BR112018014269B1

BR112018014269B1 - Osteótomo rotatório

Info

Publication number: BR112018014269B1
Application number: BR112018014269-7A
Authority: BR
Inventors: Salah Huwais
Original assignee: Huwais IP Holding, LLC
Priority date: 2016-01-14
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2022-03-03
Also published as: JP7398153B2; AU2022252730B2; JP7169699B2; KR102449174B1; ES2812334T3; US20230013222A1; US20210196286A1; AU2021202746A1; DE202017007277U1; IL260554A; AU2017207510B2; DK3402420T3; US11712250B2; EP3402420A4; ZA201804554B; CA3010749A1; AU2021202746B2; IL260554B; EP3402420A1; AU2017207510A1

Abstract

Ferramentas e métodos para expandir um furo precursor em um material hospedeiro para receber um acessório. O furo precursor é ampliado por uma ferramenta rotatória que tem caneluras helicoidais e terrenos interpostos. As caneluras têm um ângulo de ataque negativo. Cada um dos terrenos tem uma borda de trabalho que corta o material hospedeiro quando a ferramenta é girada em uma direção de corte, e que condensa o material hospedeiro quando a ferramenta é girada em uma direção de densificação. O corpo da ferramenta rotatória tem uma seção de batente que tampona o furo quando uma determinada profundidade é alcançada. Quando a ferramenta é usada com uma lavagem copiosa de fluido irrigante na profundidade necessária ou abaixo da mesma, uma pressão hidráulica se forma dentro do furo precursor. A pressão hidráulica pode ser explorada de modo vantajoso no modo de corte para autoenxertar uma pasta fluida de partículas de material hospedeiro nas paredes laterais do furo e criar uma crosta de densificação incipiente.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

[001] A invenção refere-se, em geral, a ferramentas para preparar um furo para receber um implante ou acessório, e mais particularmente, aos osteótomos rotatórios e métodos implantados para expandir desse modo uma osteotomia ou furo em um material inorgânico para receber um implante ou outro dispositivo de fixação.

Descrição de Técnica Relacionada

[002] Um implante é um dispositivo médico fabricado para substituir uma estrutura biológica ausente, para sustentar uma estrutura biológica danificada ou para aprimorar uma estrutura biológica existente. Implantes ósseos são implantes do tipo colocado no osso de um paciente. Implantes ósseos podem ser encontrados por todo o sistema esquelético humano, incluindo implantes dentais em um osso de mandíbula para substituir um dente perdido ou danificado, implantes de articulação para substituir articulação danificada, tais como em quadril e joelhos e implantes de reforço instalados para reparar fraturas e remediar outras deficiências como parafusos pediculares, usadas para estabilização espinhal, para citar alguns. A colocação de um implante exige, normalmente, uma preparação no osso com o uso de osteótomos manuais ou brocas de precisão com velocidade altamente regulada para impedir queimadura ou necrose por pressão do osso. Após uma quantidade variável de tempo para permitir que o osso cresça sobre a superfície do implante, uma cura suficiente permitirá que um paciente comece a terapia de reabilitação ou retorne para o uso normal ou, talvez, a colocação de uma restauração ou outro recurso de afixação.

[003] Há várias maneiras conhecidas de formar um furo de recebimento ou osteotomia. Desde os primeiros dias de implantologia, por exemplo, osteotomias foram preparadas com o uso de brocas de perfuração que parecem e funcionam como brocas projetadas para uso em aplicações industriais. Esses projetos de broca se provaram como funcionais para aplicações dentais e médicas, no entanto, notavelmente imperfeitos. As taxas de sucesso de implante foram satisfatórias ao longo do tempo, mas técnicas de preparação de osteotomia ainda estavam em falta por várias razões. Projetos de broca padrão usados em implantologia dental e médica são feitos para escavar ossos para criar espaço para que o implante seja colocado, como uma broca projetada para aplicações não médicas. Projetos de broca padrão, em perfis de torção ou de ranhura (“flute”), cortam ossos de modo eficaz, mas tipicamente não produzem uma osteotomia circunferencial limpa e precisa. Osteotomias podem se tornar alongadas e elípticas devido à vibração (“chatter”) já que as brocas são cortadores muito agressivos. Em circunstâncias em que a osteotomia é imperfeitamente redonda, o torque de inserção de implante pode ser reduzido, causando fraca estabilidade primária e carência potencial de integração. Osteotomias perfuradas em localizações de osso estreitas podem produzir deiscência, de modo bucal e lingual, o que também reduz a estabilidade primária e exigirá um procedimento de enxerto ósseo adicional, o que adiciona custos e tempo de cicatrização ao tratamento.

[004] Mais recentemente, uma técnica de preparação de osso biomecânica inovadora chamada “osseodensificação” foi lançada pela Depositante desta invenção. A técnica de osseodensificação é baseada na preservação de osso hospedeiro, e obteve aceitação rápida na comunidade dental. Em alguns casos, a osseodensificação é considerada um padrão preferencial de cuidado. Exemplos de osseodensificação podem ser observados no Documento de Patente no U.S. 9.028.253, emitido em 12 de maio de 2015, e no Documento de Patente no U.S. 9.326.778, emitido em 3 de maio de 2016, e a Publicação de PCT no WO 2015/138842, publicado em 17 de setembro de 2015. As revelações inteiras dessas referências são incorporadas por meio deste documento a título de referência e baseadas na extensão permitida pela jurisdição nacional relevante.

[005] Descrita de modo geral, a osseodensificação é um procedimento para expandir uma osteotomia com o uso de um osteótomo rotatório de múltiplas ranhuras especialmente projetado, ou furadeira. Um exemplo de um osteótomo rotatório adequado é descrito no Documento de Patente no U.S. 9.326.778 supracitado. Osteótomos rotatórios para aplicações dentárias são marcadas como Densah® Burs através de Versah, LLC de Jackson, Michigan, E.U.A, uma licença da Depositante.

[006] Diferente de técnicas de perfuração tradicional, a osseodensificação não escava tecido ósseo. Em vez disso, o tecido ósseo é simultaneamente compactado e autoenxertado em direções que se estendem para fora da osteotomia, de certa forma semelhante a um osteótomo martelado tradicional, mas sem o trauma e outras limitações dessa técnica. Quando rotacionados em alta velocidade em uma direção sem corte invertida com irrigação externa imediata, esses osteótomos rotatórios formam uma camada forte e densa de tecido ósseo ao longo das paredes e base da osteotomia. O tecido ósseo compactado denso produz aquisição mais forte para o implante favorito do cirurgião e pode facilitar a cicatrização mais rápida.

[007] Brevemente, um exemplo de implantologia dentária pode ser usada para ilustrar os princípios gerais da técnica de osseodensificação. O local de osteotomia é primeiro preparado com um furo piloto precursor perfurado com uma broca de torção de grau médico padrão pequena, por exemplo, de 1,5 mm, ou outra ferramenta de sondagem. (Evidentemente, as circunstâncias de qualquer dada aplicação cirúrgica, seja dentária ou não dentária por natureza, irá indicar o tamanho do furo piloto precursor e outras características da operação.) O furo piloto precursor é perfurado em uma profundidade predeterminada. Ao usar de um osteótomo rotatório projetado para osseodensificação, o cirurgião decide a possibilidade de expandir o furo piloto precursor tanto por densificação como por corte, levando em consideração fatores situacionais que pode incluir dureza do osso, o tamanho de osteotomia/implante destinado final, largura local de formação de osso, e outros fatores relevantes.

[008] Se o cirurgião decidir expandir o furo piloto precursor por corte, o osteótomo rotatório especialmente projetado é rotacionado em uma direção de corte em alta velocidade. A alta velocidade é definida como geralmente acima de 200 RPM para osteótomos rotatórios na faixa de cerca de 1,5 mm a 6 mm de diâmetro. O osteótomo rotatório é avançado no furo piloto precursor, frequentemente com um movimento de bombeamento suave e irrigação abundante. Em sua descida, as arestas de trabalho do osteótomo rotatório cortam materiais ósseos em pequenas lascas ou partículas, que se acumulam nas ranhuras. As partículas de osso são subsequentemente descartadas ou coletadas/colhidas se for desejado para uso posterior. A osteotomia, de modo similar, pode ser adicionalmente expandida por corte (ou densificação) em uma ou mais operações subsequentes com o uso de osteótomos rotatórios progressivamente maiores.

