WO2009030794A1 - Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporoticos - Google Patents

Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporoticos Download PDF

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WO2009030794A1
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instrument
male
screw
fixing
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English (en)
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Gerardo Garces Martin
Jose Antonio CARTA GONZÁLEZ
Alejandro Yanez Santana
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VEME MEDICO QUIRURGICA SL
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VEME MEDICO QUIRURGICA SL
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    • A61B17/8872—Instruments for putting said fixation devices against or away from the bone

Definitions

  • the present invention relates to a device that facilitates fixation in osteoporotic bones of screws normally used in osteosynthesis of non-pathological bones.
  • the device in question has a biocompatible element and an instrument that is used to manipulate it, which would act as a fixing nut after being pierced by the screw that has previously passed the bone cortices, thus providing greater resistance to Threaded joint traction.
  • the main technical difficulty lies in how to place a fragment of one of these materials to be pierced by the screw after it has passed the two bony corticals and secure the grip on said fragment.
  • a problem that must be solved is the shape and dimensions that these pieces must have in order to prevent them from entering the bone cortex due to the pressures generated on them.
  • the device for the fixation of screws in osteoporotic bones is constituted by biocompatible laminar elements that assure the fixation of the screw once it has crossed its structure and an instrument that facilitates the placement of said elements in the bone areas opposite to that of the incision , by manipulating from the side of the cut.
  • the purpose is for said biocompatible material to hold the end of the threaded rod of the screw and prevent its loosening.
  • the device for fixing osteoporotic bone screws facilitates that, simultaneously with the fixation of the sheet elements on the opposite side of the incision, the placement of washers or plates on the side of the incision.
  • the instrument used in the placement of the biocompatible elements for the fixation of screws in osteoporotic bones is constituted by two basic parts, a male and a female, connected to each other by a pair of surface contact, relative movement of linear sliding and a degree of freedom.
  • one of the basic parts called the basic male part, has a bar-shaped area with a prismatic profile that can slide through the hole that, with a similar profile, has the so-called female basic part.
  • Each of the basic pieces is square bent at one end.
  • said folded ends are parallel and form the arms where the pivoting jaws are mounted that allow to hold and hold the elements of biocompatible material that will be fixed to the bone by screws.
  • Each of these basic parts has a handle.
  • the pair of handles adapts ergonomically to the palm of one hand to facilitate the closing action of the pivoting jaws.
  • the base of the handle of the female basic part is perforated along an axis perpendicular to the longitudinal axis of the handle.
  • the polygonal bar of the male part is coupled.
  • Said hole has a prismatic profile similar to the profile of the bar of the male basic part. The differences lie in the geometric tolerances necessary to allow an adequate play between both pieces and in which the perforation has been carried out a longitudinal recess of straight section to allow the loose passage of the zipper that the prismatic bar has carved in its upper flat surface.
  • the length and thickness of the walls of said perforation are those necessary so that there are no blockages or unwanted headers between both pieces and can withstand the mechanical stresses that are generated during operation with the instrument.
  • the arms where the pivoting jaws are mounted are parallel and are in the same plane as the handles, but the mouth that makes up both arms is directed in the opposite direction to the direction indicated by the mouth formed by the two handles.
  • the force that the user makes with the hand on the handles is that necessary to generate a certain pressure between the pivoting jaws and the bone and to overcome the force of an elastic element that opposes said direction. of movement.
  • Said elastic element may be absent.
  • the instrument has a locking mechanism.
  • the locking mechanism is of the ratchet type.
  • the ratchet mechanism is constituted by a push button, an elastic locking element and a saw-shaped zipper, which is carved in the upper flat part of the prismatic profile bar of the male basic part.
  • the button is housed in the handle of the female basic part.
  • the ratchet mechanism is of the "normally closed” type, that is, if the button is not operated externally, it blocks the opening of the jaws. In order to make the ratchet mechanism of the closed type it has an elastic locking element in the handle of the female basic part.
  • the locking button is constituted by a rod that in its lower part has a tooth that can be embedded in the zipper of the basic male part to block the opening of the jaws of the instrument and in its upper part it has means so that, by the pressure of a finger, the force of the elastic locking element can be overcome and the zipper button is disconnected, thereby unlocking the opening of the jaws.
  • the mechanism of Ratchet and lock button will not be necessary.
  • the female piece will have a threaded hole in one of the side faces of the handle base, through which the polygonal bar of the the male piece. Said threaded drilling will allow the relative movement between the male and female parts to be blocked or unlocked by manually applying a small tightening torque to the head by means of the use of a pressure bolt with an appropriate head to facilitate hand threading. said bolt.
  • a form closure or friction closure element located at the end of the prismatic bar of the male basic part.
  • the pivoting jaw corresponding to the male basic part is in the form of a rectangular parallelepiped.
  • This element has a carved hole in the face that will be in contact with the bone.
  • Said hole has the appropriate form to accommodate and transport the biocompatible element that is desired to be fixed and to facilitate the removal of the instrument once the biocompatible element has been fixed to the bone.
  • the remaining surface of said face that is not occupied by the hollow is knurled to achieve proper roughness and prevent it from sliding once it has been pressed against the bone.
  • This pivoting jaw has a blind cylindrical bore drilled in its geometric center and perpendicularly thereto, where the elements that perform the axis function of the joint are introduced.
  • the pivoting jaw mounted on the female basic part is in the form of a six-sided polyhedron.
  • Two opposite faces of said polyhedron are not flat but concave and are those that will be in contact with the bone or with the element that will be placed in the bone. These curved faces are differentiated from each other by the geometry of the hole they have practiced on their surface.
  • the selection of the face whose Normal is directed to the bone is a function of the type of element to be fixed in the area of the incision. That is, if it is a washer or an osteosynthesis plate.
  • the face designed to place washers has a circular hole with the appropriate depth so that it can be properly housed.
  • the face designed to place osteosynthesis plates has small tabs that will be inserted into the oval holes of the latter, facilitating the positioning of the instrument and avoiding unwanted slipping of the same with respect to the plates.
  • the upper and lower faces of this pivoting jaw have a blind cylindrical bore drilled in its geometric center. Said drill is perpendicular to said faces and is where the elements that perform the axis function of the joint are introduced.
  • the pivoting jaws To allow the passage of the bits that have to pierce the bone and the biocompatible fasteners that require it, as well as the advance of the screws that are inserted, the pivoting jaws have through holes perpendicular to the faces that will be in contact with the bone.
  • the arm where the pivoting jaw corresponding to the female basic part is mounted once the instrument has been assembled, is perpendicular to the prismatic bar of the male basic part.
  • the arm where the pivoting jaw corresponding to the male basic part is mounted is perpendicular to the longitudinal axis of its prismatic bar. Therefore, the two arms where the pivoting jaws are mounted are parallel.
  • Each of the two arms where the pivoting jaws are mounted has two plates perpendicular to it and parallel to each other. The plates of one arm will face those of the other arm, but their longitudinal axes do not have to be coincident. These plates are cantilevered and serve as support for their respective pivoting jaw.
  • the plates have threaded holes where the elements to be used as the pivot axis of the pivoting jaw are connected.
  • the pivoting jaw installed in the female basic part can rotate with respect to its axis of rotation 360 ° without stumbling, allowing this feature to choose the face of the pivoting jaw. that he has to face the bone; This choice will depend on the type of element to be placed, that is, if it is a washer or an osteosynthesis plate.
  • the arm where the pivoting jaw of the female basic part is mounted has an element designed to allow the passage of the thymes to be inserted in the bone and to easily attach different drill guides appropriate to the drill diameter that you wish to use in every moment
  • the biocompatible fixation pieces are laminar-shaped elements of biocompatible plastic material that are placed in the areas of the bone opposite the incision by manipulation from the side of the cut. These elements are placed on the instrument, on the jaw face of the male part that faces the jaw of the female part. In this way, when the jaw of the male part contacts the bone, it also makes contact with it to the fixing piece so that the drill or the screw that has previously passed through the jaw of the female part and the two corticals of the bone penetrate directly into the biocompatible fixation piece.
  • the purpose is for said biocompatible material to hold the end of the threaded rod of the screw and prevent its loosening.
