ES2954432T3 - Conjunto de junta universal - Google Patents

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ES2954432T3 ES20705872T ES20705872T ES2954432T3 ES 2954432 T3 ES2954432 T3 ES 2954432T3 ES 20705872 T ES20705872 T ES 20705872T ES 20705872 T ES20705872 T ES 20705872T ES 2954432 T3 ES2954432 T3 ES 2954432T3
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Kevin Michael Wills
Adam Shallenberg
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Abstract

Una herramienta quirúrgica que incluye un casquillo que tiene una carcasa y una abertura dentro de la carcasa, estando configurado el casquillo para recibir una bola y un pasador al menos parcialmente en la abertura. La bola está colocada al menos parcialmente en el casquillo y configurada para girar dentro del casquillo, comprendiendo la bola una abertura alargada que se extiende a través de la bola. El pasador está acoplado al casquillo y dispuesto al menos parcialmente en el casquillo en lados opuestos del casquillo, incluyendo el pasador un primer eje longitudinal y extendiéndose a través de la abertura alargada de la bola entre lados opuestos del casquillo. La bola está configurada para girar parcialmente alrededor del primer eje longitudinal del pasador, y girar parcialmente alrededor de un segundo eje perpendicular al primer eje longitudinal del pasador, en un plano alineado con la abertura alargada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de junta universal
REFERENCIA A SOLICITUDES PRIORITARIAS
Esta solicitud reivindica derecho de prioridad de la solicitud provisional americana n° 62/797.101 presentada el 25 de Enero de 2019, y titulada "CONJUNTO DE JUNTA UNIVERSAL" y la solicitud no provisional americana n° 16/748.276 presentada el 21 de Enero de 2020, y titulada "CONJUNTO DE JUNTA UNIVERSAL".
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a un conjunto que permite el movimiento de dos elementos acoplados a lo largo de varios ejes de rotación. Más concretamente, esta invención se refiere a características de un conjunto de junta universal con una configuración de receptáculo.
ANTECEDENTES
Se dan antecedentes con fines introductorios y para ayudar al lector a comprender la descripción detallada. Los antecedentes no deben tomarse como una admisión de ningún estado de la técnica respecto a las reivindicaciones. Los conjuntos de junta universal se utilizan en el campo médico para distintas herramientas, incluyendo herramientas quirúrgicas. Pueden utilizarse conjuntos de junta universal para ajustar la configuración de la herramienta quirúrgica de modo que la herramienta quirúrgica pueda utilizarse en varios ángulos.
US 4.065.941 A describe una junta universal adaptada para utilizarse en llaves de alto impacto. La junta universal comprende un alojamiento tubular que recibe una primera rótula y una segunda rótula, así como un muelle interior que queda dispuesto en el alojamiento tubular entre la primera rótula y la segunda rótula.
US 9.080.611 B2 describe un dispositivo de conexión a una herramienta con una cavidad interior y un elemento de unión que está montado de manera giratoria en la cavidad. El elemento de unión va montado en el interior de la cavidad por medio de un pasador.
US 4.114.401 A describe una junta universal que tiene un receptáculo y una bola acoplada en un orificio del receptáculo y un pasador de accionamiento del receptáculo que se extiende a través de la bola y cuyos extremos se extienden más allá de la bola hacia unas ranuras del receptáculo. El pasador y la bola están adaptados para un giro relativo.
US 148.382 A describe una junta que consiste en una pieza a modo de copa, que está acoplada mediante un receptáculo al extremo de una de las barras a acoplar, un cabezal, que está acoplado al extremo de la otra barra a acoplar mediante el receptáculo y dos rodillos intermedios que giran en un tornillo o pasador que atraviesa la copa. US 6.386.074 B1 describe un destornillador articulado que tiene un vástago con un extremo de bola que queda alojado en un casquillo de unión. El extremo esférico va montado de manera giratoria en una abertura del casquillo de unión.
US 2010/166495 A1 describe un dispositivo de montaje basculante que incluye un alojamiento y un elemento basculante que va montado de manera basculante en el alojamiento por medio de un eje.
El objetivo de la presente invención es un dispositivo que permita un montaje mejorado de una herramienta.
Este objetivo puede conseguirse mediante un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se da realizaciones perfeccionadas de la presente invención.
DESCRIPCIÓN
El dispositivo de la presente invención presenta varias características, ninguna de las cuales es la única responsable de sus atributos deseables. Sin limitar el alcance de esta invención tal como se expresa en las siguientes reivindicaciones, se describirán brevemente ahora ciertas innovaciones. Tras considerar esta descripción, y otra sección que se da aquí, se comprenderá cómo las características de esta invención ofrecen varias ventajas sobre otros conjuntos de junta universal.
Los conjuntos de junta universal se utilizan en el campo médico para diversas herramientas, incluyendo herramientas quirúrgicas. Pueden utilizarse conjuntos de juntas universales para ajustar la configuración de la herramienta quirúrgica de modo que la herramienta quirúrgica pueda utilizarse en varios ángulos.
