del elemento elástico 30, aumenta hacia el centro de éste. También varía correspondientemente la rigidez a la flexión del elemento elástico 30, que aumenta cuanto mayor es la distancia iL entre las escotaduras 31, 32. Por consiguiente, a través del paso de las escotaduras a lo largo del eje central del elemento elástico se puede ajustar de forma selectiva una rigidez a la flexión determinada dependiente del lugar.

Al igual que el elemento 1, el elemento elástico 30 presenta en cada uno de sus dos extremos libres una sección con una rosca interior 33, 33’ que se extiende a lo largo de una longitud determinada y un taladro coaxial continuo 34 con un diámetro interior D1.

La figura 6 muestra una representación en sección de un elemento elástico.

El elemento elástico 40 se diferencia del elemento elástico 30 en que el diámetro interior D1 del taladro coaxial continuo 42 no es constante, sino que varía a lo largo de la longitud L’ del elemento elástico 40. El diámetro interior D1 del taladro 42 varía de tal modo que, visto desde los extremos libres, disminuye hacia el centro del elemento elástico 40. También varía correspondientemente la rigidez a la flexión del elemento elástico 40, que aumenta cuanto menor es el diámetro interior D1. Por consiguiente, a través del diámetro interior del taladro coaxial se puede ajustar de forma selectiva una rigidez a la flexión determinada dependiente del lugar del elemento elástico 40.

Al igual que el elemento 30, el elemento elástico 40 presenta en cada uno de sus dos extremos libres una sección con una rosca interior 41, 41’ que se extiende a lo largo de una longitud determinada.

En la figura 7a está representado un elemento elástico. La figura 7b es una representación en sección del elemento elástico de la figura 7a.

El elemento elástico 35 se diferencia del elemento 40 en que el diámetro exterior D2 del elemento elástico 35 no es constante, sino que varía a lo largo de la longitud L’ del elemento elástico 30. El diámetro exterior D2 varía de tal modo que, visto desde los extremos libres, aumenta hacia el centro del elemento elástico 35. También varía correspondientemente la rigidez a la flexión del elemento elástico 35, que aumenta cuanto mayor es el diámetro exterior del elemento elástico. Por consiguiente, por medio del diámetro exterior del elemento elástico se puede ajustar de forma selectiva una rigidez a la flexión determinada dependiente del lugar.

Al igual que el elemento 30, el elemento elástico 35 presenta en cada uno de sus dos extremos libres una sección con una rosca interior 36, 36’ que se extiende a lo largo de una longitud determinada, un taladro coaxial continuo 37 con un diámetro interior D1 y dos escotaduras 38 y 39 en forma de un resorte helicoidal que forman un resorte helicoidal doble.

También son posibles modificaciones del elemento elástico de las formas de realización anteriormente descritas.

Por ejemplo, el elemento elástico puede incluir más de dos resortes helicoidales, extendiéndose las espiras de un resorte helicoidal en cada caso entre las espiras de los otros resortes helicoidales.

En otra modificación del elemento 11, en lugar del taladro ciego 12 está previsto un taladro que se extiende a todo lo largo del elemento elástico y cuyo diámetro es menor que el diámetro exterior del saliente cilíndrico 16.

Los elementos 30, 35, 40 se han descrito en cada caso de tal modo que la rigidez a la flexión del elemento elástico aumenta a lo largo de la longitud L del resorte helicoidal doble, visto desde sus extremos libres, hacia el centro del elemento elástico. No obstante, mediante una configuración correspondiente del paso a de las dos escotaduras, del diámetro exterior D2 del elemento elástico y del diámetro interior D1 del taladro coaxial, se puede ajustar la rigidez a la flexión a lo largo de la longitud L del resorte helicoidal doble o de la longitud L’ del elemento elástico con cualquier otra dependencia de lugar deseada.

Todos los elementos han sido descritos de modo que el elemento elástico presenta la forma de un cilindro o un cilindro hueco, pero la forma exterior también puede ser diferente a la forma de un cilindro exacto, por ejemplo puede ser ovalada o entallada. En estos casos, el elemento elástico tiene una elasticidad de flexión dependiente de la forma.