[009] Por outro lado, se o cirurgião preferir expandir o furo piloto precursor por densificação, o mesmo osteótomo rotatório é usado, mas, em vez disso rotacionado em uma direção sem corte em alta velocidade. Se o osteótomo rotatório for projetado de modo que sua direção de corte é em sentido horário (como é típico com a maioria das brocas de torção), então a direção sem corte para esse mesmo osteótomo rotatório seria em sentido anti-horário. Isto é, a direção sem corte e de densificação é a inversa da direção de corte. Durante a densificação, o cirurgião avança o osteótomo rotatório em contragiro no furo piloto precursor (ou um furo precursor formado por uma operação de expansão anterior como aquele descrito no parágrafo anterior), junto com irrigação abundante. A pressão voltada para baixo aplicada pelo cirurgião é necessária para manter as arestas de trabalho do osteótomo rotatório em contato com a superfície óssea dentro da osteotomia, frequentemente com o movimento de rebatimento suave supracitado para modular a pressão e para evitar assim o sobreaquecimento e sobretensão do tecido ósseo. Quanto mais o cirurgião impulsiona o osteótomo rotatório na osteotomia, mais pressão é exercida lateralmente, tanto mecanicamente quanto através de efeitos hidrodinâmicos permitidos pela irrigação simultânea. Tem-se cuidado para manter o alinhamento entre o eixo geométrico longitudinal do osteótomo rotatório e o eixo geométrico de furo da osteotomia a todo o tempo. Uma vez que o osteótomo rotatório alcançou a profundidade destinada total, a expansão com esse osteótomo rotatório é concluída. A osteotomia pode ser então adicionalmente expandida por densificação com uma ou mais operações subsequentes com o uso de osteótomos rotatórios progressivamente maiores seguindo os mesmos procedimentos.

[010] Estudos de validação biomecânica assim como histológica da tecnologia de osseodensificação concluíram que, em tíbia porcina e Crista ilíaca de Ovelha, a osseodensificação facilita a expansão óssea, aumenta a estabilidade de implante e cria uma camada de densificação ao redor do local de preparação por compactação e autoenxerto de partículas de osso ao longo da profundidade inteira da osteotomia.

[011] Embora descrito até agora no contexto de aplicações médicas, essas mesmas técnicas são aplicáveis a materiais não ósseos. Algumas aplicações industriais, incluindo aquelas que exigem a colocação de âncoras aparafusadas em metais espumados, composições celulares, e outros materiais não orgânicos, podem ser a aceitação e benefício de princípios gerais dessa tecnologia.

[012] A osseodensificação é um campo relativamente novo. Assim como qualquer tecnologia emergente, as ferramentas e técnicas novas e aprimoradas são esperadas à medida que a tecnologia começa a se maturar e se aperfeiçoar. Ademais, há uma necessidade contínua de aprimorar a eficiência de operações cirúrgicas para tornar as mesmas mais rápidas e mais fáceis de realizar. Portanto, quaisquer aprimoramentos nas ferramentas e/ou técnicas de osseodensificação que avança a tecnologia de base, e que aprimora a eficiência, serão bem-vindos pelas comunidades médicas e industriais relevantes.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[013] De acordo com um primeiro aspecto desta invenção, um osteótomo rotatório compreende uma haste que estabelece um eixo geométrico longitudinal de rotação. Um corpo se estende a partir da haste. O corpo tem uma extremidade apical que é remota à haste. Uma pluralidade de ranhuras espiraladas de modo helicoidal é disposta em torno do corpo. Cada ranhura tem uma face de corte em um lado da mesma que define um ângulo de saída (“rake angle”) e uma face de densificação no outro lado da mesma que definem um ângulo lateral de quina (“heel-side angle”). As ranhuras têm um comprimento axial e profundidade radial. Uma seção de batente do corpo é disposta entre as ranhuras e a haste. Uma superfície de contato (“land”) é formada entre cada par adjacente de ranhuras. Cada superfície de contato tem uma aresta de trabalho ao longo da face de corte da uma ranhura adjacente. A aresta de trabalho se curva de modo helicoidal em torno do corpo. As ranhuras são formadas com um ângulo de saída continuamente negativo ao longo de seus comprimentos totais.

[014] Os ângulos de saída negativos em combinação com a seção de batente permitem que o osteótomo rotatório alcance um efeito inalcançado até então, ou seja, a formação incipiente de uma crosta densificante na osteotomia circundante (isto é, furo) enquanto opera em um modo de corte.

[015] De acordo com outro aspecto desta invenção, um método para expandir um furo precursor em um material hospedeiro é fornecido. O furo precursor é expandido em preparação para receber um acessório de aparafusamento com estabilidade inicial elevada. O método compreende uma série de etapas, que incluem disponibilizar uma ferramenta rotatória configurada para ser rotacionada em alta velocidade em uma direção de corte. A ferramenta compreende uma haste e um corpo unido à haste. O corpo tem uma extremidade apical remota à haste. Uma pluralidade de ranhuras dispostas em torno do corpo. As ranhuras têm uma torção helicoidal. Cada ranhura tem uma face de densificação e uma face de corte oposta. A seção de batente do corpo disposta entre as ranhuras e a haste. O corpo também tem uma pluralidade de superfícies de contato. Cada superfície de contato é formada entre duas ranhuras adjacentes. Cada superfície de contato tem uma face de superfície de contato que une uma face de densificação de uma ranhura e uma face de corte da outra ranhura. Cada face de superfície de contato cruza a respectiva face de corte ao longo de uma aresta de trabalho. As etapas incluem adicionalmente irrigar um furo precursor em um material hospedeiro. O furo precursor é do tipo que tem uma superfície interior que se estende entre uma entrada geralmente circular e um fundo fechado pelo material hospedeiro. As etapas incluem rotacionar o corpo da ferramenta em uma direção de corte a mais do que cerca de 200 RPM. A direção de corte é definida como varrendo de modo rotacional as faces de corte no material hospedeiro. As etapas incluem adicionalmente expandir o furo precursor impulsionando-se de modo forçado o corpo rotatório ao fundo do furo precursor de modo que as arestas de trabalho cortem o material hospedeiro e uma pasta fluida de partículas de material hospedeiro misturada com líquido irrigante se acumula nas ranhuras. Essa última etapa de expandir o furo precursor inclui tamponar de modo simultâneo o furo com a seção de batente do corpo enquanto continua a aplicar força axial para pressurizar a pasta fluida autoenxertando, assim, (isto é, incorporando) pelo menos algumas das partículas de material hospedeiro que se acumulam nas ranhuras diretamente nas paredes laterais do furo.

[016] O método desta invenção permite a formação de um furo em um modo de corte que têm a formação precoce de uma crosta densificante dentro de suas paredes laterais para fornecer um acessório instalado posterior a ser aparafusado no furo com uma estabilidade inicial elevada.

[017] Esses e outros aspectos da invenção serão entendidos mais completamente considerando-se a descrição detalhada e ilustrações desta invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

[018] Esses e outros recursos e vantagens da presente invenção se tornarão mais prontamente verificados quando considerados em conjunto com a descrição detalhada e os desenhos anexos a seguir, nos quais:

[019] A Figura 1 retrata uma aplicação exemplificativa da presente invenção em um local mandibular edêntulo (sem dentes) que precisa de expansão para receber um implante;

[020] A Figura 2 é uma vista como na Figura 1, mas que mostra a osteotomia totalmente preparada resultante como alcançada através do uso da presente invenção em uma série progressiva de etapas de expansão;

[021] A Figura 3 é uma vista como na Figura 1 que mostra uma etapa de expansão progressiva com um osteótomo rotatório de acordo com uma modalidade desta invenção;

[022] A Figura 4 é uma vista como na Figura 2 na qual um implante instalado é preparado para receber uma contiguidade ou uma base para prótese subsequente (não mostrada);

[023] A Figura 5 é uma vista diagramática que ilustra a título de exemplo o uso de um kit cirúrgico que contêm quatro osteótomos de diâmetro progressivamente maior de acordo com a presente invenção em combinação com um motor de broca reversível para preparar de modo simultâneo três locais de osteotomia separados em uma mandíbula humana com o uso de inversão seletiva de direção de osteótomo para expandir cada osteotomia tanto por corte como por brunimento (“burnishing”) sem remover o osteótomo a partir do motor de broca cirúrgica;

[024] A Figura 6 é uma vista em elevação lateral de um osteótomo rotatório de acordo com uma modalidade desta invenção;

[025] A Figura 7 é uma vista em corte transversal simplificada que mostra um procedimento cirúrgico denominado no presente documento como “rebatimento” em que um osteótomo de acordo com a presente invenção é repetidamente impulsionado na osteotomia e retirado enquanto o osteótomo permanece rotacionando de maneira repetitiva a fim de expandir a osteotomia enquanto permite que o cirurgião gerencie a taxa de expansão (e outros fatores) enquanto realiza ajustes imediatos;

[026] A Figura 8 é um gráfico exemplificador que mostra a força aplicada por um usuário para avançar o corpo em uma osteotomia contra a profundidade de penetração na osteotomia (ou furo) em três procedimentos separados de modo a ilustrar que o cirurgião (ou usuário) pode realizar ajustes imediatos à força de avanço dependendo da situação particular;

[027] A Figura 9 é uma curva tensão-deformação simplificada geralmente representativa de ossos, espuma de metal e outros materiais hospedeiros para com a presente invenção é adequada para uso;

[028] A Figura 10 é uma vista expandida da extremidade apical de um osteótomo rotatório de acordo com uma modalidade desta invenção;