Una innovación incluye un dispositivo que comprende un receptáculo que tiene un alojamiento y una abertura en el interior del alojamiento, estando configurado el receptáculo para alojar una bola y un pasador por lo menos parcialmente en la abertura, estando dispuesta la bola por lo menos parcialmente en el receptáculo y configurada para girar dentro del receptáculo, comprendiendo la bola una abertura alargada que se extiende a través de la bola, y el pasador acoplado al receptáculo y dispuesto por lo menos parcialmente en el receptáculo, comprendiendo el pasador un primer eje longitudinal y que se extiende a través de la abertura alargada de la bola entre lados opuestos del receptáculo. Según diversas realizaciones, la bola ha de estar configurada para girar parcialmente alrededor del primer eje longitudinal del pasador y girar parcialmente alrededor de un segundo eje perpendicular al primer eje longitudinal del pasador, en un plano alineado con la abertura alargada. Las realizaciones del dispositivo, incluyendo las que se ilustran y se describen aquí, pueden tener muchos otros aspectos (o características), o menos aspectos. De acuerdo con la invención, el dispositivo incluye, además, un mecanismo elástico impulsado para ejercer una fuerza sobre la bola por lo menos en una dirección. El mecanismo elástico incluye más componentes. Un componente del mecanismo elástico queda en contacto con una superficie de la bola. El mecanismo elástico está acoplado al receptáculo. De acuerdo con la invención, el mecanismo elástico comprende un muelle. De acuerdo con la invención, el mecanismo elástico está configurado para ejercer una fuerza de empuje sobre la bola en una dirección a lo largo de un eje longitudinal del dispositivo en una dirección desde el mecanismo elástico hacia la bola. En algunas realizaciones, la abertura alargada tiene una anchura y una longitud, y la anchura es igual o mayor que el diámetro del pasador. En algunas realizaciones, la abertura alargada se extiende desde una primera superficie de la bola hasta una segunda superficie de la bola, opuesta a la primera superficie.
Una innovación incluye una junta universal que tiene un receptáculo, una bola y un pasador. El receptáculo está configurado para recibir la bola y el pasador. La bola está configurada para girar en el interior del receptáculo. La bola tiene una abertura que se extiende a través de la misma. La abertura puede ser alargada, mayor en una dimensión de longitud que en una dimensión de anchura. El pasador está acoplado al receptáculo. El pasador tiene un primer eje longitudinal y se extiende a través de la abertura de la bola entre lados opuestos del receptáculo. La bola está configurada para girar alrededor del primer eje longitudinal del pasador y un segundo eje perpendicular al primer eje largo del pasador.
De acuerdo con la invención, en el receptáculo va acoplado un accesorio.
Otro aspecto es una junta universal que tiene un eje de accionamiento acoplado a la bola y un accesorio acoplado al receptáculo. El eje de accionamiento comprende un tercer eje longitudinal y el accesorio comprende un cuarto eje longitudinal. El accesorio está configurado para girar alrededor de su cuarto eje longitudinal debido al giro del eje de accionamiento alrededor de su tercer eje longitudinal. En algunas realizaciones, el eje de accionamiento es rígido. En algunas realizaciones, la superficie exterior del eje de accionamiento es lisa. En algunas realizaciones, el eje de accionamiento es solidario de la bola. Un giro del eje de accionamiento alrededor del primer eje longitudinal del pasador mueve el eje de accionamiento de una primera posición a una segunda posición. Un giro del eje de accionamiento alrededor del segundo eje mueve el eje de accionamiento de una tercera posición a una cuarta posición.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las características y ventajas de los dispositivos y métodos que se describen aquí serán más claras a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas, junto con los dibujos que se acompañan. Estos dibujos representan solamente varias realizaciones de acuerdo con la descripción y no deben considerarse limitativos de su alcance. En los dibujos, los números o símbolos de referencia similares suelen identificar componentes similares, salvo que el contexto indique lo contrario. En algunos casos, los dibujos pueden no ser a escala.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una junta universal con algunas partes transparentes de acuerdo con una realización ilustrativa.
Las figuras 2A y 2B muestran vistas frontales de la junta universal, con el pasador extendiéndose de arriba a abajo, de acuerdo con una realización ilustrativa, en la que la figura 2A muestra la junta universal en una posición, y la figura 2B muestra la junta universal en otra posición donde un componente de la junta universal gira alrededor de un eje que es perpendicular al eje longitudinal del pasador (por ejemplo, el eje longitudinal A tal como se muestra en la figura 4).
Las figuras 3A y 3B muestran vistas en sección transversal de la junta universal mostrada en la figura 2A según la línea 3-3, de acuerdo con una realización ilustrativa, en la que la figura 3A muestra la junta universal en una posición, y la figura 3B muestra la junta universal en otra posición donde un componente de la junta universal gira alrededor de un eje longitudinal del pasador (por ejemplo, el eje longitudinal A tal como se muestra en la figura 4).
La figura 4A representa una vista desde arriba de una bola, un eje de accionamiento y un pasador de acuerdo con una realización ilustrativa.
La figura 4B representa una vista frontal de una bola, un eje de accionamiento y un pasador de acuerdo con una realización ilustrativa.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva de la junta universal con un componente accesorio exterior.
La figura 6 muestra una vista en perspectiva de la junta universal con el componente accesorio exterior retirado. La figura 7 muestra una vista lateral de la sección transversal de la junta universal mostrada en la figura 1. La figura 8 muestra una vista lateral en perspectiva de la sección transversal de la junta universal mostrada en la figura 1.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE CIERTOS ASPECTOS DE LA INVENCIÓN
La siguiente descripción detallada va dirigida a determinadas realizaciones específicas de la invención. Sin embargo, la invención puede realizarse de una multitud de maneras distintas. Debe quedar claro que los aspectos que se dan aquí pueden incorporarse en una amplia variedad de formas y que cualquier estructura o función específica, o ambas, que se describen aquí son meramente representativas de una o más realizaciones de la invención. Un aspecto descrito aquí puede implementarse independientemente de cualquier otro aspecto y dos o más de estos aspectos pueden combinarse de varias maneras. Por ejemplo, puede implementarse un dispositivo, o puede ponerse en práctica un método, utilizando cualquier grupo de aspectos indicados aquí. Además, dicho aparato puede implementarse o dicho método puede ponerse en práctica utilizando otra estructura, funcionalidad, o estructura y funcionalidad, además de, o en lugar de, uno o más de los aspectos indicados aquí.
