ES2200478T3 - Dispositivo de osteosintesis raquidiana adaptable a las diferencias de alineacion, angulacion y penetracion de los tornillos pediculares. - Google Patents

Abstract

ESTE DISPOSITIVO COMPRENDE AL MENOS UNA VARILLA VERTEBRAL (2) TORNILLOS PEDICULARES (3), CONECTORES (1) DE CONEXION ENTRE LA VARILLA Y LOS TORNILLOS, LOS CONECTORES (1; 10) PRESENTAN UN ORIFICIO OBLONGO (5) QUE SE EXTIENDE TRANSVERSALMENTE A LA VARILLA Y QUE ES ATRAVESADO POR EL TORNILLO, Y LOS CONDUCTORES INTERMEDIOS (1) ESTAN REALIZADOS EN UN MATERIAL MALEABLE PLASTICAMENTE DEFORMABLE QUE TIENE UNA CAPACIDAD DE ALARGAMIENTO DE AL MENOS UN 20% APROXIMADAMENTE. LOS ANCLAJES INTERMEDIOS DE LA INSTRUMENTACION ESTAN PROVISTOS DE TALES CONECTORES (1) PLASTICAMENTE DEFORMABLES EN SUS RAMAS (4) ATRAVESADAS POR LOS TORNILLOS (3) BAJO EL EFECTO DEL APRIETE DE TUERCAS (8) EN EL TORNILLO DURANTE LA COLOCACION E INDEFORMABLES BAJO EL EFECTO DE LOS MOMENTOS DE FLEXION TRANSMITIDOS POR EL RAQUIS EN VIVO Y DE VALORES INFERIORES A 4,5N.M. EL MATERIAL ELEGIDO PUEDE SER, POR EJEMPLO, TITANIO PURO Y SU PLASTICIDAD PERMITE A LOS CIRUJANOS ADAPTAR FACILMENTE LOS CONECTORES A LAS DIFERENCIAS DE ALINEAMIENTO, DEANGULACION Y DE PENETRACION DE LOS TORNILLOS PEDICULARES. EL CONECTOR SEGUN LA INVENCION FACILITA CONSIDERABLEMENTE LA INSTALACION DE LAS INSTRUMENTACIONES POR EL CIRUJANO.

Description

Dispositivo de osteosíntesis raquidiana adaptable a las diferencias de alineación, angulación y penetración de los tornillos pediculares.

La presente invención tiene por objeto un dispositivo de osteosíntesis raquidiana, que comprende al menos un vástago vertebral, tornillos pediculares y conectores de unión entre el vástago y los tornillos, que comprende dos partes respectivamente atravesadas por el tornillo y por el vástago.

Un problema surgido por la colocación de tales instrumentaciones raquidianas consiste en adaptarlas a las diferencias de alineación, angulación y penetración de los tornillos pediculares. La mayoría de las instrumentaciones raquidianas de este tipo actualmente conocidas son de hecho muy difícilmente adaptables a estas diferencias de implantación. Cuando lo son, las mismas solo lo son parcialmente, y por consiguiente no integran todas las variaciones de estos parámetros. Las instrumentaciones existentes son además generalmente complejas debido a su número elevado de piezas y exigen de los cirujanos, para adaptarlas a desalineamientos de los tornillos pediculares, seleccionar conectores adecuados. Además, si los tornillos pediculares presentan diferencias de profundidad de fijación de un tornillo al otro, la adaptación a estas resulta difícil; el cirujano realiza el apriete de tornillos que corren el riesgo entonces de arrancarse. En definitiva, el bloqueo de ciertos tornillos sobre sus conectores a veces no es satisfactorio debido a estas desalineaciones y diferencias de profundidad de fijación, cuando las mediciones complicadas realizadas por el cirujano no llegan siempre a compensar.

La colocación de las instrumentaciones existentes se ha hecho igualmente delicada por la técnica del roscado pedicular: según este el cirujano traza una línea ficticia que une los diferentes puntos de implantación teóricos de los tornillos que unen los pedículos, luego rosca en cada uno de los sectores los emplazamientos de los tornillos. De hecho algunos cirujanos no especializados en la cirugía del raquis eligen roscar en el centro de cada sector, lo cual no corresponde necesariamente a la mejor alineación de los tornillos.