  • the biocompatible fixing piece can have a perforation of less than the smaller diameter of the thread of the osteosynthesis screws in its center, so that they can be self-tapped in said perforation or be introduced prior to thread drilling with the appropriate instruments.
  • the fixing element of the invention which has a laminar shape, can be placed on flat bones or bones with certain convexity, therefore, the surface that will be in contact with the bone cortex may be flat or concave in order to adapt the best possible to the cortical surface of the bone.
  • the surface that will be covered by the fabrics will have the appropriate shape and finish for a better adaptation of the same and prevent them from causing damage.
  • the thicknesses of the fasteners will be a function of the thread pitch of the osteosynthesis screws that are used and the mechanical strengths that are required.
  • the present invention has the advantage over others previously described that the threading within the biocompatible element that ensures the screw fixation is carried out at the time of its introduction. Being pre-drilled and preferably made of plastic material, it will generally not be necessary to use a thread prior to the introduction of the screw, since the thread will be created by the advance of the screw itself within the fixing element. This will allow the use of any type of screw in all fasteners, which will significantly reduce the process of Manufacturing and use
  • the instrument used to place the fixing element is essential for the introduction of the screw into it. Since the advancing end of the screw is usually not visible to the surgeon, the placement of the fixation element would be very complicated done manually.
  • the instrument of the present invention has jaws and a system of guides that ensure that the screw introduced by the jaw of the female part always finds the bore of the element placed in the jaw of the male part. When the screw is inserted into the fixing element, it is easily released from the jaw that contains it and is pressed against the bone, ensuring the stability of the screw inside the bone, acting as a locking nut.
  • Figure 1 are two visions in isometric perspective of the tool assembly that is used as an aid for the compression of any of the claims.
  • Figure 2 are two visions in isometric perspective of the whole of the tool.
  • Figure 3 are two visions in isometric perspective of the basic male part.
  • the handle (ma) the prismatic bar (bp) with the upper surface carved in sawtooth (db), the support area of the end of the jaw opening spring (za), the arm of assembly of the pivoting jaw of the male basic part (ba), with the two plates (pl), the housing of the tip of the captive screw (ap) and the through hole (hp) for the assembly of the upper axis of rotation of the pivoting jaw
  • Figure 4 are two visions in isometric perspective of the female basic part. In it you can see the handle (mb), the mounting arm of the pivoting jaw of the female basic part (bb), with the two plates (pl), with the threaded holes (ar) for installation of the pivot axes of the pivoting jaw, the housing of the prismatic bar of the male basic part (ha), the drill guide connector (cg) and an interchangeable drill guide (g).
  • Figure 5 shows two visions in isometric perspective of the push buttons of the ratchet mechanism and a section of the female basic part.
  • the two rods (vs and vi) that make up the push button are mounted, so the threaded joint that engages them is not appreciated.
  • the washer (Ar) to be mounted to support the spring (not shown) of the ratchet mechanism has been shown in one of the views.
  • the mounting and housing hole of the button can be observed.
  • Figure 6 shows two visions in isometric perspective of the pivoting jaw (bp) corresponding to the female basic part.
  • two visions in isometric perspective of the piece of eyelashes (ep) that would be used in the preferred manufacturing are shown.
  • Figure 7 shows two visions in isometric perspective of the pivoting jaw (pa) corresponding to the male basic part.
  • the housing for inserting the biocompatible element to be fixed to the bone is rectangular parallelepiped in this case, but it can have any geometric shape.
  • Figure 9 shows a perspective view of a fixation element for osteoprostotic screws for westoporotic bones, previously perforated (1) (preferred embodiment), and a typical osteosynthesis screw (2).
  • Figure 10 shows a perspective view of an osteosynthesis screw fixation element (1), a long cylindrical bone (3) and a typical osteosynthesis screw (2), in order to detail one of the uses of said element.
  • the device for fixing screws in osteoporotic bones consists of biocompatible fasteners and an instrument consisting of two basic parts (male and female) connected to each other by a pair of surface contact, relative linear sliding movement and a degree of freedom.
  • Basic male part one of the basic parts, called Basic male part, it has a bar-shaped area with a prismatic profile that can slide through the hole that, with a similar profile, has the so-called female basic part.
  • Said profile is circular on its sides and flat on the upper and lower parts.
  • Each of the basic parts has an arm for mounting a pivoting jaw.
  • these arms are parallel and allow to fasten, thanks to the pivoting jaws, the elements of biocompatible material that will be fixed to the bone by means of screws.
  • Each of these basic parts has a handle.
  • the pair 'of handles adapts ergonomically to the palm of one hand to facilitate the closing action of the jaws.
  • the base of the handle of the female part is perforated along an axis perpendicular to the longitudinal axis of the handle.
  • the prismatic bar of the male part is coupled.
  • Said hole has a prismatic profile similar to the profile of the bar of the male basic part. The differences lie in the geometric tolerances necessary to allow an adequate play between both pieces and in which the perforation has been carried out a longitudinal recess of straight section to allow the loose passage of the zipper that the bar has carved in its upper surface.
  • the length and thickness of the walls of said perforation is necessary so that no blockages or unwanted headings occur between both parts and can withstand the mechanical stresses that are generated during operation with the instrument.
  • the arms where the pivoting jaws are mounted are in the same plane as the handles, but the mouth formed by the two arms has a direction opposite to the direction of the mouth formed by the two handles.
  • Each of the arms has pivoting jaws that transport and hold the biocompatible elements to be fixed to the bone by screws.
  • the force that the user makes with the hand on the handles is that necessary to generate a certain pressure between the two jaws and the bone and to overcome the force of a helical compression spring of circular section that opposes this sense of movement.
  • This helical compression spring is longitudinally traversed by the prismatic profile bar of the male basic part, which, in addition to serving as a guide, prevents the buckling that tends to occur in it due to its slenderness.
  • the square ends of this spring rest on the bases of the handles, which are conditioned to serve as a seat.
  • the locking mechanism is of the ratchet type.
  • the ratchet mechanism consists of a push button, a locking spring and a saw-shaped zipper, which is carved in the upper flat part of the prismatic profile bar of the male basic part.
  • the push button and the locking spring are housed in the perforation carried out in the longitudinal axis of the handle of the female basic part.
  • the ratchet mechanism is of the "normally closed” type, that is, if the rod is not operated externally, it blocks the opening of the jaws.
  • the ratchet mechanism of the closed type it has a helical compression spring with square ends.
  • the blocking button consists of two rods of constant sections which are connected by means of a threaded joint.
  • the lower rod has a prismatic section with two axes of symmetry. Two sides of this section are straight and parallel and the other two sides are circular with center in the center of the profile.
  • the lower end of this rod has a protrusion in the form of Sawtooth which is inserted into the zipper of the male basic part to block the opening of the instrument clamp.
  • the upper rod has a circular section and its diameter is less than the perpendicular distance between the two straight and parallel sides of the section of the lower rod.
  • the upper end of this rod will have a lateral projection, which will adapt ergonomically to the thumb to be able to be comfortably pushed by it when you want to disconnect the button of the zipper and unlock the opening of the jaws.
  • the locking spring supports one of its ends in the step between the two rods that make up the push button.
  • the other end of the spring sits on a cylindrical washer that is placed on a step, caused by a change in section, which provides for the longitudinal perforation of the handle of the female basic part.
  • the axial perforation of the handle of the female basic part consists of two sections separated by a step.
  • the lower section which accounts for most of the total length of the tunnel, has a prismatic section similar to the lower push button rod.
  • the upper section is of circular section with the appropriate dimensions to allow the upper push button rod to pass through. To allow, at the time of assembly, that the lateral protrusion of the upper section of the button can traverse the axial perforation of the handle of the female basic part, it has a rectangular section groove.
  • the limitation of the degree of opening of the jaws of the instrument is fixed by the closing element located at the end of the prismatic bar of the male basic part.
  • Said closing element has a cylindrical outer shape and has a blind perforation of prismatic section to fit the shape of the end of the bar.
  • the prismatic bar of the male basic part has a graduated scale on its sides and the female basic part serves as a signaling cursor.
  • the pivoting jaw mounted on the male basic part is in the form of a rectangular parallelepiped.