Una articulación de cadera dañada puede causar dolor y una disminución de la movilidad y puede requerir una cirugía de reemplazo de cadera. La cirugía de reemplazo de cadera implica la extirpación de por lo menos una parte de la articulación de la cadera y el reemplazo por un implante protésico. En una cirugía de reemplazo total de cadera, se reemplaza tanto la cabeza femoral como el acetábulo de la articulación de la cadera dañada. Se fija un implante de copa acetabular al acetábulo después de la extracción de las partes no deseadas. El implante de cabeza femoral incluye un componente de cabeza femoral que se conecta a un componente de vástago femoral. El implante de cabeza femoral puede sujetarse al fémur mediante la introducción del componente de vástago femoral en un canal femoral. El componente de cabeza femoral se coloca para acoplarse al implante de copa acetabular. En algunas circunstancias, se utilizan tornillos óseos para sujetar en posición el implante de copa acetabular, por ejemplo, cuando no hay suficiente cobertura ósea o hueso osteoporótico. La colocación del tornillo depende de la anatomía y la salud del paciente. Los tornillos se colocan con cuidado para evitar nervios, arterias y venas circundantes. Los tornillos generalmente se colocan a través de un hueso fuerte. A menudo, en el acetábulo se forman unos orificios piloto para tornillos óseos. Se utilizan herramientas quirúrgicas para formar los orificios piloto y colocar los tornillos. Una perforación excéntrica puede afectar a la colocación de un liner acetabular en la acetabular. La ubicación del orificio piloto y la ubicación del tornillo pueden complicarse y ser de difícil acceso con una herramienta quirúrgica lineal. Es posible que sea necesario que la herramienta quirúrgica sea inclinada para realizar correctamente los orificios piloto o colocar los tornillos. Ciertos aspectos del conjunto de junta universal que se describe aquí permiten configurar una herramienta quirúrgica para acceder a zonas difíciles.
Las herramientas quirúrgicas pueden ser accionadas por motores eléctricos, sometiendo la herramienta a altas revoluciones. Ciertos aspectos del conjunto de junta universal que se describe aquí permiten que una herramienta quirúrgica sea accionada por un motor eléctrico y esté configurada para acceder a zonas difíciles. El eje de accionamiento utilizado con la junta universal puede ser rígido. Un eje de accionamiento rígido puede proporcionar más control que un eje de accionamiento flexible. El eje de accionamiento puede ser liso. Un eje de accionamiento liso reduce el riesgo de que el eje de accionamiento pueda atrapar o dañar tejido blando durante la cirugía. Por lo menos estos aspectos permiten que el eje de accionamiento funcione a altas revoluciones. El eje de accionamiento puede ser accionado por una pistola quirúrgica.
La junta universal puede incluir un receptáculo en comunicación con una bola configurada para rodar dentro del receptáculo. La bola puede quedar acoplada al receptáculo a través de un pasador que se extienda entre los lados opuestos del receptáculo y a través de una abertura que se extienda a través de la bola. La abertura puede ser alargada, tal como se ilustra en las realizaciones que se muestran aquí. La abertura de la bola puede tener una forma y un tamaño necesarios para permitir el giro de la bola alrededor de un eje longitudinal del pasador y alrededor de un eje que se extienda perpendicular al eje longitudinal del pasador. La bola puede girar alrededor de un punto central donde se cruzan los dos ejes.
La junta universal puede conectar un eje de accionamiento a un extremo de accionamiento. El extremo de accionamiento puede ser una herramienta quirúrgica, tal como una broca, un dispositivo de atornillado, una conexión modular, un accesorio de conexión rápida, etc. La junta universal permite el giro del extremo de accionamiento mientras el extremo de accionamiento está orientado un ángulo con el eje de accionamiento. La junta universal también puede permitir regular el ángulo del extremo de accionamiento a diferentes ángulos respecto al eje de accionamiento en por lo menos dos dimensiones. El eje de accionamiento puede estar configurado para girar alrededor de su eje longitudinal, que puede ser perpendicular a un plano definido por el eje longitudinal del pasador y el eje perpendicular al eje longitudinal del pasador. El giro del eje de accionamiento puede provocar el giro del receptáculo acoplado al eje de accionamiento y, en consecuencia, el giro del pasador, lo que puede provocar el giro del extremo de accionamiento alrededor de su eje longitudinal. En otras palabras, el pasador puede transmitir un par entre el receptáculo y la esfera para hacer girar el extremo de accionamiento.
La junta universal incluye un muelle que haga presión sobre la bola en por lo menos una dirección. El muelle puede mantener una posición de la bola dentro del receptáculo después del ajuste de la bola a una configuración deseada.