Por otro lado se conocen tornillos pediculares denominados "poliaxiales" que permiten una adaptación a las diferencias de angulación de los tornillos pediculares, pero difícilmente en alineación y más aún en profundidad.

Se conoce también una instrumentación raquidia con conectores que presentan una lumbrera oblonga, que se extiende transversalmente al vástago para la recepción de los tornillos pediculares. Estos conectores permiten la adaptación de los tornillos en alineación, pero no en angulación y en profundidad sin utilización de arandelas especiales. Un dispositivo de este tipo necesita la medición, la selección y el posicionamiento de arandelas, operaciones estas generalmente delicadas. Además la multiplicidad de elementos intercalados incrementa el riesgo de fracaso de la fijación.

El documento US-A-5-628.740 muestra un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1 de la invención. Los materiales utilizados son rígidos. Los conectores están conformados con una ranura para obtener una cierta compresibilidad.

La invención tiene por objeto proponer un dispositivo del tipo mencionado anteriormente, que comprende conectores de tornillo-vástago que permiten una adaptabilidad automática y cómoda y respecto a las diferencias de posicionamiento de los tornillos pediculares, tanto en alineación, en angulación como en introducción.

Conforme a la invención, los conectores presentan una lumbrera oblonga que se extiende transversalmente al vástago y está adaptada para ser atravesada por el tornillo asociado, y al menos un conector está hecho de un material maleable, plásticamente deformable en su parte atravesada por el tornillo bajo el efecto del apriete de una tuerca sobre el tornillo en su colocación, e indeformable bajo el efecto de momentos de flexión transmitidos por el raquis in vivo y cuyos valores son inferiores a 4,5N.m aproximadamente.

El material elegido presenta por consiguiente una gran capacidad plástica, correspondiente a una capacidad de alargamiento de al menos un 20% aproximadamente a partir de una tensión de 275 MPa. Esto permite mediante simple apriete de las tuercas de fijación de los tornillos pediculares sobre los conectores, crear la deformación plástica necesaria para la adaptación de los conectores a los diferentes tornillos pediculares y en el vástago que los une. Así el gesto operativo de colocación por el cirujano del material de osteosíntesis en las artrodesis del raquis se facilita considerablemente.

A título de ejemplo no limitativo, el conector puede ser de titanio puro por ejemplo según la norma ISO 5832-2, que se vuelve maleable y plásticamente deformable a partir de una fuerza de 53 daN ejercida por el útil de apriete de la tuerca de fijación del tornillo al conector correspondiente.

Según un modo de realización preferido del dispositivo considerado por la invención, solo los conectores intermediarios se realizan en un material deformable plásticamente, mientras que los conectores de extremo son indeformables a las fuerzas que experimentan durante su colocación y ulteriormente por los movimientos del paciente.

Otras particularidades y ventajas de la invención aparecerán en el transcurso de la descripción que sigue, realizada con referencia a los dibujos adjuntos que ilustran una forma de realización a título de ejemplos no limitativos.

La figura 1 es una vista por encima en planta a escala ampliada, de una forma de realización del conector del dispositivo de osteosíntesis raquidiana considera por la invención.

La figura 2 es una vista en perspectiva parcial, a escala ampliada, de un dispositivos de osteosíntesis raquidiana equipado con un conector conforme a la figura 1 que se adapta por deformación plástica para unir eficazmente el vástago con el tornillo pedicular.

La figura 3 es una vista en perspectiva parcial bajo otro ángulo, del dispositivo de la figura 2.

La figura 4 es una vista en alzado lateral a escala reducida, de un dispositivo de osteosíntesis raquidiana según la invención, colocado en un segmento raquidiano correspondiente.

La figura 5 es una vista en alzado posterior del dispositivo de la figura 4.

La figura 6 es una vista en alzado lateral parcial de un dispositivo según las figuras 2 y 3 al comienzo de la fase de apriete de la tuerca sobre el tornillo y el conector.

Se aprecia en las figuras 1 a 3 un conector 1 de conexión entre un vástago vertebral 2 y un tornillo pedicular 3 de anclaje óseo de un dispositivo de osteosíntesis raquidiana.