[029] A Figura 11 retrata um corte transversal através de uma osteotomia com um osteótomo rotatório disposto parcialmente dentro de como no meio de um procedimento de expansão de acordo com esta invenção;

[030] A Figura 12 é uma vista expandida da área circunscrita em 12 na Figura 11 e acentuada com forças de reação (R) conforme aplicado pelas paredes do osso ao osteótomo rotatório em resposta à rotação do osteótomo na direção de brunimento;

[031] A Figura 13 é um diagrama das forças de reação (R) da Figura 12, mostrada quebrada em componentes das forças laterais (Rx) e axiais (Ry);

[032] A Figura 14 é uma vista em perspectiva fragmentária da extremidade apical de um osteótomo rotatório de acordo com uma modalidade desta invenção;

[033] A Figura 15 é uma vista de extremidade da extremidade apical de um osteótomo rotatório das Figuras 6, 10 e 14;

[034] A Figura 15A é um corte transversal da extremidade apical de um osteótomo de acordo com esta invenção tomado geralmente ao longo das linhas semicirculares 15A a 15A na Figura 15;

[035] A Figura 16 é uma vista expandida de uma superfície de contato conforme circunscrito em 16 na Figura 15;

[036] A Figura 17 é um corte transversal exagerado através de uma osteotomia com a extremidade apical de um osteótomo rotatório mostrado em vários estágios do procedimento de expansão de modo a descrever as zonas de uma osteotomia que experimentam moagem, compactação e autoenxerto com cada estágio do processo de expansão;

[037] A Figura 18 é uma vista em corte transversal tomada, em geral, ao longo das linhas 18-18 na Figura 17;

[038] A Figura 19 é uma vista em corte transversal tomada, em geral, ao longo das linhas 19-19 na Figura 17;

[039] A Figura 20 é uma vista expandida da área circunscrita em 20 na Figura 17 e que retrata os recursos de moagem e autoenxerto de osso da extremidade apical;

[040] A Figura 21 é uma vista em perspectiva fragmentária da extremidade apical como na Figura 14, mas de uma perspectiva ligeiramente diferente e que ilustra a região da extremidade apical em que material ósseo é coletado e é subsequentemente repatriado em osso circundante;

[041] A Figura 22 é uma imagem de micro-CT que mostra um pedaço transversal através de um platô tibial medial Suíno 03 com furos comparativos criados por uma broca de técnica anterior e um osteótomo rotatório rotacionado em direções tanto de corte quanto de densificação;

[042] As Figuras 23A a 23D são imagens de micro-CT que mostra vistas em fatia axial comparativas de furos de platô tibial medial Suíno 02 e Suíno 03 criados por um osteótomo rotatório em direções tanto de corte quanto de densificação;

[043] A Figura 24 mostra uma modalidade alternativa do osteótomo desta invenção configurada para vibração de alta frequência em vez de rotação;

[044] A Figura 25 é um corte transversal através de uma osteotomia com o osteótomo alternativo da Figura 24 disposto que conclui parcialmente um procedimento de expansão de acordo com esta invenção;

[045] A Figura 26 é uma vista expandida da extremidade apical do osteótomo alternativo da Figura 24;

[046] A Figura 27 é uma retratação simplificada de um esqueleto humano destacando alguns exemplos de áreas nas quais o osteótomo inovador desta invenção pode ser aplicado de modo eficaz;

[047] A Figura 27A é uma vista expandida de uma vértebra humana;

[048] A Figura 27B é uma vista da vértebra como na Figura 27A mostrada em corte transversal com um osteótomo rotatório de acordo com uma modalidade desta invenção, dispostos para aumentar uma osteotomia para o propósito de receber um parafuso de fixação ou outro dispositivo de implante; e

[049] A Figura 28 é uma vista em perspectiva de um produto de espuma de metal que tem um furo formado no mesmo com o uso de um osteótomo rotatório de acordo com esta invenção que exemplifica pelo menos uma aplicação comercial não óssea;

[050] A Figura 29 é uma vista em corte transversal como na Figura 7 que mostra o osteótomo ligeiramente elevado fora de contato com a parede lateral interna da osteotomia com fluido irrigante sendo impelida de modo forçado entre as ranhuras como uma bomba tipo parafuso em direção ao fundo do furo precursor, e que retrata um gradiente de pressão geralmente uniforme no fluido irrigante circundante pelo uso de setas radiantes;

[051] A Figura 30 é uma vista expandida da área circunscrita em 30 na Figura 29 que mostra a separação física entre o osteótomo corpo e a parede lateral interna da osteotomia;

[052] A Figura 31 é uma vista como na Figura 29, mas que mostra o osteótomo pressionado para baixo em contato com a parede lateral interna da osteotomia e as mudanças resultantes de pressão aplicada à parede lateral interna da osteotomia;

[053] A Figura 32 é uma vista fragmentária em corte transversal tomada geralmente ao longo das linhas 32-32 da Figura 31 que mostra o pico de pressão hidrodinâmica elevada elevado contra a parede lateral de osso imediatamente antes do contato com uma aresta de trabalho;

[054] A Figura 33 é uma elevação lateral de um osteótomo rotatório acentuado de acordo com uma modalidade alternativa desta invenção;

[055] A Figura 34 é uma vista em corte transversal tomada de modo helicoidal ao longo de 34-34 na Figura 33;

[056] As Figuras 35 é uma vista em corte transversal do osteótomo rotatório acentuado conforme tomado geralmente ao longo das linhas 35-35 na Figura 33;

[057] A Figura 36 é a vista em corte transversal parcial como na Figura 34, mas que mostra a formação de ranhura em forma exagerada para enfatizar vários atributos opcionais dos mesmos;

[058] A Figura 37 é a vista em corte transversal simplificada do osteótomo rotatório acentuado como na Figura 34 mostrada descendo parcialmente em um precursor osteotomia no modo de corte;

[059] A Figura 38 é uma vista como na Figura 38, mas que mostra o osteótomo rotatório acentuado em profundidade destinada total com sua seção de batente que tampona a osteotomia de modo a permitir a pressão formada da pasta fluida óssea capturada nas ranhuras;

[060] A Figura 39 é um fluxograma simplificado que retrata um método opcional denominado como o protocolo de Densificação-pós-Corte (DAC) disponibilizada por configuração estrutural do osteótomo rotatório acentuado;

[061] A Figura 40 é um fragmentário expandido de uma região de ranhura para o osteótomo rotatório acentuado da Figura 38 à medida que a pressão se forma na pasta fluida óssea;

[062] A Figura 41 é uma expansão da área circunscrita em 41 na Figura 40 que mostra a relação entre a aresta de trabalho e a parede lateral de osteotomia depois que a pressão induziu uma resposta de tensão suficientemente forte na faixa elástica ou plástica;

[063] A Figura 42 é uma elevação lateral de um osteótomo rotatório acentuado de acordo com uma modalidade ligeiramente modificada;

[064] A Figura 43 é uma vista de extremidade apical conforme tomada, geral, ao longo das linhas 43-43 na Figura 42;

[065] A Figura 44 é uma vista em corte transversal conforme tomada, em geral, ao longo das linhas 44-44 na Figura 42;

[066] A Figura 45 é uma vista em corte transversal conforme tomada, em geral, ao longo das linhas 45-45 na Figura 42;

[067] A Figura 46 é uma vista em corte transversal conforme tomada, em geral, ao longo das linhas 46-46 na Figura 42;

[068] A Figura 47 é uma vista em corte transversal conforme tomada, em geral, ao longo das linhas 47-47 na Figura 42; e

[069] A Figura 48 é ainda outra modalidade alternativa da invenção especialmente configurada para produzir uma crosta densificante enquanto operada no modo de corte.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[070] Em referência às Figuras, nas quais os numerais similares indicam partes similares ou correspondentes por todas as diversas vistas, as Figuras 1 a 4 mostram o exemplo de um implante dental, no qual a preparação de uma osteotomia é exigida para receber um implante ósseo (Figura 4). Deve-se entender que esta invenção não é limitada às aplicações dentárias, mas pode ser aplicada através de um amplo espectro de aplicações ortopédicas. Aplicações em humanos são típicas, mas aplicações em animais são igualmente plausíveis e não estão fora do escopo desta invenção. Ademais, a invenção não é nem mesmo limitada a aplicações de ossos, mas pode ser usada para preparar furos em materiais não orgânicos para industrial e aplicações comerciais, incluindo, porém, sem limitação, espuma de metal e outros materiais celulares, para citar algumas. Na Figura 1, um local de mandíbula edêntulo 30 é mostrado, o qual precisa ser expandido e preparado como uma osteotomia totalmente formada final 32 (A Figura 2) de modo a receber um implante 34 (Figura 4) ou outro dispositivo de acessório. Uma série de etapas são exigidas para concluir a osteotomia totalmente formada 32 da Figura 2. A série de etapas inclui primeiro sondar um furo-piloto no osso recipiente para formar a osteotomia inicial (não mostrada), então expandir de modo incremental a osteotomia com o uso de dispositivos expansores rotatórios progressivamente mais amplos ou osteótomos, geralmente indicados em 36, conforme mostrado na Figura 3, até que um diâmetro destinado final seja alcançado. Uma vez que a osteotomia foi preparada, o implante 34 ou parafuso de acessório é aparafusado no lugar conforme ilustrado na Figura 4. O procedimento de formar uma osteotomia é descrito, geralmente, abaixo.