A continuación, se da una lista de ciertos componentes que se describen y se enumeran en esta descripción con referencia a las figuras indicadas anteriormente. Sin embargo, cualquier aspecto de los dispositivos ilustrados en las figuras, se mencione o no por separado aquí, puede formar parte de varias realizaciones de la invención y puede servir de base para la limitación de la reivindicación relacionada con dichos aspectos, con o sin una descripción adicional. Los componentes enumerados incluyen:
100 conjunto de junta universal
110 receptáculo (alojamiento)
112 extremo abierto
114 extremo cerrado del receptáculo
120 bola
121 abertura
122 abertura, alargada sustancialmente alineada con el eje de accionamiento
123 superficie exterior de la bola
124 borde de la abertura en la superficie de la bola
125 borde proximal de la abertura en la superficie de la bola
126 extremo proximal de la bola
127 borde distal de la abertura en la superficie de la bola
128 extremo distal de la bola, adyacente a la superficie 174 del componente de contacto
130 pasador
132 parte interior proximal de la superficie interior de la abertura de la bola
133 parte interior distal de la superficie interior de la abertura de la bola
134 parte exterior proximal de la superficie interior de la abertura de la bola
135 parte exterior distal de la superficie interior de la abertura de la bola
140 eje de accionamiento de la primera parte
142 eje de accionamiento
144 extremo proximal del eje de accionamiento
150 accesorio
152 componente interior
154 componente exterior
160 mecanismo (de empuje) elástico
161 muelle
162 pasador
163 primer borde del alojamiento
164 segundo borde del alojamiento, opuesto al primer borde
166 parte cónica del eje de accionamiento
167 eje de accionamiento de la segunda parte estrecha
168 extremo distal del eje de accionamiento
170 indicador de ángulo que muestra la cantidad que el alojamiento que rodea la bola
171a primer lado del indicador
171b segundo lado del indicador
172 componente de contacto del mecanismo elástico
174 superficie del componente de contacto 172 que hace contacto con la superficie de la bola 120 176 superficie de contacto del muelle del componente de contacto 172
178 parte central estrecha alargada del componente de contacto 172
La figura 1 representa un ejemplo de un conjunto de junta universal 100, de acuerdo con algunas realizaciones, con partes transparentes para apreciar estructuras subyacentes. El conjunto de junta universal 100 incluye un receptáculo (o alojamiento) 110 que tiene un extremo abierto 112 y un extremo cerrado 114. El receptáculo 110 está configurado para recibir una bola 120 a través del extremo abierto 112 del receptáculo 110. El receptáculo 110 incluye un abertura 121 a la cual se accede a través del extremo abierto 112, estando dispuesta la bola 120 por lo menos parcialmente en la abertura 121 del receptáculo 110. La bola 120 tiene una superficie exterior 123 que es adyacente al receptáculo 110.
La bola 120 incluye una abertura (o abertura alargada) 122 en la superficie exterior 123, extendiéndose la abertura a través de la bola desde un lado de la bola 120 hasta el lado opuesto de la bola 120. Tal como se ilustra en la figura 1, la abertura 122 tiene un borde 124 alrededor del perímetro de la abertura 122 en la superficie de la bola 120. La abertura alargada 122 tiene una dirección más corta y una dirección más larga. En el ejemplo ilustrado en la figura 1, en la dirección más larga, la abertura alargada 122 puede quedar alineada con un eje longitudinal de la primera parte del eje de accionamiento 140. En la dirección más larga de la abertura alargada 122, el borde 124 se extiende desde un borde proximal de la abertura 125 hacia un borde distal de la abertura 127. En algunas realizaciones, la abertura 122 se extiende a través de la bola 120 de manera que presenta una sección transversal igual a lo largo de la extensión de la abertura desde cualquier lado del centro de la abertura (en el centro de la bola 120) hasta el borde 124. En algunas realizaciones incluyendo la realización ilustrada, la abertura 122 presenta un área de sección transversal más pequeña en el interior de la bola 120 respecto al área de sección transversal en la superficie de la bola 120, por ejemplo, a lo largo del borde 124.
En algunas realizaciones, la abertura 122 tiene un área de sección transversal más pequeña en el centro de la bola 120. Un pasador 130 que se extiende a través de la abertura 122 puede acoplarse a partes opuestas del interior del receptáculo 110. Los dos extremos del pasador 130 puede hacer contacto con el receptáculo 110 y sujetar el pasador, y la bola, en el receptáculo 110. El pasador 130 puede tener forma cilíndrica. Por lo menos una parte de la superficie del pasador 130 (por ejemplo, la superficie cilíndrica) puede hacer contacto con una parte de la superficie interior de la bola. Por ejemplo, el pasador 130 puede hacer contacto con una parte interior proximal 132 de la superficie interior de la bola 130 y/o el pasador 130 puede hacer contacto con una parte interior distal 133 de la superficie interior de la bola 130. La abertura alargada 122 y la mayor anchura de la abertura 122 en la parte exterior de la bola permite el movimiento de la bola 120 (y, de la misma manera, el eje de accionamiento 142) respecto al pasador 130 en una dirección tal que, en una primera posición, el pasador 130 queda posicionado cerca del borde proximal 125 de la abertura en la superficie de la bola y, en una segunda posición, el pasador 130 queda posicionado cerca del borde distal 127 de la abertura 122 en la superficie de la bola 120.
En algunas realizaciones, el área de la sección transversal de la abertura 122 disminuye a medida que la abertura 122 se extiende desde la superficie exterior 123 de la bola 120 hasta una parte central de la bola 120, y después el área de la sección transversal aumenta a medida que la abertura 122 continúa para extenderse desde la parte central de la bola 120 hasta la superficie 123 de la bola 120. La abertura 122 tiene una superficie interior hacia la bola 120 que comprende una parte exterior proximal 134 de la superficie interior que comienza en el borde 124, y una parte interior proximal 132 de la superficie interior en el centro de la bola 120. Las partes interiores proximal y distal 134, 132 pueden ser planas o curvas. En el ejemplo ilustrado en la figura 1, ambos lados de la abertura se extienden hacia la parte del eje de accionamiento y el mecanismo de empuje 160 en ambos lados de la bola 120. Una parte de la abertura es más ancha en el exterior de la bola 120 que en el interior de la bola 120 donde se encuentra posicionado un pasador 130 a través de la abertura 122 y hace contacto con una superficie de la bola 120 en una parte interior de la bola 120. La abertura 122 puede quedar alineada simétricamente o alineada asimétricamente en la bola 120. Por ejemplo, tal como se ilustra en la figura 1, la abertura 122 queda alineada simétricamente en la bola 120 extendiéndose desde el borde proximal de la abertura 125 cerca del extremo proximal 126 de la bola 120 hasta el borde distal 127 de la abertura 122 cerca del extremo distal 128 de la bola 120. En algunas realizaciones, la abertura puede extenderse hacia un extremo de la bola más alejado que el otro extremo de la bola. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la abertura 122 puede extenderse más hacia el extremo proximal 126 de la bola 120 de lo que se extiende hacia el extremo distal 128 de la bola 120. En otras realizaciones, la abertura 122 puede extenderse más hacia el extremo distal 128 de la bola 120 de lo que se extiende hacia el extremo proximal 126 de la bola 120.
