ES3001585T3 - Device for punching bone - Google Patents
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Abstract
La invención se enmarca en el campo de la tecnología médica. Se refiere en particular a un sonotrodo adecuado para su uso con un instrumento quirúrgico ultrasónico. La invención se refiere además a un instrumento quirúrgico ultrasónico para cortar o perforar huesos, que comprende un sonotrodo de este tipo así como a un procedimiento para fabricar el sonotrodo de la invención. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)The invention falls within the field of medical technology. It relates in particular to a sonotrode suitable for use with an ultrasonic surgical instrument. The invention also relates to an ultrasonic surgical instrument for cutting or drilling bones, comprising such a sonotrode, as well as to a method for manufacturing the sonotrode of the invention. (Automatic translation with Google Translate, no legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dispositivo para punzonado óseo Bone punching device
Campo de la invenciónField of the invention
La invención reside en el campo de la tecnología médica y se refiere a un dispositivo para punzonado o perforación de tejidos duros tales como tejido óseo. Se refiere en particular a un sonotrodo adecuado para usarse con un instrumento quirúrgico ultrasónico. The invention relates to a device for puncturing or perforating hard tissue such as bone. It relates in particular to a sonotrode suitable for use with an ultrasonic surgical instrument.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Entre los dispositivos de corte para cortar tejido óseo, los instrumentos ultrasónicos son particularmente eficientes. La presente invención se refiere a un instrumento quirúrgico para extraer hueso con un árbol que se extiende en una dirección longitudinal, que en su extremo distal tiene un sonotrodo, que tiene una pieza de extremo distal equipada como un extremo perforador o una cuchilla para la penetración de huesos usando vibración mecánica. Among cutting devices for cutting bone tissue, ultrasonic instruments are particularly effective. The present invention relates to a surgical instrument for extracting bone, with a shaft extending longitudinally and a sonotrode at its distal end, which has a distal end piece equipped as a piercing end or a blade for penetrating bone using mechanical vibration.
Los punzones quirúrgicos se utilizan, por ejemplo, en el trasplante de condrocitos autólogos (ACT), véase DGU Mitteilungen und Nachrichten 45/2002 1, "ACI und Tissue Engineering" bajo los auspicios de la DGU y DGOOC. Una laminectomía o laminotomía es un procedimiento quirúrgico que utiliza punzones óseos para extraer una porción del hueso vertebral denominada lámina, que es el techo del canal espinal. Los punzones de este tipo, también llamados punzones óseos KERRISON, son vendidos por la empresa Aesculap®, Tuttlingen, Alemania. No obstante, estos no utilizan oscilación para cortar el hueso. Surgical punches are used, for example, in autologous chondrocyte transplantation (ACT); see DGU Mitteilungen und Nachrichten 45/2002 1, "ACI und Tissue Engineering" under the auspices of the DGU and DGOOC. A laminectomy or laminotomy is a surgical procedure that uses bone punches to remove a portion of the vertebral bone called the lamina, which is the roof of the spinal canal. Punches of this type, also called KERRISON bone punches, are sold by Aesculap®, Tuttlingen, Germany. However, they do not use oscillation to cut the bone.
Otra área de aplicación para un punzón óseo puede ser en los tratamientos artroscópicos. Con el paso del tiempo, la artroscopia se ha convertido en una de las técnicas de cirugía ortopédica más populares, haciendo posible realizar incluso una cirugía muy compleja sin abrir una articulación. Las cirugías artroscópicas están ampliamente respaldadas por dispositivos e instrumentos médicos que son mejorados constantemente. La medicina actual permite el uso de la artroscopia no solo para articulaciones más grandes, como una rodilla o un hombro, sino también se usa con éxito para articulaciones pequeñas como una muñeca o un tobillo. Se realiza una pequeña incisión para la introducción de una cámara y, por lo tanto, ver la articulación y el dispositivo. Pequeñas incisiones adicionales en diferentes puntos alrededor de la articulación permiten al cirujano insertar herramientas quirúrgicas para agarrar, cortar, moler y proporcionar succión según sea necesario para la reparación de las articulaciones. Las cuchillas comunes para cirugía artroscópica consisten en una funda hueca exterior y una cánula giratoria hueca interior con ventanas correspondientes para la succión y el corte. Con un recubrimiento que funcione como lubricante se debería evitar y reducir la liberación de restos metálicos cuando se usan estas cuchillas giratorias contra una superficie dura. Una complicación conocida es la lesión por calor de las estructuras circundantes. El riesgo es mayor con una práctica de reutilización, porque las cuchillas desafiladas aumentan el riesgo de lesiones por calor e infecciones. Por lo tanto, la mayoría de los instrumentos modernos son de un solo uso. Another area of application for a bone punch can be in arthroscopic treatments. Over time, arthroscopy has become one of the most popular orthopedic surgery techniques, making it possible to perform even very complex surgeries without opening a joint. Arthroscopic surgeries are widely supported by constantly improving medical devices and instruments. Modern medicine allows the use of arthroscopy not only for larger joints, such as a knee or shoulder, but it is also successfully used for small joints such as a wrist or ankle. A small incision is made for the introduction of a camera and thus a view of the joint and the device. Additional small incisions at different points around the joint allow the surgeon to insert surgical tools to grasp, cut, grind, and provide suction as needed for joint repair. Common blades for arthroscopic surgery consist of an outer hollow sheath and an inner hollow rotating cannula with corresponding windows for suction and cutting. A coating that acts as a lubricant should prevent and reduce the release of metal debris when these rotating blades are used against a hard surface. A known complication is heat injury to surrounding structures. The risk is greater with reuse practices, because dull blades increase the risk of heat injury and infection. Therefore, most modern instruments are single-use only.
En el documento WO 2013/057179 se divulga un sonotrodo para un instrumento quirúrgico. El cabezal del sonotrodo sirve como dispositivo de corte que se extiende en una dirección longitudinal. Estos sonotrodos tienen un cuerpo de cuchilla plano, con un borde de corte longitudinal. Document WO 2013/057179 discloses a sonotrode for a surgical instrument. The sonotrode head serves as a cutting device that extends in a longitudinal direction. These sonotrodes have a flat blade body with a longitudinal cutting edge.
El documento WO 2008/131884 se refiere a un dispositivo de punzonado para preparar una cavidad en un hueso. El dispositivo de punzonado tiene una herramienta de punzonado que es un miembro alargado con una porción de pared delgada que tiene una sección transversal simétrica no rotacional. Document WO 2008/131884 relates to a punching device for preparing a cavity in a bone. The punching device has a punching tool that is an elongated member with a thin-walled portion having a non-rotational symmetrical cross-section.
En el documento US 2015/0182232 A1 se divulga un instrumento de corte óseo ultrasónico que comprende una luz o un canal para irrigar un sitio quirúrgico o para succionar los restos. US 2015/0182232 A1 discloses an ultrasonic bone cutting instrument comprising a lumen or channel for irrigating a surgical site or for suctioning out debris.
El documento EP 1987784 B1 se refiere a implantes que se insertarán en un hueso, estando adaptado para usarse como una herramienta de punzonado y a un método para preparar una cavidad en el hueso. En este caso, el sonotrodo está acoplado a una herramienta de punzonado que tiene una porción de pared delgada y que sirve como un implante. No se conocen sonotrodos para un instrumento quirúrgico ultrasónico que sean huecos o que tengan un borde de corte distal correspondiente al contorno de un área de tejido que se va a punzonar y que sean adecuados para el punzonado de áreas de tejido del hueso. EP 1987784 B1 relates to implants to be inserted into a bone, adapted for use as a punching tool, and to a method for preparing a cavity in the bone. In this case, the sonotrode is coupled to a punching tool having a thin-walled portion that serves as an implant. No sonotrodes are known for an ultrasonic surgical instrument that are hollow or have a distal cutting edge corresponding to the contour of a tissue area to be punched and that are suitable for punching areas of bone tissue.
Los punzones óseos, por un lado, deben estar equipados para cortar a través de tejido óseo cortical muy denso y fuerte, y hacerlo en diferentes ángulos (debido a diferentes situaciones de acceso). Por otra parte, los dispositivos de corte deben ser capaces de cortar profundamente, por ejemplo, en tejido óseo esponjoso. Bone punches, on the one hand, must be equipped to cut through very dense and strong cortical bone tissue, and do so at different angles (due to different access situations). On the other hand, cutting devices must be able to cut deeply, for example, into cancellous bone tissue.
Sumario de la invenciónSummary of the invention
La reivindicación 1 define la invención y las reivindicaciones dependientes divulgan las realizaciones. No se reivindican métodos quirúrgicos. Un objeto de la presente invención es proporcionar un sonotrodo mejorado para un instrumento quirúrgico ultrasónico adecuado para el punzonado de áreas de tejido, así como un instrumento quirúrgico ultrasónico para el mismo, que comprende un sonotrodo mejorado y métodos para fabricar estos sonotrodos. Un objetivo que los sonotrodos mejorados deben lograr es un mejor rendimiento de corte para el hueso cortical. El hueso cortical es denso y compacto. De este modo, se ha concebido la reducción del calor producido durante el corte de los huesos. Además, sería favorable poder usar un sonotrodo que tenga un borde de corte distal que corresponda al contorno de un área de tejido que se va a punzonar. Este puede ser una cuchilla hueca o un sonotrodo con un borde de corte largo y curvado. Un problema para dichos sonotrodos son los movimientos de flexión, tales como las oscilaciones fuera del plano, que deben evitarse. Al mismo tiempo, debe evitarse una cuchilla más gruesa del sonotrodo. Claim 1 defines the invention and the dependent claims disclose the embodiments. No surgical methods are claimed. An object of the present invention is to provide an improved sonotrode for an ultrasonic surgical instrument suitable for punching tissue areas, as well as an ultrasonic surgical instrument therefor, comprising an improved sonotrode and methods for manufacturing these sonotrodes. One objective that improved sonotrodes should achieve is improved cutting performance for cortical bone. Cortical bone is dense and compact. In this way, it has been conceived to reduce the heat produced during bone cutting. Furthermore, it would be advantageous to be able to use a sonotrode having a distal cutting edge corresponding to the contour of a tissue area to be punched. This can be a hollow blade or a sonotrode with a long, curved cutting edge. A problem for such sonotrodes are bending movements, such as out-of-plane oscillations, which should be avoided. At the same time, a thicker blade of the sonotrode should be avoided.
De acuerdo con la invención, se proporciona un sonotrodo con las características de la reivindicación 1. La siguiente divulgación describe realizaciones que ayudan a comprender la invención. According to the invention, there is provided a sonotrode with the features of claim 1. The following disclosure describes embodiments that help to understand the invention.
Un primer aspecto de la divulgación se refiere a un sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico que es adecuado para el punzonado de áreas de tejido del hueso, en donde el sonotrodo tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un extremo perforador para la penetración de huesos usando vibración mecánica. El borde de corte del punzón puede ubicarse en un plano perpendicular al eje longitudinal del soporte de herramienta. Como alternativa, la porción de extremo distal del extremo perforador puede cortarse oblicuamente. Por lo tanto, el borde de corte del punzón se ubica en un plano que forma un ángulo con el eje longitudinal de la herramienta, en donde el ángulo tiene que elegirse de manera que la diferencia entre la longitud máxima y mínima de la cuchilla sea inferior al 10% de la longitud del resonador (la longitud efectiva de la parte vibratoria). Dicha diferencia entre la longitud máxima y mínima de la cuchilla debería ser tan pequeña que no se obtenga ninguna diferencia relevante en la amplitud. A first aspect of the disclosure relates to a sonotrode for an ultrasonic surgical instrument suitable for punching out areas of bone tissue, the sonotrode having a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a piercing end for penetrating bones using mechanical vibration. The cutting edge of the punch may be located in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the tool holder. Alternatively, the distal end portion of the piercing end may be cut obliquely. Thus, the cutting edge of the punch is located in a plane forming an angle with the longitudinal axis of the tool, the angle being chosen such that the difference between the maximum and minimum blade length is less than 10% of the length of the resonator (the effective length of the vibrating portion). Said difference between the maximum and minimum blade length should be so small that no relevant difference in amplitude is obtained.
En muchas realizaciones, por lo tanto, el sonotrodo tiene hacia su extremo distal la forma de un tubo (de sección transversal redonda o no redonda; formando un sonotrodo hueco), formando el borde distal del tubo un borde de corte para perforar tejido. El borde de corte distal puede formar especialmente un contorno cerrado. In many embodiments, therefore, the sonotrode has the shape of a tube (round or non-round in cross-section, forming a hollow sonotrode) toward its distal end, with the distal edge of the tube forming a cutting edge for piercing tissue. The distal cutting edge may, in particular, form a closed contour.
El corte puede tener también una forma parabólica. The cut can also have a parabolic shape.
Un corte oblicuo en la porción de extremo distal del sonotrodo es una realización favorita para los sonotrodos usados para penetrar en la corteza de un hueso. El corte oblicuo es adecuado además para métodos que comprenden el punzonado óseo usando solo una parte de un borde de corte de un sonotrodo hueco. Este método puede usarse para lograr geometrías predeterminadas dentro del hueso. Por tanto, los sonotrodos son adecuados como cuchilla de resección y como resectores de radio completo. An oblique cut at the distal end of the sonotrode is a preferred embodiment for sonotrodes used to penetrate the cortex of a bone. The oblique cut is also suitable for methods involving bone punching using only a portion of a hollow sonotrode's cutting edge. This method can be used to achieve predetermined geometries within the bone. Therefore, the sonotrodes are suitable as resection blades and as full-radius resectors.
El término "proximal", como se usa en el presente documento, se refiere al punto más cercano al punto de acoplamiento a la carcasa de un instrumento quirúrgico ultrasónico o, respectivamente, al usuario de ese instrumento. El término "distal", como se usa en el presente documento, se refiere a estar situado lejos del punto de acoplamiento a la carcasa de un instrumento quirúrgico ultrasónico o, respectivamente, al usuario de ese instrumento. El borde distal se usa para punzonar o cortar el hueso. Por tanto, el extremo distal y el extremo proximal son extremos opuestos. Una formulación alternativa de la realización anterior es la siguiente: un sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico, en donde el sonotrodo tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un punzón o cuchilla con un borde distal adecuado para el punzonado óseo. La pieza de extremo distal del sonotrodo de acuerdo con el primer aspecto puede ser forzada a través de un hueso o dentro de un hueso para crear un orificio. Por lo tanto, significa que mediante el uso del sonotrodo se puede cortar o perforar una curva cerrada/contorno cerrado en un hueso. Para cortar esta curva solo es necesario un corte o etapa de corte. The term "proximal," as used herein, refers to the point closest to the point of coupling to the housing of an ultrasonic surgical instrument or, respectively, to the user of that instrument. The term "distal," as used herein, refers to being located away from the point of coupling to the housing of an ultrasonic surgical instrument or, respectively, to the user of that instrument. The distal edge is used for punching or cutting bone. Thus, the distal end and the proximal end are opposite ends. An alternative formulation of the above embodiment is as follows: a sonotrode for an ultrasonic surgical instrument, wherein the sonotrode has a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a punch or blade with a distal edge suitable for bone punching. The distal end piece of the sonotrode according to the first aspect can be forced through a bone or into a bone to create a hole. This means that using the sonotrode, a closed curve/contour can be cut or drilled in a bone. Cutting this curve requires only one cut or cutting step.
Una realización del primer aspecto se refiere a un sonotrodo, en donde la pieza de extremo distal comprende una cuchilla con un borde de corte distal que corresponde (totalmente) al contorno de un área de tejido que se va a punzonar. An embodiment of the first aspect relates to a sonotrode, wherein the distal end piece comprises a blade with a distal cutting edge that corresponds (fully) to the contour of an area of tissue to be punched.
En las realizaciones, el sonotrodo comprende un cabezal y una pieza de extremo distal que tiene un eje longitudinal, en donde la pieza de extremo distal es un dispositivo de punción para penetrar en un hueso. La pieza de extremo distal o la herramienta de perforación está dispuesta en dicho cabezal del sonotrodo, siendo dicha herramienta de perforación un punzón o una cuchilla hueca. El cabezal y la pieza de extremo distal deben orientarse de manera que tengan un eje central longitudinal común. In embodiments, the sonotrode comprises a head and a distal end piece having a longitudinal axis, wherein the distal end piece is a puncture device for penetrating bone. The distal end piece or piercing tool is disposed on said sonotrode head, said piercing tool being an awl or a hollow blade. The head and distal end piece should be oriented such that they have a common longitudinal central axis.
Otra realización del primer aspecto se refiere a un sonotrodo, en donde la pieza de extremo distal o la cuchilla está diseñada como un cuerpo hueco que está abierto en su extremo distal. De esta manera, en las realizaciones, el cuerpo hueco no es simétrico rotacionalmente. El cuerpo hueco puede tener la forma de un cilindro hueco, en donde la sección transversal del cilindro es una curva cerrada. La sección transversal puede ser redondeada, ovalada, elíptica, poliglonal. Una realización preferida se refiere a un sonotrodo, en donde el cuerpo hueco es un cilindro elíptico hueco, en particular, estando un cilindro elíptico hueco abierto en su extremo distal. Another embodiment of the first aspect relates to a sonotrode, wherein the distal end piece or blade is designed as a hollow body that is open at its distal end. Thus, in the embodiments, the hollow body is not rotationally symmetrical. The hollow body may have the shape of a hollow cylinder, where the cross-section of the cylinder is a closed curve. The cross-section may be rounded, oval, elliptical, or polygonal. A preferred embodiment relates to a sonotrode, wherein the hollow body is a hollow elliptical cylinder, in particular, a hollow elliptical cylinder being open at its distal end.
El término "forma ovalada" u "ovalada", como se usa en el presente documento, se refiere a una forma bidimensional que es similar a un huevo o una elipse. También se refiere a una figura que se asemeja a dos semicírculos unidos por un rectángulo. Las curvas planas diferenciable, que no se autointersectan, convexas, cerradas, son ovaladas. The term "oval shape" or "oval," as used herein, refers to a two-dimensional shape that resembles an egg or an ellipse. It also refers to a figure that resembles two semicircles joined by a rectangle. Differentiable, non-self-intersecting, convex, closed plane curves are ovals.
Para cortar profundamente en el hueso, el sonotrodo debe ser más largo. Pero cuanto más largo es el sonotrodo, mayor es el riesgo de movimiento de torsión. Los inventores descubrieron que un sonotrodo que tiene al menos dos nervaduras, tales como nervaduras de refuerzo, evita la flexión torsional y el pandeo. Las nervaduras pueden estar ubicadas en cualquiera de los lados diferentes (es decir, pueden estar orientadas hacia dentro y/o hacia fuera) y pueden estar dispuestas simétricamente, de hecho axisimétricas al eje central. To cut deeply into the bone, the sonotrode must be longer. But the longer the sonotrode, the greater the risk of torsional movement. The inventors discovered that a sonotrode with at least two ribs, such as reinforcing ribs, prevents torsional bending and buckling. The ribs can be located on any of the different sides (i.e., they can face inward and/or outward) and can be arranged symmetrically, in fact axisymmetrically, to the central axis.