En el primer ejemplo de utilización mostrado en la figura 8a, el elemento elástico 51 forma parte de un elemento elástico en forma de varilla 50. El elemento elástico en forma de varilla 50 consiste en el elemento elástico 1 y dos secciones de varilla cilíndricas 51, 51’, que presentan en sus extremos sendos salientes cilíndricos (no representados) con una rosca exterior que coopera con una rosca interior 5 ó 5’ del elemento elástico 1. En este ejemplo de realización, las secciones de varilla 51, 51’ y el elemento elástico 1 presentan esencialmente el mismo diámetro exterior. Las longitudes de las secciones de varilla 51, 51’ y del elemento elástico 1 se pueden elegir independientemente entre sí en función del uso deseado. El elemento elástico en forma de varilla 50 sirve, por ejemplo, para unir tornillos pediculares a la columna vertebral. Gracias a las propiedades elásticas del elemento elástico 1, el elemento en forma de varilla 30 así formado absorbe fuerzas de compresión, extensión, flexión y torsión con una magnitud predeterminada.

La figura 8b muestra un segundo ejemplo de utilización del elemento elástico 1. En este caso, el elemento elástico 1 forma parte de un elemento de anclaje de hueso configurado como tornillo poliaxial para huesos 60.

El tornillo poliaxial para huesos 60 presenta un elemento de tornillo 61 que consiste en el elemento elástico 1, un vástago roscado 62, en este ejemplo de realización con una punta (no representada), y una cabeza de tornillo 63. El vástago roscado 62 presenta una rosca 64, para ser enroscada en el hueso, y un saliente cilíndrico (no representado) con una rosca exterior que coopera con la rosca interior 5 del elemento elástico 1. La cabeza de tornillo 63 presenta una sección cilíndrica 65 y, como el vástago roscado 62, limitando con ésta, un saliente cilíndrico (no representado) con una rosca exterior que coopera con la rosca interior 5’ del elemento elástico 1.

El elemento de tornillo 61 está sujeto en una pieza de alojamiento 66 de modo que pueda girar cuando no está sometido a carga. La pieza de alojamiento 66 tiene una configuración esencialmente cilíndrica y presenta en uno de sus extremos un primer taladro 67 alineado con simetría axial, cuyo diámetro es mayor que el del vástago roscado 62 y menor que el de la cabeza de tornillo 63. La pieza de alojamiento 66 también presenta un segundo taladro coaxial 68 que está abierto por el extremo opuesto al primer taladro 67 y cuyo diámetro es tan grande que el elemento de tornillo 61 se puede introducir por el extremo abierto con el vástago roscado 62 a través del primer taladro 67, hasta que la cabeza de tornillo 63 se apoya en el borde del primer taladro 67. La pieza de alojamiento 66 presenta una escotadura 69 en forma de U que se extiende desde el extremo libre hacia el primer taladro 67 y que forma los dos brazos libres 70, 70’. En una zona junto a su extremo libre, los brazos 70, 70’ presentan una rosca interior que coopera con una rosca exterior correspondiente de un tornillo interior 71 para fijar una varilla 72.

También está previsto un elemento de presión 73 para fijar la cabeza de tornillo 63 en la pieza de alojamiento 66, que está configurado de modo que en el lado orientado hacia la cabeza de tornillo 63 presenta una escotadura esférica 74 cuyo radio es esencialmente igual al radio de la sección en forma de segmento esférico de la cabeza de tornillo 63. El diámetro exterior del elemento de presión 73 se ha elegido de tal modo que éste se puede deslizar dentro de la pieza de alojamiento 66 hacia la cabeza de tornillo 63. El elemento de presión 73 presenta además un taladro coaxial 75 para permitir el acceso a una escotadura (no representada) de la cabeza de tornillo 63 con el fin de aplicar un destornillador.