[071] A Figura 5 é uma vista diagramática que ilustra a título de exemplo o uso de um kit cirúrgico que contêm quatro osteótomos 36A-D de diâmetro progressivamente maior de acordo com a presente invenção em combinação com um motor de broca cirúrgica reversível 38. A broca-piloto não é mostrada nesse exemplo. O kit cirúrgico pode ser usado para preparar de modo simultâneo três locais de osteotomia separados 32A, 32B e 32C, respectivamente, em um osso de mandíbula humana 30 com o uso dos osteótomos rotatórios 36A-D e inverter seletivamente a direção rotacional para expandir cada osteotomia tanto por corte como por compactação sem remover um dado osteótomo 36 do motor de broca cirúrgica 38. Embora o exemplo seja apresentado aqui novamente no contexto de uma aplicação dentária, as técnicas descritas são adaptáveis a aplicações não dentárias incluindo, porém, sem limitação, substituição de articulação, fixações ósseas geralmente assim como usos industriais inorgânicos (consultar, por exemplo, as Figuras 27B e 28).

[072] No exemplo da Figura 5, um primeiro local de osteotomia 32A é localizado na frente do osso de mandíbula 30 em que a largura de osso é relativamente estreita. A composição do osso 30 na região no primeiro local de osteotomia 32A pode ser descrita como predominantemente Tipo II, como exemplo. Um segundo local de osteotomia 32B é localizado ligeiramente posterior do primeiro local 32A em uma região da mandíbula que tem largura de osso moderada 30. A composição do osso 30 na região do segundo local de osteotomia 32B pode ser descrita como geralmente uma combinação de Tipos II e III, nesse exemplo. O terceiro local de osteotomia 32C é localizado em uma região molar da mandíbula, e é circundado por uma largura de crista relativamente generosa do osso 30. A composição do osso 30 na região do terceiro local de osteotomia 32C pode ser descrita como predominantemente Tipo III nesse exemplo. Devido às larguras de crista variadas e composições ósseas do osso 30 nos locais 32A, 32B e 32C, o cirurgião pode não desejar aplicar o mesmo protocolo em cada local. Com o uso da presente invenção, um cirurgião (ou usuário em aplicações não cirúrgicas) tem a capacidade de preparar de modo simultâneo todos os três locais de osteotomia 32A- 32C de diferentes maneiras, mas com o uso do mesmo conjunto de osteótomos rotatórios 36A-D de maneira altamente eficiente.

[073] Nesse exemplo, pressupõe-se que cada local de osteotomia 32A-32C tenha um precursor osteotomia preparado perfurando-se primeiro um furo-piloto de 1,5 mm. (Evidentemente, as circunstâncias de qualquer dada aplicação cirúrgica, seja dentária ou não dentária por natureza, indicará o tamanho do furo precursor e outras características da operação.) O furo precursor que se estende a partir de uma entrada 33 ou aro na superfície exposta do osso (ou na carne se não anteriormente retirado) a um fundo 35. A entrada 33 é identificada nas Figuras 2 e 3, enquanto o fundo 35 é identificado nas Figuras 7 e 11. O cirurgião trava ou de outro modo instala o primeiro osteótomo rotatório 36A no motor de broca 38 e define a direção rotacional a uma direção sem corte, que, nesse exemplo, é em sentido anti-horário conforme visto do topo (isto é, a perspectiva do cirurgião). Embora o cirurgião pode variar a velocidade rotacional do osteótomo 36 de acordo com o que indica a situação, resultados experimentais indicam que velocidades de alta rotação, isto é., maior do que cerca de 200 RPM, e definições de torque entre cerca de 5 a 50 Ncm fornecerão resultados satisfatórios. A rotação em alta velocidade é considerada qualquer ponto acima de cerca de 200 RPM para diâmetros de osteótomo rotatório 36 na faixa de cerca de 1,5 mm a 6 mm. Faixas superiores para esses osteótomos rotatórios de diâmetro relativamente pequeno pode chegar a cerca de 2000 RPM. Mais preferencialmente, as velocidades de rotação entre cerca de 600 a 1800 RPM e definições de torque entre cerca de 20 a 45 Ncm fornecem resultados satisfatórios. E ainda mais preferencialmente, velocidades de rotação na faixa de 800 a 1500 RPM e definições de torque de cerca de 35 Ncm fornecem resultados satisfatórios. À medida que o diâmetro do osteótomo 36 aumenta, no entanto, pode ser desejável reduzir as velocidades rotacionais recomendadas. As velocidades sugeridas aqui se aplicam em contexto às aplicações dentárias exemplificadoras. Osteótomos rotatórios 36 de diâmetro relativamente grandes usados para aplicações ortopédicas de ossos grandes como fêmures podem exigir velocidades rotacionais menores do que osteótomos rotatórios 36 usados para aplicações de ossos menores devido às considerações de velocidade tangencial nas arestas de trabalho. Ou seja, como um princípio de guia para osteótomos rotatórios 36 de grande diâmetro, pode ser vantajoso para manter a velocidade tangencial (conforme medido nas arestas de trabalho 72) entre cerca de 0,02 m/s na extremidade baixa e cerca de 0,6 m/s na alta extremidade para criar uma onda de compressão adequada no osso necessário para concluir a osseodensificação.

[074] O cirurgião impulsiona o primeiro osteótomo 36A rotatório no primeiro local de osteotomia 32A para expandir o furo-piloto inicial através de compactação (cujos detalhes são descritos em detalhes abaixo). Isso é denominado como o modo de densificação (não corte) de operação, e será descrito em termos técnicos abaixo. No entanto, devido à natureza composicional diferente do segundo 32B e do terceiro 32C locais de osteotomia, o cirurgião escolhe expandir esses outros locais 32B, 32C por corte em vez de compactação. Para afetar isso, o cirurgião inverte a direção rotacional do motor de broca 38 para sentido horário sem remover o primeiro osteótomo 36A do motor de broca 38. A velocidade de alta rotação é usada tanto em modo de densificação quanto em modo de corte. O uso de um movimento de impulsão modulado similar, o cirurgião engata o segundo 32B e o terceiro 32C locais de osteotomia removendo-se material ósseo que pode, se for desejado, ser coletado. O mesmo é denominado como o modo de corte de operação, e será descrito mais abaixo. Um fluxo contínuo de fluido irrigante é usado em todos os procedimentos.

[075] Nesse estágio no exemplo hipotético, o primeiro local de osteotomia 32A foi expandido na proporção que o cirurgião deseja; nenhuma expansão adicional é necessária no primeiro local de osteotomia 32A, visto que a intenção é colocar um implante de diâmetro pequeno no primeiro local de osteotomia 32A. No entanto, tanto o segundo 32B quanto o terceiro 32C locais de osteotomia exigem expansão adicional, visto que os implantes destinados para aqueles locais têm um diâmetro maior. O cirurgião então instala o segundo osteótomo 36B no motor de broca 38 e define a direção rotacional no motor de broca 38 para sentido anti-horário (direção sem corte). Os furos anteriormente expandidos no segundo 32B e o terceiro 32C locais de osteotomia são agora considerados furos precursores às operações subsequentes, cada com uma entrada 33 na superfície exposta do osso e um fundo 35 fechado. Passando o primeiro local de osteotomia 32A concluído, o cirurgião então expande o segundo osteótomo 36B ao segundo local de osteotomia 32B com o uso do modo de densificação descrito acima. Devido à natureza composicional diferente do terceiro local de osteotomia 32C, no entanto, o cirurgião escolhe expandir por corte em vez de por compactação. Para afetar isso, o cirurgião muda a direção rotacional do motor cirúrgico 38 e, com o uso de um similar movimento de impulsão, prossegue para expandir o terceiro local de osteotomia 32C com o uso do modo de corte.