En las realizaciones, la pieza de extremo distal o la cuchilla está diseñada como un cuerpo que tiene al menos una parte distal hueca en donde el extremo distal (extremo frontal) está abierto y forma un borde de corte. De acuerdo con otra realización, el cuerpo de sonotrodo puede configurarse como un cuerpo hueco (preferiblemente un cilindro hueco) sobre aproximadamente el 80 % de su extensión longitudinal y preferiblemente sobre al menos la mitad distal de su extensión longitudinal. Una realización alternativa se refiere a un sonotrodo que es sólido pero que tiene una pieza de extremo distal que es hueca. En este caso, la pieza de extremo distal puede representar solo hasta el 10 por ciento o incluso hasta el 5 por ciento de la longitud del sonotrodo. In embodiments, the distal end piece or blade is designed as a body having at least one hollow distal portion, wherein the distal end (front end) is open and forms a cutting edge. According to another embodiment, the sonotrode body may be configured as a hollow body (preferably a hollow cylinder) over approximately 80% of its longitudinal extension and preferably over at least the distal half of its longitudinal extension. An alternative embodiment relates to a sonotrode that is solid but has a hollow distal end piece. In this case, the distal end piece may represent only up to 10 percent or even up to 5 percent of the sonotrode's length.
Un sonotrodo de acuerdo con el primer aspecto puede tener un tope. El tope puede proporcionarse en la pieza de extremo distal o en el cabezal proximal del sonotrodo o en ambas partes. Mediante la provisión de un tope que limita el movimiento longitudinal al máximo, es posible, evitar cortar el tejido subyacente que no se va a punzonar. A sonotrode according to the first aspect may have a stop. The stop may be provided on the distal end piece or the proximal head of the sonotrode, or both. By providing a stop that limits longitudinal movement to a minimum, it is possible to avoid cutting into the underlying tissue that is not to be punched.
Otra realización del primer aspecto se refiere a un sonotrodo, en donde el sonotrodo tiene al menos una nervadura longitudinal. En este contexto, una nervadura longitudinal es una nervadura que se extiende a lo largo de una porción similar a cuchilla del sonotrodo, por ejemplo, a lo largo de una porción de tubo si el hacia el extremo distal es similar a un tubo. Aquí, la nervadura longitudinal se extiende a lo largo de una dirección generalmente longitudinal, lo que significa que no es perpendicular al eje longitudinal, sino que es, por ejemplo, paralela al mismo o en un ángulo preferiblemente pequeño (de menos de 45°, menos de 30° o menos de 20°) para que proporcione rigidez al sonotrodo o al menos su porción similar a cuchilla con respecto a las fuerzas de flexión lejos del eje o a las fuerzas de torsión. En caso de que la porción similar a cuchilla esté doblada (es decir, sea diferente del plano, lo que ocurre en muchas realizaciones, especialmente, como será evidente, si la porción similar a cuchilla es en forma de tubo), dicha nervadura de refuerzo puede estar dispuesta en un lado interior y/o en un lado exterior. Debido a que dicha nervadura sobresale de un plano de cuchilla (local), también se denomina "nervadura lateral" en el presente texto. Another embodiment of the first aspect relates to a sonotrode, wherein the sonotrode has at least one longitudinal rib. In this context, a longitudinal rib is a rib that extends along a blade-like portion of the sonotrode, for example, along a tube portion if the distal end is tube-like. Here, the longitudinal rib extends along a generally longitudinal direction, meaning that it is not perpendicular to the longitudinal axis, but is, for example, parallel thereto or at a preferably small angle (less than 45°, less than 30°, or less than 20°) so that it provides rigidity to the sonotrode or at least its blade-like portion with respect to bending forces away from the axis or to torsional forces. If the blade-like portion is bent (i.e., different from the plane, which is the case in many embodiments, especially, as will be evident, if the blade-like portion is tubular), said reinforcing rib may be arranged on an inner and/or outer side. Because said rib protrudes from a (local) blade plane, it is also referred to as a "lateral rib" in the present text.
Dicha nervadura puede extenderse a lo largo de una longitud sustancial del sonotrodo, por ejemplo, a lo largo de al menos el 50 % de su porción similar a cuchilla (es decir, a lo largo de al menos el 50 % de la longitud axial de la porción en la que el sonotrodo es plano y delgado, por ejemplo, a la manera de un tubo). Puede extenderse hasta su extremo distal o puede estrecharse hacia el extremo distal. Such a rib may extend along a substantial length of the sonotrode, for example, along at least 50% of its blade-like portion (i.e., along at least 50% of the axial length of the portion in which the sonotrode is flat and thin, for example, in the manner of a tube). It may extend to its distal end or it may narrow toward the distal end.
Especialmente si la porción similar a cuchilla del sonotrodo (por ejemplo, hueca, es decir, un sonotrodo en forma de tubo) es comparablemente larga, puede ser ventajoso si la línea del centro de masa coincide con el eje longitudinal (es decir, en un corte perpendicular al eje longitudinal, el centro de masa/centro de gravedad está en el eje longitudinal). Con este propósito, la porción similar a cuchilla puede tener una pluralidad de nervaduras, que están dispuestas simétricas con respecto al eje longitudinal. Particularly if the blade-like portion of the sonotrode (e.g., hollow, i.e., a tubular sonotrode) is comparably long, it may be advantageous if the center of mass line coincides with the longitudinal axis (i.e., in a section perpendicular to the longitudinal axis, the center of mass/center of gravity lies on the longitudinal axis). For this purpose, the blade-like portion may have a plurality of ribs, which are arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis.
En realizaciones que tienen una geometría de sonotrodo más complicada, por ejemplo, al tener una sección transversal como se ilustra en la figura 7 descrita a continuación, con una pluralidad de líneas de centro de gravedad, estas pueden ser simétricas con respecto a un eje longitudinal central. La disposición de las nervaduras se elegirá correspondientemente, por ejemplo, teniendo simetría especular. De manera más general, el sonotrodo puede estar diseñado para tener, en sección perpendicular al eje longitudinal, una simetría especular o una simetría de n pliegues. In embodiments having a more complicated sonotrode geometry, for example, having a cross-section as illustrated in Figure 7 described below, with a plurality of center of gravity lines, these may be symmetrical with respect to a central longitudinal axis. The arrangement of the ribs will be chosen accordingly, for example, having mirror symmetry. More generally, the sonotrode may be designed to have, in section perpendicular to the longitudinal axis, a mirror symmetry or an n-fold symmetry.
En vista de esto, especialmente, en realizaciones, el sonotrodo tiene al menos dos nervaduras laterales que discurren a lo largo de un eje longitudinal del sonotrodo. Estas nervaduras también pueden denominarse nervaduras de refuerzo o rigidización. Una realización del primer aspecto se refiere a un sonotrodo, en donde el sonotrodo tiene al menos una nervadura lateral dentro de la pieza de extremo distal hueca o la cuchilla y una segunda nervadura lateral fuera de la pieza de extremo distal hueca o la cuchilla. Otra realización de dicho aspecto se refiere a un sonotrodo, en donde el sonotrodo o, respectivamente, la pieza de extremo distal del sonotrodo tiene al menos dos nervaduras laterales en cada lado. Como alternativa, el sonotrodo puede tener dos nervaduras laterales que se ubican fuera de la pieza de extremo distal hueca o cuchilla o dos nervaduras laterales que se ubican dentro de la pieza de extremo distal hueca o cuchilla. El sonotrodo también puede tener cuatro nervaduras laterales que se ubican fuera de la pieza de extremo distal hueca o cuchilla y/o cuatro nervaduras laterales que se ubican dentro de la pieza de extremo distal hueca o cuchilla. Cada nervadura o ribete puede estar vertical radialmente a una altura constante por encima de la cuchilla o pieza de extremo distal. Se prefiere además que dos nervaduras estén ubicadas de manera que sobresalgan desde el mismo punto de la circunferencia, una se levanta dentro y el otra fuera de la pieza de extremo distal hueca o cuchilla. En general, se prefiere que las nervaduras estén dispuestas simétricamente. Las nervaduras pueden ubicarse en los puntos donde el eje menor y el eje mayor de una sección transversal elíptica u ovalada cortan la circunferencia de la pieza de extremo distal hueca. In view of this, in particular, in embodiments, the sonotrode has at least two lateral ribs extending along a longitudinal axis of the sonotrode. These ribs may also be referred to as reinforcing or stiffening ribs. An embodiment of the first aspect relates to a sonotrode, wherein the sonotrode has at least one lateral rib within the hollow distal end piece or the blade and a second lateral rib outside the hollow distal end piece or the blade. Another embodiment of said aspect relates to a sonotrode, wherein the sonotrode or, respectively, the distal end piece of the sonotrode has at least two lateral ribs on each side. Alternatively, the sonotrode may have two lateral ribs located outside the hollow distal end piece or blade or two lateral ribs located within the hollow distal end piece or blade. The sonotrode may also have four lateral ribs located outside the hollow distal end piece or blade and/or four lateral ribs located inside the hollow distal end piece or blade. Each rib or ridge may be radially vertical at a constant height above the blade or distal end piece. It is further preferred that two ribs be located so that they project from the same point on the circumference, with one rising inside and the other outside the hollow distal end piece or blade. In general, it is preferred that the ribs be arranged symmetrically. The ribs may be located at the points where the minor and major axes of an elliptical or oval cross-section intersect the circumference of the hollow distal end piece.
Las nervaduras están presentes a lo largo del sonotrodo y/o, respectivamente, teniendo la pieza de extremo distal una forma longitudinal hueca, por ejemplo, acoplándose a un cuerpo del mismo. Se prefiere que las al menos dos nervaduras discurran a lo largo del eje central del sonotrodo. Se ha descubierto que es ventajoso que las al menos dos nervaduras discurran a lo largo del cabezal y la pieza de extremo distal. No obstante, las al menos dos nervaduras pueden discurrir solo a lo largo de la pieza de extremo distal del sonotrodo. Las nervaduras son preferiblemente sólidas. Las nervaduras pueden tener una sección transversal semicircular o angular. Las nervaduras pueden ser continuas. Pueden tener una altura y/o una anchura de 0,05 mm a 0,5 mm. En otras palabras, la altura y/o anchura de las nervaduras está entre el 20-100 % o incluso mejor entre el 25-80 % de la anchura de la cuchilla. Al ajustar la altura de las nervaduras, la frecuencia de resonancia se puede ajustar. La resonancia se puede cambiar de una manera para diferir de la frecuencia de trabajo. Por tanto, la frecuencia de operación con carga puede variar en un intervalo mayor (mientras se mantiene la vibración axial). The ribs are present along the length of the sonotrode and/or, respectively, the distal end piece having a hollow longitudinal shape, for example, coupling to a body thereof. It is preferred that the at least two ribs extend along the central axis of the sonotrode. It has been found to be advantageous for the at least two ribs to extend along the head and the distal end piece. However, the at least two ribs may extend only along the distal end piece of the sonotrode. The ribs are preferably solid. The ribs may have a semicircular or angular cross-section. The ribs may be continuous. They may have a height and/or a width of 0.05 mm to 0.5 mm. In other words, the height and/or width of the ribs is between 20-100% or even better between 25-80% of the blade width. By adjusting the height of the ribs, the resonant frequency can be adjusted. Resonance can be shifted in a way that differs from the operating frequency. Therefore, the operating frequency under load can vary over a larger range (while maintaining axial vibration).
Se prefiere que las nervaduras no tengan bordes afilados y que la transición de las nervaduras a la pieza de extremo distal o la cuchilla sea suave. Por lo tanto, se prefiere que la transición entre las nervaduras y la superficie de la pieza de extremo distal/cuchilla sea continua o en forma de curvatura. It is preferred that the ribs not have sharp edges and that the transition from the ribs to the distal end piece or blade be smooth. Therefore, it is preferred that the transition between the ribs and the surface of the distal end piece/blade be continuous or curved.
Otra realización se refiere a un sonotrodo, en donde las al menos dos nervaduras tienen un extremo distal aplanado. También el extremo proximal puede ser aplanado. En este caso, el aplanamiento en el extremo proximal puede ser más pronunciado que en el extremo distal. Las nervaduras del sonotrodo no deben la misma longitud que el sonotrodo o la pieza de extremo distal del sonotrodo. Una realización se refiere a un sonotrodo, en donde las nervaduras discurren únicamente a lo largo de la pieza de extremo distal del sonotrodo. Otra realización preferida se refiere a un sonotrodo, en donde el extremo distal de las al menos dos nervaduras se encuentra en el tercio medio de la longitud de la pieza de extremo distal o cuchilla. Another embodiment relates to a sonotrode, wherein the at least two ribs have a flattened distal end. The proximal end may also be flattened. In this case, the flattening at the proximal end may be more pronounced than at the distal end. The ribs of the sonotrode should not be the same length as the sonotrode or the distal end piece of the sonotrode. One embodiment relates to a sonotrode, wherein the ribs run solely along the distal end piece of the sonotrode. Another preferred embodiment relates to a sonotrode, wherein the distal end of the at least two ribs is located in the middle third of the length of the distal end piece or blade.
La extensión de la pieza de extremo distal en la dirección longitudinal puede estar entre 10 mm y 80 mm, preferiblemente entre 15 mm y 30 mm. El diámetro más grande de la pieza de extremo distal puede estar, por ejemplo, entre 3 mm y 20 mm, preferiblemente entre 5 mm y 10 mm. El sonotrodo que incluye la cuchilla puede tener una longitud de 20 a 300 mm, preferiblemente de 150 a 250 mm. The extension of the distal end piece in the longitudinal direction may be between 10 mm and 80 mm, preferably between 15 mm and 30 mm. The largest diameter of the distal end piece may be, for example, between 3 mm and 20 mm, preferably between 5 mm and 10 mm. The sonotrode including the blade may have a length of 20 to 300 mm, preferably 150 to 250 mm.
Un sonotrodo de acuerdo con el primer aspecto es particularmente adecuado para trabajar axialmente. Permite cortar o desgastar las esquinas o forámenes de los huesos. Un uso preferido es cortar osteofitos para obtener la descompresión de la columna vertebral. A sonotrode according to the first aspect is particularly suitable for axial work. It allows for cutting or abrading the corners or foramina of bones. A preferred use is cutting osteophytes to achieve spinal decompression.
La extensión de la cuchilla de un sonotrodo de acuerdo con el primer aspecto en la dirección longitudinal puede estar, por ejemplo, entre 15 mm y 50 mm, preferiblemente entre 18 mm y 30 mm. La extensión máxima de la cuchilla en la dirección transversal puede estar, por ejemplo, entre 3 mm y 35 mm. La extensión en la dirección transversal es regularmente menor que la extensión en la dirección longitudinal. La profundidad perpendicular a la dirección longitudinal y la dirección transversal puede encontrarse igualmente entre 1 mm y 30 mm. El sonotrodo puede tener una longitud de 20 a 300 mm, preferiblemente de 50 a 250 mm y más preferiblemente de 100 a 200 mm. The blade extension of a sonotrode according to the first aspect in the longitudinal direction may be, for example, between 15 mm and 50 mm, preferably between 18 mm and 30 mm. The maximum blade extension in the transverse direction may be, for example, between 3 mm and 35 mm. The extension in the transverse direction is regularly smaller than the extension in the longitudinal direction. The depth perpendicular to the longitudinal direction and the transverse direction may likewise be between 1 mm and 30 mm. The sonotrode may have a length of 20 to 300 mm, preferably 50 to 250 mm and more preferably 100 to 200 mm.
El sonotrodo puede conectarse a un transductor de ultrasonidos de un instrumento quirúrgico. El instrumento puede estar provisto de una línea de alimentación a través de la cual se puede suministrar un líquido al sonotrodo. De manera adicional, o como alternativa, la línea de alimentación se puede realizar de tal manera que un líquido se dirija a lo largo del sonotrodo en el exterior y/o en el interior. The sonotrode can be connected to an ultrasound transducer of a surgical instrument. The instrument can be provided with a supply line through which a liquid can be supplied to the sonotrode. Additionally, or alternatively, the supply line can be designed such that a liquid is directed along the sonotrode on the outside and/or inside.
El sonotrodo puede comprender además un casquillo con una ventana que permite que solo una parte del extremo distal del sonotrodo sobresalga del casquillo. El casquillo puede ubicarse alrededor del sonotrodo y puede conectarse a la carcasa o mango del instrumento ultrasónico. Se prefiere que el sonotrodo esté acoplado simétricamente dentro del casquillo. El casquillo puede tener una ventana en el extremo distal de modo que solo una parte del sonotrodo sobresalga del casquillo y, preferiblemente, solo una parte de la sección transversal de la parte distal sobresalga. Esta parte se puede usar para punzonar el hueso. El casquillo puede disponerse además de manera que pueda girarse alrededor del sonotrodo. En las realizaciones, la posición angular del casquillo con respecto al cuerpo del sonotrodo se puede ajustar usando una escala o se puede determinar usando una escala. La escala puede estar acoplada a la carcasa. Mediante la rotación es posible utilizar diferentes partes del borde de corte distal del sonotrodo, en donde las otras partes están protegidas. Esto permite cortar el hueso usando diferentes partes del sonotrodo y al mismo tiempo proteger otras partes que no se pueden usar, de modo que no se cause daño dentro del tejido circundante por las partes del sonotrodo no utilizadas. La ventana del casquillo puede formarse para proteger al menos la mitad de la sección transversal del sonotrodo en el extremo distal del sonotrodo. La sección transversal del casquillo puede ser redonda o puede adaptarse a la sección transversal del sonotrodo. Esto significa que la sección transversal puede tener la misma forma que la sección transversal del sonotrodo, pero puede ser un poco más grande. The sonotrode may further comprise a sleeve with a window that allows only a portion of the distal end of the sonotrode to protrude from the sleeve. The sleeve may be located around the sonotrode and may be connected to the housing or handle of the ultrasonic instrument. It is preferred that the sonotrode be symmetrically coupled within the sleeve. The sleeve may have a window at the distal end such that only a portion of the sonotrode protrudes from the sleeve and, preferably, only a portion of the cross-section of the distal portion protrudes. This portion may be used to punch bone. The sleeve may further be arranged so that it can be rotated around the sonotrode. In embodiments, the angular position of the sleeve relative to the sonotrode body may be adjusted using a scale or may be determined using a scale. The scale may be coupled to the housing. By rotating it, it is possible to utilize different portions of the distal cutting edge of the sonotrode, wherein the other portions are protected. This allows bone to be cut using different parts of the sonotrode while simultaneously protecting other parts that cannot be used, so that no damage is caused within the surrounding tissue by the unused parts of the sonotrode. The sleeve window can be shaped to protect at least half of the sonotrode cross-section at the distal end of the sonotrode. The sleeve cross-section can be round or can be adapted to the sonotrode cross-section. This means that the cross-section can have the same shape as the sonotrode cross-section, but can be slightly larger.