El conector 1 presenta un perfil sensiblemente en L, en el brazo mayor 4 del cual está dispuesta una lumbrera oblonga 5 adaptada para poder ser atravesada por el tornillo asociado 3, con una libertad de posicionamiento en esta lumbrera 5 en la dirección transversal al vástago 2.

En el brazo menor 6 del conector 1 está dispuesto un orificio 7 de paso del vástago 2. El tornillo pedicular 3 puede ser bloqueado en la posición deseada sobre el conector 1 por medio de una tuerca 8 en la base cilíndrica 8a, roscado en el extremo aterrajado del tornillo 3 que sobresale del conector 1. El brazo 4 del conector 1 se intercala entre la cabeza hexagonal 3a y la base cilíndrica 8a de la tuerca 8 introducida en el vástago. El vástago 2 puede bloquearse en el brazo 6 por medio de un tornillo 12 que presenta un molde interior 13 para un útil de roscado y que se rosca en un orificio aterrajado del brazo 6.

El conector 1 está hecho de un material maleable, plásticamente deformable, que tiene una capacidad de alargamiento de al menos un 20% aproximadamente. El material es elegido para poder ser plásticamente deformable a partir de una fuerza F de 53 daN, lo cual corresponde a un momento de flexión de 4,5N.m ejercido sobre el tornillo de anclaje óseo 3.

Un material de este tipo de gran capacidad plástica permite mediante simple apriete de las tuercas 8 de fijación de los tornillos 3 en los enganches constituidos por los conectores 1, crear en los brazos 4 atravesados por los tornillos 3, por la fuerza F de flexión ejercida sobre estos brazos 4 la deformación plástica necesaria para la adaptación de los diferentes tornillos pediculares y del vástago 2 que los une, a la anatomía particular del segmento raquidiano considerado. En efecto esta posibilidad de deformación plástica en la gama de las fuerzas F de apriete y de torsión (Fig. 6) ejercidos por el cirujano sobre el conector 1 permite deformar este de forma apropiada, por ejemplo como se aprecia en las figuras 2 y 3, para adaptar a las diferencias de alineación, de angulación, y de introducción de los tornillos de anclaje óseos 3. El brazo 4 del conector 1 es plásticamente deformable mediante apriete de la tuerca 8 sobre el tornillo 3 durante su colocación, e indeformable bajo el efecto de los momentos de flexión transmitidos por el raquis in vivo cuyos valores son inferiores a 4,5N.m aproximadamente.

El titanio puro, según la norma ISO 5832-2, constitutivo del conector 1 no presenta después de la deformación el fenómeno de sobremartilleo, por consiguiente de iniciación a la ruptura. Este material es muy dúctil y apto para experimentar torsiones.

Una segundo material posible es el acero inoxidable 316L implantable "recocido", que tiene características de ductilidad elevadas.

La concepción de este conector 1 ha sido hecha posible mediante la observación y el análisis biomecánico de las fijaciones pediculares multisegmentarias en el tratamiento de patologías raquidianas. El comportamiento biomecánico del raquis instrumentado por fijación multisegmentaria con tornillos pediculares se analizó en un modelo matemático tridimensional por elementos acabados. Este análisis ha permitido evidenciar diferencias importantes a nivel de cada vértebra en materia de solicitaciones. En efecto, este análisis biomecánico, realizado sobre una instrumentación raquidiana tal como la de las figuras 4 y 5, ha permitido medir las solicitaciones experimentadas por los elementos de anclaje óseos a los distintos niveles del segmento.

La instrumentación de las figuras 4 y 5 comprende dos vástagos vertebrales 2 lumbo-sacros, que se extienden sobre las tres vértebras lumbares L3, L4, L5 y el sacro S1. Con cada vástago 2 se asocian tres tornillos pediculares 13, 14, 15 anclados respectivamente en las vértebras lumbares L3, L4, L5, mientras que dos tornillos 16, 17, están anclados en el sacro S1. Estos diferentes tornillos 13,..17 experimentan variaciones de alineación correspondientes a los trazados 30, 31 que unen los tornillos respectivos de cada tipo 2. El análisis biomecánico de una carga del raquis en flexión a 10N.m ha permitido medir los momentos de flexión M ejercidos sobre los tornillos respectivos: en L3 este momento M ha sido 1N.m, en L4 de 0,08N.m, en L5 de 0,3N.m y en S1 de 0,6N.m.