  • This jaw has carved a hole in the base that will be in contact with the bone.
  • Said hole has the appropriate shape to accommodate and transport the biocompatible element that is desired to be fixed and to allow the instrument to be removed once the biocompatible elements have been fixed to the bone.
  • the remaining surface of said base that is not occupied by the hole is knurled to achieve proper roughness and prevent it from sliding when pressed against the bone.
  • This pivoting jaw has a blind cylindrical bore drilled in its geometric center and perpendicular to them, where the pins that perform the function of pivot element of the joint are introduced.
  • the pivoting jaw corresponding to the female basic part is in the form of a six-sided polyhedron.
  • Two opposite faces of said polyhedron are not flat but concave and are those that will be in contact with the bone or will face each other.
  • Said curved faces are differentiated from each other by the geometry of the hole they have practiced on their surface and by their surface roughness.
  • the selection of the face that will be in contact with the bone is a function of the type of element that you want to place in the area of the incision. That is, if it is a washer or an osteosynthesis plate.
  • the face designed to place washers is rough and has a cylindrical hole with the appropriate depth so that it can be properly housed.
  • the face designed to place plates has a cylindrical recess where a cylindrical part can be assembled and disassembled, which has a central through oval hole and two small tabs at the extreme edges of said hole. These tabs will be introduced into the oval holes of the plates, facilitating the positioning of the instrument and avoiding unwanted slipping of the same with respect to it.
  • the mounting of the element provided with flanges on the pivoting jaw is carried out by means of a bayonet connection, also called bayonet closure or bayonet mounting, which constitutes a type of quick coupling and attachment between the inter-corresponding surfaces of the pivoting jaw and the piece of eyelashes.
  • the flange element is rotated with respect to the pivoting jaw such that the projections are guided towards perpendicular grooves arranged to avoid their mismatch.
  • a spring or spring can be used to maintain the clamping force.
  • This pivoting jaw has a blind cylindrical bore drilled in its geometric center and perpendicular to them, where the pins that perform the function of pivot element of the joint are introduced.
  • the pivoting jaws To allow the passage of the drill bits that have to pierce the bone and the biocompatible fasteners that require it, as well as the advance of the screws that are installed, the pivoting jaws have through holes perpendicular to the faces that will be in contact with the bone.
  • the arm of the female basic part where its corresponding pivoting jaw is mounted is born perpendicular to the end of the extension which, in the form of a rectangular section bar, has its handle in its lower section.
  • the longitudinal axis of said extension is parallel to the longitudinal axis of the prismatic bar of the male part.
  • This arm of the female part has two parallel cantilever plates that support one of the pivoting jaws. To do this, these plates have threaded holes where the elements that are to serve as the pivot axis of the pivoting jaw are connected. These elements are a hybrid between an articulation bolt and a set screw.
  • the length of the plates and the position of the threaded holes is such that it allows a 360 ° rotation of the pivoting jaw.
  • this arm of the female basic part has a cylindrical and hollow element with a longitudinal axis perpendicular to said arm and which has been designed to attach drill guides of different diameters and to allow the screws to be inserted into the bone.
  • the drill guide coupling element has guide locking elements.
  • the elements that constitute the pivot axes of the pivoting jaws are threaded rods at one end.
  • the threaded zone is connected to the machined female thread in the holes of the plates.
  • the non-threaded section is smooth and is inserted with play in the blind holes that have the pivoting jaws practiced on their upper and lower faces.
  • To assemble and disassemble these axle elements have an inner hexagon, type Alien, at the threaded end.
  • the arm of the male basic part where the corresponding pivoting jaw is mounted forms ninety degrees with the longitudinal axis of its prismatic bar. Said arm is the one that will be inserted between the tissues and the bone to install, by means of its pivoting jaw, the biocompatible elements that have to be placed on the opposite side to the insertion of the bits and screws to act as fixing nuts of these.
  • the arm of the male basic part where the pivoting jaw is installed has two parallel cantilever plates that support it. However, the length of these plates is shorter, since a complete rotation of this pivoting jaw with respect to its axis of rotation is not required.
  • the axis elements of this pivoting jaw are identical to those used in the female basic part. 74
  • the pivoting jaws In the operation with the instrument, the pivoting jaws, by means of pressure, keep the elements of biocompatible material in contact with the bone. Thanks to the freedom of each pivoting jaw to rotate in its corresponding arm with respect to an axis parallel to the longitudinal axis of the handles, the longitudinal axis of the male part can be placed in a range of angular positions with respect to the longitudinal axis of the bone. Therefore, with the instrument it is possible to drill holes and screw screws that form different angles with respect to the longitudinal axis of the bone.
  • the preferred embodiment of the biocompatible fixation element is that of a laminar-shaped fastener of biocompatible plastic material with concave inner surface along an axis and convex exterior along the same axis, which is suitable for placement in cylindrical bones such as femurs, tibiae, humerus, etc., and which has a cylindrical perforation with an axis perpendicular to the surface that will be in contact with the bone cortex and with a diameter smaller than the smaller diameter or root diameter of the osteosynthesis screw thread to be used in fixing.
  • the projection of the clamping element is square in shape.
  • the radius of curvature of the bone contact surface is similar to that of the bone surface where it is placed and the thickness of the sheet is between 2mm and 5mm.

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Abstract

Constituido por elementos biocompatibles de fijación y un instrumento para la colocación de los mismos. El instrumento consta de dos piezas, macho (A) y hembra (B), que pueden desplazarse con movimiento relativo de deslizamiento lineal. Cada pieza cuenta en su extremo caudal con una mordaza pivotante (Pa, Pb), formando entre ambas una U invertida. En la mordaza de la pieza macho se coloca el elemento biocompatible que será atravesado por un tornillo insertado a través de guías intercambiables (g) colocadas en la otra mordaza, actuando como tuerca de bloqueo y fijación de dicho tornillo. Ambas piezas cuentan con un mango (m) para permitir la aproximación de las mordazas. La apertura del dispositivo, limitada por un cierre (C), se logra por la acción de un resorte de compresión (R), al liberar, por la acción del pulgar el trinquete insertado en la cara superior, tallada en diente de sierra, de la pieza A.

Description

DISPOSITIVO PARA LA FIJACIÓN DE TORNILLOS EN HUESOS OSTEOPOROTICOS
La presente invención se refiere a un dispositivo que facilita la fijación en huesos osteoporóticos de tornillos empleados normalmente en osteosíntesis de huesos no patológicos. El dispositivo en cuestión corista de un elemento biocompatible y un instrumento que se emplea para manipular éste, el cual actuaría a modo de tuerca de fijación tras ser atravesada por el tornillo que previamente ha pasado las corticales óseas, aportando de este modo una mayor resistencia a la tracción de la unión roscada.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Millones de personas padecen de osteoporosis, una enfermedad típica de la edad avanzada, en la que el hueso pierde densidad. La consecuencia fundamental es que aumenta la fragilidad ósea y, por tanto, las posibilidades de fracturarse ante traumatismos incluso banales. Una vez producida la fractura, la mayoría de las veces se requiere el uso de placas y tomillos para fijar los fragmentos óseos en una alineación correcta, al tiempo que se permite la movilización de las articulaciones adyacentes. Desafortunadamente, la pérdida de masa ósea condiciona que la fijación de los tornillos sea deficitaria, por lo que es frecuente que éstos cedan ante las solicitaciones mecánicas del hueso donde están implantados y se desprendan del mismo. La consecuencia inmediata será la pérdida de estabilidad en el foco de la fractura con todas las complicaciones que ello conlleva.
Del mismo modo, en fracturas de huesos en individuos jóvenes frecuentemente los tornillos atraviesan líneas o fisuras del hueso donde la fijación es imposible al no conseguir éstos la presa suficiente. Como en el caso anterior la consecuencia es que los tornillos están expuestos a soltarse fácilmente ante las solicitaciones mecánicas a las que se ve sometido el hueso.