Existen varias posibilidades para desechar los fragmentos óseos extraídos al perforar o punzonar el hueso. Una posibilidad es impactar el núcleo óseo denso cortado en el hueso trabecular subyacente que se compacta de modo que se pueda afectar el sangrado. Los fragmentos pueden además aspirarse o retirarse mediante dispositivos especiales. Usando los dispositivos de acuerdo con la presente invención, el hueso puede extraerse alternativamente como un núcleo o fragmento óseo y no como restos. Este núcleo óseo puede permanecer dentro del extremo distal del sonotrodo. A continuación, el núcleo óseo puede retirarse hacia el exterior y enjuagarse lejos del lado de operación junto con la sangre, etc., o puede aspirarse más hacia un espacio del sonotrodo y almacenarse hasta que el dispositivo de la invención se retire de el lado de operación. En este caso, el sonotrodo puede ser un artículo desechable que se retira del dispositivo y se descarta después de cada cirugía junto con el hueso extraído. Esto hace que una limpieza laboriosa del dispositivo sea redundante. No hay restos óseos que puedan obstruir un suministro de líquido o un dispositivo de succión y que deban ser alejados. There are several possibilities for disposing of the removed bone fragments when drilling or punching the bone. One possibility is to impact the cut dense bone core into the underlying trabecular bone, which is compacted so that bleeding can be impaired. The fragments can further be aspirated or removed by special devices. Using the devices according to the present invention, the bone can alternatively be removed as a bone core or fragment and not as debris. This bone core can remain within the distal end of the sonotrode. The bone core can then be withdrawn outward and rinsed away from the operating side along with blood, etc., or it can be further aspirated into a space in the sonotrode and stored until the device of the invention is removed from the operating side. In this case, the sonotrode can be a disposable item that is removed from the device and discarded after each surgery along with the removed bone. This makes laborious cleaning of the device redundant. There are no bone debris that could obstruct a fluid supply or suction device and need to be removed.
En todas las realizaciones de la divulgación que comprenden extraer tejido óseo, el tejido óseo puede usarse opcionalmente para fines de diagnóstico o, dependiendo de dónde se haya extraído y de su condición, también para fines terapéuticos. In all embodiments of the disclosure comprising extracting bone tissue, the bone tissue may optionally be used for diagnostic purposes or, depending on where it was extracted and its condition, also for therapeutic purposes.
En realizaciones especiales, el sonotrodo comprende además una al menos una cuchilla interior dispuesta en el interior de un cuerpo hueco del sonotrodo. Mediante esta al menos una cuchilla, la parte de hueso puede romperse (cortarse) en fragmentos para que sea más fácil de extraer. En un subgrupo de estas realizaciones especiales, se puede disponer una pluralidad de cuchillas interiores en una disposición en niveles. De esta manera, la entrada de energía requerida puede distribuirse a lo largo del tiempo cuando una parte de hueso particularmente dura (por ejemplo, tejido óseo cortical) tiene que cortarse en fragmentos más pequeños. In special embodiments, the sonotrode further comprises at least one inner blade arranged inside a hollow body of the sonotrode. This at least one blade allows the bone portion to be broken (cut) into fragments to make it easier to remove. In a subset of these special embodiments, a plurality of inner blades can be arranged in a tiered arrangement. In this way, the required energy input can be distributed over time when a particularly hard bone portion (e.g., cortical bone tissue) is to be cut into smaller fragments.
Un objetivo es proporcionar un dispositivo adecuado para reducir el bloqueo por restos óseos dentro del instrumento. En un dispositivo correspondiente, el sonotrodo o la carcasa comprende un espacio vacío adecuado para el almacenamiento de fragmentos óseos extraídos. Otra realización se refiere a un dispositivo, en donde el sonotrodo y/o la carcasa comprenden una tubería adecuada para el suministro de líquido al borde de corte distal o para aplicar vacío al sonotrodo. Usando el suministro de líquido, es posible extraer el núcleo óseo del sonotrodo y el vacío es adecuado para soportar la retención del núcleo óseo dentro de la abertura. An object is to provide a device suitable for reducing blockage by bone debris within the instrument. In a corresponding device, the sonotrode or housing comprises a vacuum suitable for storing removed bone fragments. Another embodiment relates to a device, wherein the sonotrode and/or housing comprises a line suitable for supplying liquid to the distal cutting edge or for applying a vacuum to the sonotrode. Using the liquid supply, it is possible to extract the bone core from the sonotrode, and the vacuum is suitable to support the retention of the bone core within the opening.
Puede haber elementos específicos ubicados en el interior del sonotrodo que faciliten la ruptura del núcleo óseo después de cortar el hueso denso. Dichos elementos pueden ser nervaduras interiores, por ejemplo, del tipo analizado anteriormente que sirve para la rigidez. Por ejemplo, si dichas nervaduras siguen una trayectoria helicoidal, el sonotrodo ejercerá un par sobre el tejido óseo dentro del interior del sonotrodo, y esto puede facilitar la separación de las porciones de tejido óseo subyacentes. De manera similar, si dicha nervadura interior es longitudinal (discurre en dirección axial), un giro sobre el sonotrodo ejercido por el operario (cirujano) puede tener un efecto similar. En consecuencia, otro aspecto se refiere a un dispositivo, en donde el sonotrodo comprende elementos salientes, tales como nervaduras, en la superficie interior adecuada para ejercer una fuerza de torsión en el hueso cortado. Specific elements may be located within the sonotrode that facilitate breaking up the bone core after cutting through the dense bone. Such elements may be internal ribs, for example, of the type discussed above that serve to provide rigidity. For example, if such ribs follow a helical path, the sonotrode will exert a torque on the bone tissue within the interior of the sonotrode, and this may facilitate the separation of underlying bone tissue portions. Similarly, if such an internal rib is longitudinal (runs in an axial direction), a rotation of the sonotrode by the operator (surgeon) may have a similar effect. Accordingly, another aspect relates to a device, wherein the sonotrode comprises protruding elements, such as ribs, on the internal surface suitable for exerting a torque on the cut bone.
Un campo de aplicación para los sonotrodos es la cirugía espinal. Las articulaciones sinoviales entre las apófisis articulares superior e inferior en cuerpos vertebrales adyacentes se denominan articulaciones facetarias. Cada vértebra contiene dos articulaciones facetarias. Estas articulaciones permiten la movilidad de la columna, como inclinarse hacia delante, pararse derecho y girar hacia la izquierda y hacia la derecha. La facetectomía es un procedimiento quirúrgico que puede ser parte de una serie de procedimientos, tal como la descompresión cuando las raíces nerviosas cervicales dentro de los forámenes intervertebrales se descomprimen o se instrumenta la fusión intersomática lumbar posterior (iPLIF) y la fusión intersomática lumbar transforaminal, una técnica quirúrgica común de fusión espinal. La facetectomía también se realiza para definir más claramente la anatomía ósea para la colocación de ganchos pediculares y tornillos pediculares torácicos. One area of application for sonotrodes is spinal surgery. The synovial joints between the superior and inferior articular processes of adjacent vertebral bodies are called facet joints. Each vertebra contains two facet joints. These joints allow spinal mobility, such as bending forward, standing upright, and turning left and right. Facetectomy is a surgical procedure that can be part of a variety of procedures, such as decompression, where the cervical nerve roots within the intervertebral foramina are decompressed, or instrumented posterior lumbar interbody fusion (iPLIF) and transforaminal lumbar interbody fusion, a common spinal fusion surgical technique. Facetectomy is also performed to more clearly define the bony anatomy for the placement of pedicle hooks and thoracic pedicle screws.
Hasta ahora, la facetectomía se ha realizado usando un osteótomo de forma semilunar (u osteótomo de un cuarto de pulgada [1 pulgada = 25,4 mm]), identificar y delinear la faceta articular inferior. Una vez que se perfilan los bordes, el hueso y el cartílago se extraen con una cureta y una gubia. A continuación, se utiliza una pequeña cureta para raspar el cartílago articular restante de la articulación facetaria de modo que surjan superficies óseas sangrantes. Usando un sonotrodo que tiene una sección transversal trapezoidal ajustada a la forma del fragmento óseo que se va a extraer y que tiene una superficie rugosa, es suficiente solo un instrumento y solo son necesarios uno o dos cortes para la facetectomía. Por lo tanto, una realización se refiere a un sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico que es adecuado para facetectomía (parcial o completa) o laminectomía, en donde el sonotrodo tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un extremo perforador para la penetración de huesos, respectivamente la articulación facetaria, usando vibración mecánica, en donde la pieza de extremo distal o la cuchilla está diseñada como un cuerpo hueco que está abierto en su extremo distal. Se prefiere que la pieza de extremo distal comprenda una cuchilla cuyo borde de corte distal sea trapezoidal y corresponda al contorno de un hueso (y cartílago) que se va a punzonar durante la facetectomía. Until now, facetectomy has been performed using a semilunar-shaped osteotome (or quarter-inch osteotome [1 inch = 25.4 mm]), identifying and delineating the inferior articular facet. Once the edges are profiled, the bone and cartilage are removed with a curette and rongeur. A small curette is then used to scrape away the remaining articular cartilage from the facet joint so that indented bony surfaces emerge. Using a sonotrode that has a trapezoidal cross-section tailored to the shape of the bone fragment to be removed and has a roughened surface, only one instrument is sufficient, and only one or two cuts are necessary for facetectomy. Thus, one embodiment relates to a sonotrode for an ultrasonic surgical instrument that is suitable for facetectomy (partial or complete) or laminectomy, wherein the sonotrode has a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a piercing end for penetrating bones, respectively the facet joint, using mechanical vibration, wherein the distal end piece or the blade is designed as a hollow body that is open at its distal end. It is preferred that the distal end piece comprises a blade whose distal cutting edge is trapezoidal and corresponds to the contour of a bone (and cartilage) to be punched during the facetectomy.
Otro aspecto, no reivindicado, se refiere a un método que realiza facetectomía que comprende las siguientes etapas: Another aspect, not claimed, refers to a method that performs facetectomy comprising the following steps:
- exponer una articulación facetaria afectada, - expose an affected facet joint,
- extraer la articulación facetaria afectada y, opcionalmente, - remove the affected facet joint and, optionally,
- realizar una acción adicional tal como una microdiscectomía o discectomía, una laminotomía o laminectomía, una foraminotomía o una foraminectomía, o una fusión espinal, en donde se usa un instrumento quirúrgico ultrasónico con un sonotrodo, en donde el sonotrodo tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un extremo perforador para la penetración de la articulación facetaria, usando vibración mecánica, en donde la pieza de extremo distal o la cuchilla está diseñada como un cuerpo hueco que está abierto en su extremo distal que tiene un borde de corte distal trapezoidal que corresponde al contorno del hueso (y cartílago) que se va a punzonar durante la facetectomía. Se prefiere que solo uno o dos cortes del instrumento sean suficientes para extraer la articulación facetaria y que no se requiera ningún otro instrumento para la etapa de "extraer la articulación facetaria afectada". - performing an additional action such as a microdiscectomy or discectomy, a laminotomy or laminectomy, a foraminotomy or foraminectomy, or a spinal fusion, wherein an ultrasonic surgical instrument with a sonotrode is used, wherein the sonotrode has a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a piercing end for penetration of the facet joint, using mechanical vibration, wherein the distal end piece or blade is designed as a hollow body that is open at its distal end having a trapezoidal distal cutting edge corresponding to the contour of the bone (and cartilage) to be punched during the facetectomy. It is preferred that only one or two cuts of the instrument are sufficient to remove the facet joint and that no further instrument is required for the "removing the affected facet joint" step.
Otra cirugía de columna en la que los sonotrodos son útiles es el reemplazo de disco artificial, que es un procedimiento que reemplaza los discos cervicales dañados o degenerados en la columna vertebral. En lugar de fusionar las vértebras para evitar el dolor de espalda, el disco cervical dañado se extrae y se reemplaza por uno artificial. Se prefiere que el sonotrodo utilizado sea un sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico que sea adecuado para el punzonado de áreas de tejido del hueso, en donde el sonotrodo tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un extremo perforador para la penetración de huesos usando vibración mecánica, en donde la pieza de extremo distal comprende una cuchilla cuyo borde de corte distal tiene una sección transversal rectangular que está diseñada como un cuerpo hueco que está abierto en su extremo distal. Se prefiere que el extremo distal tenga estructuras adicionales acopladas en su contorno que corresponde a dientes inclinados que pueden ser parte de los implantes de reemplazo de disco. Another spinal surgery in which sonotrodes are useful is artificial disc replacement, which is a procedure that replaces damaged or degenerated cervical discs in the spine. Instead of fusing the vertebrae to prevent back pain, the damaged cervical disc is removed and replaced with an artificial one. It is preferred that the sonotrode used be a sonotrode for an ultrasonic surgical instrument that is suitable for punching out areas of bone tissue, wherein the sonotrode has a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a piercing end for penetrating bones using mechanical vibration, wherein the distal end piece comprises a blade whose distal cutting edge has a rectangular cross-section that is designed as a hollow body that is open at its distal end. It is preferred that the distal end have additional structures fitted into its contour that correspond to inclined teeth that can be part of the disc replacement implants.
Otro aspecto, no reivindicado, se refiere a un método para el reemplazo de disco que comprende las siguientes etapas: Another aspect, not claimed, relates to a method for disk replacement comprising the following steps:
- extraer un disco - remove a disk
- limpiar la vértebra - clean the vertebra
- opcionalmente, liberar la presión del nervio radicular e - optionally, release pressure from the radicular nerve and
- insertar un implante, en particular, un dispositivo de reemplazo de disco, en donde se usa un instrumento quirúrgico ultrasónico con un sonotrodo, en donde el sonotrodo tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un extremo perforador para la penetración de huesos usando vibración mecánica, en donde la pieza de extremo distal comprende una cuchilla cuyo borde de corte distal tiene una sección transversal rectangular que está diseñada como un cuerpo hueco que está abierto en su extremo distal. Se prefiere que el extremo distal tenga estructuras adicionales acopladas en su contorno que corresponde a dientes inclinados que pueden ser parte de los implantes de reemplazo de disco. - inserting an implant, in particular a disc replacement device, wherein an ultrasonic surgical instrument with a sonotrode is used, the sonotrode having a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a piercing end for bone penetration using mechanical vibration, the distal end piece comprising a blade whose distal cutting edge has a rectangular cross-section that is designed as a hollow body that is open at its distal end. It is preferred that the distal end has additional structures fitted into its contour corresponding to inclined teeth that may be part of the disc replacement implants.
Un segundo aspecto se refiere a un sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico que tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como una cuchilla para cortar huesos usando vibración mecánica, en donde la cuchilla es arqueada. La forma arqueada o de media luna de la cuchilla puede ser simétrica al eje longitudinal definido por el eje medio del cabezal del sonotrodo. Además, la tangente que toca la curva de la cuchilla en el punto donde la curva corta el eje medio longitudinal del cabezal del sonotrodo forma un ángulo agudo de al menos 5° con la tangente que toca la curva en el punto más exterior. A second aspect relates to a sonotrode for an ultrasonic surgical instrument having a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a blade for cutting bones using mechanical vibration, wherein the blade is arcuate. The arcuate or crescent shape of the blade may be symmetrical to the longitudinal axis defined by the median axis of the sonotrode head. In addition, the tangent touching the curve of the blade at the point where the curve intersects the longitudinal median axis of the sonotrode head forms an acute angle of at least 5° with the tangent touching the curve at the outermost point.
El segundo aspecto se refiere preferiblemente a un sonotrodo, en donde el sonotrodo tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un punzón para la penetración de huesos o una cuchilla para cortar y la pieza de extremo distal tiene un diámetro máximo que es al menos una vez y media el tamaño del diámetro del cabezal. Se prefiere que la pieza de extremo distal tenga un diámetro máximo que sea al menos dos veces e incluso más preferido al menos tres veces el tamaño del diámetro del cabezal. The second aspect preferably relates to a sonotrode, wherein the sonotrode has a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a bone-penetrating punch or a cutting blade, and the distal end piece having a maximum diameter that is at least one and a half times the size of the head diameter. It is preferred that the distal end piece have a maximum diameter that is at least twice, and even more preferably at least three times, the size of the head diameter.
La cuchilla puede ser principalmente rectangular. No obstante, la cuchilla o el extremo distal de la cuchilla pueden estar curvados o doblados. Una realización se refiere a un sonotrodo, en donde el sonotrodo tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un punzón para la penetración de huesos o una cuchilla para cortar y la pieza de extremo distal o el borde de corte de la pieza de extremo distal o respectivamente de la cuchilla tiene una forma que es diferente de la forma del primer sonotrodo y que tiene un diámetro mayor. Se prefiere que el sonotrodo tenga una cuchilla o punzón curvado. Una realización particular se refiere a un sonotrodo, en donde la pieza de extremo distal comprende una cuchilla que tiene un borde de corte distal con una forma correspondiente al contorno de un área de tejido que se va a punzonar. El borde de corte puede incluso corresponder completamente al contorno de un área de tejido que se va a punzonar. The blade may be substantially rectangular. However, the blade or the distal end of the blade may be curved or bent. One embodiment relates to a sonotrode, wherein the sonotrode has a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a punch for bone penetration or a cutting blade, and the distal end piece or the cutting edge of the distal end piece or of the blade has a shape that is different from the shape of the first sonotrode and has a larger diameter. It is preferred that the sonotrode have a curved blade or punch. A particular embodiment relates to a sonotrode, wherein the distal end piece comprises a blade having a distal cutting edge with a shape corresponding to the contour of a tissue area to be punched. The cutting edge may even completely correspond to the contour of a tissue area to be punched.