El conjunto de junta universal 100 incluye el pasador 130 que se extiende a través de la abertura 122 en la bola 120. El pasador 130 puede tener forma cilíndrica. En algunas realizaciones, cada extremo del pasador 130 encaja en una cavidad correspondiente en el receptáculo 110, estando dispuestas las cavidades en lados opuestos de la abertura 121. Por ejemplo, cada cavidad está en una superficie interior del receptáculo 110 que está orientada hacia la abertura 121. El pasador 130 está dimensionado para presentar una sección transversal más pequeña que la sección transversal de la abertura 122. El pasador 130, el receptáculo 110, la bola 120 y la abertura 122 están configurados de manera que, en funcionamiento, cuando se mueve la bola 120 en el receptáculo 110, el pasador 130 y la bola 120 se mueven uno respecto al otro, de manera que el pasador 130 puede disponerse en cualquier posición en la abertura 122, por ejemplo, de modo que el pasador 130 quede adyacente al borde proximal 125 de la abertura 122, o el pasador 130 quede adyacente al borde distal 127 de la abertura 122, o en cualquier punto intermedio.
En algunas realizaciones se dispone un eje de accionamiento 140 acoplado a la bola 120, un accesorio 150 acoplado al receptáculo 110, y un mecanismo elástico 160. La referencia a un "conjunto de junta universal" tal como se utiliza aquí se refiere, en general, a por lo menos dos componentes, por ejemplo, un conjunto de junta universal al cual se hace referencia aquí puede incluir el receptáculo 110, la bola 120, y el pasador 130. En otro ejemplo, un conjunto de junta universal al cual se hace referencia aquí puede incluir el receptáculo 110, la bola 120, el pasador 130, el eje de accionamiento 140, y el accesorio 150.
La figura 2A muestra el conjunto de junta universal 100 con el pasador 130 extendiéndose verticalmente. La figura 3A muestra una vista transversal según la línea 3-3 de figura 2A. Tal como se ilustra en la figura 1, la bola 120 incluye un extremo proximal 126 y un extremo distal 128. En algunas realizaciones, la bola 120 es sustancialmente esférica. En algunas realizaciones, la bola 120 es por lo menos parcialmente esférica. En algunas realizaciones, la superficie de la bola 120 incluye por lo menos una parte plana. En algunas realizaciones, el extremo distal 128 de la bola 120 tiene una superficie parcialmente plana. Tal como se ilustra en la figura 3A, la bola 120 incluye una abertura 122 que se extiende a través de la bola 120. En algunas realizaciones, la abertura 122 puede extenderse a través del centro de la bola 120, tal como se muestra en la figura 3A. En algunas realizaciones, la abertura 122 puede estar descentrada.
La figura 4A representa una vista superior de la bola 120, el pasador 130, y el eje de accionamiento 140, mostrando la forma de la abertura 122. Tal como se ilustra en las figuras 1 y 4A, la abertura 122 puede estar definida por un borde 124 que se extiende desde un borde proximal 125 hasta un borde distal 127. En algunas realizaciones, el borde 124 puede extenderse del centro de la bola 120 a por lo menos un extremo de la bola 120. Tal como se ilustra en las figuras 1 y 4A, el borde 124 puede extenderse desde el centro de la bola 120 hacia los extremos proximal y distal 126, 128 de la bola 120. En algunas realizaciones, el borde 124 puede extenderse sólo hacia el extremo proximal 126. En algunas realizaciones, el borde 124 puede extenderse sólo hacia el extremo distal 128. En algunas realizaciones, el borde proximal 125 de la abertura 122 puede extenderse completamente hasta el extremo proximal 126 de la bola 120. En otras realizaciones, el borde proximal 125 de la abertura 122 puede extenderse parcialmente hacia el extremo proximal 126. En algunas realizaciones, el borde distal de la abertura 122 puede extenderse completamente hasta el extremo distal 128 de la bola 120. En otras realizaciones, el borde distal 127 de la abertura 122 puede extenderse parcialmente hacia el extremo distal 128 de la bola 120. En algunas realizaciones, por lo menos uno de los bordes proximal y distal 125, 127 son superficies curvilíneas. En algunas realizaciones, por lo menos uno de los bordes proximal y distal 125, 127 son sustancialmente superficies planas.
En algunas realizaciones, la anchura del borde distal 127 es sustancialmente similar a la anchura del borde proximal 125. En otras realizaciones, la anchura del borde distal 127 es mayor o menor que la anchura del borde proximal 125. En algunos realizaciones, la anchura de por lo menos uno de los bordes proximal y distal 125, 127 es menor que en el centro de la abertura 122. En algunas realizaciones, la anchura de la abertura 122 es menor en el centro de la abertura que por lo menos un de los bordes proximal y distal 125, 127.
En algunas realizaciones, la anchura de la abertura 122 es sustancialmente similar a través de la bola 120. En algunas realizaciones, la anchura de la abertura 122 es mayor en el borde 124 que en el interior de la abertura 122. En algunas realizaciones, la anchura del borde 124 de la abertura 122 es menor que en el interior de la abertura 122.
En algunas realizaciones, la abertura puede tener más de un borde 124. En algunas realizaciones, la bola 120 puede tener dos bordes 124 que queden en lados opuestos de la bola 120. En algunas realizaciones, los bordes 124 pueden tener formas sustancialmente similares. En algunas realizaciones, los bordes 124 pueden tener formas diferentes.
En algunas realizaciones, la bola 120 está realizada de acero inoxidable, titanio, carburo de tungsteno, cerámica, material compuesto, o similar.