Para solventar este problema se han ideado diversos sistemas que intentan asegurar la fijación del tornillo al hueso. Entre estos se encuentra el uso de barras roscadas que atravesarían el hueso y a las que se añadiría una tuerca por cada lado; la utilización de cementos que se añadirían al orificio de perforación previa a la colocación del tornillo de modo que al fraguar aumentasen la fijación de éste; la colocación de alambres y cintas metálicas que rodean al hueso y permiten fijar sus fragmentos o placas al mismo complementando así la acción de los tornillos o usándose directamente sin ellos; el empleo de materiales expansores añadidos a los tornillos y el uso de tornillos especiales de diversos tipos.
Desde hace años se utilizan en medicina humana diversos tipos de plásticos biocompatibles con alta resistencia a la tracción. Estos plásticos pueden ser perforados y roscados sin dificultad, asegurando una resistencia a la tracción incluso superior a la de un hueso normal. Colocados contra una superficie ósea no crean problemas de rechazo y pueden ser un complemento para aumentar la fij ación de un tornillo al hueso .
La principal dificultad técnica estriba en cómo colocar un fragmento de uno de estos materiales para que sea atravesado por el tornillo tras haber pasado éste las dos corticales óseas y asegurar el agarre en dicho fragmento. Asimismo, un problema que debe resolverse es la forma y dimensiones que han de tener dichas piezas para evitar que éstas penetren en la cortical ósea debido a las presiones que sobre las mismas se generan.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos está constituido por elementos laminares biocompatibles que aseguran la fijación del tornillo una vez éste ha atravesado su estructura y un instrumento que facilita la colocación de dichos elementos en las zonas del hueso opuestas a la de la incisión, mediante la manipulación desde el lado del corte. El propósito es que dicho material biocompatible sirva de sujeción del extremo del vastago fileteado del tornillo y evite su aflojamiento. Asimismo, el dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos facilita que, simultáneamente a la fijación de los elementos lámina en la cara opuesta a la de la incisión, se lleve a cabo la colocación de arandelas o placas en el lado de la incisión.
El instrumento empleado en la colocación de los elementos biocompatibles para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos está constituido por dos piezas básicas, una macho y otra hembra, conectadas entre sí por un par de contacto superficial, movimiento relativo de deslizamiento lineal y un grado de libertad. Para lograr este tipo de conexión una de las piezas básicas, denominada pieza básica macho, cuenta con una zona en forma de barra con perfil prismático que puede deslizarse a través del orificio que, con similar perfil, lleva practicada la denominada pieza básica hembra.
Cada una de las piezas básicas está doblada a escuadra por un extremo. Cuando las piezas básicas se montan para constituir el instrumento, dichos extremos doblados son paralelos y conforman los brazos donde se montan las mordazas pivotantes que permiten sujetar y sostener los elementos de material biocompatible que serán fijados al hueso mediante tornillos.
Cada una de dichas piezas básicas dispone de un mango. La pareja de mangos se adapta ergonómicamente a la palma de una mano para facilitar la acción de cierre de las mordazas pivotantes.
La base del mango de la pieza básica hembra está perforada según un eje perpendicular al eje longitudinal del mango. En dicha perforación se acopla la barra poligonal de la pieza macho. Dicho hueco tiene un perfil prismático similar al perfil de la barra de la pieza básica macho. Las diferencias estriban en las tolerancias geométricas necesarias para permitir un juego adecuado entre ambas piezas y en que la perforación lleva practicado un rebaje longitudinal de sección recta para permitir el paso holgado de la cremallera que la barra prismática lleva tallada en su superficie plana superior. La longitud y espesor de las paredes de dicha perforación son los necesarios para que no se produzcan bloqueos ni cabeceos indeseados entre ambas piezas y pueda resistir las tensiones mecánicas que se generen durante la operación con el instrumento. Los brazos donde se montan las mordazas pivotantes son paralelos y se encuentran en el mismo plano que los mangos, pero la boca que conforman ambos brazos está dirigida en sentido contrario al sentido que señala la boca que forman los dos mangos.
En la operación con el instrumento, la fuerza que el usuario realiza con la mano en los mangos es la necesaria para lograr generar una determinada presión entre las mordazas pivotantes y el hueso y para vencer la fuerza de un elemento elástico que se opone a dicho sentido de movimiento. Dicho elemento elástico puede estar ausente.
Para evitar que las mordazas del instrumento se abran por la acción del elemento elástico cuando se deje de ejercer fuerzas de cierre en los mangos del mismo, el instrumento dispone de un mecanismo de bloqueo. El mecanismo de bloqueo es del tipo de trinquete. El mecanismo de trinquete está constituido por un pulsador, un elemento elástico de bloqueo y una cremallera en forma de dientes de sierra, la cual se encuentra tallada en la parte plana superior de la barra con perfil prismático de la pieza básica macho. El pulsador se aloja en el mango de la pieza básica hembra.
El mecanismo de trinquete es del tipo "normalmente cerrado", es decir, si no se actúa exteriormente sobre el pulsador éste bloquea la apertura de las mordazas. Para lograr que el mecanismo de trinquete sea del tipo cerrado éste dispone de un elemento elástico de bloqueo en el mango de la pieza básica hembra.
El pulsador de bloqueo está constituido por una varilla que en su parte inferior dispone de un diente que podrá incrustarse en la cremallera de la pieza básica macho para bloquear la apertura de las mordazas del instrumento y en su parte superior dispone de medios para que, mediante la presión de un dedo, se pueda vencer la fuerza del elemento elástico de bloqueo y se desconecte el pulsador de la cremallera, con lo cual se desbloquea la apertura de las mordazas.
Cuando el instrumento no contenga el elemento elástico citado, el mecanismo de trinquete y el pulsador de bloqueo no serán necesarios. Para proceder al bloqueo de las dos piezas en una posición determinada (normalmente cuando ambas mordazas abrazan al hueso), la pieza hembra llevará practicado un taladro roscado en una de las caras laterales de la base del mango, por donde se desliza la barra poligonal de la pieza macho. Dicha perforación roscada permitirá que mediante el uso de un perno de presión, con cabeza apropiada para facilitar el roscado a mano, se bloquee o desbloquee el movimiento relativo entre las piezas macho y hembra, al aplicar manualmente un pequeño par de apriete en la cabeza de dicho perno.
La limitación del grado de apertura de las mordazas del instrumento la fija un elemento de cierre de forma o de cierre por rozamiento, situado en el extremo de la barra prismática de la pieza básica macho.
La mordaza pivotante correspondiente a la pieza básica macho tiene forma de paralelepípedo rectangular. Este elemento tiene tallado un hueco en la cara que estará en contacto con el hueso. Dicho hueco tiene la forma apropiada para alojar y transportar el elemento biocompatible que se desee fijar y para facilitar la extracción del instrumento una vez el elemento biocompatible ha sido fijado al hueso. La superficie restante de dicha cara que no esta ocupada por el hueco está moleteada para conseguir una rugosidad apropiada y evitar que se deslice una vez haya sido presionada contra el hueso.
Las caras superior e inferior de esta mordaza pivotante llevan taladrado un agujero cilindrico ciego en su centro geométrico y perpendicularmente a las mismas, donde se introducen los elementos que realizan la función de eje de la articulación.
La mordaza pivotante montada en la pieza básica hembra tiene forma de poliedro de seis caras. Dos caras opuestas de dicho poliedro no son planas sino cóncavas y son las que estarán en contacto con el hueso o con el elemento que se colocará en el hueso. Dichas caras curvas se diferencian entre sí por la geometría del hueco que llevan practicado en su superficie. La selección de la cara cuya normal se dirige al hueso es función del tipo de elemento que se desea fijar en la zona de la incisión. Es decir, si se trata de una arandela o de una placa de osteosíntesis. La cara diseñada para colocar arandelas dispone de un hueco circular con la profundidad adecuada para que aquélla se pueda alojar correctamente. La cara diseñada para colocar placas de osteosíntesis dispone de pequeñas pestañas que se introducirán en los agujeros ovales de aquéllas facilitando el posicionamiento del instrumento y evitando los deslizamientos indeseados del mismo respecto de las placas.
Las caras superior e inferior de esta mordaza pivotante llevan taladrado un agujero cilindrico ciego en su centro geométrico. Dicho taladro es perpendicular a dichas caras y es donde se introducen los elementos que realizan la función de eje de la articulación.