El cabezal del sonotrodo de acuerdo con el segundo aspecto está formado preferiblemente como un cilindro circular (sólido), pero la cuchilla es una parte bastante delgada. Una posibilidad de adaptar el extremo distal del cabezal al extremo proximal de la pieza de extremo distal es incluir un área de aplanamiento en el extremo distal del cabezal del sonotrodo. Por lo tanto, una realización se refiere a un sonotrodo en donde el cabezal tiene un extremo distal aplanado. Otra posibilidad de adaptar el extremo distal del cabezal al extremo proximal de la pieza de extremo distal es incluir un elemento intermedio. Una realización del aspecto tres se refiere a un sonotrodo, en donde la pieza de extremo distal comprende un elemento intermedio (entre el cabezal del sonotrodo y la cuchilla). El elemento intermedio también puede ensanchar el diámetro desde el cabezal hasta el diámetro de la hoja. El elemento intermedio y la cuchilla pueden fabricarse por separado o pueden ser de una sola pieza. The sonotrode head according to the second aspect is preferably formed as a (solid) circular cylinder, but the blade is a rather thin part. One possibility of adapting the distal end of the head to the proximal end of the distal end piece is to include a flattened area at the distal end of the sonotrode head. Thus, one embodiment relates to a sonotrode wherein the head has a flattened distal end. Another possibility of adapting the distal end of the head to the proximal end of the distal end piece is to include an intermediate element. An embodiment of the third aspect relates to a sonotrode wherein the distal end piece comprises an intermediate element (between the sonotrode head and the blade). The intermediate element may also widen the diameter from the head to the diameter of the blade. The intermediate element and the blade may be manufactured separately or may be in one piece.
Una realización, por lo tanto, se refiere a un sonotrodo, en donde el elemento intermedio comprende orificios pasantes. Estos orificios pueden tener la forma de hendiduras o cavidades alargadas que discurren paralelos a la dirección longitudinal del sonotrodo o perpendiculares al borde de corte. Las cavidades pueden ser orificios pasantes. One embodiment, therefore, relates to a sonotrode in which the intermediate element comprises through holes. These holes can be in the form of elongated slits or cavities that run parallel to the longitudinal direction of the sonotrode or perpendicular to the cutting edge. The cavities can be through holes.
El elemento intermedio es preferiblemente un cuerpo oscilante que puede oscilar con una impedancia adaptada a la frecuencia del sonotrodo y de esta manera puede liberar la montura de las oscilaciones o puede mantenerla casi completamente libre de las mismas. Las cavidades del cuerpo oscilante pueden servir, a este respecto, para adaptar la frecuencia resonante del cuerpo oscilante a la frecuencia del sonotrodo. The intermediate element is preferably an oscillating body that can oscillate with an impedance matched to the frequency of the sonotrode and can thus free the frame from oscillations or keep it almost completely free of them. The cavities in the oscillating body can serve, in this regard, to adapt the resonant frequency of the oscillating body to the frequency of the sonotrode.
El extremo distal (de corte) de la cuchilla puede aplanarse o afilarse. Por tanto, una realización se refiere a un sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico que tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como una cuchilla para cortar huesos usando vibración mecánica, en donde la cuchilla tiene un borde distal afilado como borde de corte. En otra realización del sonotrodo de acuerdo con el tercer aspecto, las esquinas del borde distal no son redondeadas sino afiladas y sirven como borde de corte. The distal (cutting) end of the blade may be flattened or sharpened. Thus, one embodiment relates to a sonotrode for an ultrasonic surgical instrument having a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a blade for cutting bones using mechanical vibration, wherein the blade has a sharp distal edge as a cutting edge. In another embodiment of the sonotrode according to the third aspect, the corners of the distal edge are not rounded but sharp and serve as a cutting edge.
Un sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico que tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, puede estar equipada con una cuchilla que tiene una depresión lateral. A sonotrode for an ultrasonic surgical instrument having a head and a distal end piece may be equipped with a blade having a lateral depression.
Especialmente, el sonotrodo puede comprender un reborde distal que es un saliente distal hacia fuera que se extiende a lo largo del borde de corte, por ejemplo, circunferencialmente a lo largo del borde de corte. De esta manera, una sección transversal exterior del sonotrodo proximalmente del reborde es más pequeña que una sección transversal exterior del reborde. En las realizaciones, por lo tanto, se sugiere un sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico que tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como una cuchilla para cortar huesos usando vibración mecánica, en donde la cuchilla tiene un área de grosor reducido proximalmente al extremo distal. La depresión o área central de grosor reducido puede ser opcionalmente rectangular en sección transversal. La depresión o área central de grosor reducido puede abarcar del 50 al 90 % de la superficie de la cuchilla. Por tanto, el sonotrodo puede comprender una cuchilla que tiene un reborde que rodea la depresión o área central de grosor reducido. La anchura de dicho reborde puede ser de 0,3 a 1,5 mm. Una realización del primer aspecto se refiere a un sonotrodo en donde las depresiones laterales tienen la misma profundidad y están dispuestas simétricamente dentro de la cuchilla. La cuchilla o el reborde alrededor de la depresión pueden tener un grosor constante o invariable. Es posible que la cuchilla del sonotrodo, así como el sonotrodo, estén construidos simétricamente. Specifically, the sonotrode may comprise a distal rim, which is an outwardly distal projection extending along the cutting edge, e.g., circumferentially along the cutting edge. In this manner, an outer cross-section of the sonotrode proximal to the rim is smaller than an outer cross-section of the rim. In embodiments, therefore, a sonotrode for an ultrasonic surgical instrument is suggested, having a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a blade for cutting bones using mechanical vibration, wherein the blade has an area of reduced thickness proximal to the distal end. The central depression or area of reduced thickness may optionally be rectangular in cross-section. The central depression or area of reduced thickness may encompass 50 to 90% of the surface of the blade. Thus, the sonotrode may comprise a blade having a rim surrounding the central depression or area of reduced thickness. The width of said rim may be 0.3 to 1.5 mm. An embodiment of the first aspect relates to a sonotrode in which the lateral depressions have the same depth and are arranged symmetrically within the blade. The blade or the rim around the depression may have a constant or unchanging thickness. It is possible for the blade of the sonotrode, as well as the sonotrode, to be constructed symmetrically.
Otra realización del primer aspecto se refiere a un sonotrodo, en donde las depresiones laterales tienen, cada una, una profundidad de 0,2 a 5 mm y preferiblemente de alrededor de 0,1 mm. Esto significa que la cuchilla tiene un área (que puede ser central con respecto a la dimensión axial, lo que significa que el grosor es mayor tanto proximal como distalmente de esta área) donde se reduce el grosor. Se reduce preferiblemente de aproximadamente 0,5 a 10 mm y, más preferiblemente, el grosor se reduce de aproximadamente 0,2 mm. Otra realización del primer aspecto se refiere a un sonotrodo, en donde la cuchilla del sonotrodo tiene un reborde que rodea la depresión o el área central de grosor reducido y además tiene una ranura que discurre paralela a ese reborde. En otras palabras, la depresión o el área central de grosor reducido de la cuchilla del sonotrodo está unida por un reborde y una ranura dentro de ese reborde. La ranura define un nivel que es más bajo que el nivel del reborde y la depresión. Se prefiere que la depresión no tenga bordes afilados y que la transición del reborde a la depresión o la ranura sea suave. Por lo tanto, se prefiere que la transición entre el reborde y la superficie de la ranura o, respectivamente, la depresión sea continua o en forma de curvatura. En caso de que la transición sea curva, es posible crear un borde de corte definido pero estable. Another embodiment of the first aspect relates to a sonotrode, wherein the lateral depressions each have a depth of 0.2 to 5 mm and preferably about 0.1 mm. This means that the blade has an area (which may be central with respect to the axial dimension, meaning that the thickness is greatest both proximally and distally of this area) where the thickness is reduced. It is preferably reduced by about 0.5 to 10 mm and, more preferably, the thickness is reduced by about 0.2 mm. Another embodiment of the first aspect relates to a sonotrode, wherein the sonotrode blade has a rim surrounding the depression or the central area of reduced thickness and further has a slot running parallel to that rim. In other words, the depression or the central area of reduced thickness of the sonotrode blade is joined by a rim and a slot within that rim. The slot defines a level that is lower than the level of the rim and the depression. It is preferred that the depression not have sharp edges and that the transition from the shoulder to the depression or groove be smooth. Therefore, it is preferred that the transition between the shoulder and the groove surface or, respectively, the depression be continuous or curved. If the transition is curved, it is possible to create a defined yet stable cutting edge.
Además, el área de grosor reducido de un sonotrodo de acuerdo con el primer aspecto puede tener una estructura elevada. Esta estructura puede comprender nervaduras que discurren paralelas entre sí y preferiblemente paralelas al eje longitudinal de la cuchilla de sonotrodo. Las nervaduras también pueden estar dispuestas para formar una rejilla o malla regular. Se prefiere que la sección transversal de la estructura elevada y, en particular, de la al menos una nervadura se seleccione de manera que la estructura (o nervadura) no sobresalga por encima del reborde de la cuchilla que rodea la depresión. Las nervaduras aumentan la rigidez de la cuchilla y, respectivamente, del sonotrodo. Sin embargo, la fricción se reduce y la capacidad de enfriamiento aún mejora. Como alternativa a las nervaduras, la estructura elevada también puede estar formada por cubos, cuboides, pirámides truncadas, cilindros (cilindro circular recto, cilindro circular oblicuo) o de prismas n-gonales donde n está entre 3 y 16. Furthermore, the reduced thickness area of a sonotrode according to the first aspect may have a raised structure. This structure may comprise ribs running parallel to one another and preferably parallel to the longitudinal axis of the sonotrode blade. The ribs may also be arranged to form a regular grid or mesh. It is preferred that the cross-section of the raised structure, and in particular of the at least one rib, be selected such that the structure (or rib) does not protrude above the blade flange surrounding the depression. The ribs increase the rigidity of the blade and, respectively, of the sonotrode. However, friction is reduced and the cooling capacity is further improved. As an alternative to ribs, the raised structure may also be formed from cubes, cuboids, truncated pyramids, cylinders (right circular cylinder, oblique circular cylinder), or n-gonal prisms where n is between 3 and 16.
Para reducir la torsión del sonotrodo, la estructura elevada en forma de nervaduras puede ser oblicua al eje longitudinal de la cuchilla. Puede preferirse que las nervaduras formen un ángulo con el eje longitudinal del sonotrodo o la cuchilla de 10° a 60° o de 30 a 60°. Estas nervaduras que son oblicuas pueden cruzarse y formar así una rejilla. La distancia entre las nervaduras puede estar entre 0,2 y 0,7 mm. La distancia entre las estructuras elevadas también puede estar formada por cubos, cuboides, pirámides truncadas, cilindros (cilindro circular recto, cilindro circular oblicuo) o de prismas n-gonales donde n está entre 3 y 16 puede estar entre 0,2 y 1,0 mm. La altura de las estructuras elevadas está preferiblemente entre 0,1 y 0,5 mm. To reduce sonotrode torsion, the raised rib-shaped structure may be oblique to the longitudinal axis of the blade. It may be preferred for the ribs to form an angle with the longitudinal axis of the sonotrode or the blade of 10° to 60° or 30° to 60°. These oblique ribs may intersect and thus form a grid. The distance between the ribs may be between 0.2 and 0.7 mm. The distance between the raised structures may also be formed by cubes, cuboids, truncated pyramids, cylinders (right circular cylinder, oblique circular cylinder), or n-gonal prisms where n is between 3 and 16 may be between 0.2 and 1.0 mm. The height of the raised structures is preferably between 0.1 and 0.5 mm.
Otra realización del primer aspecto se refiere a un sonotrodo, en donde la cuchilla del sonotrodo tiene canales que van desde el área de la depresión hasta el borde de la cuchilla. En otras palabras, hay canales o ranuras que van desde el área de grosor reducido hasta el borde de la cuchilla. Los canales o ranuras pueden tener la misma profundidad que la depresión. Se prefiere que los canales o ranuras estén presentes en cada lado lateral de la cuchilla. Los canales pueden estar en la posición correspondiente en cada lado o estar escalonados. Se prefiere que los canales 0 ranuras estén abiertos hacia la superficie de la cuchilla. Por lo tanto, pueden tener una forma semicircular o con bordes. Los canales o ranuras pueden disponerse únicamente hacia el borde de corte. También pueden correr hacia el extremo distal. También puede haber realizaciones en donde los canales y ranuras estén dispuestos simétricamente alrededor de la depresión o área de grosor reducido. Puede haber entre 5 y 10 canales o ranuras por lado lateral de la cuchilla. Another embodiment of the first aspect relates to a sonotrode, wherein the sonotrode blade has channels running from the depression area to the edge of the blade. In other words, there are channels or grooves running from the reduced thickness area to the edge of the blade. The channels or grooves can have the same depth as the depression. It is preferred that the channels or grooves be present on each lateral side of the blade. The channels can be in the corresponding position on each side or be staggered. It is preferred that the channels or grooves be open towards the blade surface. Therefore, they can have a semicircular shape or be edged. The channels or grooves can be arranged only towards the cutting edge. They can also run towards the distal end. There may also be embodiments where the channels and grooves are arranged symmetrically around the depression or reduced thickness area. There may be between 5 and 10 channels or grooves per lateral side of the blade.
La extensión de la cuchilla en la dirección longitudinal puede estar entre 15 mm y 40 mm, preferiblemente entre 18 mm y 30 mm. La extensión máxima de la cuchilla en la dirección transversal puede estar, por ejemplo, entre 20 mm y 75 mm. La extensión en la dirección longitudinal es regularmente menor que la extensión en la dirección transversal. La profundidad perpendicular a la dirección longitudinal y la dirección transversal puede encontrarse igualmente entre 1 mm y 30 mm. Una realización se refiere a un sonotrodo, en donde la cuchilla del sonotrodo tiene una longitud de 15 a 40 mm. El sonotrodo (incluido el elemento intermedio y la cuchilla) puede tener una longitud de 20 a 300 mm, preferiblemente de 150 a 250 mm. El extremo distal del sonotrodo puede ser redondeado. Esto significa que las esquinas de la cuchilla rectangular están redondeadas. Por lo tanto, se prefiere que el radio de los arcos circulares que forman los bordes sea <0,5 mm. The blade extension in the longitudinal direction can be between 15 mm and 40 mm, preferably between 18 mm and 30 mm. The maximum blade extension in the transverse direction can be, for example, between 20 mm and 75 mm. The extension in the longitudinal direction is typically smaller than the extension in the transverse direction. The depth perpendicular to the longitudinal and transverse directions can also be between 1 mm and 30 mm. One embodiment relates to a sonotrode, wherein the sonotrode blade has a length of 15 to 40 mm. The sonotrode (including the intermediate element and the blade) can have a length of 20 to 300 mm, preferably 150 to 250 mm. The distal end of the sonotrode can be rounded. This means that the corners of the rectangular blade are rounded. Therefore, it is preferred that the radius of the circular arcs forming the edges be <0.5 mm.
Las siguientes cuestiones se refieren a todos los sonotrodos (no a un solo aspecto): The following questions apply to all sonotrodes (not just one aspect):
El sonotrodo puede pertenecer a un dispositivo de punzonado quirúrgico que además tiene un tubo que rodea el sonotrodo. En un espacio entre el sonotrodo y el tubo, un líquido para enfriar y/o enjuagar puede transportarse al borde de corte distal o posiblemente también lejos de este. The sonotrode may be part of a surgical punching device, which also has a tube surrounding the sonotrode. In a space between the sonotrode and the tube, a cooling and/or rinsing liquid may be transported to the distal cutting edge or possibly also away from it.
El sistema ultrasónico puede ser cualquier sistema convencional y normalmente comprenderá una prensa y un elemento acústico vibratorio que consiste en un emisor, un amplificador y un sonotrodo alimentados por un generador de alta frecuencia. Las vibraciones longitudinales en frecuencias entre 20 kHz y 40 kHz con amplitudes de herramienta entre 5 pm y 50 pm se introducen en el hueso bajo la acción de la fuerza. Las vibraciones ultrasónicas pueden enfocarse por medio de un diseño especial de los componentes o herramientas. The ultrasonic system can be any conventional system and typically comprises a press and a vibrating acoustic element consisting of a transmitter, an amplifier, and a sonotrode powered by a high-frequency generator. Longitudinal vibrations at frequencies between 20 kHz and 40 kHz with tool amplitudes between 5 pm and 50 pm are introduced into the bone under the action of force. The ultrasonic vibrations can be focused by means of specially designed components or tools.
Un sonotrodo puede comprender un árbol que forma parte del cabezal del sonotrodo. Se puede establecer una conexión al transductor de ultrasonidos a través del extremo proximal del árbol. El árbol está preferiblemente alineado en la dirección longitudinal de la pieza de extremo distal. El árbol forma el extremo proximal del cabezal del sonotrodo; el extremo distal está situado opuesto al mismo. Para la conexión del sonotrodo, el árbol puede comprender o estar construido mediante una rosca. Por lo tanto, una realización se refiere a un sonotrodo en donde el cabezal tiene una rosca en su extremo proximal. Además, el cabezal del sonotrodo y la pieza de extremo distal, respectivamente, la cuchilla, se forman juntas como una sola pieza o se acoplan rígidamente entre sí. Por lo tanto, el extremo distal del cabezal del sonotrodo puede tener la misma sección transversal que el extremo proximal de la pieza de extremo distal o, respectivamente, la cuchilla o una sección transversal adaptada al extremo proximal de la pieza de extremo distal. Los inventores descubrieron que los sonotrodos fabricados mediante métodos de fabricación aditiva, en particular, usando sinterización (tal como la sinterización selectiva por láser) tienen algunas ventajas sorprendentes. El instrumento quirúrgico ultrasónico está equipado regularmente con una línea por medio de la cual se puede suministrar un líquido de lavado (por ejemplo, agua) al campo de operación. La estructura de la superficie generada usando el método de fabricación mencionado anteriormente aumenta la eficiencia de enfriamiento mediante ese líquido. Una explicación podría ser que la estructura de la superficie proporciona y mantiene una película de líquido adecuada sobre la superficie de la cuchilla del sonotrodo. Parece que un posible efecto es que las bolsas creadas por el proceso de sinterización, que no están abiertas hacia un lado proporcionan un cojín hidrostático. A sonotrode may comprise a shaft that forms part of the sonotrode head. A connection to the ultrasound transducer may be established via the proximal end of the shaft. The shaft is preferably aligned in the longitudinal direction of the distal end piece. The shaft forms the proximal end of the sonotrode head; the distal end is located opposite it. For the connection of the sonotrode, the shaft may comprise or be constructed by means of a thread. Therefore, one embodiment relates to a sonotrode wherein the head has a thread at its proximal end. Furthermore, the sonotrode head and the distal end piece, respectively, the blade, are formed together as a single piece or are rigidly coupled to one another. Therefore, the distal end of the sonotrode head may have the same cross-section as the proximal end of the distal end piece or, respectively, the blade, or a cross-section adapted to the proximal end of the distal end piece. The inventors discovered that sonotrodes manufactured by additive manufacturing methods, particularly using sintering (such as selective laser sintering), have some surprising advantages. The ultrasonic surgical instrument is typically equipped with a line through which a flushing liquid (e.g., water) can be supplied to the operating field. The surface structure generated using the aforementioned manufacturing method increases the cooling efficiency of that liquid. One explanation could be that the surface structure provides and maintains a suitable liquid film on the sonotrode blade surface. One possible effect appears to be that the pockets created by the sintering process, which are not open to one side, provide a hydrostatic cushion.