[076] Uma vez que os dois locais de osteotomia restantes 32B, 32C foram expandidos pelo segundo osteótomo 36B, o cirurgião instala o terceiro osteótomo 36C no motor de broca 38 e define a direção rotacional para o sentido anti-horário. Passando-se novamente o primeiro local de osteotomia 32A concluído, o segundo 32B e o terceiro 32C locais de osteotomia são expandidos por compactação. Em ambos os casos, o motor cirúrgico 38 é definido para rotacionar na direção de sentido anti-horário e os furos anteriormente expandidos são considerados furos precursores às operações subsequentes. O segundo local de osteotomia 32B foi agora expandido na proporção que o cirurgião desejar; nenhuma expansão adicional é necessária do segundo local de osteotomia 32B. No entanto, o terceiro local de osteotomia 32C ainda exige expansão adicional, visto que o implante destinado para o terceiro local 32C tem um diâmetro maior do que o implante a ser colocado no segundo local de osteotomia 32B. Portanto, o cirurgião instala o quarto osteótomo 36D no motor de broca 38 e define a direção rotacional para sentido anti-horário. A expansão acompanhada pelo terceiro osteótomo 36C agora compreende um furo precursor para a próxima operação no terceiro local de osteotomia 32C, com sua entrada 33 recém-expandida na superfície exposta do osso e um fundo 35 ainda fechado. Passando o primeiro 32A e o segundo 32B locais de osteotomia concluídos, o terceiro 32C local de osteotomia é adicionalmente expandido com o uso da técnica de modo de densificação anteriormente descrita. Implantes 34 apropriadamente dimensionados (ou porções de acessório de implantes) podem ser agora instalados em cada local de osteotomia 32A- 32C. Por exemplo, o cirurgião pode colocar um implante de 3,0 a 3,25 mm (não mostrado) no primeiro local de osteotomia 32A, um implante de 5,0 mm (não mostrado) no segundo local de osteotomia 32B, e um implante de 6,0 mm (não mostrado) no terceiro local de osteotomia 32C.

[077] Um cirurgião pode preparar de modo simultâneo desse modo uma pluralidade de locais de osteotomia 32A, 32B, 32C ... 32n acoplados com a capacidade de expandir um local por compactação e outro local cortando-se sem remover o osteótomo 36 do motor de broca 38. O osteótomo rotatório 36 é configurado desse modo para ser rotacionado em alta velocidade em uma direção para expandir uma osteotomia por compactação e em uma direção rotatória oposta para expandir uma osteotomia diferente por corte.

[078] Voltando-se agora para a Figura 6, um osteótomo 36 de acordo com uma modalidade precoce desta invenção é mostrada incluindo uma haste 40 e um corpo 42. A haste 40 tem um eixo cilíndrico alongado que estabelece um eixo geométrico longitudinal de rotação A para o osteótomo rotatório 36. Uma interface de engate de motor da furadeira 44 é formada na extremidade superior distal do eixo para conexão ao motor da furadeira 38. A configuração particular da interface 44 pode variar dependendo do tipo de motor da furadeira 38 usada e, em alguns casos, pode até ser meramente uma porção suave do eixo contra a qual as mandíbulas de uma pinça podem se fixar. O corpo 42 se une à extremidade inferior da haste 40, cuja articulação pode ser formada com uma transição afunilada ou abaulada 46. A transição 46 aciona de certa forma como um guarda-chuva à medida que o cirurgião irriga com água durante um procedimento. A transição suave 46 facilita o fluxo de fluido irrigante no local de osteotomia enquanto o osteótomo 36 rotaciona.

[079] O corpo 42 preferencialmente tem perfil conicamente afunilado que diminui de um diâmetro máximo adjacente à haste 40 e transição 46 a um diâmetro mínimo adjacente a uma extremidade apical 48. No entanto, em algumas modalidades contempladas, o corpo pode ser não afunilado (isto é, cilíndrico). A extremidade apical 48 é desse modo remota à haste 40. O comprimento de trabalho ou comprimento efetivo do corpo 42 é proporcionalmente relacionado a seu ângulo de conicidade e ao tamanho e número de osteótomos (36A, 36B, 36C, 36D ... 36n) em um kit. Preferencialmente, todos os osteótomos 36 em um kit terão o mesmo ângulo de conicidade, ou aproximadamente o mesmo ângulo de conicidade, e preferencialmente o diâmetro na extremidade superior do corpo 42 para um osteótomo (por exemplo, 36A) é aproximadamente igual ao diâmetro adjacente a extremidade apical do corpo 42 para o próximo osteótomo de tamanho maior (por exemplo, 36B). Os ângulos de conicidade entre cerca de 1° e 5° (ou mais) são possíveis dependendo da aplicação. Mais preferencialmente ângulos de conicidade entre cerca de 2° a 3° fornecerão resultados satisfatórios. E ainda mais preferencialmente, um ângulo de conicidade de cerca de 2°36’ é conhecido por fornecer resultados excepcionais para aplicações dentárias quando o comprimento de corpo 42 é entre cerca de 11mm e 15 mm.

[080] A extremidade apical 48 é definida por pelo menos um, mas, preferencialmente, um par de rebordos 50. Os rebordos 50 são, de fato, arestas que são dispostas em lados opostos da extremidade apical 48, mas na modalidade ilustrada, não estão situadas dentro de um plano comum. Em outras palavras, conforme mostrado nas Figuras 14 e 15, os rebordos 50 podem ser ligeiramente desviados (em termos de um alinhamento diametral direto) pelo comprimento curto de um ponto de cinzel 52 que se estende de modo central através do eixo geométrico longitudinal A. O ponto de cinzel 52 é um recurso comum encontrado em ferramentas de perfuração, mas formações de extremidade apical 48 alternativas ao ponto de cinzel 52 são de curso possível, incluindo formatos arredondados e pontiagudos simples, etc. Conforme mencionado, os rebordos 50 são arestas que se angulam para cima e para baixo (radialmente) da extremidade apical 48. O ângulo dos rebordos 50 podem ser variados para otimizar o desempenho para a aplicação. Os ângulos de rebordo 50 relativos ao eixo geométrico longitudinal A pode variar entre cerca de 30° (muito pontiagudo) e 75° (muito cego). Nos exemplos ilustrados, o ângulo de rebordo é aproximadamente 60° medido em relação ao eixo geométrico longitudinal A, ou 120° medido entre os dois rebordos 50 opostos.

[081] Cada rebordo 50 tem um primeiro flanco de fuga (“trailing flank”) geralmente plano 54. Os primeiros flancos de fuga 54 são inclinados a partir de seus respectivos rebordos 50 em um primeiro ângulo. O primeiro ângulo pode ser variado entre cerca de 30° e 60° para otimizar o desempenho para a aplicação. Em prática, o primeiro ângulo pode ser aproximadamente 45° medido em relação ao eixo geométrico longitudinal A (mostrado coincidindo com a face de rebordo 60 na vista em corte transversal semicircular da Figura 15A). Portanto, será verificado que os dois primeiros flancos de fuga 54 opostos são definidos em direções opostas de modo que, quando o osteótomo 36 é rotacionado em uso, os primeiros flancos de fuga 54 tanto levam a seus respectivos rebordos 50 como seguem os mesmos. Quando os primeiros flancos de fuga 54 levam aos seus respectivos rebordos 50, o osteótomo, é dito como rotacionando em uma direção sem corte para o modo de densificação; e em contrapartida, quando os primeiros flancos de fuga 54 seguem seus respectivos rebordos 50, o osteótomo é dito como rotacionado em uma direção de corte em que os rebordos 50 cortam ou fatiam o osso em descida. Ou dito de outra maneira, a direção de corte pode ser definida como varrendo de modo rotatório as faces de corte 66 no osso (ou material hospedeiro em aplicações não médicas). Na direção de densificação, os primeiros flancos de fuga 54 formam, em efeito, um grande ângulo de saída negativo para os rebordos 50 para minimizar a formação de lascas e deformação por cisalhamento no osso (ou outro material hospedeiro) no ponto de contato com os rebordos 50. (Consultar, por exemplo as Figuras 17 e 20.)

[082] Um segundo flanco de fuga 56 geralmente plano é formado adjacente a cada primeiro flanco de fuga 54, e cai distante do mesmo em um segundo ângulo. O segundo ângulo é menor do que o primeiro ângulo, preferencialmente menor do que cerca de 55°. Em um exemplo em que os primeiros flancos de fuga 54 são formados em 45° (em relação ao eixo geométrico A), os segundos flancos de fuga 56 podem ser 40° ou menos. Uma cavidade de alívio geralmente plana 58 é formada adjacente a cada segundo flanco de fuga 56, e cai distante do mesmo em um terceiro ângulo. O terceiro ângulo é menor do que o segundo ângulo. Em um exemplo em que os segundos flancos de fuga 56 são formados em 40° (em relação ao eixo geométrico A), as cavidades de alívio 58 (isto é, o terceiro ângulo) podem ser 30° ou menos. Cada cavidade de alívio 58 é disposta em um setor da extremidade apical 48 entre um segundo flanco de fuga 56 e um rebordo 50. Uma face de rebordo 60, em geral, axialmente disposta se estende entre a cavidade de alívio 58 e o rebordo adjacente 50. Isso é talvez mais bem mostrado na vista expandida da Figura 10. Quando o osteótomo 36 é rotacionado na direção de corte, uma quantidade significativa das lascas de ossos é coletada nas regiões de cavidade de alívio 58. Quando o osteótomo 36 é rotacionado na direção de densificação, pouca a nenhuma lasca de osso é coletada nas regiões de cavidade de alívio 58.