En la práctica, el vástago roscado 62 se enrosca con su saliente cilíndrico (no representado) en la rosca interior 5 del elemento elástico 1 y la cabeza de tornillo 63 se enrosca con su saliente cilíndrico (no representado) en la rosca interior 5’, para formar el elemento de tornillo 61. Después, el elemento de tornillo 61 así formado se introduce en la pieza de alojamiento 66 a través del segundo taladro 68 con el vástago roscado 62 por delante, hasta que la cabeza de tornillo 63 se apoya en el borde del primer taladro 67. A continuación, el elemento de presión 73 se introduce en la pieza de alojamiento 66 a través del segundo taladro 68 con la escotadura esférica por delante. Después, el elemento de tornillo 61 se enrosca en el hueso o la vértebra. Por último, la varilla 72 se coloca en la pieza de alojamiento 66 entre los dos brazos libres 70, 70’, se ajusta la posición angular de la pieza de alojamiento con respecto al elemento de tornillo y ésta se fija con el tornillo interior 71. El elemento elástico permite realizar movimientos limitados alrededor de la posición de reposo.

Si el elemento elástico 1 sobresale como mínimo parcialmente con su sección elástica formada por los resortes helicoidales por encima de la superficie del hueso, el elemento elástico 1 puede absorber fuerzas de flexión y también fuerzas de tracción y de compresión. Si el elemento de resorte no sobresale con su sección elástica formada por los resortes helicoidales por encima de la superficie del hueso, el elemento de tornillo 61 puede no obstante ceder un poco en caso de un movimiento del hueso o la vértebra. De este modo se evita la aparición de tensiones desfavorables.

El tornillo poliaxial no está limitado a la forma de realización anteriormente descrita, sino que puede consistir en cualquier otro tornillo poliaxial con un elemento de tornillo de tres piezas tal como se describe más arriba.

La fijación de la varilla no está limitada al tornillo interior mostrado en la figura 8b, sino que se puede prever adicionalmente una tuerca exterior o se puede emplear cualquier tipo de fijación de varilla conocido.

Como tercer ejemplo de utilización del elemento elástico según la invención, en la figura 8c está representado un elemento de anclaje de hueso configurado como un tornillo monoaxial 80.

En el tornillo monoaxial 80, la cabeza de tornillo está configurada como pieza de alojamiento 81. En el primer extremo libre de la pieza de alojamiento 81 está prevista una escotadura en forma de U 83 para el alojamiento del vástago 82. Los dos brazos libres 84, 84’ configurados por la escotadura en forma de U presentan en su cara interior una rosca interior en la que se enrosca la rosca exterior de un tornillo interior 85. Cuando el tornillo monoaxial está montado, la varilla 82 está sujeta entre el fondo de la escotadura en forma de U 83 y el tornillo interior 85. En el segundo extremo de la pieza de alojamiento 81 opuesto al primer extremo libre está previsto un saliente cilíndrico (no representado) con una rosca exterior que se enrosca en la rosca interior 5 del primer extremo del elemento elástico 1. En el extremo opuesto al primer extremo de la sección elástica 1, el tornillo monoaxial presenta un vástago roscado 86 que está configurado como el vástago roscado 62 del tornillo poliaxial para huesos 60 arriba descrito y que se enrosca con una rosca exterior de un saliente cilíndrico (no representado) en la rosca interior 5’ del elemento elástico 1.

En la práctica, en primer lugar el vástago roscado 86 y la pieza de alojamiento se enroscan en las dos roscas interiores 5, 5’ del elemento elástico 1. A continuación, el tornillo monoaxial 80 se enrosca en el hueso o la vértebra. Después se orienta la escotadura en forma de U 83 y se coloca dentro la varilla 82. Finalmente, la varilla 82 se fija con el tornillo interior 85.

Como ejemplo de utilización adicional del elemento elástico 1, la figura 8d muestra una vista en planta de un elemento de conexión 90 que consiste en una sección en forma de varilla 91, un elemento de resorte 1 y una placa 92.

La sección en forma de varilla 91 presenta un saliente cilíndrico (no representado) con una rosca exterior para enroscarlo en la rosca interior 5 de un extremo del elemento de resorte 1. Del mismo modo, la placa 92 presenta un saliente cilíndrico (no representado) con una rosca exterior para enroscarla en la rosca interior 5’ del otro extremo del elemento de resorte 1.