Una realización se refiere a un sonotrodo, en donde la superficie del sonotrodo o la superficie de la pieza de extremo distal tiene microestructuras convexas. Dichas microestructuras están curvadas o redondeadas hacia fuera como el exterior de una esfera o círculo. Otra realización se refiere a un sonotrodo, en donde la superficie del sonotrodo o la superficie de la pieza de extremo distal tiene un promedio de rugosidad Ra entre 5-20 pm. De este modo, la rugosidad de la superficie como un componente de la textura de la superficie se cuantifica por las desviaciones en la dirección del vector normal de una superficie real de su forma ideal. La rugosidad aritmética promedio, Ra es el valor promedio aritmético del perfil de rugosidad filtrado determinado a partir de desviaciones alrededor de la línea central dentro de la longitud de evaluación y el parámetro de rugosidad unidimensional utilizado más ampliamente. One embodiment relates to a sonotrode, wherein the surface of the sonotrode or the surface of the distal end piece has convex microstructures. Said microstructures are curved or rounded outward like the outside of a sphere or circle. Another embodiment relates to a sonotrode, wherein the surface of the sonotrode or the surface of the distal end piece has an average roughness Ra between 5-20 pm. Thus, surface roughness as a component of surface texture is quantified by deviations in the direction of the normal vector of an actual surface from its ideal shape. The arithmetic average roughness, Ra, is the arithmetic average value of the filtered roughness profile determined from deviations around the centerline within the evaluation length and is the most widely used one-dimensional roughness parameter.
Debido a la rugosidad de la superficie resultante del proceso de sinterización, existen contactos puntuales entre la pieza de extremo distal y el hueso. Por lo tanto, se produce una mayor densidad de energía. Sin embargo, las porciones de superficie convexas que surgen por la distribución del tamaño de grano son más estables que, por ejemplo, las estructuras de rugosidad hechas por chorreado abrasivo. Due to the surface roughness resulting from the sintering process, there are point contacts between the distal end piece and the bone. This results in a higher energy density. However, the convex surface portions resulting from grain size distribution are more stable than, for example, roughness structures created by abrasive blasting.
En consecuencia, una realización se refiere a un método para fabricar un sonotrodo como se define en el presente documento, en donde el sonotrodo se fabrica usando un método de fabricación aditiva. La sinterización directa de metales por láser (DMLS) es un proceso de fabricación aditiva de este tipo adecuado para usarse para producir los sonotrodos. De este modo, los sonotrodos o al menos las piezas de extremo distal se construyen usando un láser para sinterizar selectivamente (calentar y fusionar) un material de metal en polvo en capas. Accordingly, one embodiment relates to a method for manufacturing a sonotrode as defined herein, wherein the sonotrode is manufactured using an additive manufacturing method. Direct metal laser sintering (DMLS) is one such additive manufacturing process suitable for use in producing the sonotrodes. Thus, the sonotrodes, or at least the distal end pieces, are constructed using a laser to selectively sinter (heat and fuse) a layered powdered metal material.
Un método alternativo adecuado para la fabricación de los sonotrodos o piezas de extremo distal de los mismos es el granallado o, respectivamente, el granallado por impacto. El chorreado abrasivo es menos adecuado. La estructura de la superficie resultante del proceso de sinterización de granos metálicos no puede describirse completamente por parámetros tales como la rugosidad y el tamaño de grano. No obstante, esta estructura particular de la superficie tiene que demostrarse que es ventajosa. Por lo tanto, el sonotrodo o al menos la pieza de extremo distal del sonotrodo puede fabricarse usando un método de fabricación aditiva tal como la sinterización directa de metales por láser. En particular, un sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico puede ser adecuado para el punzonado de áreas de tejido del hueso, en donde el sonotrodo tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un extremo perforador para la penetración de huesos usando vibración mecánica, en donde el sonotrodo o al menos la cuchilla del sonotrodo se fabrican usando un método de fabricación aditiva tal como la sinterización directa de metales por láser. El polvo que se usará puede tener un diámetro de partícula promedio de 40-80 |jm. Además, un sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico puede tener un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un punzón para la penetración de huesos o una cuchilla para cortar y la pieza de extremo distal tiene un diámetro máximo que es al menos una vez y media el tamaño del diámetro del cabezal, en donde el sonotrodo o al menos la cuchilla del sonotrodo se fabrican usando un método de fabricación aditiva tal como la sinterización directa de metales por láser. El método puede comprender además una o más etapas de tratamiento térmico. Se prefiere que la superficie resultante debido a la fabricación aditiva no esté alisada (nivelada o pulida). Se prefiere además que el sonotrodo fabricado usando fabricación aditiva pueda someterse a un tratamiento térmico pero no a un procedimiento de alisado (alisado de la superficie). A suitable alternative method for manufacturing sonotrodes or their distal end parts is shot peening or, respectively, impact shot peening. Abrasive blasting is less suitable. The surface structure resulting from the metal grain sintering process cannot be fully described by parameters such as roughness and grain size. However, this particular surface structure must be demonstrated to be advantageous. Therefore, the sonotrode, or at least the distal end part of the sonotrode, can be manufactured using an additive manufacturing method such as direct metal laser sintering. In particular, a sonotrode for an ultrasonic surgical instrument may be suitable for punching through areas of bone tissue, wherein the sonotrode has a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a piercing end for bone penetration using mechanical vibration, wherein the sonotrode or at least the sonotrode blade is manufactured using an additive manufacturing method such as direct metal laser sintering. The powder to be used may have an average particle diameter of 40-80 µm. Furthermore, a sonotrode for an ultrasonic surgical instrument may have a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a bone penetration punch or a cutting blade, and the distal end piece having a maximum diameter that is at least one and a half times the size of the diameter of the head, wherein the sonotrode or at least the sonotrode blade is manufactured using an additive manufacturing method such as direct metal laser sintering. The method may further comprise one or more heat treatment steps. It is preferred that the surface resulting from additive manufacturing is not smoothed (leveled or polished). It is further preferred that the sonotrode manufactured using additive manufacturing can be subjected to a heat treatment but not to a smoothing process (surface smoothing).
El instrumento quirúrgico ultrasónico puede ser adecuado para el punzonado de áreas de tejido del hueso, que comprende una pieza de mano que contiene un transductor ultrasónico y un sonotrodo como se define en el presente documento que está acoplado mecánicamente a dicho transductor. The ultrasonic surgical instrument may be suitable for punching out areas of bone tissue, comprising a handpiece containing an ultrasonic transducer and a sonotrode as defined herein that is mechanically coupled to said transducer.
La expresión "instrumento quirúrgico ultrasónico" como se usa en el presente documento se refiere a un instrumento quirúrgico con un transductor de ultrasonidos. Este instrumento quirúrgico ultrasónico comprende un sonotrodo como se describe en el presente documento que está conectado al transductor de ultrasonidos. El transductor de ultrasonidos puede comprender un elemento piezoeléctrico, por medio del cual una tensión de CA de alta frecuencia se convierte en una vibración mecánica correspondiente. A modo de ejemplo, la frecuencia de la vibración puede estar entre 20 kHz y 40 kHz. The term "ultrasonic surgical instrument" as used herein refers to a surgical instrument with an ultrasound transducer. This ultrasonic surgical instrument comprises a sonotrode as described herein that is connected to the ultrasound transducer. The ultrasound transducer may comprise a piezoelectric element, by means of which a high-frequency AC voltage is converted into a corresponding mechanical vibration. For example, the vibration frequency may be between 20 kHz and 40 kHz.
Preferiblemente, el transductor de ultrasonidos o la carcasa del instrumento quirúrgico ultrasónico y el cabezal del sonotrodo (a través del árbol del cabezal) están acoplados entre sí, en donde el árbol del cabezal está diseñado para transmitir la energía de vibración lo más completamente posible desde su extremo proximal a la pieza de extremo distal o la cuchilla del sonotrodo, respectivamente. Preferably, the ultrasonic transducer or the housing of the ultrasonic surgical instrument and the sonotrode head (via the head shaft) are coupled to each other, wherein the head shaft is designed to transmit the vibration energy as completely as possible from its proximal end to the distal end piece or the blade of the sonotrode, respectively.
Otro aspecto se refiere a un instrumento quirúrgico ultrasónico que es adecuado para el punzonado de áreas de tejido del hueso durante la artroscopia, que comprende una pieza de mano que contiene un transductor ultrasónico y un sonotrodo como se define en el presente documento que está acoplado mecánicamente a dicho transductor. También se refiere a un sistema de un sonotrodo como se describe en el presente documento junto con un catéter conocido común o tubo artroscópico. El sonotrodo o el catéter/tubo artroscópico pueden acoplarse a una pieza de mano. Entre el sonotrodo y el tubo de catéter o el tubo artroscópico debe haber un espacio libre. Este espacio puede tener una anchura de 0,2 a 1 mm. Este espacio puede usarse para un líquido que puede fluir a lo largo del sonotrodo. El líquido puede usarse para enfriar el sonotrodo, para llenar la articulación y/o para lavar el lado de operación. Como alternativa, el líquido puede introducirse a través del sonotrodo que es hueco y el espacio entre el sonotrodo y el tubo puede usarse para aspirar líquido y restos del hueso fuera del lado de funcionamiento. Por lo tanto, el catéter o tubo artroscópico puede tener al menos una línea de alimentación. Another aspect relates to an ultrasonic surgical instrument suitable for puncturing areas of bone tissue during arthroscopy, comprising a handpiece containing an ultrasonic transducer and a sonotrode as defined herein, which is mechanically coupled to said transducer. It also relates to a system of a sonotrode as described herein together with a commonly known catheter or arthroscopic tube. The sonotrode or the arthroscopic catheter/tube may be coupled to a handpiece. A clearance must exist between the sonotrode and the catheter tube or the arthroscopic tube. This clearance may have a width of 0.2 to 1 mm. This clearance may be used for a fluid that can flow along the sonotrode. The fluid may be used to cool the sonotrode, to fill the joint, and/or to flush the operating side. Alternatively, fluid can be introduced through the hollow sonotrode, and the space between the sonotrode and the tube can be used to aspirate fluid and bone debris away from the operating side. Therefore, the arthroscopic catheter or tube can have at least one feeding line.
El sonotrodo está diseñado preferiblemente para adaptarse a una frecuencia de vibración, por ejemplo en el intervalo de 20 a 40 kHz y para vibrar sustancialmente longitudinalmente en una onda estacionaria con posiciones de antinodo (posiciones con amplitud máxima) y al menos una posición de nodo (posición de amplitud mínima) entre los dos extremos del sonotrodo. The sonotrode is preferably designed to adapt to a vibration frequency, for example in the range of 20 to 40 kHz and to vibrate substantially longitudinally in a standing wave with antinode positions (positions with maximum amplitude) and at least one node position (position of minimum amplitude) between the two ends of the sonotrode.
El sonotrodo puede comprender, en al menos la posición de nodo más distal, una sección transversal aumentada. La porción que se extiende entre dos posiciones de nodo del sonotrodo puede comprender una sección transversal constante. Adyacentes a la porción de sonotrodo de sección transversal aumentada en la posición de nodo más distal en dirección distal y proximal hay porciones de sonotrodo de menor sección transversal (espacio libre radial más grande). La transición entre las diferentes secciones transversales puede comprender un paso o puede ser una transición gradual. La sección transversal de la porción de sonotrodo en el lado distal de la porción de sección transversal aumentada puede ser menor que la sección transversal del sonotrodo en el lado proximal de la porción con sección transversal aumentada. Esto significa que el espacio libre radial entre el sonotrodo y el catéter o tubo artroscópico se reduce en al menos una posición de nodo distal del sonotrodo. The sonotrode may comprise, at least in the most distal node position, an enlarged cross-section. The portion extending between two node positions of the sonotrode may comprise a constant cross-section. Adjacent to the sonotrode portion with an enlarged cross-section at the most distal node position in the distal and proximal directions are sonotrode portions with a smaller cross-section (larger radial clearance). The transition between the different cross-sections may comprise a step or may be a gradual transition. The cross-section of the sonotrode portion on the distal side of the portion with an enlarged cross-section may be smaller than the cross-section of the sonotrode on the proximal side of the portion with an enlarged cross-section. This means that the radial clearance between the sonotrode and the arthroscopic catheter or tube is reduced at at least one distal node position of the sonotrode.
Un método, no reivindicado, comprende One method, not claimed, comprises
proporcionar un catéter de ultrasonidos que comprende una pieza de mano que contiene un transductor ultrasónico y un sonotrodo como se define en el presente documento que está acoplado mecánicamente a dicho transductor, insertar el catéter (o tubo artroscópico) en una articulación mediante el uso de portales artroscópicos convencionales, y providing an ultrasound catheter comprising a handpiece containing an ultrasonic transducer and a sonotrode as defined herein that is mechanically coupled to said transducer, inserting the catheter (or arthroscopic tube) into a joint by using conventional arthroscopic portals, and
cortar, perforar o punzonar el hueso dentro de la articulación usando vibración mecánica. cutting, drilling, or punching the bone within the joint using mechanical vibration.
Dentro de este método, el sonotrodo ubicado en un catéter o un tubo artroscópico puede desplazarse o moverse con respecto a dicho catéter o tubo. Esto significa que el sonotrodo puede moverse longitudinalmente con respecto al catéter o al tubo artroscópico. In this method, the sonotrode located on an arthroscopic catheter or tube can be displaced or moved relative to the catheter or tube. This means that the sonotrode can move longitudinally relative to the catheter or arthroscopic tube.
Preferiblemente, el material del sonotrodo es un material metálico, tal como, por ejemplo, acero inoxidable o titanio. El sonotrodo o al menos la pieza de extremo distal del mismo puede recubrirse con nitruro de titanio (TiN). Por tanto, el sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico puede ser adecuado para el punzonado de áreas de tejido del hueso, en donde el sonotrodo tiene un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un extremo perforador para la penetración de huesos usando vibración mecánica, en donde el sonotrodo o al menos la pieza de extremo distal del sonotrodo está recubierta con nitruro de titanio y se fabrica preferiblemente usando un método de fabricación aditiva tal como sinterización directa de metales por láser. Además, el sonotrodo para un instrumento quirúrgico ultrasónico puede tener un cabezal y una pieza de extremo distal, estando la pieza de extremo distal equipada como un punzón para la penetración de huesos o una cuchilla para cortar y la pieza de extremo distal tiene un diámetro máximo que es al menos una vez y media el tamaño del diámetro del cabezal en donde el sonotrodo o al menos la pieza de extremo distal del sonotrodo está recubierta con nitruro de titanio y se fabrica preferiblemente usando un método de fabricación aditiva tal como sinterización directa de metales por láser. Preferably, the sonotrode material is a metallic material, such as, for example, stainless steel or titanium. The sonotrode, or at least the distal end piece thereof, may be coated with titanium nitride (TiN). Thus, the sonotrode for an ultrasonic surgical instrument may be suitable for punching through areas of bone tissue, wherein the sonotrode has a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a piercing end for penetrating bones using mechanical vibration, wherein the sonotrode, or at least the distal end piece of the sonotrode, is coated with titanium nitride and is preferably manufactured using an additive manufacturing method such as direct metal laser sintering. Furthermore, the sonotrode for an ultrasonic surgical instrument may have a head and a distal end piece, the distal end piece being equipped as a punch for bone penetration or a blade for cutting and the distal end piece having a maximum diameter that is at least one and a half times the size of the diameter of the head wherein the sonotrode or at least the distal end piece of the sonotrode is coated with titanium nitride and is preferably manufactured using an additive manufacturing method such as direct metal laser sintering.
Se ha demostrado que las microestructuras esféricas en la superficie del sonotrodo o, respectivamente, la cuchilla, pueden deformarse debido a las fuerzas que actúan durante el corte o raspado de los huesos. Por lo tanto, se prefiere recubrir los sonotrodos o cuchillas para endurecer la superficie. El TiN tiene una combinación ideal de dureza, resistencia, adhesión e inercia, que no se ampollará, ni formará escamas o astillas durante el corte o raspado de huesos. It has been shown that spherical microstructures on the surface of the sonotrode or, respectively, the blade can be deformed by the forces acting during bone cutting or scraping. Therefore, coating sonotrodes or blades to harden the surface is preferred. TiN has an ideal combination of hardness, strength, adhesion, and inertness, and will not blister, flake, or chip during bone cutting or scraping.
Otra ventaja es una distribución optimizada del calor a lo largo de la superficie creada por el recubrimiento de TiN. De esta manera, se evitan los puntos calientes, y la distribución o dispersión de calor a lo largo de la longitud del instrumento quirúrgico de corte impide la concentración de calor en el borde de corte o las puntas de las microestructuras convexas en la superficie como ocurriría sin recubrimiento o con recubrimiento solo en el borde de corte. Another advantage is the optimized heat distribution along the surface created by the TiN coating. This prevents hot spots, and the distribution or dispersion of heat along the length of the cutting surgical instrument prevents heat concentration at the cutting edge or the tips of convex microstructures on the surface, as would occur without coating or with coating only on the cutting edge.
El recubrimiento de TiN se puede aplicar mediante el sistema de vacío de deposición física de vapor (PVD) seguro para el medio ambiente. Algunos procesos usan deposición de vapor de arco a baja temperatura para depositar el recubrimiento de nitruro de titanio, pero también podría aplicarse mediante pulverización catódica a alta temperatura u otros procesos de recubrimiento bien conocidos (calentamiento por haz de electrones o deposición química de vapor (CVD)). En general, el titanio puro se sublima y se hace reaccionar con nitrógeno en un entorno de alta energía y vacío. La película de TiN también se puede producir en piezas de trabajo de Ti mediante crecimiento reactivo (por ejemplo, recocido) en una atmósfera de nitrógeno. The TiN coating can be applied using an environmentally safe physical vapor deposition (PVD) vacuum system. Some processes use low-temperature arc vapor deposition to deposit the titanium nitride coating, but it could also be applied by high-temperature sputtering or other well-known coating processes (electron beam heating or chemical vapor deposition (CVD)). Generally, pure titanium is sublimated and reacted with nitrogen in a high-energy, vacuum environment. The TiN film can also be produced on Ti workpieces by reactive growth (e.g., annealing) in a nitrogen atmosphere.
El recubrimiento de TiN se aplica preferiblemente como un recubrimiento delgado de menos de 5 pm, más preferiblemente de menos de 3 pm. El recubrimiento fino de nitruro de titanio proporciona a la cuchilla una superficie exterior dura con un coeficiente de fricción bajo. The TiN coating is preferably applied as a thin coating of less than 5 µm, more preferably less than 3 µm. The thin titanium nitride coating provides the blade with a hard outer surface with a low coefficient of friction.