[083] A Figura 15A é um corte transversal semicircular altamente simplificado e exemplificador através da extremidade apical 48 do osteótomo 36, conforme tomado ao longo das linhas 15A-15A na Figura 15. Nessa ilustração simplificada, pequenos pontos são colocados na interseção de superfície plana 54, 56 e 58. Os pontos similares a nós não existem na realidade, mas são adicionados nessa vista para ajudar a distinguir delimitações das diferentes superfícies (54, 56, 58, 60). Em combinação com as diversas outras vistas e descrições, a Figura 15A ajudará a informar o elemento versados quanto às várias facetas (54, 56, 58, 60) e suas relações entre si e aos rebordos 50.

[084] Uma pluralidade de sulcos ou ranhuras 62 é disposta sobre o corpo 42. As ranhuras 62 podem ou não ter profundidades axiais e radiais de comprimento comum. Isto é, é possível que as ranhuras 62 possam, em algumas configurações, não ser todas idênticas. As ranhuras 62 são preferencialmente, mas não necessariamente, dispostas de modo circunferencialmente igual sobre o corpo 42. O diâmetro do corpo 42 pode influenciar o número de ranhuras 62. Como exemplo, os corpos 42 na faixa de cerca de 1,5 a 2,8 mm podem ser formados com três ou quatro ranhuras; os corpos 42 na faixa de cerca de 2,5 a 3,8 mm podem ser formados com cinco ou seis ranhuras; os corpos 42 na faixa de cerca de 3,5 a 4,8 mm podem ser formados com sete ou oito ranhuras; e os corpos 42 na faixa de cerca de 4,5 a 5,8mm podem ser formados com nove ou dez ranhuras. E assim por diante. Evidentemente, número de ranhuras 62 pode ser variado mais ou menos do que os exemplos dados aqui de modo a otimizar o desempenho e/ou para se adequar melhor à aplicação particular.

[085] Na modalidade ilustrada, as ranhuras 62 são formadas com uma torção helicoidal. Se a direção de corte for na direção à direita (sentido horário), então preferencialmente, a espiral helicoidal está também na direção à direita. Essa configuração de RHS-RHC é mostrada em todas as Figuras, embora deva-se verificar que uma inversão de direção de corte e direção espiral helicoidal (isto é, à LHS-LHC) poderia ser feita se for desejado com resultados substancialmente iguais. O diâmetro do corpo 42 pode influenciar o ângulo da espiral helicoidal. Tipicamente, espirais entre cerca de 5° e 20° são possíveis para os diâmetros de corpo 42 entre cerca de 1,2 mm e 6 mm. Como exemplo, os corpos 42 na faixa de cerca de 1,5 a 2,8 mm podem ser formados com uma espiral de 9,5°; os corpos 42 na faixa de cerca de 2,5 a 3,8 mm podem ser formados com uma espiral de 11°; corpos 42 na faixa de cerca de 3.54.8mm pode ser formada com uma espiral de 12°; e corpos 42 na faixa de cerca de 4,5 a 5,8 mm podem ser formados com uma espiral de 12,5°. Evidentemente, os ângulos de espiral podem ser variados mais ou menos do que os exemplos dados aqui de modo a otimizar o desempenho e/ou se adequar melhor à aplicação particular. De fato, qualquer corpo 42 de diâmetro entre cerca de 1,2 mm e 6 mm pode ser formado com uma espiral helicoidal na faixa geral de cerca de 5° a 20°.

[086] Conforme talvez mais bem mostrado nas Figuras 15 e 16, cada ranhura 62 tem uma face de densificação 64 e uma face de corte oposta 66. Uma nervura ou uma superfície de contato é formada entre ranhuras adjacentes 62, de uma forma alternativa. Dessa forma, um osteótomo 36 de quatro ranhuras 62 terá quatro superfícies de contato, um osteótomo 36 de dez caneletas 62 terá dez superfícies de contato entrelaçados e assim por diante. Cada superfície de contato tem uma face externa de superfície de contato 70 que se estende (circunferencialmente) entre a face de densificação 64 da ranhura 62 em um lado e a face de corte 66 da ranhura 62 em seu outro lado. A interface afiada entre cada face de superfície de contato 70 e sua face de corte associada 66 é denominada como uma aresta de trabalho 72. Dependendo da direção de rotação do osteótomo 36, a aresta de trabalho funciona para cortar osso ou compactar osso. Isto é, quando o osteótomo é rotacionado na direção de corte, as arestas de trabalho 72 cortam e escavam osso (ou outro material hospedeiro). Quando o osteótomo é rotacionado na direção de densificação (sem corte), as arestas de trabalho 72 comprimem e deslocam radialmente o osso (ou outro material hospedeiro) com pouco a nenhum qualquer corte. Essa compactação e esse deslocamento radial são exibidos como empuxos suaves da estrutura óssea lateralmente para fora em um mecanismo de condensação. A Figura 15 retrata um diâmetro de núcleo 74 sobreposto como um círculo quebrado. A Figura 35 também rotula o diâmetro de núcleo 74 como a distância perpendicular mais curta entre ranhuras 62 diametralmente opostas. O diâmetro de núcleo 74 é a porção de raiz ou central do corpo 42 que se une a todas as superfícies de contato. O diâmetro do diâmetro de núcleo 74 varia com o diâmetro cônico do corpo 42.

[087] As arestas de trabalho 72 são mostradas por todas as ilustrações como sendo substancialmente sem margem, pelo fato de que a porção inteira de cada face de superfície de contato 70 é cortada atrás da aresta de trabalho 72 para fornecer folga completa. Nas furadeiras e brocas de técnica anterior padrão, as margens são comumente incorporadas atrás da aresta de trabalho para ajudar a guiar a broca no furo e manter o diâmetro de perfuração. Os ângulos de folga cônicos primários, isto é, o ângulo entre uma tangente da aresta de trabalho 72 e cada face de superfície de contato 70 conforme mostrado na Figura 16, podem estar em qualquer ponto entre cerca de 1° e 35° dependendo da aplicação e, possivelmente, do diâmetro do corpo 42. As folgas cônicas primárias entre cerca de 5° e 20° foram consideradas eficazes para os diâmetros de corpo 42 entre cerca de 1,2 mm e 6 mm. Como exemplo, os corpos 42 na faixa de cerca de 1,5 a 2,8 mm podem ter faces de superfície de contato 70 formadas com uma folga cônica primária de 15°; os corpos 42 na faixa de cerca de 2,5 a 3,8 mm podem ter faces de superfície de contato 70 formadas com uma folga cônica primária de 15°; corpos 42 na faixa de cerca de 3,5 a 4,8 mm podem ter faces de superfície de contato 70 formadas com uma folga cônica primária de 12°; e corpos 42 na faixa de cerca de 4,5 a 5,8 mm podem ter faces de superfície de contato 70 formadas com uma folga cônica primária de 10°. Evidentemente, os ângulos de folga cônicos primários podem ser variados mais ou menos do que os exemplos dados aqui para otimizar o desempenho e/ou se adequar melhor à aplicação. Conforme mencionado acima em conexão com o ângulo da torção helicoidal, as arestas de trabalho 72 substancialmente sem margem são mostradas, por exemplo na Figura 14, se desviando da direção de densificação à medida que o perfil conicamente afunilado do corpo 42 diminui em diâmetro. Em outras palavras, quando a direção de densificação é em sentido anti-horário conforme mostrado na Figura 14, a torção helicoidal das arestas de trabalho 72 se enrola na direção de sentido anti-horário quando vista do topo do corpo 42 observando para sua extremidade apical 48. Ou, em contrapartida, conforme mostrado na Figura 14 quando visto da extremidade apical 48 observando para o topo do corpo 42, a torção parecerá como no sentido horário. Desse modo, quando a direção de densificação é em sentido anti-horário, as arestas de trabalho 72 “se desviarão da direção de densificação” quando todas as faces de superfície de contato 70 e ranhuras 62 orbitam em sentido anti-horário ao redor do eixo geométrico longitudinal A visto que uma traça cada face de superfície de contato 70 e ranhura 62 para baixo em direção à extremidade apical 48.

[088] A face de corte 66 estabelece um ângulo de saída para cada respectiva aresta de trabalho 72. Um ângulo de saída é um ângulo de descida medido da face dianteira da aresta de trabalho 72 a uma linha imaginária que se estende perpendicular à superfície do objeto trabalhado (por exemplo, a superfície óssea interna da osteotomia). O ângulo de saída é um parâmetro usado em vários processos de corte e usinagem, que descrevem o ângulo da face de corte relativa ao trabalho. Os ângulos de saída podem ser: positivos, negativos ou zero. De acordo com a Figura 16, o ângulo de saída para a aresta de trabalho 72 quando rotacionado em uma direção de corte pode ser cerca de zero grau (0°). Em outras palavras, a face de corte 66 no exemplo da Figura 16 é orientado aproximadamente perpendicular a uma tangente do arco descrito através da aresta de trabalho 72. Conforme mostrado na Figura 16, isso estabelece uma aresta de corte nítida 72 adequada para cortar/fatiar ossos quando o osteótomo 36 é rotacionado na direção de corte. No entanto, foi constatado que a funcionalidade de corte do osteótomo rotatório 36 pode ser aprimorada mudando-se o ângulo de saída da face de corte 66 entre cerca de 0° e cerca de -65° (ataque negativo) como uma função de distância da extremidade apical 48. Essa otimização do ângulo de saída da face de corte 66 é descrita em detalhes abaixo em conexão com as Figuras 33 a 47.