La bola 120 puede acoplarse a un eje de accionamiento 140, tal como se ilustra en figuras 1-4B. El eje de accionamiento 140 incluye un extremo distal 142 y un extremo proximal 144. En algunas realizaciones, el extremo proximal 144 del eje de accionamiento 140 puede acoplarse a una pistola quirúrgica. En algunas realizaciones, el extremo proximal 144 del eje de accionamiento 140 puede acoplarse a un mango. El extremo distal 142 del eje de accionamiento 140 puede acoplarse al extremo proximal 126 de la bola 120. El extremo distal 142 del eje de accionamiento 140 puede acoplarse al extremo proximal 126 de la bola 120 mediante soldadura, adhesivo, encaje a presión, mediante un pasador, etc. En algunas realizaciones, la bola 120 y el eje de accionamiento 140 son una pieza integral. En algunas realizaciones, el eje de accionamiento 140 es un material rígido, tal como acero inoxidable, carburo de tungsteno, titanio, cerámica, plástico duro, material compuesto o similar.
Tal como se ilustra en las figuras 3A-B y 4A-B, el pasador 130 se extiende a través de la abertura 122 en la bola 120. La longitud del pasador 130 puede ser mayor que el diámetro de la bola 120, de modo que el pasador 130 se extienda más allá de la superficie exterior 123 de la bola 120. El receptáculo 110 está configurado para recibir la bola 120 y el pasador 130. En algunas realizaciones, el receptáculo 110 está realizado de acero inoxidable, titanio, carburo de tungsteno, cerámica, material compuesto, plástico duro, polímero, o similar. En algunas realizaciones, el pasador 130 está realizado de acero inoxidable, titanio, carburo de tungsteno, cerámica, material compuesto, polímero, plástico duro, o similar. En algunas realizaciones, el receptáculo 110 incluye un material de revestimiento que hace contacto con la bola 120.
La bola 120 está acoplada al receptáculo 110 a través del pasador 130, tal como se ilustra en la figura 1. El pasador 130 incluye un eje longitudinal A que se extiende paralelo a la longitud del pasador 130. La figura 3A muestra la bola 120 y el eje de accionamiento 140 en una primera posición. La figura 3B representa el eje de accionamiento 140 de la bola 120 en una segunda posición, girado alrededor del eje longitudinal A del pasador 130. La bola 120 y el eje de accionamiento 140 pueden girar en sentido horario y antihorario alrededor del eje longitudinal A del pasador 130. Tal como se muestra en la figura 3B, la bola 120 y el eje de accionamiento 140 giran en sentido horario. El receptáculo 110 limita el giro de la bola 120 y el eje de accionamiento 140. En algunas realizaciones, el receptáculo 110 puede configurarse para limitar el giro de la bola 120 hasta cierto punto.
La bola 120 y el eje de accionamiento 140 pueden girar alrededor de un eje que es perpendicular al eje longitudinal A del pasador 130. La figura 2A representa la bola 120 y el eje de accionamiento 140 en una tercera posición y la figura 2B muestra la bola 120 y el eje de accionamiento 140 en una cuarta posición. La bola 120 y el eje de accionamiento 140 pueden girar entre la tercera y la cuarta posición alrededor de un eje B (tal como se ilustra en la figura 4B) que es perpendicular al eje longitudinal A del pasador 130 (por ejemplo, en la figura 4B el eje B es perpendicular a la hoja). La bola 120 y el eje de accionamiento 140 pueden ser giratorios dentro del receptáculo 110 alrededor del punto de intersección entre los dos ejes.
La posición de la bola 120 puede fijarse mediante un mecanismo de empuje (elástico) 160, que puede incluir uno o más componentes. En varias realizaciones, el mecanismo de empuje 160 puede incluir un muelle, caucho, silicona, polímero, o similar. El mecanismo de empuje 160 puede accionarse para ejercer presión sobre la bola 120 por lo menos en una dirección. En algunas realizaciones, el mecanismo elástico 160 puede ejercer presión sobre la bola 120 en la dirección proximal. Tal como se ilustra en la figura 1, el mecanismo de empuje 160 puede estar acoplado al receptáculo 110 a través de un pasador 162. En algunas realizaciones, el mecanismo de empuje 160 puede estar acoplado al receptáculo 110 mediante soldadura, adhesivo, tornillos, o similares. En algunas realizaciones, el mecanismo de empuje 160 puede ser solidario del receptáculo 110.
Las figuras 5 y 6 representan el accesorio 150 de acuerdo con ciertas realizaciones. De acuerdo con la invención, el accesorio 150 incluye un componente interior 152 y un componente exterior 154. La figura 5 muestra el accesorio 150 con un componente exterior 154, mientras que la figura 6 muestra el accesorio 150 con el componente exterior 154 retirado. El componente exterior 154 se acopla al componente interior 152 a través del pasador 162, tal como se ilustra en las figuras 5 y 6. En algunas realizaciones, el componente interior y exterior 152, 154 pueden acoplarse mediante encaje a presión, roscas, soldadura, adhesivo, o similar. El accesorio 150 está acoplado al receptáculo 110. En algunas realizaciones, por lo menos una parte del accesorio es solidaria del receptáculo 110. En algunas realizaciones, el accesorio 150 está acoplado al receptáculo 110 mediante soldadura, adhesivo, un pasador, un tornillo, o similar. Tal como se ilustra en la figura 3A, el componente interior 152 es solidario del receptáculo 110. En algunas realizaciones, el accesorio 150 puede incluir una herramienta quirúrgica, tal como una broca, un elemento destornillador, o similar. En algunas realizaciones, el accesorio 150 puede incluir una conexión modular o un accesorio de conexión rápida. En algunas realizaciones, el accesorio de conexión rápida puede acoplarse a una herramienta quirúrgica, tal como una broca, un elemento destornillador, o similar.