Para permitir el paso de las brocas que han de agujerear el hueso y los elementos de sujeción biocompatibles que lo requieran, así como el avance de los tornillos que se inserten, las mordazas pivotantes presentan huecos pasantes perpendiculares a las caras que estarán en contacto con el hueso.
El brazo donde se monta la mordaza pivotante correspondiente a la pieza básica hembra, una vez el instrumento ha sido montado, es perpendicular a la barra prismática de la pieza básica macho. El brazo donde se monta la mordaza pivotante correspondiente a la pieza básica macho es perpendicular al eje longitudinal de su barra prismática. Por tanto, los dos brazos donde se monta las mordazas pivotantes son paralelos. Cada uno de los dos brazos donde se montan las mordazas pivotantes cuenta con dos pletinas perpendiculares al mismo y paralelas entre sí. Las pletinas de un brazo se enfrentarán a las del otro brazo, pero sus ejes longitudinales no tienen porqué ser coincidentes. .Dichas pletinas están en voladizo y sirven de soporte de su respectiva mordaza pivotante. Las pletinas disponen de agujeros roscados donde se conectan los elementos que han de servir de eje de giro de la mordaza pivotante. La mordaza pivotante instalada en la pieza básica hembra puede girar respecto de su eje de giro 360° sin tropiezos, permitiendo esta característica elegir la cara de .la mordaza pivotante que se ha de enfrentar al hueso; dicha elección dependerá del tipo de elemento que se desee colocar, es decir, si se trata de una arandela o de una placa de osteosíntesis.
El brazo donde se monta la mordaza pivotante de la pieza básica hembra cuenta con un elemento diseñado para permitir el paso de los tomillos que han de insertarse en el hueso y para acoplar fácilmente diferentes guías de brocas apropiadas al diámetro de broca que se desee utilizar en cada momento.
Las piezas biocompatibles de fijación son elementos de forma laminar de material plástico biocompatible que se colocan en las zonas del hueso opuestas a la de la incisión mediante la manipulación desde el lado del corte. Dichos elementos se colocan en el instrumento, en la cara de la mordaza de la pieza macho que se enfrenta a la mordaza de la pieza hembra. De este modo cuando la mordaza de la pieza macho contacta con el hueso, pone igualmente en contacto con el mismo a la pieza de fijación para que la broca o el tornillo que han atravesado previamente a la mordaza de la pieza hembra y las dos corticales del hueso penetren directamente en la pieza biocompatible de fijación. El propósito es que dicho material biocompatible sirva de sujeción del extremo del vastago fileteado del tornillo y evite su aflojamiento.
La pieza biocompatible de fijación puede llevar practicado en su centro una perforación de diámetro inferior al diámetro menor de la rosca de los tornillos de osteosíntesis con el objeto que éstos puedan autorroscarse en dicha perforación o ser introducidos previo labrado de rosca con el instrumental adecuado.
Gracias a las características mecánicas de los materiales plásticos biocompatibles, que permiten un relativamente fácil autorroscado de los tornillos de osteosíntesis, no se precisa que éstos últimos, cuando se introduzcan desde la zona de incisión y se dirijan hacia la zona opuesta del hueso donde espera el elemento de fijación de la presente invención, tengan su eje perfectamente alineado con el eje de la perforación del elemento de sujeción, sino que pueden insertarse con un cierto ángulo de incidencia respecto al eje de la perforación, y por tanto respecto a la normal al hueso, manteniendo un suficiente bloqueo frente al aflojamiento de la unión.
El elemento de fijación de la invención, que tiene forma laminar, puede colocarse en huesos planos o huesos con cierta convexidad, por tanto, la superficie que estará en contacto con la cortical ósea podrá ser plana o tener forma cóncava con el propósito de adaptarse lo mejor posible a la superficie cortical del hueso. La superficie que estará cubierta por los tejidos tendrá la forma y acabado adecuados para una mejor adaptación de los mismos y evitar que les origine daños.
Al aplicar pares de apriete a los tornillos de osteosíntesis en la colocación de los mismos o cuando el hueso se vea sometido a solicitaciones mecánicas, se producirán tensiones de tracción en el vastago del tornillo que generará presiones entre la cortical ósea y la superficie del elemento de sujeción que está en contacto íntimo con la misma. Con objeto de que el modelo de elemento de sujeción de esta invención no penetre en las corticales óseas como consecuencia de estas presiones éste tendrá unas dimensiones de superficie de contacto adecuadas a cada circunstancia.
Los espesores de los elementos de sujeción serán función de los pasos de rosca de los tornillos de osteosíntesis que se empleen y de las resistencias mecánicas que se precisen.
VENTAJAS DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene la ventaja sobre otras previamente descritas de que el roscado dentro del elemento biocompatible que asegura la fijación del tornillo se lleva a cabo en el momento de la introducción del mismo. Al estar taladrado previamente y ser de material plástico preferiblemente, generalmente no será necesario el uso de un roscado previo a la introducción del tornillo, dado que la rosca será creada por el avance del propio tornillo dentro del elemento de fijación. Esto permitirá el uso de cualquier tipo de tornillo en todos los elementos de fijación, lo que abaratará considerablemente el proceso de fabricación y utilización.
El instrumento empleado para colocar el elemento de fijación es esencial para la introducción del tornillo en el mismo. Dado que el extremo de avance del tornillo normalmente no queda a la vista del cirujano, la colocación del elemento de fijación sería muy complicada realizada manualmente. El instrumento de la presente invención dispone de unas mordazas y un sistema de guías que aseguran que el tornillo introducido por la mordaza de la pieza hembra encuentre siempre al taladro del elemento colocado en la mordaza de la pieza macho. Al introducirse el tornillo dentro del elemento de fijación éste se libera fácilmente de la mordaza que lo contiene y queda presionado contra el hueso asegurando la estabilidad del tornillo dentro del hueso, al actuar como tuerca de bloqueo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para una mejor comprensión de cuanto queda descrito en la presente memoria, se acompañan unos dibujos en el que, tan sólo a título de ejemplo, se presenta un caso práctico de realización preferida del dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos.
La figura 1 son dos visiones en perspectiva isométrica del conjunto de la herramienta que se utiliza como ayuda para la compresión de alguna de las reivindicaciones. En ella se pueden observar un boceto del hueso, la pieza básica macho (A), la pieza básica hembra (B), el mango de la pieza básica macho (ma), el mango de la pieza básica hembra (mb), el resorte de apertura de la pinza (R), la mordaza pivotante de la pieza básica macho (Pa), la mordaza pivotante de la pieza básica hembra (pb), el brazo en escuadra (Al) de la pieza básica macho (A) donde se monta la mordaza pivotante (Pa), el brazo en escuadra (Bl) de la pieza básica hembra (B) donde se monta la mordaza pivotante (Pb) y se conectan las guías de brocas intercambiable (g), y la barra prismática (A3) de la pieza macho (A) donde se encuentra la regla graduada.
La figura 2 son dos visiones en perspectiva isométrica del conjunto de la herramienta. En ella se pueden observar la pieza básica macho (A), la pieza básica hembra (B), el mango de la pieza básica macho (ma), el mango de la pieza básica hembra (mb), el resorte de apertura de la pinza (R), la mordaza pivotante de la pieza básica macho (Pa), la mordaza pivotante de la pieza básica hembra (pb), la cabeza, del pulsador del mecanismo trinquete (pt), el conector de guías de brocas intercambiable (cg), una guía de brocas (g), el elemento de cierre que es limitador de la apertura de la pinza (C), tornillo de retención del elemento de cierre (tr), eje de giro de mordaza pivotante (e), y el elemento con pestañas para sujetarse a placas (ep).
La figura 3 son dos visiones en perspectiva isométrica de la pieza básica macho. En ella se puede observar el mango (ma), la barra prismática (bp) con la superficie superior tallada en diente de sierra (db), la zona de apoyo del extremo del resorte de apertura de las mordazas (za), el brazo de montaje de la mordaza pivotante de la pieza básica macho (ba), con las dos pletinas (pl), el alojamiento de la punta del tornillo prisionero (ap) y el agujero pasante (hp) para el montaje del eje de giro superior de la mordaza pivotante.