[089] Quando o osteótomo 36 é contrarotacionado, no modo de densificação, o ângulo de saída eficaz é estabelecido entre a aresta de trabalho 72 e a face de superfície de contato 70, que conforme anteriormente declarado, pode estar situada em um grande ângulo de saída negativo na ordem de cerca de 55°-89°, que é o comprimento do ângulo de folga cônica primária. O grande ângulo de saída negativo da aresta de trabalho 72 (quando rotacionado em uma direção de densificação) aplica pressão para fora no ponto de contato entre a parede da osteotomia 32 e a aresta de trabalho 72 para criar uma onda de compressão à frente do ponto de contato, ligeiramente semelhante a espalhar manteiga em torrada. A osseodensificação também pode ser ligeiramente comparada ao processo conhecido de brunimento de metal para aprimorar a qualidade de superfície de metal.

[090] A pressão para baixo aplicada pelo cirurgião é necessária para manter a aresta de trabalho 72 em contato com a superfície óssea da osteotomia 32 que é expandida. Ou seja, a pressão é necessária para gerar e propagar uma onda de compressão no osso que começa quando as tensões de contato excedem o limite de elasticidade do material de osso hospedeiro. Isso é auxiliado pelo efeito de conicidade da osteotomia 32 e ferramenta 36 para criar lateral pressão (isto é, na direção destinada de expansão). Quanto mais o cirurgião impulsiona o osteótomo rotatório 36 na osteotomia 32, mais pressão é exercida lateralmente. Isso proporciona ao cirurgião o controle completo da taxa de expansão independente de um grande grau na velocidade de rotação do osteótomo 36, que é um fator subjacente à curta curva de aprendizado exigida para dominar a técnica de osseodensificação. Desse modo, a intensidade do efeito de compactação depende sobretudo da quantidade de força exercida no osteótomo 36, que é controlada pelo cirurgião. Quanto mais força exercida, mais rápido a expansão ocorrerá.

[091] À medida que cada aresta de trabalho 72 se arrasta através do osso, as forças aplicadas podem ser decompostas em dois componentes: uma normal à superfície do osso, pressionando o mesmo para baixo, e a outra tangencial, arrastando o mesmo ao longo da superfície interna da osteotomia 32. À medida que o componente tangencial é aumentado, a aresta de trabalho 72 começará a deslizar ao longo do osso. Ao mesmo tempo, a força normal deformará o material ósseo mais macio. Se a força normal for baixa, as arestas de trabalho 72 irão friccionar contra o osso, mas não alterarão permanentemente sua superfície. A ação de fricção criará atrito e calor, mas isso pode ser controlado pelo cirurgião alterando-se imediatamente a velocidade de rotação e/ou pressão e/ou fluxo de irrigação. Devido ao fato de que o corpo 42 do osteótomo 36 é cônico, o cirurgião pode, em qualquer instante durante o procedimento cirúrgico, levantar as arestas de trabalho 72 do contato com a superfície do osso para permitir resfriamento. Isso pode ser realizado de modo de “rebatimento” controlado em que a pressão é aplicada em curtos disparos com o cirurgião continuando a monitorar o progresso e realizando as correções e ajustes. Consultar as Figuras 7 e 8 que ilustram essa aplicação variável de força e a capacidade de o osteótomo ser levantado fora de engate - em qualquer tempo durante um procedimento - com as paredes da osteotomia 32. À medida que a força para baixo aplicada pelo cirurgião aumenta, eventualmente, as tensões na superfície do osso excedem seu limite de elasticidade. Quando isso acontece, as arestas de trabalho 72 irão raspar através da superfície e criar uma calha por trás. Consultar Figura 32. A ação de raspagem das arestas de trabalho 72 desse modo expande progressivamente a osteotomia até que o osteótomo rotatório 36 alcance a profundidade total/máxima, em cujo tempo um osteótomo rotatório 36 maior diferente precisa ser usado para obter expansão adicional se for desejado.

[092] A Figura 9 retrata uma curva tensão-deformação que é geralmente ilustrativa para osso e outros materiais dúcteis que incluem, porém, sem limitação, espumas de metal e polímeros de celular do tipo usado em várias aplicações comerciais, industriais e de aeroespaço. O segmento em linha reta da curva a partir do ponto de origem (0,0) a B representa a região de resposta elástica do material. O ponto de referência B indica o limite elástico do material. Embora as propriedades elásticas do osso sejam conhecidas, se a carga imposta pelo cirurgião não exceder a capacidade do osso de deformar elasticamente, isto é, além do ponto B, o osso retornará imediatamente a sua condição inicial (não deformada) uma vez que a tensão é removida. Por outro lado, se a carga imposta pelo cirurgião exceder a capacidade do osso de deformar elasticamente, o osso deformará e mudará de formato permanentemente por deformação plástica. No osso, a mudança permanente no formato pode ser associada a microrrachaduras que permitem a liberação de energia, um compromisso que é uma defesa natural contra fratura completa. Se essas microrrachaduras forem pequenas, o osso permanece em uma peça enquanto a osteotomia se expande. A região de deformação plástica se estende do limite de escoamento do material (C), por todo o caminho à tensão de ruptura (E). O pico (D) da curva entre o limite de escoamento (C) e a ruptura (E) indica o limite de resistência do material. Quando um material (por exemplo, osso) é submetido a tensão na região entre seu limite de escoamento (C) e seu limite de resistência (D), o material experimenta encruamento. O encruamento, também conhecido como endurecimento de trabalho ou trabalho a frio, é o fortalecimento de um material dúctil por deformação plástica. Esse fortalecimento ocorre devido aos movimentos de deslocamento e geração de deslocamento dentro da estrutura de cristal do material - que para materiais ósseos, corresponde ao deslocamento das reticulações entre fibras de colágeno no tecido ósseo. O material tende a experimentar estricção quando submetido a tensão na região entre seu limite de resistência (D) e a tensão de ruptura (E).

[093] A direção de torção helicoidal pode ser projetada para desempenhar uma função que contribui para o controle do cirurgião de modo que um nível ideal de tensão (na zona de encruamento entre (C) e (D) no gráfico da Figura 9) possa ser aplicado ao osso (ou outro material hospedeiro) por todo o procedimento de expansão. Em particular, a configuração de RHS-RHC descrita acima, que representa uma espiral à direita para uma direção de corte à direita (ou alternativamente uma configuração de LHS-LHC, não mostrada) aplica uma tensão que provoca uma força de reação axial oposta benéfica (Ry) no osso hospedeiro quando o osteótomo 36 é continuamente rotacionado em alta velocidade em uma direção de densificação e avançado de modo forçado e simultâneo (manualmente pelo cirurgião) em uma osteotomia 32. Essa força de reação axial oposta (Ry) é ilustrada graficamente nas Figuras 11-13 como sendo direcionalmente oposta à direção avançada de modo forçado na osteotomia 32. Em outras palavras, se o cirurgião que opera o osteótomo 36 impulsionar o osteótomo 36 para baixo em uma osteotomia 32, então a força de reação axial oposta (Ry) trabalha na direção oposta para impulsionar o osteótomo para cima. A força de reação axial oposta (Ry) é o componente vertical (ou talvez mais precisamente a vis-à-vis “axial” do eixo geométrico longitudinal A) da força de reação (R) que é a “força de reação igual e oposta” Newtoniana aplicada pelo osso contra o comprimento total das arestas de trabalho 72 do osteótomo 36 (isto é, Terceira Lei de Movimento de Newton). Uma força de reação axial oposta (Ry) é também criada pelo ângulo de saída negativo grande de modo eficaz nos rebordos 50 quando o osteótomo 36 é rotacionado em uma direção de densificação, conforme mostrado na Figura 20 e facilmente percebido a partir da Figura 15A. Os técnicos no assunto verificarão modalidades alternativas nas quais a força de reação axial oposta (Ry) é criada tanto pela configuração dos rebordos 50 por si só como pela configuração das arestas de trabalho 72 por si só em vez de ambas (50, 72) que atuam em conjunto na modalidade preferencial.