En algunas realizaciones, el conjunto de junta universal 100 incluye un eje de accionamiento 140 y un accesorio 150. En algunas realizaciones, el accesorio 150 puede estar en una posición en la que gire alrededor del eje longitudinal A del pasador 130 y gire alrededor del eje B que es perpendicular al eje longitudinal A del pasador 130. Esto permite regular el ángulo del accesorio 150 en diferentes ángulos respecto al eje de accionamiento 140 en por lo menos dos dimensiones. El eje de accionamiento 140 puede girar alrededor de su eje longitudinal C (tal como se ilustra en la figura 4B). En algunas realizaciones, el eje longitudinal C del eje de accionamiento 140 puede ser perpendicular a un plano definido por el eje longitudinal A del pasador 130 y el eje B que es perpendicular al eje longitudinal A del pasador 130. El giro del eje del accionamiento 140 puede provocar el giro del pasador 130 y el receptáculo 110 y, en consecuencia, el giro del accesorio 150 alrededor de su eje longitudinal (representado como líneas discontinuas en las figuras 2A y 2B y 3A-B). El pasador 130 puede transmitir un par entre el receptáculo 110 y la bola 140 para hacer girar el accesorio 150. En algunas realizaciones, tal como se ilustra en las figuras 2B y 3B, el accesorio 150 puede girar cuando el accesorio 150 está orientado formando un ángulo respecto al eje de accionamiento 140.
La figura 7 representa una vista lateral de la sección transversal de un ejemplo de la junta universal. La figura 8 representa una vista lateral en perspectiva de la sección transversal de un ejemplo de la junta universal que se muestra en la figura 7. La junta universal que se muestra en las figuras 7 y 8 incluye una bola 120 posicionada en un receptáculo (alojamiento) 110, e incluye características tal como se ilustra en las figuras 1 -6. En el ejemplo de la figura 7, el receptáculo 110 se extiende alrededor de la bola 120 más de lo que se extiende el receptáculo 1110 alrededor de la bola 120 en las figuras 1-6. Es decir, el receptáculo 110 en la figura 1-6 se extiende alrededor de la mitad de la bola 120, de modo que el receptáculo 110 se extiende aproximadamente 180° alrededor de la bola 120. En las figuras 7 y 8, el receptáculo 110 se extiende más de 180° alrededor la bola 120 de manera que el receptáculo 110 se extiende más a medio camino alrededor de la bola 120. En esta realización, cuando la parte del eje de accionamiento (el lado izquierdo de la junta universal ilustrada en la figura 7) se mueve verticalmente de manera que la bola 120 gira en el sentido horario respecto a la orientación de la figura 7, la bola 120 puede girar en sentido horario hasta que un extremo distal 168 del eje de accionamiento (figura 8) hace contacto con un primer borde 163 del receptáculo 110. De manera similar, cuando la bola 120 gira en sentido antihorario y respecto a la orientación de la figura 7, la bola 120 puede girar en sentido antihorario hasta que un extremo distal 163 del eje de accionamiento (figura 8) hace contacto con un segundo borde 164 del receptáculo 110.
En la figura 7, el indicador 170 ilustra la medida en que el receptáculo 110 rodea la bola 120. Un primer lado 171a del indicador 170 queda alineado con el primer borde 163 del receptáculo 110. Un segundo lado 171b del indicador 170 queda alineado con el segundo borde 164 del receptáculo 110. El indicador 170 ilustra así la extensión del receptáculo 110 alrededor de la bola 120 de más de 180°. En diversas realizaciones, la extensión del receptáculo 110 alrededor de la bola 120 puede ser superior a 180°. En diversas implementaciones, la extensión del receptáculo 110 alrededor de la bola 120 puede ser, por ejemplo, algo mayor de 180°, aproximadamente 181°, 182°, 183°, 184°, 185°, 186°, 187°, 188°, 189° o 190°. En algunas implementaciones, la extensión del receptáculo 110 alrededor de la bola 120 puede ser mayor de 190°. Por ejemplo, aproximadamente entre 190° y 195°, entre 194° y 200°, entre 199° y 205°, entre 204° y 210°, entre 209° y 215°, entre 214° y 220°, entre 219° y 225°, entre 224° y 230°, o mayor de 230°. Implementaciones en las que el receptáculo 110 rodea una parte mayor de la bola 120 pueden proporcionar un ajuste más seguro de la bola 120 en el receptáculo 110 y permitir que la bola 120 presione contra una parte mayor del receptáculo 110 que rodea la bola 120 cuando la superficie de contacto 174 del mecanismo de empuje160 empuja contra el extremo distal 128 de la bola 120. En algunas implementaciones, hacer que el receptáculo 110 se extienda más alrededor de la bola 120 puede dificultar la colocación de la bola dentro del receptáculo 110. Por ejemplo, si el receptáculo es menos flexible. En algunas limitaciones, dependiendo de la fuerza del mecanismo de empuje 160, puede ser ventajoso que el receptáculo 110 se extienda más alrededor de la bola 120.
Durante un procedimiento quirúrgico, tal como un reemplazo total de cadera, la zona quirúrgica puede estar tensa. Para colocar correctamente los tornillos para el implante de copa acetabular, es posible que sea necesario colocar el accesorio 150 en un determinado ángulo respecto al eje de accionamiento 140. Para ajustar la posición del conjunto de articulación universal 100, el usuario puede girar la bola 120 alrededor del eje longitudinal A del pasador 130 o alrededor del eje B que es perpendicular al eje longitudinal A del pasador 130. En algunas realizaciones, el usuario puede girar simultáneamente la bola 120 alrededor del eje longitudinal A y el eje perpendicular B. Una vez que se ha posicionado la bola 120, el usuario puede fijar su posición a través del mecanismo elástico 160.