La figura 4 son dos visiones en perspectiva isométrica de la pieza básica hembra. En ella se puede observar el mango (mb), el brazo de montaje de la mordaza pivotante de la pieza básica hembra (bb), con las dos pletinas (pl), con los agujeros roscados (ar) para instalación de los ejes de giro de la mordaza pivotante, el alojamiento de la barra prismática de la pieza básica macho (ha), el conector de guía de brocas (cg) y una guía de brocas intercambiable (g).
En la figura 5 se muestran dos visiones en perspectiva isométrica de los pulsadores del mecanismo de trinquete y una sección de la pieza básica hembra. En la figura 4 las dos varillas (vs y vi) que componen el pulsador están montadas, por lo que no se aprecia la unión roscada que las acopla. Sin embargo, se ha representado en una de las vistas la arandela (Ar) que se ha de montar para servir de apoyo al resorte (no representado) del mecanismo trinquete. En la sección de la pieza básica hembra puede observarse el hueco de montaje y de alojamiento del pulsador. En la figura 6 se muestran dos visiones en perspectiva isométrica de la mordaza pivotante (pb) correspondiente a la pieza básica hembra. Asimismo, se muestran dos visiones en perspectiva isométrica de la pieza de pestañas (ep) que se utilizaría en la fabricación preferida.. En la pieza de pestañas pueden observarse las pestañas propiamente dichas (pe) y uno de los pines (pi) diseñados para el montaje en bayoneta de la pieza
En la figura 7 se muestran dos visiones en perspectiva isométrica de la mordaza pivotante (pa) correspondiente a la pieza básica macho. El alojamiento para insertar el elemento biocompatible que se ha de fijar al hueso es paralelepípedo rectangular en este caso, pero puede tener cualquier forma geométrica.
En la figura 8 se muestran dos visiones en perspectiva isométrica de la pieza limitadora de la apertura de la pinza (C). Puede observarse el agujero roscado para instalación del tomillo de retención y el hueco ciego para inserción del extremo de la barra prismática de la pieza básica macho.
En la figura 9 se muestra una vista en perspectiva de un elemento de fijación de tornillos de osteósintesis para huesos oesteoporóticos, previamente perforado (1) (realización preferida), y un tornillo típico de osteósintesis (2).
En la figura 10 se muestra una vista en perspectiva de un elemento de fijación de tornillos de osteósintesis (1), un hueso de tipo cilindrico largo (3) y un tornillo típico de osteósintesis (2), con el objeto de detallar uno de los usos de dicho elemento.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA
El dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos está constituido por elementos biocompatibles de fijación y un instrumento que consta de dos piezas básicas (macho y hembra) conectadas entre sí por un par de contacto superficial, movimiento relativo de deslizamiento lineal y un grado de libertad. Para lograr este tipo de conexión una de las piezas básicas, denominada pieza básica macho, cuenta con una zona en forma de barra con perfil prismático que puede deslizarse a través del orificio que, con similar perfil, lleva practicada la denominada pieza básica hembra. Dicho perfil es circular en sus laterales y plano en las partes superior e inferior. Con este tipo de perfil se impide el giro relativo de una pieza básica respecto de la otra y se facilita el movimiento relativo de translación axial de las mismas.
Cada una de las piezas básicas dispone de un brazo para montaje de una mordaza pivotante. Cuando las piezas básicas se montan para constituir el instrumento, dichos brazos son paralelos y permiten sujetar, gracias a las mordazas pivotantes, los elementos de material biocompatible que serán fijados al hueso mediante tornillos.
Cada una de dichas piezas básicas dispone de un mango. La pareja 'de mangos se adapta ergonómicamente a la palma de una mano para facilitar la acción de cierre de las mordazas.
La base del mango de la pieza hembra está perforada según un eje perpendicular al eje longitudinal del mango. En dicha perforación se acopla la barra prismática de la pieza macho. Dicho hueco tiene un perfil prismático similar al perfil de la barra de la pieza básica macho. Las diferencias estriban en las tolerancias geométricas necesarias para permitir un juego adecuado entre ambas piezas y en que la perforación lleva practicado un rebaje longitudinal de sección recta para permitir el paso holgado de la cremallera que la barra lleva tallada en su superficie superior. La longitud y espesor de las paredes de dicha perforación es el necesario para que no se produzcan bloqueos ni cabeceos indeseados entre ambas piezas y pueda resistir las tensiones mecánicas que se generen durante la operación con el instrumento.
Los brazos donde se montan las mordazas pivotantes se encuentran en el mismo plano que los mangos, pero la boca formada por los dos brazos tiene sentido opuesto al sentido de la boca que forman los dos mangos. Cada uno de los brazos dispone de mordazas pivotantes que transportan y sujetan a los elementos biocompatibles que han de fijarse al hueso mediante tornillos.
En la operación con el instrumento, la fuerza que el usuario realiza con la mano en los mangos es la necesaria para lograr generar una determinada presión entre las dos mordazas y el hueso y para vencer la fuerza de un resorte helicoidal de compresión de sección circular que se opone a dicho sentido de movimiento.
Este resorte helicoidal de compresión es atravesado longitudinalmente por la barra con perfil prismático de la pieza básica macho, la cual, además de servirle de guía, evita el pandeo que tiende a producirse en el mismo debido a su esbeltez. Los extremos en escuadra de este resorte se apoyan en las bases de los mangos, las cuales que se encuentran acondicionadas para servirles de asiento.
Para evitar que las mordazas del instrumento se abran por la acción del resorte helicoidal de compresión cuando se deje de ejercer fuerzas de cierre en los mangos del mismo, éste dispone de un mecanismo de bloqueo. El mecanismo de bloqueo es del tipo de trinquete. El mecanismo de trinquete está constituido por un pulsador, un resorte de bloqueo y una cremallera en forma de dientes de sierra, la cual se encuentra tallada en la parte plana superior de la barra con perfil prismático de la pieza básica macho.
El pulsador y el resorte de bloqueo se alojan en la perforación practicada en el eje longitudinal del mango de la pieza básica hembra.
El mecanismo de trinquete es del tipo "normalmente cerrado", es decir, si no se actúa exteriormente sobre la varilla éste bloquea la apertura de las mordazas. Para lograr que el mecanismo de trinquete sea del tipo cerrado éste dispone de un resorte helicoidal de compresión con extremos a escuadra.
El pulsador de bloqueo está constituido por dos varillas de secciones constantes las cuales se conectan mediante una unión roscada. La varilla inferior tiene sección prismática con dos ejes de simetría. Dos lados de esta sección son rectos y paralelos y los otros dos lados son circulares con centro en el centro del perfil. El extremo inferior de esta varilla dispone de un resalte en forma de diente de sierra el cual se inserta en la cremallera de la pieza básica macho para bloquear la apertura de la pinza del instrumento. La varilla superior tiene sección circular y su diámetro es inferior a la distancia perpendicular que existe entre los dos lados rectos y paralelos de la sección de la varilla inferior. El extremo superior de esta varilla dispondrá de un resalte lateral, que se adaptará ergonómicamente al dedo pulgar para poder ser empujado cómodamente por éste cuando se desee desconectar el pulsador de la cremallera y desbloquear la apertura de las mordazas.
El resorte de bloqueo apoya uno de sus extremos en el escalón que existe entre las dos varillas que conforman el pulsador. El otro extremo del resorte se asienta en una arandela cilindrica que se sitúa en un escalón, originado por un cambio de sección, que dispone la perforación longitudinal del mango de la pieza básica hembra.
La perforación axial del mango de la pieza básica hembra consta de dos tramos separados por un escalón. El tramo inferior, que supone la mayor parte de la longitud total del túnel, tiene una sección prismática con forma similar a la varilla inferior del pulsador. El tramo superior es de sección circular con las dimensiones adecuadas para permitir el paso con juego de la varilla superior del pulsador. Para permitir, en el momento del ensamblaje, que el resalte lateral del tramo superior del pulsador pueda recorrer la perforación axial del mango de la pieza básica hembra, ésta lleva practicada en toda su longitud una ranura de sección rectangular.