La placa consiste en dos secciones 93, 93’ con forma circular vistas en planta, que están unidas entre sí a través de una sección de puente 94. La anchura B de la sección de puente 94 es menor que el diámetro D de las secciones circulares 93, 93’. Coaxialmente con respecto a las secciones circulares están previstos dos taladros 95, 95’ para el paso de tornillos avellanados a través de la placa.

Como se puede observar en la figura 8e, el primer lado 96 de la placa presenta una curvatura convexa, mientras que el segundo lado 97 de la placa presenta una curvatura cóncava para apoyar este lado sobre un hueso. Debido a los diferentes radios de curvatura de los dos lados 96, 97 de la placa 92, ésta se estrecha hacia los bordes laterales 98, 98’. De este modo, la placa puede ser estable y al mismo tiempo ocupar poco espacio. Los taladros 95, 95’ tienen la forma adaptada para el alojamiento de tornillos avellanados.

También son posibles modificaciones de los ejemplos de utilización descritos con las figuras 8a a 8d. Por ejemplo, el elemento en forma de varilla 50, el tornillo poliaxial para huesos 60, el tornillo monoaxial 80 y el elemento de conexión 90 se han descrito de tal modo que el elemento elástico 1 está configurado como pieza independiente y atornillado con las demás piezas. No obstante, también es posible que el elemento elástico según la invención esté configurado como sección de un elemento en forma de varilla de una sola pieza, un elemento de tornillo de una sola pieza, un tornillo monoaxial de una sola pieza y un elemento de conexión de una sola pieza con una sección de varilla y una sección de placa. También es posible unir el elemento elástico con asiento de ajuste con los otros elementos, como el vástago roscado 62, la sección de varilla 51, 51’, con la placa 92 o la cabeza de tornillo 63.

En la figura 9 está representado un dispositivo de estabilización 100 para la columna vertebral, en el que están previstos dos elementos de anclaje de hueso 101, 101’ y un elemento elástico en forma de varilla 103 que los une. Los elementos de tornillo 102, 102’ de los elementos de anclaje de hueso 101 ó 101’ y el elemento elástico en forma de varilla 103 presentan cada uno de ellos un elemento elástico 1 según la invención. Los dos elementos de tornillo 102, 102’ están enroscados en las vértebras 104, 104’, de modo que entre estas vértebras se establece una estabilización dinámica a través del dispositivo de estabilización 100.

Como el elemento elástico en forma de varilla y los elementos de tornillo están formados por varias piezas, mediante la combinación de unos pocos elementos básicos se pueden obtener dispositivos de estabilización 100 con diferentes propiedades. El dispositivo de estabilización no ha de incluir necesariamente elementos de anclaje de hueso con un elemento elástico y un elemento en forma de varilla con el elemento elástico. Dependiendo del campo de aplicación también es posible prever únicamente un elemento en forma de varilla con un elemento elástico y elementos de anclaje de hueso sin elemento elástico y con elementos de tornillo rígidos.

En las figuras 10a, 10b y 10c está representada la producción de un elemento elástico 1. Este procedimiento de fabricación no forma parte de la invención.

Para producir un elemento elástico 1 mediante electroerosionado por alambre, en un cilindro macizo de un material biocompatible, como por ejemplo titanio, se realiza un primer taladro 110 que se extiende perpendicularmente a través del eje central del cilindro y atraviesa todo el cilindro. Después se realiza un segundo taladro 111 coaxial al eje central del cilindro a todo lo largo de éste, con lo que se forma un cilindro hueco 112. El orden de realización del primer y el segundo taladro es arbitrario y también puede tener lugar a la inversa. A continuación se introduce a través del primer taladro 110 un alambre 113 para el electroerosionado por alambre. Esta operación se indica en la figura 10a mediante una flecha P.