En algunas realizaciones, un usuario acopla el accesorio 150 a una herramienta quirúrgica, tal como una broca, un elemento destornillador, una sierra, o similar. En algunas realizaciones, el accesorio 150 es una herramienta quirúrgica. En algunas realizaciones, un usuario acopla el eje de accionamiento 140 a un mango. En algunas realizaciones, un usuario acopla el eje de accionamiento 140 a una fuente de alimentación, tal como una pistola quirúrgica. El usuario puede utilizar la pistola quirúrgica para girar el eje de accionamiento 140 a altas revoluciones, lo cual, a su vez, hace girar el accesorio 150. En algunas realizaciones, un cirujano puede utilizar el conjunto de articulación universal 100 para realizar un orificio piloto o insertar un tornillo durante una cirugía de reemplazo de cadera.
La descripción anterior describe varios métodos y materiales de la presente invención. Esta invención es susceptible de modificaciones en los métodos y materiales, así como alteraciones en los métodos y equipos de fabricación. Tales modificaciones resultarán claras para los expertos en la materia a partir de la consideración de esta descripción o al poner en práctica la invención descrita aquí. En consecuencia, no se pretende que esta invención se limite a las realizaciones específicas descritas aquí, sino que cubra todas las modificaciones y alternativas incorporadas en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de conjunto de junta universal, que comprende:
un receptáculo (110) que tiene un alojamiento y una abertura (121) dentro del alojamiento, estando configurado el casquillo (110) para recibir una bola (120) y un primer pasador (130) por lo menos parcialmente en la abertura (121);
un eje de accionamiento (140) que se extiende en una dirección longitudinal;
la bola (120) acoplada al eje de accionamiento (140) y dispuesta por lo menos parcialmente en el receptáculo (110) y configurada para girar dentro del receptáculo (110), comprendiendo la bola (120) una abertura alargada (122) que se extiende a través de la bola (120), incluyendo la abertura alargada (122) una abertura a través de la bola (120) y que tiene un diámetro interior menor que el perímetro de la abertura alargada (122) en la superficie de la bola (120), extendiéndose el perímetro de la abertura alargada (122) en una dirección longitudinal que está alineada con la dirección longitudinal del eje de accionamiento (140), estando acoplado el primer pasador (130) al receptáculo (110) y dispuesto por lo menos parcialmente en el receptáculo (110), comprendiendo el primer pasador (130) un primer eje longitudinal (A) y extendiéndose a través de la abertura alargada (122) de la bola (120) entre lados opuestos del receptáculo (110); y
un mecanismo de empuje (160) accionado para ejercer una fuerza sobre la bola (120) en por lo menos una dirección, comprendiendo el mecanismo de empuje (160) un muelle (161);
en el que la bola (120) está configurada para girar parcialmente alrededor del primer eje longitudinal (A) del primer pasador (130), y girar parcialmente, alrededor un segundo eje (B) perpendicular al primer eje longitudinal (A) del primer pasador (130), en un plano alineado con la abertura alargada (122)
caracterizado por el hecho de que
el mecanismo de empuje (160) comprende, además, un componente de contacto (172) posicionado entre la bola (120) y el muelle (161), presentando el componente de contacto (122) una superficie que hace contacto con la bola (120), estando acoplado el mecanismo de empuje (160) al receptáculo (110) mediante un segundo pasador (162); y
en el que el dispositivo comprende, además, un accesorio (150) para sujetar una herramienta que tiene un componente interior (152) solidario del receptáculo (110) y que tiene un componente exterior (154), estando acoplado el componente exterior (154) al componente interior (152) y el receptáculo (110) mediante el segundo pasador (162).
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el mecanismo de empuje (160) incluye una superficie que ejerce una fuerza de empuje sobre la bola (120) en una dirección a lo largo del eje longitudinal del dispositivo.
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la abertura alargada (122) tiene una anchura y una longitud, y la anchura es igual o mayor que el diámetro del primer pasador (130).
4. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 3, en el que la abertura alargada (122) se extiende desde una primera superficie de la bola (120) hasta una segunda superficie de la bola (120) opuesta a la primera superficie.
5. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 3, en el que el eje de accionamiento (140) define un tercer eje longitudinal (C) y la bola (120) puede girar alrededor del tercer eje longitudinal (C).
6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el tercer eje longitudinal (C) del eje de accionamiento (140) es perpendicular a un plano definido por el primer eje longitudinal (A) del primer pasador (130) y el segundo eje (B).
7. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3 y 5, en el que el accesorio (150) está acoplado al receptáculo (110), comprendiendo el accesorio (150) un cuarto eje longitudinal, en el que el accesorio (150) está configurado para girar alrededor el cuarto eje longitudinal del accesorio (150).
8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el accesorio (150) es un accesorio de conexión rápida configurado para acoplarse a una herramienta.
9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el accesorio (150) es una broca quirúrgica o un destornillador quirúrgico.
10. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3 y 8, que comprende, además, un eje de accionamiento (140) acoplado a la bola (120), comprendiendo el eje de accionamiento (140) un tercer eje longitudinal (C), en el que el accesorio (150) está acoplado al receptáculo (110), comprendiendo el accesorio (150) un cuarto eje longitudinal, en el que el accesorio (150) está configurado para girar alrededor de su cuarto eje longitudinal debido a un giro del eje de accionamiento (140) alrededor de su tercer eje longitudinal (C).
11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el eje de accionamiento (140) es solidario de la bola (120).
12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, en el que un giro del eje de accionamiento (140) alrededor del primer eje longitudinal (A) del primer pasador (130) mueve el eje de accionamiento (140) desde una primera posición y una segunda posición.
13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, en el que un giro del eje de accionamiento (140) alrededor del segundo eje (B) mueve el eje de accionamiento (140) de una tercera posición a una cuarta posición.
14. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -13, en el que una extensión del receptáculo (110) alrededor de la bola (120) es mayor de 180 grados.
15. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -13, en el que la extensión del receptáculo (110) alrededor de la bola (120) es mayor de 230 grados.
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