Preferiblemente, la conexión entre el cabezal y el generador de vibraciones es liberable y el sonotrodo que comprende el cabezal y la pieza de extremo distal es desechable. Preferably, the connection between the head and the vibration generator is releasable and the sonotrode comprising the head and the distal end piece is disposable.
El instrumento quirúrgico ultrasónico es, por ejemplo, un dispositivo de mano en donde una porción de mango del mismo aloja el generador de vibraciones al que se suministra la energía necesaria mediante una batería o a través de un cable correspondiente que conecta la pieza de mano a una unidad de control y suministro. La frecuencia preferida para la vibración está en el intervalo ultrasónico, preferiblemente en el intervalo de 15 y 40 kHz o entre 20 y 30 kHz y tiene una energía suficiente para lograr una amplitud en el intervalo micrométrico para el extremo distal del perforador, entre 20 y 120 pm o preferiblemente entre 60 y 100 pm. The ultrasonic surgical instrument is, for example, a handheld device wherein a handle portion thereof houses the vibration generator, which is supplied with the necessary power by a battery or through a corresponding cable connecting the handpiece to a control and supply unit. The preferred frequency for the vibration is in the ultrasonic range, preferably in the range of 15 to 40 kHz or between 20 and 30 kHz, and has sufficient energy to achieve an amplitude in the micrometer range for the distal end of the perforator, between 20 and 120 pm or preferably between 60 and 100 pm.
El dispositivo puede comprender además una cánula o un árbol de guía alrededor del árbol y el sonotrodo del instrumento quirúrgico ultrasónico. De este modo, la transmisión de energía vibratoria a través del eje del instrumento debe ser lo más eficiente posible y la fricción entre el árbol y la cánula lo más baja posible. Esto se puede lograr proporcionando, en una posición axial en la que se sitúa la posición de nodo más distal del árbol, una región en la que el espacio libre radial entre el instrumento y la cánula es mínimo. Esto se realiza mediante el árbol del instrumento que comprende, al menos en la posición de nodo más distal, una sección transversal aumentada, y por la abertura pasante de la porción de cánula que se extiende desde la porción de extremo distal hasta más allá de la posición de nodo más distal del sonotrodo que comprende una sección transversal constante. El árbol puede comprender además porciones de una sección transversal más grande en otras posiciones de nodo. Además, también la cánula puede tener regiones de secciones transversales más grandes en una o más posiciones de nodo. Se prefiere además que la disposición que comprende el eje y la cánula tenga superficies de deslizamiento poliméricas para minimizar la pérdida por fricción. Estas superficies pueden estar formadas por un anillo polimérico alrededor del extremo distal del árbol o del perforador, respectivamente, su tubo de corte. El anillo polimérico puede estar hecho de PEEK. Como alternativa, puede haber un protector polimérico acoplado a la superficie interior de la cánula, que también puede estar hecho de PEEK. En consecuencia, la región o sección transversal más grande puede formarse como acoplamiento polimérico a la cánula o al árbol. La región de mayor sección transversal también puede tener un recubrimiento polimérico. The device may further comprise a cannula or a guide shaft around the shaft and the sonotrode of the ultrasonic surgical instrument. In this way, the transmission of vibration energy through the axis of the instrument should be as efficient as possible and the friction between the shaft and the cannula as low as possible. This can be achieved by providing, in an axial position where the most distal node position of the shaft is located, a region in which the radial clearance between the instrument and the cannula is minimal. This is achieved by the shaft of the instrument comprising, at least in the most distal node position, an enlarged cross-section, and by the through opening of the cannula portion extending from the distal end portion to beyond the most distal node position of the sonotrode comprising a constant cross-section. The shaft may further comprise portions of a larger cross-section at other node positions. In addition, the cannula may also have regions of larger cross-sections at one or more node positions. It is further preferred that the arrangement comprising the shaft and the cannula have polymeric sliding surfaces to minimize friction loss. These surfaces may be formed by a polymeric ring around the distal end of the shaft or the perforator, respectively, its cutting tube. The polymeric ring may be made of PEEK. Alternatively, a polymeric shield may be coupled to the inner surface of the cannula, which may also be made of PEEK. Accordingly, the larger region or cross-section may be formed as a polymeric coupling to the cannula or shaft. The larger cross-sectional region may also have a polymeric coating.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Las realizaciones ilustrativas del dispositivo y el método ilustrativo se describen con más detalle en relación con las figuras adjuntas. Illustrative embodiments of the device and the illustrative method are described in more detail in connection with the accompanying figures.
La figura 1 muestra en un dibujo esquemático una sección transversal de una realización ilustrativa de un sonotrodo. Figure 1 shows a schematic drawing of a cross-section through an illustrative embodiment of a sonotrode.
La figura 2 muestra en un dibujo esquemático una sección transversal de una realización ilustrativa de un sonotrodo. Figure 2 shows a schematic drawing of a cross-section of an illustrative embodiment of a sonotrode.
La figura 3 muestra la parte distal de un instrumento quirúrgico ultrasónico para el corte de huesos que comprende un apilamiento piezoeléctrico ubicado dentro de una carcasa con un sonotrodo en la punta de la carcasa. Figure 3 shows the distal portion of an ultrasonic surgical instrument for bone cutting comprising a piezoelectric stack located within a housing with a sonotrode at the tip of the housing.
La figura 4 muestra en un dibujo esquemático de una realización ilustrativa de un sonotrodo. Figure 4 shows a schematic drawing of an illustrative embodiment of a sonotrode.
La figura 5 muestra en un dibujo esquemático una sección transversal de una realización ilustrativa de un sonotrodo. Figure 5 shows a schematic drawing of a cross-section of an illustrative embodiment of a sonotrode.
La figura 6 muestra en un dibujo esquemático una sección transversal de una realización ilustrativa de un sonotrodo. Figure 6 shows a schematic drawing of a cross-section of an illustrative embodiment of a sonotrode.
La figura 7 muestra en un dibujo esquemático una sección transversal de un implante que puede cortarse usando un sonotrodo de acuerdo con la figura 5 o 6. Figure 7 shows a schematic drawing of a cross-section of an implant that can be cut using a sonotrode according to Figure 5 or 6.
La figura 8 muestra en un dibujo esquemático una realización ilustrativa de un sonotrodo con un corte inclinado. Figure 8 shows a schematic drawing of an illustrative embodiment of a sonotrode with an inclined section.
La figura 9 muestra en un dibujo esquemático una realización ilustrativa de un sonotrodo con un corte parabólico. Figure 9 shows a schematic drawing of an illustrative embodiment of a sonotrode with a parabolic cut.
La figura 10 muestra en un dibujo esquemático una realización ilustrativa de un sonotrodo con un reborde. La figura 11 muestra en un dibujo esquemático una realización ilustrativa de un sonotrodo con un reborde. La figura 12 muestra en un dibujo esquemático una realización ilustrativa de sonotrodo dentro de un tubo artroscópico. Figure 10 shows a schematic drawing of an illustrative embodiment of a sonotrode with a flange. Figure 11 shows a schematic drawing of an illustrative embodiment of a sonotrode with a flange. Figure 12 shows a schematic drawing of an illustrative embodiment of a sonotrode within an arthroscopic tube.
La figura 13 ilustra dos ejemplos del sonotrodo (B y C). Figure 13 illustrates two examples of the sonotrode (B and C).
La figura 14 muestra una sección transversal de un sonotrodo de acuerdo con la figura 13 B ubicado dentro de un tubo artroscópico. Figure 14 shows a cross-section of a sonotrode according to Figure 13 B located inside an arthroscopic tube.
La figura 15 muestra la parte distal de un instrumento quirúrgico ultrasónico. Figure 15 shows the distal part of an ultrasonic surgical instrument.
La figura 16 muestra la sección transversal de una realización ilustrativa de un sonotrodo. Figure 16 shows the cross-section of an illustrative embodiment of a sonotrode.
La figura 17 muestra la parte distal de una realización ilustrativa de un sonotrodo. Figure 17 shows the distal portion of an illustrative embodiment of a sonotrode.
La figura 18 muestra una sección longitudinal de una realización ilustrativa de un sonotrodo. Figure 18 shows a longitudinal section of an illustrative embodiment of a sonotrode.
La figura 19 muestra una sección longitudinal de una realización ilustrativa de un sonotrodo. Figure 19 shows a longitudinal section of an illustrative embodiment of a sonotrode.
La figura 20 muestra una realización ilustrativa de un sonotrodo. Figure 20 shows an illustrative embodiment of a sonotrode.
La figura 21 representa la parte distal de otro tubo que rodea. Figure 21 represents the distal part of another surrounding tube.
Las figuras 22-24 muestran, en sección longitudinal y vista inferior, extremos distales de sonotrodos con cuchillas interiores. Figures 22-24 show, in longitudinal section and bottom view, distal ends of sonotrodes with inner blades.
Descripción de las realizaciones preferidasDescription of preferred embodiments
En todas las figuras adjuntas, los mismos números de referencia designan los mismos elementos o elementos similares que cumplen las mismas funciones. In all attached figures, the same reference numbers designate the same or similar elements that perform the same functions.
Las figuras 1 y 2 ilustran, cada una, una realización de un sonotrodo de acuerdo con el primer aspecto. Se muestra una sección transversal de la pieza de extremo distal 5 del sonotrodo. La pieza de extremo distal 5 está diseñada como un cilindro elíptico hueco que está abierto en el extremo muy distal al tener un cuerpo cilíndrico. La pieza de extremo distal puede servir como punzón o dispositivo de corte hueco usando vibración mecánica. Por lo tanto, el extremo muy distal del punzón o dispositivo de corte hueco puede ser aplanado. El sonotrodo o, respectivamente, la pieza de extremo distal pueden tener nervaduras laterales 7. Estas nervaduras discurren a lo largo de un eje longitudinal de la pieza de extremo distal y están orientadas hacia dentro desde el cuerpo. Figures 1 and 2 each illustrate an embodiment of a sonotrode according to the first aspect. A cross-section of the distal end piece 5 of the sonotrode is shown. The distal end piece 5 is designed as a hollow elliptical cylinder that is open at the very distal end by having a cylindrical body. The distal end piece can serve as a hollow punch or cutting device using mechanical vibration. Therefore, the very distal end of the hollow punch or cutting device can be flattened. The sonotrode or, respectively, the distal end piece may have lateral ribs 7. These ribs run along a longitudinal axis of the distal end piece and are oriented inwardly from the body.
El sonotrodo de la figura 1 tiene cuatro nervaduras 7. Cada nervadura 7 está ubicada dentro de la pieza de extremo distal. Se prefiere que estas nervaduras 7 estén distribuidas uniformemente, en particular, las nervaduras 7 están ubicadas en puntos donde el eje menor y el eje mayor de la sección transversal elíptica cortan la circunferencia de la sección transversal o, respectivamente, la superficie de la pieza de extremo distal. También es posible que las nervaduras 7 puedan colocarse cada una en puntos de la circunferencia ubicados a mitad de camino entre los puntos mencionados anteriormente. Cada nervadura 7 puede estar vertical radialmente (sobresaliendo radialmente, sobresaliendo hacia dentro en la realización representada) a una altura constante por encima de la superficie interior de la pieza de extremo distal. La sección transversal de las nervaduras puede variar. En este caso, la sección transversal de las nervaduras es casi triangular, pero también puede ser casi semicircular o rectangular. No obstante, generalmente se prefiere que no existan bordes afilados en las nervaduras y en la transición entre la nervadura y la superficie del cuerpo del sonotrodo. The sonotrode of Figure 1 has four ribs 7. Each rib 7 is located within the distal end piece. It is preferred that these ribs 7 be evenly distributed, in particular, the ribs 7 are located at points where the minor axis and the major axis of the elliptical cross-section intersect the circumference of the cross-section or, respectively, the surface of the distal end piece. It is also possible that the ribs 7 can each be positioned at points on the circumference located midway between the aforementioned points. Each rib 7 can be radially vertical (radially protruding, protruding inwards in the embodiment shown) at a constant height above the inner surface of the distal end piece. The cross-section of the ribs can vary. In this case, the cross-section of the ribs is almost triangular, but it can also be almost semicircular or rectangular. However, it is generally preferred that there be no sharp edges on the ribs and at the transition between the rib and the surface of the sonotrode body.
El sonotrodo de la figura 2 tiene ocho nervaduras 7. Cuatro nervaduras 7a están ubicadas dentro del cuerpo de pieza de extremo distal y cuatro nervaduras 7b están ubicadas fuera del cuerpo de pieza de extremo distal. En caso de que un sonotrodo tenga varias nervaduras, se ha demostrado que es ventajoso que estas nervaduras se coloquen simétricamente. Se prefiere que las nervaduras 7 estén ubicadas en los puntos en los que el eje menor y el eje mayor de la sección transversal elíptica cortan la circunferencia de la sección transversal o, respectivamente, la superficie de la pieza de extremo distal. Cada nervadura 7a puede estar vertical radialmente (sobresaliendo radialmente hacia dentro) hasta una altura constante por encima de la superficie interior de la pieza de extremo distal y, además, cada nervadura 7b puede estar vertical radialmente (sobresaliendo radialmente hacia fuera) hasta una altura constante por encima de la superficie exterior de la pieza de extremo distal. Los sonotrodos de acuerdo con la figura 1 y 2 son adecuados para usarse para tratar la estenosis espinal, en particular, para rebajar o eliminar espolones óseos o quistes sinoviales. The sonotrode of Figure 2 has eight ribs 7. Four ribs 7a are located inside the distal end piece body and four ribs 7b are located outside the distal end piece body. In case a sonotrode has several ribs, it has proven advantageous if these ribs are arranged symmetrically. It is preferred if the ribs 7 are located at the points where the minor axis and the major axis of the elliptical cross-section intersect the circumference of the cross-section or, respectively, the surface of the distal end piece. Each rib 7a may be radially vertical (projecting radially inward) up to a constant height above the inner surface of the distal end piece and, furthermore, each rib 7b may be radially vertical (projecting radially outward) up to a constant height above the outer surface of the distal end piece. Sonotrodes according to Figure 1 and 2 are suitable for use in treating spinal stenosis, in particular for lowering or removing bone spurs or synovial cysts.
La figura 3 muestra la parte distal de un instrumento quirúrgico ultrasónico que comprende un transductor, tal como un apilamiento piezoeléctrico 3 ubicado dentro de una carcasa 2 con un sonotrodo 1 en la punta de la carcasa. El sonotrodo 1 se ha acoplado a la carcasa 2 a través de su extremo proximal del cabezal. Por lo tanto, el cabezal puede tener una rosca o un conector enchufable o un acoplamiento de bayoneta u otra estructura de acoplamiento adecuada en su extremo proximal. El sonotrodo 1 conectado a la carcasa puede tener nervaduras longitudinales 7. Las nervaduras 7 pueden ubicarse solo en la pieza de extremo distal del sonotrodo, como alternativa a extenderse hasta el cabezal proximal del sonotrodo como se muestra en este caso. El sonotrodo 1 puede ser un sonotrodo de acuerdo con la figura 1 o 2 que tiene una sección transversal ovalada o elíptica. Como alternativa, puede tener una sección transversal hueca diferente. Sin embargo, se prefiere que la sección transversal no varíe a lo largo de la longitud del sonotrodo 1, es decir, que el sonotrodo es cilíndrico (en este texto, generalmente "cilíndrico") no está restringido a la forma de un cilindro giratorio, sino que pertenece a cualquier cilindro general cuya base es una curva cerrada. La dirección de oscilación se indica mediante la flecha 11. La oscilación es, por lo tanto, una oscilación longitudinal. Figure 3 shows the distal part of an ultrasonic surgical instrument comprising a transducer, such as a piezoelectric stack 3 located within a housing 2 with a sonotrode 1 at the tip of the housing. The sonotrode 1 has been coupled to the housing 2 through its proximal head end. Therefore, the head may have a thread or a plug-in connector or a bayonet coupling or other suitable coupling structure at its proximal end. The sonotrode 1 connected to the housing may have longitudinal ribs 7. The ribs 7 may be located only on the distal end piece of the sonotrode, as an alternative to extending to the proximal head of the sonotrode as shown in this case. The sonotrode 1 may be a sonotrode according to Figure 1 or 2 having an oval or elliptical cross-section. Alternatively, it may have a different hollow cross-section. However, it is preferred that the cross-section does not vary along the length of the sonotrode 1, i.e., the sonotrode is cylindrical (in this text generally "cylindrical"), not restricted to the shape of a rotating cylinder, but belongs to any general cylinder whose base is a closed curve. The oscillation direction is indicated by arrow 11. The oscillation is therefore a longitudinal oscillation.
La figura 4 muestra una vista lateral esquemática de una disposición de sonotrodo que comprende un apilamiento piezoeléctrico 3 (no mostrado) ubicado dentro de una carcasa 2 acoplada a un sonotrodo de acuerdo con el segundo aspecto. El cabezal 9 del sonotrodo puede formarse como una varilla sólida. En el extremo distal del cabezal del sonotrodo 9 sigue un elemento intermedio 8, que puede ser una parte separada o un cuerpo principal cuando se produce una pieza con la cuchilla 5. La cuchilla de sonotrodo 5 y/o el elemento intermedio (si está presente) comprenden orificios alargados 10 (hendiduras pasantes) en la dirección de oscilación 11. Además, la cuchilla 5 puede estrecharse hacia el borde de corte 12. El ancho de la cuchilla es aproximadamente 5 veces el tamaño del diámetro del cabezal del sonotrodo 9. El elemento intermedio o el cuerpo principal puede tener un grosor de 5-12 mm en el punto de conexión al cabezal 9 del sonotrodo, cuyo grosor se estrecha hasta 2-6 mm hacia el borde de corte 12 de la cuchilla 5, cuyo ancho puede estar entre 10 y 60 mm. Figure 4 shows a schematic side view of a sonotrode arrangement comprising a piezoelectric stack 3 (not shown) located within a housing 2 coupled to a sonotrode according to the second aspect. The head 9 of the sonotrode may be formed as a solid rod. At the distal end of the sonotrode head 9 there follows an intermediate element 8, which may be a separate part or a main body when a workpiece is produced with the blade 5. The sonotrode blade 5 and/or the intermediate element (if present) comprise elongated holes 10 (through slits) in the oscillation direction 11. Furthermore, the blade 5 may narrow towards the cutting edge 12. The width of the blade is approximately 5 times the size of the diameter of the sonotrode head 9. The intermediate element or the main body may have a thickness of 5-12 mm at the point of connection to the sonotrode head 9, which thickness narrows to 2-6 mm towards the cutting edge 12 of the blade 5, whose width may be between 10 and 60 mm.