En el siguiente paso se lleva a cabo el electroerosionado con el alambre 113 mientras que el cilindro hueco 112 se desplaza a lo largo del eje central en la dirección X a una velocidad de avance constante con respecto al alambre y al mismo tiempo se gira alrededor de su eje central a velocidad constante. Dicho giro se indica en la figura 10b mediante una flecha R. En este contexto se trata únicamente de establecer un movimiento relativo entre el alambre y el cilindro hueco, por lo que se puede dejar fijo el alambre y mover el cilindro o viceversa. De este modo, mediante el electroerosionado por alambre en la pared del cilindro hueco se forman simultáneamente dos líneas helicoidales con el mismo paso y dos escotaduras 114, 115 que desembocan en dirección radial en el taladro 111. La figura 10c muestra el elemento elástico poco antes del final del paso de electroerosionado por alambre. Una vez formadas las escotaduras en la dirección axial a lo largo de una longitud predeterminada se detienen el avance y el giro del cilindro hueco.

Como muestra la figura 11, al comienzo y al final del electroerosionado por alambre se pueden formar respectivas salidas semicirculares 120, 120’. Las salidas 120 ó 120’ no han de tener forzosamente una forma semicircular, sino que también pueden tener cualquier otra forma deseada, como una sección circular diferente, con la que se puedan mantener en un nivel bajo los picos de carga en el material en la zona de transición entre la sección flexible y la sección rígida.

La ventaja del procedimiento de electroerosionado por alambre arriba descrito para la producción de la salida consiste en que las salidas de los dos resortes helicoidales se pueden producir en una operación común. En esta forma de realización no es necesario cambiar adicionalmente los ejes de la máquina de electroerosionado por alambre, al contrario que en el caso de la producción de un resorte helicoidal simple.

Por último, en las dos secciones de los extremos del taladro coaxial se forma sendas roscas interiores 5, 5’ a lo largo del eje central.

Como alternativa, el elemento elástico 1 también se puede producir por fresado. Para ello se parte de nuevo de un cilindro de un material biocompatible, como por ejemplo titanio, con un diámetro exterior predeterminado, y con una fresa de disco delgado se fresa una primera escotadura a lo largo de una primera línea helicoidal cuyo eje principal es colineal con el eje principal del cilindro. Después, en una segunda operación se realiza otra escotadura a lo largo de una segunda línea helicoidal cuyas espiras se extienden entre las espiras de la primera línea helicoidal. A continuación, a lo largo del eje principal del cilindro se realiza un taladro a todo lo largo del cilindro de tal modo que las escotaduras desemboquen en este taladro. La salida de las espirales en la zona de transición entre la sección espiral y la sección final del elemento elástico influye en gran medida en la estabilidad del elemento elástico 1. Por ello, la salida de las espirales en los dos extremos de las espirales se somete a un mecanizado posterior con una fresa de espiga para eliminar el borde agudo de la parte interior del taladro. Con este fin, la salida se fresa con una fresa de espiga en un ángulo tangente al contorno de la espiral. A continuación se desbarba el interior y el exterior del componente.

Por último, como en el procedimiento anteriormente descrito, en cada una de las dos secciones finales del taladro coaxial se configura una rosca interior 5, 5’ a lo largo del eje central.

Otros procedimientos de producción alternativa para el elemento elástico son el mecanizado por láser o mecanizado por chorro de agua. En este caso, la producción tiene lugar análogamente al electroerosionado por alambre, pero en lugar de formar simultáneamente dos escotaduras mediante un alambre introducido a través del primer taladro, las escotaduras se realizan mediante un rayo láser o un chorro de agua dirigido a través del primer taladro.

En un procedimiento según la invención, al comienzo del procedimiento se forman por torneado dos salientes cilíndricos con sendas roscas exteriores en lugar de las roscas interiores 5, 5’. En este caso, el diámetro del taladro 111 ha de ser menor que el diámetro del saliente cilíndrico.