La limitación del grado de apertura de las mordazas del instrumento la fija el elemento de cierre situado en el extremo de la barra prismática de la pieza básica macho. Dicho elemento de cierre tiene forma exterior cilindrica y dispone de una perforación ciega de sección prismática para ajustarse a la forma del extremo de la barra. Una vez se ha insertado el resorte de compresión y la pieza básica hembra, con su correspondiente mecanismo trinquete, en la barra prismática de la pieza básica macho, se monta el elemento de cierre. La fijación del elemento de cierre a la barra de la pieza básica macho se lleva acabo mediante un tornillo de retención de tipo acoplado que se rosca perpendicularmente a la superficie lateral del elemento de cierre. El tornillo acoplado con extremo cónico asegura una fijación positiva, ya que el extremo del tornillo entra en un orificio taladrado en la barra prismática de la pieza básica macho.
Para medir el grado de apertura de las mordazas, la barra prismática de la pieza básica macho dispone en sus laterales de una escala graduada y la pieza básica hembra sirve de cursor de señalización.
La mordaza pivotante montada en la pieza básica macho tiene forma de paralelepípedo rectangular. Esta mordaza tiene tallado un hueco en la base que estará en contacto con el hueso. Dicho hueco tiene la forma apropiada para alojar y transportar el elemento biocompatible que se desee fijar y para permitir extraer el instrumento una vez los elementos biocompatibles han sido fijados al hueso. La superficie restante de dicha base que no está ocupada por el hueco está moleteada para conseguir una rugosidad apropiada y evitar que deslice cuando sea presionada contra el hueso.
Las caras superior e inferior de esta mordaza pivotante llevan taladrado un agujero cilindrico ciego en su centro geométrico y perpendicularmente a las mismas, donde se introducen los pasadores que realizan la función de elemento pivote de la articulación.
La mordaza pivotante correspondiente a la pieza básica hembra tiene forma de poliedro de seis caras. Dos caras opuestas de dicho poliedro no son planas sino cóncavas y son las que estarán en contacto con el hueso o estarán enfrentadas del mismo. Dichas caras curvas se diferencian entre sí por la geometría del hueco que llevan practicado en su superficie y por la rugosidad superficial de las mismas. La selección de la cara que estará en contacto con el hueso es función del tipo de elemento que se desea colocar en la zona de la incisión. Es decir, si se trata de una arandela o de una placa de osteosíntesis. La cara diseñada para colocar arandelas es rugosa y dispone de un hueco cilindrico con la profundidad adecuada para que aquélla se pueda alojar correctamente. En la configuración preferida la cara diseñada para colocar placas dispone de un hueco cilindrico donde se podrá montar y desmontar una pieza cilindrica que cuenta con un agujero oval pasante central y con dos pequeñas pestañas en los bordes extremos de dicho agujero. Dichas pestañas se introducirán en los agujeros ovales de las placas facilitando el posicionamiento del instrumento y evitando los deslizamientos indeseados del mismo respecto de aquélla. El montaje del elemento dotado de pestañas en la mordaza pivotante se lleva acabo mediante una conexión en bayoneta, también llamada cierre en bayoneta o montaje en bayoneta, el cual constituye un tipo de acoplamiento y fijación rápida entre las superficies intercorrespondientes de la mordaza pivotante y la pieza de pestañas. Para acoplar las dos superficies es necesario alinear y encajar los dos pines o salientes laterales del elemento de pestañas con las hendiduras practicadas en el hueco de la mordaza pivotante. Una vez que los pines alcanzan el recorrido o tope de las hendiduras, se gira el elemento de pestañas respecto de la mordaza pivotante de tal manera que los salientes son guiados hacia unas hendiduras perpendiculares dispuestas para evitar su desajuste. Opcionalmente podrá utilizarse un resorte o muelle para mantener la fuerza de sujeción.
Las caras superior e inferior de esta mordaza pivotante llevan taladrado un agujero cilindrico ciego en su centro geométrico y perpendicularmente a las mismas, donde se introducen los pasadores que realizan la función de elemento pivote de la articulación.
Para permitir el paso de las brocas que han de agujerear el hueso y los elementos de sujeción biocompatibles que lo requieran, así como el avance de los tornillos que se instalen, las mordazas pivotantes presentan huecos pasantes perpendiculares a las caras que estarán en contacto con el hueso.
El brazo de la pieza básica hembra donde se monta su correspondiente mordaza pivotante nace de forma perpendicular al extremo de la prolongación que, en forma de barra de sección rectangular, tiene su mango en su tramo inferior. El eje longitudinal de dicha prolongación es paralelo al eje longitudinal de la barra prismática de la pieza macho. Este brazo de la pieza hembra dispone de dos pletinas paralelas en voladizo que sirven de soporte de una de las mordazas pivotantes. Para ello, estas pletinas disponen de agujeros roscados donde se conectan los elementos que han de servir de eje de giro de la mordaza pivotante. Estos elementos son un híbrido entre un perno de articulación y un tornillo prisionero. La longitud de las pletinas y la posición de los agujeros roscados es tal que permite un giro de 360° de la mordaza pivotante. Asimismo, este brazo de la pieza básica hembra cuenta con un elemento cilindrico y hueco de eje longitudinal perpendicular a dicho brazo y que ha sido diseñado para acoplar guías de brocas de diferentes diámetros y para permitir el paso de los tornillos que han de insertarse en el hueso. El elemento de acoplamiento de guías de brocas dispone de elementos de bloqueo de las guías.
Los elementos que constituyen los ejes de giro de las mordazas pivotantes son varillas roscadas por uno de los extremos. La zona roscada se conecta con la rosca hembra mecanizada en los agujeros de las pletinas. El tramo no roscado es liso y se introduce con juego en los agujeros ciegos que llevan practicadas las mordazas pivotantes en sus caras superior e inferior. Para realizar el montaje y desmontaje estos elementos ejes disponen de un hexágono interior, tipo Alien, en el extremo roscado.
El brazo de la pieza básica macho donde se monta la correspondiente mordaza pivotante forma noventa grados con el eje longitudinal de su barra prismática. Dicho brazo es el que se introducirá entre los tejidos y el hueso para instalar, mediante la ayuda de su mordaza pivotante, los elementos biocompatibles que han de colocarse en la cara opuesta a la de inserción de las brocas y tornillos para actuar como tuercas de fijación de éstos. Al igual que el brazo de la pieza básica hembra, el brazo de la pieza básica macho donde se instala la mordaza pivotante dispone de dos pletinas paralelas en voladizo que sirven de soporte de la misma. Sin embargo, la longitud de estas pletinas es menor, ya que no se precisa de un giro completo de esta mordaza pivotante respecto de su eje de giro. Los elementos eje de esta mordaza pivotante son idénticos a los utilizados en la pieza básica hembra. 74
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En la operación con el instrumento las mordazas pivotantes, mediante presión, mantienen a los elementos de material biocompatible en contacto con el hueso. Gracias a la libertad que presenta cada mordaza pivotante para girar en su correspondiente brazo respecto a un eje paralelo al eje longitudinal de los mangos, el eje longitudinal de la pieza macho puede situarse en un abanico de posiciones angulares respecto al eje longitudinal del hueso. Por tanto, con el instrumento es posible taladrar agujeros y roscar tornillos que formen distintos ángulos respecto del eje longitudinal del hueso.