La cuchilla 5 puede tener un borde de corte recto 12. No obstante, el borde de corte se forma preferiblemente teniendo el contorno del área que se va a cortar o perforar. El elemento intermedio 8 se usa para transferir la oscilación hacia la cuchilla y el borde de corte. De este modo, el elemento intermedio puede ser un impulsor. Como alternativa, la disposición no comprende un elemento intermedio separado, pero la estructura de la misma puede estar formada por un cuerpo principal de la cuchilla 5. Además de servir como impulsor o como alternativa al mismo, el elemento intermedio o la estructura correspondiente que forma el cuerpo principal de la cuchilla puede servir para la expansión de la anchura (véase la figura 5) y la transición a la forma del borde de corte. The blade 5 may have a straight cutting edge 12. However, the cutting edge is preferably formed to conform to the contour of the area to be cut or perforated. The intermediate element 8 is used to transfer the oscillation to the blade and the cutting edge. Thus, the intermediate element may be a driver. Alternatively, the arrangement does not comprise a separate intermediate element, but the structure thereof may be formed by a blade main body 5. In addition to serving as a driver or as an alternative thereto, the intermediate element or the corresponding structure forming the blade main body may serve for width expansion (see Figure 5) and the transition to the cutting edge shape.
Las figuras 5 y 6 muestran, cada una, vistas inferiores esquemáticas sobre el borde de corte 12 de una cuchilla de un sonotrodo ilustrativo de acuerdo con el segundo aspecto. Ambas cuchillas están adaptadas para cortar (para un proceso de extracción) un implante como se muestra en la figura 7. La figura 7 muestra una sección transversal de un implante que se va a extraer con la ayuda de sonotrodos que tienen cuchillas como se ilustra en las figuras 5 y 6. El implante es un anclaje dual con dos porciones de anclaje 13 en forma de pasador y una porción de estabilización 14 situada entre las dos porciones de anclaje 13, por ejemplo, como se enseña en el documento WO2010/045749. Puede usarse como un dispositivo de fusión particularmente adecuado para la fusión de una articulación facetaria lumbar humana. La cuchilla, como se muestra en la figura 5, está formada para tener el contorno de una mitad del implante. Esto significa que el sonotrodo tiene que usarse dos veces (una vez en cada lado del implante) para perforar el implante después de haber sido implantado e integrado en el hueso. La cuchilla, como se muestra en la figura 6, está formada para rodear en un lado lateral un poco más de la mitad del contorno del implante que se va a perforar. Por tanto, se puede garantizar que haya una superposición de los cortes, cuando se usan los sonotrodos dos veces, una vez en cada lado. Figures 5 and 6 each show schematic bottom views on the cutting edge 12 of a blade of an illustrative sonotrode according to the second aspect. Both blades are adapted to cut (for an extraction process) an implant as shown in Figure 7. Figure 7 shows a cross-section of an implant to be extracted with the aid of sonotrodes having blades as illustrated in Figures 5 and 6. The implant is a dual anchor with two pin-shaped anchoring portions 13 and a stabilizing portion 14 located between the two anchoring portions 13, for example, as taught in WO2010/045749. It may be used as a fusion device particularly suitable for the fusion of a human lumbar facet joint. The blade, as shown in Figure 5, is formed to have the contour of one half of the implant. This means that the sonotrode must be used twice (once on each side of the implant) to drill the implant after it has been implanted and integrated into the bone. The blade, as shown in Figure 6, is shaped to encircle, on one side, slightly more than half the contour of the implant to be drilled. This ensures an overlap of the cuts when the sonotrodes are used twice, once on each side.
La figura 8 muestra un sonotrodo con una pieza de extremo distal que es hueca y tiene un corte inclinado. La porción de extremo distal del sonotrodo se corta oblicuamente. Por lo tanto, el borde de corte 12 del punzón está ubicado en un plano que forma un ángulo con el eje longitudinal 40 del sonotrodo. La distancia d entre la longitud máxima y mínima de la porción de extremo distal o la cuchilla es inferior al 10 % de la longitud del resonador (la longitud efectiva de la parte vibratoria). La figura 9 muestra un sonotrodo con una pieza de extremo distal que tiene un corte parabólico 16 en el extremo distal. Figure 8 shows a sonotrode with a distal end piece that is hollow and has an inclined cut. The distal end portion of the sonotrode is cut obliquely. Therefore, the cutting edge 12 of the punch is located in a plane that forms an angle with the longitudinal axis 40 of the sonotrode. The distance d between the maximum and minimum length of the distal end portion or the blade is less than 10% of the resonator length (the effective length of the vibrating part). Figure 9 shows a sonotrode with a distal end piece having a parabolic cut 16 at the distal end.
Las figuras 10 y 11 muestran, cada una, una sección axial de piezas de extremo distal alternativas de un sonotrodo. El sonotrodo de acuerdo con la figura 10 tiene un reborde 17, es decir, una característica que sobresale radialmente hacia fuera que es, por ejemplo, similar a una brida. El reborde 17 en el extremo distal del sonotrodo de acuerdo con la figura 11 limita una depresión. La depresión consiste en una ranura 19, especialmente ranura circunferencial, que discurre paralela al reborde 17. El área 18 proximal al reborde 17 y la ranura 19 está elevada con respecto a la ranura 19 pero baja en comparación con el reborde 17, es decir, el diámetro exterior de la sección 18 proximal a la ranura es menor que el diámetro exterior del reborde pero mayor que el diámetro exterior del sonotrodo en la posición axial de la ranura 19. El área 18 puede estar entre 0,1 y 5 pm más baja que el reborde 17. La ranura 19 puede estar entre 0,2 y 5 pm más baja que el área 18. La profundidad mínima del área 18 es suficiente para reducir adecuadamente la fricción en comparación con una situación en la que no había reborde o en la que el diámetro exterior proximal de la ranura era el mismo que el diámetro exterior del reborde. Figures 10 and 11 each show an axial section through alternative distal end pieces of a sonotrode. The sonotrode according to Figure 10 has a shoulder 17, i.e., a radially outwardly projecting feature that is, for example, flange-like. The shoulder 17 at the distal end of the sonotrode according to Figure 11 borders a depression. The depression consists of a groove 19, in particular a circumferential groove, which runs parallel to the shoulder 17. The area 18 proximal to the shoulder 17 and the groove 19 is raised relative to the groove 19 but lowered compared to the shoulder 17, i.e. the outer diameter of the section 18 proximal to the groove is smaller than the outer diameter of the shoulder but larger than the outer diameter of the sonotrode at the axial position of the groove 19. The area 18 may be between 0.1 and 5 pm lower than the shoulder 17. The groove 19 may be between 0.2 and 5 pm lower than the area 18. The minimum depth of the area 18 is sufficient to adequately reduce friction compared to a situation where there was no shoulder or where the proximal outer diameter of the groove was the same as the outer diameter of the shoulder.
El reborde 17 también puede formarse con una curvatura o parabólica. La anchura (axial) del reborde puede ser <1 mm y preferiblemente entre 0,2-0,5 mm. El reborde 17 discurre preferiblemente perpendicular al eje longitudinal del sonotrodo. The flange 17 can also be curved or parabolic. The (axial) width of the flange can be <1 mm and preferably between 0.2 and 0.5 mm. The flange 17 preferably runs perpendicular to the longitudinal axis of the sonotrode.
La figura 12 muestra en una sección axial una parte distal de un sonotrodo 1 dentro de un tubo artroscópico 20. El sonotrodo se puede mover en una dirección distal con respecto al tubo 20. Dentro del tubo 20 hay una luz que es, en general, una luz similar a una luz como la que se usa para los instrumentos ópticos (cámara) usados en una artroscopia. El sonotrodo está equipado con una porción 21 de una sección transversal más grande en una posición de nodo N. Esta sección transversal más grande está provocada por un anillo alrededor de la pared del sonotrodo. Este anillo puede ser un anillo polimérico o un anillo hecho del mismo material que el sonotrodo. Figure 12 shows in axial section a distal part of a sonotrode 1 inside an arthroscopic tube 20. The sonotrode can be moved in a distal direction with respect to the tube 20. Inside the tube 20 there is a lumen which is, in general, a lumen similar to a lumen such as that used for optical instruments (camera) used in arthroscopy. The sonotrode is equipped with a portion 21 of a larger cross-section at a node position N. This larger cross-section is caused by a ring around the wall of the sonotrode. This ring can be a polymer ring or a ring made of the same material as the sonotrode.
El tubo artroscópico puede comprender un suministro 23 para un líquido que puede usarse para enfriar el sonotrodo, para llenar la articulación y/o para lavar el lado operativo del sonotrodo. El líquido debe ser estéril y puede ser una solución salina fisiológica. The arthroscopic tube may comprise a supply 23 for a fluid that can be used to cool the sonotrode, to fill the joint, and/or to flush the operative side of the sonotrode. The fluid must be sterile and may be a physiological saline solution.
Las figuras 13 B y C son secciones axiales y muestran, cada una, una porción distal de un sonotrodo, que está adaptado a una frecuencia de vibración seleccionada para vibrar con una posición de nodo N. La figura 13 A ilustra la vibración del sonotrodo mostrando la desviación dependiendo de la posición axial. N1 y N2 indican nodos. Figures 13 B and C are axial sections and each show a distal portion of a sonotrode, which is adapted to a selected vibration frequency to vibrate at a node position N. Figure 13 A illustrates the vibration of the sonotrode showing the deflection as a function of axial position. N1 and N2 indicate nodes.
Un tubo artroscópico (no mostrado en las figuras 13B y 13C) llega distalmente para cubrir el extremo distal del sonotrodo 1. El sonotrodo 1 está equipado con una porción 22 de una sección transversal más grande en la posición de nodo N. La sección transversal más grande está provocada por una protuberancia de la pared del sonotrodo. La protuberancia puede ser una parte integral de la pared del sonotrodo y puede formarse como un anillo alrededor del sonotrodo que tiene una sección transversal cuadrada (figura 13 B). Como alternativa, puede haber varios rectángulos asentados en un ciclo alrededor del sonotrodo con cierto espacio entre ellos. Estos rectángulos se pueden disponer dentro de un intervalo constante en ese círculo. En lugar de rectángulos, también puede haber protuberancias esféricas acopladas en un círculo alrededor del sonotrodo. El círculo siempre se ubica en una posición de nodo N. An arthroscopic tube (not shown in Figures 13B and 13C) extends distally to cover the distal end of the sonotrode 1. The sonotrode 1 is equipped with a portion 22 of a larger cross-section at node position N. The larger cross-section is caused by a protrusion of the sonotrode wall. The protrusion may be an integral part of the sonotrode wall and may be formed as a ring around the sonotrode having a square cross-section (Figure 13B). Alternatively, there may be several rectangles seated in a cycle around the sonotrode with a certain space between them. These rectangles may be arranged within a constant interval on that circle. Instead of rectangles, there may also be spherical protrusions fitted in a circle around the sonotrode. The circle is always located at node position N.
La figura 14 muestra una sección transversal del sonotrodo de acuerdo con la figura 13 B en la posición de nodo N1. El sonotrodo 1 está ubicado dentro de un tubo artroscópico 20. Como puede verse, cuatro protuberancias rectangulares provocan una sección transversal más grande del sonotrodo en la posición de nodo N. Entre estas protuberancias hay un espacio 61, que puede servir como canal para un líquido (de enfriamiento/enjuague). Como alternativa, el líquido puede fluir a través de la luz del sonotrodo 1 y el espacio 61 puede usarse para aspirar líquido y restos. Figure 14 shows a cross-section of the sonotrode according to Figure 13 B at node position N1. The sonotrode 1 is located within an arthroscopic tube 20. As can be seen, four rectangular protrusions result in a larger cross-section of the sonotrode at node position N. Between these protrusions there is a space 61, which can serve as a channel for a (cooling/rinsing) liquid. Alternatively, the liquid can flow through the lumen of the sonotrode 1 and the space 61 can be used to aspirate liquid and debris.
La figura 15 muestra la parte distal de un instrumento quirúrgico ultrasónico que comprende un transductor 3 ubicado dentro de una carcasa 2 con un sonotrodo 1 en la punta de la carcasa. El sonotrodo 1 se ha acoplado a la carcasa 2 a través de su extremo proximal del cabezal. El dispositivo puede comprender además un casquillo 24 alrededor del sonotrodo 1, el casquillo puede estar conectado a la carcasa. El sonotrodo 1 puede ser cualquier sonotrodo de acuerdo con una realización descrita en el presente documento. En muchas realizaciones, se prefiere que el sonotrodo sea simétrico. El casquillo puede tener una ventana en el extremo distal de modo que solo una parte del sonotrodo sobresalga del casquillo. Por lo tanto, la ventana es como un corte longitudinal que comienza en el borde distal y termina en una curva que se nivela. Como alternativa, la ventana es como un corte que corta una parte de la sección transversal del casquillo. La ventana del casquillo 24 puede formarse para proteger al menos la mitad de la sección transversal del sonotrodo en el extremo distal del sonotrodo. Figure 15 shows the distal portion of an ultrasonic surgical instrument comprising a transducer 3 located within a housing 2 with a sonotrode 1 at the tip of the housing. The sonotrode 1 has been coupled to the housing 2 through its proximal head end. The device may further comprise a bushing 24 around the sonotrode 1, the bushing may be connected to the housing. The sonotrode 1 may be any sonotrode according to an embodiment described herein. In many embodiments, it is preferred that the sonotrode be symmetrical. The bushing may have a window at the distal end such that only a portion of the sonotrode protrudes from the bushing. Thus, the window is like a longitudinal cut starting at the distal edge and ending in a leveling curve. Alternatively, the window is like a cut that cuts through a portion of the cross-section of the bushing. The window of the sleeve 24 may be formed to protect at least half of the cross section of the sonotrode at the distal end of the sonotrode.
La figura 16 muestra la sección transversal de una realización de un sonotrodo. Este sonotrodo es particularmente adecuado para usarse durante la cirugía de reemplazo total de disco. El sonotrodo como se muestra en la figura 16 puede usarse para la preparación de un cuerpo vertebral antes de la implantación de un implante de reemplazo de disco o disco artificial. También puede usarse para extraer el disco problemático o dañado y/o para limpiar el espacio entre los cuerpos vertebrales. Los diseños de reemplazo total de disco más comúnmente utilizados tienen dos placas. Uno se acopla a las vértebras por encima del disco que se está reemplazando y el otro a las vértebras por debajo. Las placas tienen un nivel, lado o área prácticamente plano para entrar en contacto con el cuerpo vertebral. Sin embargo, el cuerpo vertebral no es plano. Figure 16 shows a cross-section of one embodiment of a sonotrode. This sonotrode is particularly suitable for use during total disc replacement surgery. The sonotrode shown in Figure 16 can be used to prepare a vertebral body prior to implantation of a disc replacement implant or artificial disc. It can also be used to remove the problematic or damaged disc and/or to clean the space between vertebral bodies. The most commonly used total disc replacement designs have two plates. One attaches to the vertebrae above the disc being replaced, and the other to the vertebrae below. The plates have a substantially flat level, side, or area for contacting the vertebral body. However, the vertebral body is not flat.
Por lo tanto, el cirujano puede cortar el cuerpo vertebral. Se prefiere que la sección transversal del sonotrodo sea (prácticamente) rectangular o tenga al menos un lado plano. Estas placas pueden tener dientes inclinados para generar estabilidad. Por lo tanto, el sonotrodo puede tener estructuras 29 acopladas al extremo distal correspondiente a los dientes inclinados de las placas. Como alternativa, la pieza de extremo distal puede tener una sección transversal que incluya estructuras 29 correspondientes a tales dientes. Las estructuras 29 pueden ser nervaduras acopladas al sonotrodo que tienen una sección transversal triangular o la sección transversal del sonotrodo puede comprender protuberancias triangulares. The surgeon can therefore cut the vertebral body. It is preferred that the cross-section of the sonotrode be (substantially) rectangular or have at least one flat side. These plates may have inclined teeth to generate stability. Therefore, the sonotrode may have structures 29 attached to the distal end corresponding to the inclined teeth of the plates. Alternatively, the distal end piece may have a cross-section that includes structures 29 corresponding to such teeth. The structures 29 may be ribs attached to the sonotrode that have a triangular cross-section, or the cross-section of the sonotrode may comprise triangular protrusions.
Es posible que el sonotrodo pueda comprender opcionalmente un casquillo 24 como se describe para el sonotrodo mostrado en las figuras 15 y 17. The sonotrode may optionally comprise a bushing 24 as described for the sonotrode shown in Figures 15 and 17.
La figura 17 muestra la parte distal de un sonotrodo 1. Alrededor del sonotrodo 1 se acoplan un casquillo 24. El sonotrodo 1 puede ser cualquier sonotrodo de acuerdo con una realización descrita en el presente documento. Se prefiere que el sonotrodo esté ubicado simétricamente dentro del casquillo. El sonotrodo puede tener una sección transversal simétrica. El casquillo puede tener una ventana en el extremo distal de modo que solo una parte del sonotrodo sobresalga del casquillo. Como alternativa, el casquillo puede ser total o parcialmente (con respecto a solo una parte de la sección transversal) retráctil. La parte del sonotrodo que sobresale del casquillo se puede usar para punzonar hueso. Figure 17 shows the distal portion of a sonotrode 1. A bushing 24 is fitted around the sonotrode 1. The sonotrode 1 may be any sonotrode according to an embodiment described herein. It is preferred that the sonotrode be located symmetrically within the bushing. The sonotrode may have a symmetrical cross-section. The bushing may have a window at the distal end such that only a portion of the sonotrode protrudes from the bushing. Alternatively, the bushing may be fully or partially (with respect to only a portion of the cross-section) retractable. The portion of the sonotrode protruding from the bushing may be used for punching bone.
La figura 18 muestra la sección longitudinal de un sonotrodo 1. Ilustra que detrás de una distancia utilizada para el punzonado, se pueden acoplar las estructuras 27, que son adecuadas para el raspado o desgaste óseo. Además, pueden ser adecuadas para cortar el hueso moviendo el sonotrodo a lo largo de una dirección longitudinal. Preferiblemente, es posible extraer o extirpar el hueso mediante un movimiento hacia atrás y/o hacia delante (movimiento bidireccional con respecto al cirujano). Como se muestra, la estructura 27 puede comprender nervaduras circunferenciales que pueden tener una sección transversal triangular o una sección transversal rectangular. Como alternativa, esta estructura puede formarse como picos o puede ser helicoidal. Figure 18 shows the longitudinal section of a sonotrode 1. It illustrates that behind a distance used for punching, structures 27 can be attached, which are suitable for scraping or grinding bone. In addition, they can be suitable for cutting bone by moving the sonotrode along a longitudinal direction. Preferably, it is possible to extract or ablate the bone by a backward and/or forward movement (bidirectional movement with respect to the surgeon). As shown, structure 27 may comprise circumferential ribs that may have a triangular cross-section or a rectangular cross-section. Alternatively, this structure may be formed as spikes or may be helical.