Resulta por consiguiente que las solicitaciones de los anclajes intermediarios 14, 15 son muy claramente inferiores a las de los extremos 13, 16, 17. Sucede que los tornillos pediculares intermediarios 14, 15 así como sus sistemas de conexión 1 con el vástago 2 sobre las vértebras intermediarias L4, L5 son poco solicitados.

Es así como el conector 1 según la invención ha sido desarrollado teniendo en cuenta estas pequeñas solicitaciones para los anclajes intermediarios, con el fin de proponer a los cirujanos nuevas posibilidades respecto a una mayor versatilidad y una sencillez incrementada en la colocación de las fijaciones de artrodesis raquidianas. En efecto un conector 1 maleable y deformable plásticamente previsto por la invención presenta la particularidad de ser adaptable a cualquier posicionamiento de los tornillos pediculares, permitiendo una fijación eficaz sin degradación del anclaje óseo.

Los conectores 1 según la invención se utilizan únicamente para los anclajes intermediarios de una instrumentación, por ejemplo los tornillos 14, 15 en el montaje de las figuras 4 y 5. Por el contrario los anclajes de extremo (tornillos 13, 16, 17) están asociados con conectores 10 que tienen la misma estructura que los conectores 1 particularmente la lumbrera oblonga 5, pero indeformables en la gama de fuerzas de flexión y de apriete ejercidas por el cirujano y fuerzas de flexión experimentadas por estos elementos de anclaje una vez colocados en el paciente, es decir superiores a 8N.m. Los conectores 10 pueden ser por ejemplo de aleación de titanio.

Los conectores intermediarios 1 se adaptan plásticamente a las diferencias de angulación y de nivel de los tornillos pediculares, sin tensión sobre los elementos de anclaje óseos, tanto en flexión como en arranque. Resulta una simplificación y una facilidad de colocación de la instrumentación muy apreciables para los cirujanos con relación a las instrumentaciones anteriores conocidas. En efecto, basta a los cirujanos, para estos anclajes intermediarios, realizar las torsiones deseadas en los conectores 1 con el fin de adaptarlos a cada anatomía local. Una vez realizada esta deformación plástica, los conectores 1 intermediarios no experimentan ya otras deformaciones, pues las pequeñas solicitaciones en estos diferentes emplazamientos son insuficientes para provocar su deformación
ulterior.

De un modo general, el dispositivo de osteosíntesis considerado por la invención está provisto de al menos un conector (1) maleable y deformable plásticamente.

Claims (5)

1. Dispositivo de osteosíntesis raquidiana, que comprende al menos un vástago vertebral (2), tornillos pediculares (3, 13), conectores (1, 10) de unión entre el vástago y los tornillos, comprendiendo cada conector dos partes (4, 6) respectivamente atravesadas por el tornillo y por el vástago, caracterizado porque los conectores (1; 10) presentan cada uno una lumbrera oblonga (5) que se extiende transversalmente respecto al vástago y adaptada para ser atravesada por el tornillo asociado, y al menos un conector (1) está hecho de un material maleable, plásticamente deformable en su parte (4) atravesada por el tornillo (3) bajo el efecto del apriete de una tuerca (8) sobre este tornillo en su colocación, y porque este conector es indeformable bajo el efecto de momentos de flexión transmitidos por el raquis in vivo y cuyos valores son inferiores a 4,5N.m. aproximadamente.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el material maleable que constituye el conector plásticamente deformable presenta una capacidad de alargamiento de al menos un 20%.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los conectores intermediarios (1) entre conectores (10) fijados a los extremos del vástago (2) están realizados en el indicado material maleable, plásticamente deformable, siendo los conectores de extremo (10) de un material indeformable.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el conector deformable (1) es de titanio puro o de acero inoxidable 316L, recocido, con características de ductilidad elevadas.

5. Conector para dispositivo de osteosíntesis raquidiana según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se realiza en un material maleable, plásticamente deformable en su parte (4) atravesada por el tornillo (3) bajo el efecto del apriete de una tuerca (8) sobre el tornillo durante su colocación, y este conector es indeformable bajo el efecto de momentos de flexión transmitidos por el raquis in vivo y cuyos valores son inferiores a 4,5N.m aproximadamente.