La forma de realización preferida del elemento biocompatible de fijación es la de un elemento de sujeción de forma laminar de material plástico biocompatible con superficie interior cóncava según un eje y exterior convexa según el mismo eje, el cual es apropiado para colocarse en huesos de tipo cilindrico tales como fémures, tibias, húmeros, etc., y que lleva practicado una perforación cilindrica de eje perpendicular a la superficie que estará en contacto con la cortical ósea y con diámetro inferior al diámetro menor o diámetro de raíz de la rosca del tornillo de osteosíntesis que ha de emplearse en la fijación. En la forma de realización preferida la proyección del elemento de sujeción tiene forma cuadrada. El radio de curvatura de la superficie de contacto con el hueso es similar a la de la superficie del hueso donde se coloque y el espesor de la lámina se encuentra entre 2mm y 5 mm.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, caracterizado por contener elementos biocompatibles de fijación y un instrumento que facilita la colocación de los mismos. Dicho instrumento consta de dos piezas, macho (A) y hembra (B), entre las que existe contacto superficial y un grado de libertad de movimiento relativo. Estas piezas pueden deslizarse linealmente una respecto de la otra permitiendo que la mordaza pivotante (Pa), montada en el brazo en escuadra (Al) que forma un extremo de la pieza macho (A), pueda aproximarse, a voluntad, a la mordaza pivotante (Pb), montada en el brazo en escuadra (Bl) que forma un extremo de la pieza hembra (B), cuando el usuario acerque entre sí los dos mangos ergonómicos (ma,mb) pertenecientes a las piezas macho (A) y hembra (B). La mordaza pivotante (Pa) correspondiente a la pieza macho (A) aloja y transporta al elemento biocompatible que actuará como tuerca de bloqueo del extremo del vastago del tornillo introducido desde la cortical opuesta. La mordaza pivotante (Pb) correspondiente a la pieza hembra (B) presiona a una arandela de osteosintesis o a una placa de osteosintesis, según se desee, contra la cara de la cortical ósea por donde se introducen los tornillos de sujeción. El elemento biocompatible de fijación colocado en la mordaza pivotante Pa es fijado al hueso mediante un tornillo, introducido a través de un elemento guía (g), que se conecta al brazo de mordaza (Bl) mediante un conector (cg). Para reforzar su anclaje el tornillo habrá atravesado la mordaza (Pb), el elemento de fijación que está en contacto con la misma (arandela o placa de osteosintesis), las dos corticales óseas y el elemento biocompatible alojado en la mordaza (Pa). El instrumento puede conformarse en cualquier material que cumpla los requisitos para ser utilizado en operaciones quirúrgicas.
2. Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicación anterior, caracterizado por disponer en el instrumento de un dispositivo trinquete, constituido por una varilla de bloqueo, un resorte y una superficie tallada en forma de dientes de sierra, que bloquea automáticamente la tendencia de las mordazas a separarse debido a la acción del resorte de compresión instalado (R) entre los mangos-palanca, pero que se desbloquea a voluntad del usuario mediante la simple presión en un resalte que el mecanismo de bloqueo lleva incoiporado en uno de los mangos-palanca
3. Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la mordaza pivotante (Pa) correspondiente a la pieza macho del instrumento encargada de transportar al elemento biocompatible que actúa a modo de tuerca de fijación del tornillo, y presionarlo contra la superficie cortical ósea situada en la lado opuesto al de la incisión, puede llevar practicado un hueco cuya forma geométrica es apropiada para alojar con el ajuste adecuado a dicho elemento biocompatible y permitir la liberación del instrumento fácilmente, una vez el elemento biocompatible ha sido atravesado por el tornillo, al soltar el dispositivo que bloquea las mordazas. Para facilitar la perforación y paso del tornillo a través del elemento biocompatible desde distintos ángulos, la mordaza pivotante (Pa) tiene perforada con la forma apropiada una parte de su superficie. Para evitar que la cara de la mordaza que está en contacto con el hueso se deslice una vez posicionada, la superficie que no esta ocupada por el hueco está moleteada para conseguir una rugosidad apropiada
4. Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicación 1, caracterizado por que la mordaza pivotante (Pb) correspondiente a la pieza hembra (B) del instrumento, y que presiona a una arandela de osteosintesis o a una placa de osteosintesis contra la superficie cortical ósea situada en el lado de la incisión, puede girar 360° respecto del eje pivote, de tal manera que dos caras opuestas de la misma podrán ser seleccionadas para estar en contacto con el hueso o la placa. Dichas caras se diferencian entre sí, fundamentalmente, por la forma geométrica del hueco que llevan practicado en su superficie. La selección de la cara que estará en contacto con el hueso o la placa es función del tipo de elemento que se desee colocar en la zona de la incisión. Es decir, que se trate de una arandela usada en osteosintesis para evitar que la cabeza del tornillo se incruste en la cortical ósea o de una placa de osteosintesis. La cara diseñada para colocar una arandela es rugosa y dispone de un hueco cilindrico con la profundidad adecuada para que aquélla se pueda alojar con el ajuste adecuado. La cara diseñada para colocar una placa de osteosíntesis dispone de un hueco con pestañas en los bordes, las cuales facilitan el posicionamiento del instrumento y evitan los deslizamientos indeseados del mismo respecto de la placa. Dichas pestañas pueden estar incluidas en una pieza especial que se acoplaría a dicha mordaza cuando se desee montar placas de osteosíntesis.
5. Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza especial que podría instalarse en la mordaza (Pb) del instrumento tiene forma cilindrica y cuenta Q con un agujero oval pasante central y con dos pequeñas pestañas en los bordes extremos de dicho agujero. Dichas pestañas se introducirán en los agujeros ovales de las placas de osteosintesis facilitando el posicionamiento del instrumento y evitando los deslizamientos indeseados del mismo respecto de aquélla. 5
6. Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por disponer en la barra prismática de la pieza deslizante macho del instrumento, de escalas graduadas que permiten medir la apertura de las mordazas con la ayuda de un cursor que dispone la pieza deslizante hembra, facilitándose con ello la elección del0 tamaño del tornillo de fijación más apropiado.
7.- Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la operación normal con el instrumento los ejes geométricos longitudinales de los "mangos (ma,mb) se5 encuentran en el mismo plano vertical que los ejes longitudinales de los brazos (Al5Bl) de las mordazas pivotantes y porque la boca dibujada por los dos mangos tiene forma de U y la generada por la de las mordazas tiene forma de U invertida 0
8.- Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la limitación del grado de apertura de las mordazas del instrumento la fija el elemento de cierre (C) situado en el extremo de la barra prismática de la pieza básica macho. Dicho elemento de cierre tiene forma exterior cilindrica y dispone de una perforación ciega de sección prismática para ajustarse a la forma del extremo de la barra. Una vez se ha insertado el resorte de compresión y la pieza básica hembra, con su correspondiente mecanismo trinquete, en la barra prismática de la pieza básica macho, se monta el elemento de cierre. La fijación del elemento de cierre a la barra de la pieza básica macho se lleva acabo mediante un tornillo de retención de tipo acoplado que se rosca perpendicularmente a la superficie lateral del elemento de cierre. El tornillo acoplado con extremo cónico asegura una fijación positiva, ya que el extremo del tornillo entra en un orificio taladrado en la barra prismática de la pieza básica macho.
9.- Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicación 1, caracterizado por contener un conector (cg) instalado en el brazo de mordaza de la pieza hembra del instrumento para permitir el acoplamiento de guías que pueden ser intercambiables" para ajustarse a los diferentes diámetros de las brocas que efectuarán el taladrado previo; al diámetro de las piezas para realizar la rosca en el hueso y elemento biocompatible; y al diámetro de los tornillos.
10,- Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicación 1, caracterizado por disponer de un resorte de compresión (R) montado coaxialmente en la barra de sección prismática (A3) de la pieza macho (A) cuya finalidad es mantener separados ambos mangos de las piezas macho y hembra del instrumento.
11.- Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicación 1, caracterizado por que el bloqueo y desbloqueo del movimiento relativo entre las piezas macho (A) y hembra (B) se lleva a cabo mediante un perno de presión, con cabeza apropiada para facilitar el roscado a mano con mínimo par de apriete, que se introduce en un taladro roscado que la pieza hembra llevará practicado en una de las caras laterales de la base de su mango por donde se desliza la pieza macho.
12.- Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicación 1, caracterizado por disponer de elementos de fijación con forma laminar y fabricados en material biocompatible, preferiblemente plástico, que actúan a modo de tuerca de fijación tras ser atravesados por un tornillo. Dichos elementos pueden ser sólidos o estar perforados de modo que el tornillo cree una rosca en su estructura cuando atraviesa la misma.
13.- Dispositivo para la fijación de tornillos en huesos osteoporóticos, según reivindicación anterior, caracterizado porque las superficies de los elementos de fijación biocompatible pueden ser curvas o planas, dependiendo de las características de la cortical ósea donde se coloque el elemento, y porque las dimensiones superficiales, formas y espesores del elemento y los diámetros de taladro previo por donde se inserta el vastago de los tornillos de osteosíntesis son función del tamaño y grosor del tornillo que se utilice, el estado de degradación ósea y del tipo de solicitaciones a que estará sometido el hueso.
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