La figura 19 muestra una sección longitudinal de un sonotrodo 1 que tiene una estructura 27 escalonada, por ejemplo, al estar formado por varias cintas (bandas) de sección transversal rectangular que se acoplan alrededor de la circunferencia. Figure 19 shows a longitudinal section of a sonotrode 1 having a stepped structure 27, for example, being formed by several strips (bands) of rectangular cross-section that are coupled around the circumference.
La figura 20 muestra otra realización de un sonotrodo. El sonotrodo es particularmente adecuado para crear una serie de aberturas óseas antes de retirarse del sitio de operación, y para la extracción de tejido óseo (en particular, los fragmentos óseos completos punzonados) de las aberturas creadas usando el dispositivo. Los fragmentos óseos 30 del punzonado de una abertura ósea creada con la ayuda del sonotrodo 1 pueden almacenarse dentro del sonotrodo hueco o en un espacio dentro del sonotrodo, que puede estar formado por una sección transversal extendida del sonotrodo. Por tanto, el sonotrodo puede comprender un espacio adecuado como depósito para fragmentos óseos 30 o restos óseos. El sonotrodo 1 puede diseñarse como un artículo desechable, adecuado para crear varias aberturas óseas dentro de un lado de operación y almacenar los fragmentos óseos resultantes (de la perforación o el punzonado). Después de su extracción del lado de operación, los fragmentos óseos pueden usarse como muestra para pruebas o como material de trasplante alogénico. El sonotrodo puede descartarse (con o sin los fragmentos óseos) o puede limpiarse fácilmente. La realización puede diseñarse de modo que la vibración del sonotrodo facilite el transporte de los fragmentos óseos 30 y los retenga dentro del espacio abierto. Figure 20 shows another embodiment of a sonotrode. The sonotrode is particularly suitable for creating a plurality of bone openings before removal from the operation site, and for removing bone tissue (in particular, the punched-out complete bone fragments) from the openings created using the device. The bone fragments 30 from punching out a bone opening created with the aid of the sonotrode 1 may be stored within the hollow sonotrode or in a space within the sonotrode, which may be formed by an extended cross-section of the sonotrode. Thus, the sonotrode may comprise a space suitable as a reservoir for bone fragments 30 or bone debris. The sonotrode 1 may be designed as a disposable article, suitable for creating several bone openings within an operation site and storing the resulting bone fragments (from drilling or punching). After removal from the surgical site, the bone fragments can be used as a test sample or as allogeneic transplant material. The sonotrode can be discarded (with or without the bone fragments) or can be easily cleaned. The embodiment can be designed so that the vibration of the sonotrode facilitates transport of the bone fragments 30 and retains them within the open space.
En otra realización, los fragmentos óseos pueden transportarse además usando presión hidráulica. Por lo tanto, puede haber un canal dentro del dispositivo que suministre un líquido tal como agua desde el mango al sonotrodo. Este flujo de líquido se puede detenerse o invertirse para generar presión negativa. Como alternativa, el líquido puede usarse para transportar (o expulsar) el fragmento óseo fuera del sonotrodo. El fragmento óseo puede expulsarse en el lado de operación y eliminarse usando el líquido usado generalmente para limpiar el lado de operación (por ejemplo, de sangre). Cuando se usa esta alternativa, el flujo de líquido hacia el sonotrodo no se detiene, pero en el momento en que el sonotrodo corta el hueso, se detiene el flujo de salida del líquido. Por lo tanto, la presión dentro del sonotrodo aumenta y esta presión puede usarse para extraer el fragmento óseo del sonotrodo. En caso de que se use una presión negativa para transportar y almacenar fragmentos óseos perforados, los fragmentos óseos se succionan. Esto soporta el proceso de ruptura de la porción del hueso denso punzonada. Por lo tanto, es posible extraer el hueso dentro del borde de corte del sonotrodo en una sola pieza y con menos daño al tejido circundante. In another embodiment, the bone fragments may also be transported using hydraulic pressure. Thus, there may be a channel within the device that supplies a liquid such as water from the handle to the sonotrode. This flow of liquid may be stopped or reversed to generate negative pressure. Alternatively, the liquid may be used to transport (or eject) the bone fragment out of the sonotrode. The bone fragment may be ejected on the operating side and removed using the liquid typically used to clean the operating side (e.g., of blood). When this alternative is used, the flow of liquid into the sonotrode is not stopped, but the moment the sonotrode cuts the bone, the outflow of liquid is stopped. Therefore, the pressure within the sonotrode increases, and this pressure may be used to extract the bone fragment from the sonotrode. In case negative pressure is used to transport and store drilled bone fragments, the bone fragments are suctioned out. This supports the breaking process of the punched-out portion of dense bone. Therefore, it is possible to remove the bone within the sonotrode's cutting edge in a single piece and with less damage to the surrounding tissue.
El líquido alimentado a través del instrumento puede usarse además para enfriar el sonotrodo y/o para lavar el lado de operación. Se puede usar un espacio entre el sonotrodo y una cánula o árbol de guía para aspirar líquido y restos del hueso del lado de funcionamiento. The fluid fed through the instrument can also be used to cool the sonotrode and/or to flush the operating side. A space between the sonotrode and a cannula or guide shaft can be used to aspirate fluid and bone debris from the operating side.
En otra realización del sonotrodo 1 para la extracción de tejido óseo (en particular, los fragmentos óseos completos punzonados) de las aberturas óseas creadas usando el sonotrodo, el sonotrodo puede diseñarse de modo que el vacío facilite el transporte de los fragmentos óseos 30 y los retenga dentro del sonotrodo 1. Por lo tanto, puede haber un puerto de succión 30.1 que se comunica con un interior 42 del sonotrodo 1 para retirar aire y aplicar vacío dentro del sonotrodo. La figura 20 ilustra dos posibilidades (en realidad, a menudo el sonotrodo solo tendrá un puerto de succión). Un primer puerto de succión 30.1 (primera posibilidad) está acoplado lateralmente al cabezal del sonotrodo. Un segundo puerto de succión 30.2 (segunda posibilidad) se comunica con un extremo proximal del sonotrodo. Especialmente, el puerto de succión puede estar presente en una pieza de conexión 31 que está acoplada al extremo proximal del sonotrodo 1 de manera hermética pero de la que se puede extraer el sonotrodo. In another embodiment of the sonotrode 1 for removing bone tissue (in particular, the punched-out whole bone fragments) from bone openings created using the sonotrode, the sonotrode may be designed such that a vacuum facilitates transport of the bone fragments 30 and retains them within the sonotrode 1. Thus, there may be a suction port 30.1 communicating with an interior 42 of the sonotrode 1 for removing air and applying vacuum inside the sonotrode. Figure 20 illustrates two possibilities (in reality, the sonotrode will often have only one suction port). A first suction port 30.1 (first possibility) is laterally coupled to the head of the sonotrode. A second suction port 30.2 (second possibility) communicates with a proximal end of the sonotrode. In particular, the suction port may be present in a connecting piece 31 which is coupled to the proximal end of the sonotrode 1 in a hermetically sealed manner but from which the sonotrode can be removed.
En las realizaciones, el puerto de succión 30.1, 30.2 está acoplado al sonotrodo en una posición de nodo. Un puerto de succión 30.1, 30.2 comprendido dentro del cabezal del sonotrodo y quizás el mango o la carcasa tiene que limpiarse después de cada operación (cada tratamiento de un paciente). Un puerto de succión 30.1 integrado en la pieza de extremo distal del sonotrodo 1 tiene la ventaja de que no se tiene que limpiar en caso de que el sonotrodo sea un artículo desechable o sea más fácil de limpiar porque es muy corto y no tiene estructura doblada. Por otro lado, es más costoso incluir un puerto de succión de este tipo en el sonotrodo, en particular en caso de que sea un artículo desechable. In embodiments, the suction port 30.1, 30.2 is coupled to the sonotrode in a node position. A suction port 30.1, 30.2 comprised within the sonotrode head and perhaps the handle or housing has to be cleaned after each operation (each treatment of a patient). A suction port 30.1 integrated into the distal end piece of the sonotrode 1 has the advantage that it does not have to be cleaned in case the sonotrode is a disposable article or is easier to clean because it is very short and has no bent structure. On the other hand, it is more expensive to include such a suction port in the sonotrode, particularly in case it is a disposable article.
También se puede usar un vacío aplicado por un puerto de succión para soportar o facilitar la ruptura de la porción del hueso denso punzonado. Por lo tanto, es posible extraer el hueso dentro del borde de corte en una sola pieza y con menos daño al tejido circundante. En la figura 20, el número de referencia 25 indica tejido óseo denso (hueso cortical), y el número de referencia 26 indica tejido óseo esponjoso. A vacuum applied through a suction port can also be used to support or facilitate the breaking of the punched portion of dense bone. Thus, the bone within the cut edge can be removed in one piece and with less damage to the surrounding tissue. In Figure 20, reference number 25 indicates dense bone tissue (cortical bone), and reference number 26 indicates cancellous bone tissue.
La figura 21 ilustra la posibilidad de usar un tubo 20 o un casquillo para suministrar un líquido, como se ha explicado con referencia a la figura 24 anteriormente, en combinación con la extracción de material a través del interior 42 del sonotrodo. El líquido se suministra al tubo 20 y fluye en el espacio entre el tubo y el sonotrodo hacia adelante distalmente. Este fluye, junto con cualquier tejido/material arrastrado, de vuelta a través del sonotrodo, como lo ilustran las flechas. Como se ha mencionado anteriormente con referencia a la figura 14, también es posible la disposición inversa. Figure 21 illustrates the possibility of using a tube 20 or a socket to deliver a liquid, as explained with reference to Figure 24 above, in combination with the extraction of material through the interior 42 of the sonotrode. The liquid is delivered to the tube 20 and flows in the space between the tube and the sonotrode forward distally. It flows, along with any entrained tissue/material, back through the sonotrode, as illustrated by the arrows. As mentioned above with reference to Figure 14, the reverse arrangement is also possible.
En enfoques de este tipo, el líquido no es solo un líquido de enfriamiento/enjuague, sino que también sirve para promover el transporte de tejido y material de restos lejos del sitio de operación. Con este propósito, se puede aplicar un vacío al interior 42 del sonotrodo, por ejemplo, proporcionando un puerto de succión como se ha explicado anteriormente. In such approaches, the liquid is not only a cooling/rinsing liquid, but also serves to promote the transport of tissue and debris away from the surgical site. For this purpose, a vacuum may be applied to the interior 42 of the sonotrode, for example, by providing a suction port as explained above.
En las realizaciones, puede ser ventajoso si el tejido que se va a extraer, tejido óseo especialmente denso, no solo se perfora fuera del tejido vivo, sino que también se rompe en piezas más pequeñas, ya que un fragmento de hueso más grande 30 del tipo ilustrado en la figura 20 puede obstruir la trayectoria de transporte. La figura 22 ilustra el sonotrodo con al menos una cuchilla interior 51 que desintegra fragmentos óseos que se transportan hacia adelante proximalmente en relación con el sonotrodo. In embodiments, it may be advantageous if the tissue to be removed, especially dense bone tissue, is not only drilled out of the living tissue, but also broken into smaller pieces, since a larger bone fragment 30 of the type illustrated in Figure 20 may obstruct the transport path. Figure 22 illustrates the sonotrode with at least one inner blade 51 that disintegrates bone fragments that are transported forward proximally relative to the sonotrode.
En un diseño más simple, dicha cuchilla interior simplemente se extiende transversalmente a través del interior del sonotrodo. In a simpler design, such an inner blade simply extends transversely through the interior of the sonotrode.
La cuchilla interior (esto se refiere a todas las realizaciones con una cuchilla interior) puede tener un borde de corte que se extiende en un plano perpendicular al eje del sonotrodo, o, a menudo preferiblemente, puede tener un borde de corte que no sea paralelo a dicho plano, sino que esté curvado y/o en ángulo con el mismo, como se ilustra en la figura 22, para cortar más suavemente en el tejido. The inner blade (this refers to all embodiments with an inner blade) may have a cutting edge extending in a plane perpendicular to the axis of the sonotrode, or, often preferably, may have a cutting edge which is not parallel to said plane, but is curved and/or at an angle thereto, as illustrated in Figure 22, to cut more smoothly into the tissue.
En realizaciones especiales, una pluralidad de cuchillas interiores está presente en una disposición en niveles, con una primera cuchilla interior 51 distalmente y una segunda cuchilla interior 52 que está en una posición angular diferente (es decir, desplazada angularmente) más proximalmente (a una distancia d). Esto se ilustra esquemáticamente en la figura 22, así como, en las vistas inferiores, en las figuras 23 y 24 para diferentes geometrías de cuchilla interior. In particular embodiments, a plurality of inner blades are present in a tiered arrangement, with a first inner blade 51 distally and a second inner blade 52 being in a different angular position (i.e., angularly offset) more proximally (by a distance d). This is schematically illustrated in Figure 22 and, in bottom views, in Figures 23 and 24 for different inner blade geometries.
En las realizaciones que comprenden romper el tejido que se va a extraer en trozos más pequeños, el dispositivo que comprende el sonotrodo puede usarse como morcelador. In embodiments comprising breaking the tissue to be removed into smaller pieces, the device comprising the sonotrode can be used as a morcellator.
Como se entenderá, los enfoques de las figuras 20/21 y de las figuras 22-24 se pueden combinar. También, combinaciones de una o ambas con las características descritas en referencia a las otras realizaciones, especialmente un saliente distal hacia fuera y/o nervaduras orientadas hacia dentro, son posibles y, a menudo, también ventajosas. As will be understood, the approaches of Figures 20/21 and Figures 22-24 can be combined. Also, combinations of one or both with the features described in reference to the other embodiments, especially an outwardly projecting distal projection and/or inwardly oriented ribs, are possible and often also advantageous.
Las realizaciones que comprenden suministrar un líquido al sitio donde actúa el sonotrodo (sitio de operación) pueden comprender usar el efecto de cavitación para el tratamiento de tejido dirigido. La cavitación (la creación e implosión de pequeñas burbujas llenas de vapor debido a las variaciones de presión) puede conducir a un entorno altamente agresivo alrededor del sonotrodo. Esto puede usarse de manera dirigida para la extracción de tumores, etc. En vista de esto, la configuración de las figuras 20-24 que implican la extracción de tejido a través del interior del sonotrodo puede ser ventajoso al evitar que el tejido y los restos se extiendan de manera incontrolada. Embodiments comprising delivering a liquid to the site where the sonotrode acts (operating site) may comprise using the cavitation effect for targeted tissue treatment. Cavitation (the creation and implosion of small vapor-filled bubbles due to pressure variations) can lead to a highly aggressive environment around the sonotrode. This can be used in a targeted manner for tumor removal, etc. In view of this, the configuration of Figures 20-24 involving tissue removal through the interior of the sonotrode may be advantageous by preventing tissue and debris from spreading in an uncontrolled manner.
En las realizaciones, el efecto de perforar (punzonar) y la cavitación se puede complementar suministrando un agente químico correspondiente, por ejemplo, un citostático, en el líquido suministrado. In embodiments, the effect of piercing (punching) and cavitation may be supplemented by supplying a corresponding chemical agent, for example, a cytostatic, in the supplied liquid.
La pieza de extremo distal del sonotrodo hueco puede tener nervaduras en su lado interior. Estas nervaduras pueden discurrir paralelas al eje longitudinal del sonotrodo y a lo largo de toda la longitud o pueden estar dispuestas solo en una parte distal. Como alternativa, las nervaduras pueden discurrir a lo largo de trayectorias diferentes de paralelas al eje longitudinal, por ejemplo, a lo largo de una curva helicoidal u otra en el lado interior de la pieza de extremo distal del sonotrodo. Las nervaduras o picos salientes o elementos salientes alternativos acoplados al lado interno del sonotrodo pueden facilitar la ruptura de fragmentos óseos después de la introducción del sonotrodo en el hueso denso. Por lo tanto, el sonotrodo o el dispositivo completo pueden girarse, de modo que se aplique torsión al fragmento óseo dentro del sonotrodo. Como alternativa, los elementos rebanadores pueden disponerse dentro del tubo o sonotrodo. Estos elementos son adecuados para cortar o romper el núcleo óseo en pequeños fragmentos, respectivamente, restos óseos que pueden aspirarse del sonotrodo. Los elementos rebanadores pueden formarse como cuchillas finas (por ejemplo, dos, tres, cuatro o cinco cuchillas) que están dispuestas de manera que se encuentren unas con otras en el eje central del tubo. El sonotrodo puede cortar en el hueso denso con su extremo distal y cuando corta más profundamente en el hueso, los elementos rebanadores cortan el núcleo óseo en fragmentos más pequeños. Los extremos distales de los elementos rebanadores o cuchillas pueden ser afilados y pueden estar inclinados. El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones siguientes. The distal end piece of the hollow sonotrode may have ribs on its inner side. These ribs may run parallel to the longitudinal axis of the sonotrode and along its entire length, or they may be arranged only on a distal portion. Alternatively, the ribs may run along paths other than parallel to the longitudinal axis, for example, along a helical or other curve on the inner side of the distal end piece of the sonotrode. Alternative ribs or protruding spikes or protruding elements attached to the inner side of the sonotrode may facilitate breaking up bone fragments after the sonotrode has been introduced into dense bone. Therefore, the sonotrode or the entire device may be rotated so that torque is applied to the bone fragment within the sonotrode. Alternatively, slicing elements may be arranged within the tube or sonotrode. These elements are suitable for cutting or breaking the bone core into small fragments, respectively, bone remnants that can be aspirated from the sonotrode. The slicing elements can be formed as thin blades (e.g., two, three, four, or five blades) arranged so that they meet one another on the central axis of the tube. The sonotrode can cut into dense bone with its distal end, and when cutting deeper into the bone, the slicing elements cut the bone core into smaller fragments. The distal ends of the slicing elements or blades can be sharp and can be angled. The scope of the invention is defined by the following claims.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH295202019 | 2019-03-11 | ||
US16/580,443 US11571220B2 (en) | 2019-03-11 | 2019-09-24 | Device and method for punching bone |
PCT/EP2020/056394 WO2020182836A1 (en) | 2019-03-11 | 2020-03-10 | Device for punching bone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES3001585T3 true ES3001585T3 (en) | 2025-03-05 |
Family
ID=94816908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES20712472T Active ES3001585T3 (en) | 2019-03-11 | 2020-03-10 | Device for punching bone |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
ES (1) | ES3001585T3 (en) |
-
2020
- 2020-03-10 ES ES20712472T patent/ES3001585T3/en active Active
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