El elemento elástico se produce sin taladro continuo 111.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Elemento elástico (20) utilizable en un dispositivo de estabilización (100) para huesos o vértebras,

que está configurado como un cuerpo esencialmente cilíndrico con un primer extremo (22) y un segundo extremo (22’) opuesto al primero y con una sección elástica entre el primer extremo y el segundo extremo, estando formada la sección elástica por al menos dos resortes helicoidales (26, 27) dispuestos coaxialmente de tal modo que las espiras (3) de un resorte helicoidal (26) al menos en una sección del resorte se extienden entre las espiras (4) de otro resorte helicoidal (27),

incluyendo la sección elástica dos escotaduras (24, 25) configuradas en el cuerpo cilíndrico, que constituyen los al menos dos resortes helicoidales (26, 27),

estando previsto junto al primer extremo un primer saliente cilíndrico (23) con una rosca exterior, destinado a unirse con un vástago (62) o con una cabeza (63) de un tornillo para huesos (61), para unirlo con una sección de varilla (51) o para unirlo con una placa (92), y

estando previsto junto al segundo extremo (22’) un segundo saliente cilíndrico (23’), caracterizado porque el segundo saliente cilíndrico está provisto de una rosca exterior para su unión a un vástago (62) o a una cabeza

(63) de un tornillo para huesos (61), para a con una sección de varilla (51’) o para unirlo a una placa (92), y porque

no está previsto ningún taladro coaxial al eje central M del elemento elástico (20).
2.

Elemento elástico (20) según la reivindicación 1, en el que los resortes helicoidales (26, 27) presentan el mismo diámetro exterior.
3.

Elemento elástico según la reivindicación 1 o 2, en el que los resortes helicoidales (26, 27) presentan la misma sección transversal de las espiras (3, 4) en un plano que incluye el eje central de los resortes helicoidales (26, 27).
4.

Elemento elástico (20) según una de las reivindicaciones 1 a 3, con dos resortes helicoidales esencialmente iguales, estando girado cada uno de los dos resortes helicoidales (26, 27) esencialmente iguales 180º con respecto al otro alrededor de su eje central común.
5.

Elemento elástico (20) según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el elemento elástico está hecho de un material biocompatible, en particular titanio.
6.

Elemento elástico (20) según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el diámetro exterior (D2) del elemento elástico varía a lo largo del eje central (M).
7.

Elemento elástico (20) según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el paso (a) de los al menos dos resortes helicoidales (31, 32) varía a lo largo del eje central (M).
8.

Elemento de anclaje de hueso (60, 80, 101, 101’) con un vástago (62, 86) para anclarlo en el hueso, presentando el vástago una sección con un elemento elástico (20) según una de las reivindicaciones 1 a 7, que está configurado en una sola pieza o en varias piezas.
9.

Elemento en forma de varilla (50) para unir dos elementos de anclaje de hueso (60, 80, 101, 101’), con

un elemento elástico (20) según una de las reivindicaciones 1 a 7; y

una sección de varilla rígida (51, 51’) junto a uno de los extremos del elemento elástico (20),

estando configurado el elemento en forma de varilla en una sola pieza o en varias piezas.
10. Dispositivo de estabilización (100) para la estabilización dinámica de huesos, de partes de hueso o de la columna vertebral, con al menos dos elementos de anclaje de hueso (101, 101’) que están unidos entre sí a través de un elemento en forma de varilla (103) o de una placa, estando configurada una sección o un elemento del dispositivo de estabilización como un elemento elástico (20) según una de las reivindicaciones 1 a
8.
11. Procedimiento para producir el elemento elástico (20) según una de las reivindicaciones 1 a 7, que incluye los siguientes pasos:

(a)

preparación de un cuerpo cilíndrico (112);

(b)

configuración de una primera escotadura (24) desde fuera en el cuerpo cilíndrico (112) a lo largo de una primera línea helicoidal;

(c)

configuración de al menos una segunda escotadura (25) desde fuera en el cuerpo cilíndrico (112) a lo largo de una segunda línea helicoidal, extendiéndose las espiras de la segunda línea helicoidal entre las espiras de la primera línea helicoidal, al menos en una sección, de modo que no se forme ningún taladro coaxial al eje central M del elemento elástico (20), y

5 (d) formación de un saliente cilíndrico con una rosca exterior en las secciones de los extremos del cuerpo cilíndrico.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que la formación de las escotaduras (24, 25) se lleva a cabo mediante electroerosionado por alambre, mecanizado por chorro de agua, mecanizado por láser o mecanizado con arranque de virutas.

10 13. Procedimiento según la reivindicación 11 o 12, en el que la primera y la segunda escotadura (24, 25) se producen simultáneamente en los pasos (b) y (c).