[094] Para que um cirurgião avance a extremidade apical 48 em direção ao fundo da osteotomia 32 quando o osteótomo 36 rotaciona na direção de densificação, o mesmo deve impulsionar e superar as forças axiais de reação (Ry) adicionalmente à força necessária para deslocar/expandir plasticamente o osso conforme descrito acima. O osteótomo 36 é projetado de modo que o cirurgião precise trabalhar continuamente, como se o mesmo estivesse contra as forças de reação axiais opostas (Ry) para expandir a osteotomia 32 por compactação, isto é, quando está no modo de densificação. Em vez de ser um detrimento, as forças de reação axiais opostas (Ry) são um benefício ao cirurgião proporcionando aos mesmos, maior controle sobre o processo de expansão. Devido às forças de reação axiais opostas (Ry), o osteótomo 36 não será puxado mais profundamente na osteotomia 32 como pode ocorrer com uma broca ou furadeira de torção "de corte ascendente" padrão que é projetada para gerar uma força de tração que tende a avançar o osteótomo em direção ao interior do local ósseo. As furadeiras de corte ascendente têm o potencial de agarrar e puxar a furadeira mais profundamente na osteotomia, o que poderia causar penetração excessiva inadvertidamente.

[095] No modo de densificação, a intensidade das forças de reação axiais opostas (Ry) é sempre proporcional à intensidade de força aplicada pelo cirurgião ao avançar o corpo 42 na osteotomia 32. Essa força oposta cria assim retorno tátil em tempo real que é intuitivo e natural para informar ao cirurgião se é necessário mais ou menos força aplicada em qualquer instante dado. Esse retorno tátil simultâneo toma vantagem total do senso de toque suave do cirurgião aplicando-se forças de reação (R, e em particular, o componente axial Ry) diretamente através do osteótomo 36. Nesse modo de densificação, o estímulo mecânico das forças de reação axiais opostas (Ry) auxilia o cirurgião a controlar melhor o procedimento de expansão com base em como o osso (ou outro material hospedeiro) é reagir ao procedimento de expansão em tempo real.

[096] Desse modo, a ação de “rebatimento” controlado ou “bombeamento” descrita acima em conexão com as Figuras 7 a 9 se torna mais eficaz e substancialmente mais controlável pelas forças de reação axiais opostas (Ry) de modo que o cirurgião possa controlar instintivamente o progresso e realizar correções finas e ajustes de pressão aplicadas imediatamente sem perder controle sobre a taxa de expansão. O retorno tátil das forças de reação axiais opostas (Ry) permite que um cirurgião exerça tensão intuitivamente no material ósseo de modo que sua resposta à tensão resida preferencialmente na zona de encruamento, ou seja, entre seu limite de escoamento (C) a seu limite de resistência (D). Em qualquer caso, o cirurgião se esforçará para manter a tensão (como elevado pela força que o mesmo aplica através do osteótomo rotatório 36) acima do limite elástico (B) e abaixo da tensão de ruptura (E). Evidentemente, até que a tensão aplicada passe o limite elástico (B), o osso não deformará permanentemente de modo algum; e aplicar tensão além da tensão de ruptura (E) fará com que o osso (ou outro material hospedeiro) se quebre - possivelmente de modo catastrófico.

[097] O gráfico exemplificador na Figura 8 representa a força aplicada por um cirurgião para avançar o corpo 42 em uma osteotomia 32 contra sua profundidade de penetração na osteotomia 32 em três procedimentos separados (A-B-C) para mostrar graficamente como o cirurgião pode realizar esses ajustes imediatos dependendo da situação particular que os mesmos encontram. A força aplicada é, conforme mencionado acima, a força manualmente elevada pelo cirurgião e necessária para superar as forças de reação axiais opostas (Ry) combinadas somadas às forças necessárias para expandir/deformar o osso. A força aplicada cria tensão no osso (ou outro material hospedeiro), de modo que a mesma desenvolva uma resposta de tensão como aquela mostrada na Figura 9. Durante uma operação, o cirurgião usa sua habilidade de variar manualmente a tensão aplicada de modo que a resposta de tensão permaneça dentro da região de deformação plástica (B-E), e mais preferencialmente ainda dentro da região de encruamento mais ideal (C-D). A configuração do osteótomo 36, portanto, é projetada para proporcionar a um cirurgião mais controle durante um procedimento de expansão (modo de densificação) gerando-se forças de reação axiais opostas (Ry) proporcionais quando o osteótomo 36 continuamente rotacionado e avançado de modo forçado e simultâneo em uma osteotomia 32.

[098] As Figuras 17 a 21 ilustram a capacidade do osteótomo rotatório 36 de autoenxertar e compactar simultaneamente o osso. O aspecto de compactação pode ser definido como a impulsão suave de estrutura óssea lateralmente para fora para compactar as células por toda a região que circunda a osteotomia 32. Na Figura 17, uma osteotomia 32 formada pela presente invenção é mostrada com afunilamento exagerado na ordem de ~7° (conforme comparado com o ângulo de conicidade preferencial na faixa de cerca de 2° a 3°) para destacar a moagem necessária de uma pequena quantidade do osso (ou outro material hospedeiro) com cada osteótomo 36 progressivamente maior.

[099] Na Figura 17, a superfície 76 indica a parede interna da osteotomia 32 conforme preparado em uma operação de expansão precedente por um osteótomo 36 de tamanho menor. Ou seja, nesse exemplo a superfície 76 representa um furo precursor. A extremidade apical 48 do próximo osteótomo de tamanho incrementalmente maior 36 é mostrada em sólido prestes a entrar na osteotomia e novamente aproximadamente 2/3 na osteotomia 32. Deve-se entender que o osteótomo 36 é continuamente rotacionado em alta velocidade em uma direção de densificação (por exemplo, em sentido anti-horário) e avançado de modo forçado e simultâneo em uma osteotomia 32 pelos esforços manuais do cirurgião. A linha de construção 78 indica a trajetória de cilíndrico (isto é, não cônica) da extremidade apical 48 à medida que a mesma se move do topo ao fundo dentro da osteotomia 32. Em outras palavras, o diâmetro da extremidade apical 48 permanece igual, e, portanto, o diâmetro de sua trajetória 78 também permanece constante sobre a distância que a mesma percorre. Quando o osteótomo 36 entra primeiro na osteotomia 32 conforme mostrado em sólido, o diâmetro internacional da osteotomia 76 anterior é aproximadamente igual ao diâmetro da extremidade apical 48. No entanto, o diâmetro internacional da osteotomia 76 anterior progressivamente se torna mais estreito (isto é, afunila para dentro) em direção ao fundo 35 da osteotomia 32. Ainda conforme mostrado, a trajetória de cilíndrico da extremidade apical 48 permanece constante. Portanto, à medida que o osteótomo 36 avança mais profundamente em direção ao fundo 35 da osteotomia 32, cada vez mais osso é moído e/ou deslocado para abrir espaço para o osteótomo 36 de avanço (maior). A região 80, definida como o espaço anular entre superfícies 76 e 78 (mais uma porção da extremidade apical 48), representa o material ósseo que é triturado e/ou deslocado pelas arestas dos rebordos 50 mais externas à medida que a extremidade apical 48 abre caminho para a profundidade total da osteotomia 32. A região 80 triturada ou moída inclui não somente as paredes laterais, mas também a extremidade apical 48 do osteótomo 32. Como lembrete, o ângulo de conicidade é mostrado substancialmente exagerado na Figura 17, de modo que a região de moagem 80 pareça muito maior do que seria o caso com um ângulo de conicidade menor de cerca de 2°-3°. Em uma operação subsequente (não mostrada), quando outro osteótomo 36 do próximo tamanho maior é usado para expandir mais a osteotomia 32, uma região similar (mas maior) 80 sairá à medida que sua extremidade apical 48 é impulsionada ao fundo 35 da osteotomia 32, e assim por diante.

[0100] Permanecendo dentro do contexto da Figura 17, a superfície 82 indica a parede externa da osteotomia 32 conforme preparado pela operação de expansão de osteótomo 36 quando sua extremidade apical 48 alcança o fundo 35. A superfície 82 é um negativo substancialmente perfeito do corpo de osteótomo 42 rotatório. Em outras palavras, a superfície 82 terá um afunilamento igual ao do osteótomo corpo 42, e uma impressão de fundo feita pela extremidade apical 48 rotatória do osteótomo ilustrado. A região 84, definida como o espaço anular entre superfícies 78 e 82, representa o material ósseo que é plasticamente deslocado pelas arestas de trabalho 72 das superfícies de contato à medida que o osteótomo corpo 42 abre caminho à profundidade total da osteotomia 32. Todo o osso material dentro da região 84 é compactado radialmente para fora à estrutura de osso circundante sem corte, e, portanto, representa uma zona de osso densificado.

[0101] Uma observação importante pode ser declarada como: “O que acontece ao material ósseo moído/triturado que ocupou uma vez a região 80?”. Conforme mencionado anteriormente, o osteótomo 36 é configurado para autoenxertar e compactar simultaneamente o osso moído/triturado da região 80 à medida que o mesmo é rotacionado e avançado de modo forçado na osteotomia 32. Os suplementos de fenômenos de autoenxerto, a compactação de osso básica e efeitos de condensação descritos acima para densificar mais as paredes internas 82 da osteotomia. Ademais, o autoenxerto - que é o processo de repatriar o próprio material ósseo do paciente - acentua as propriedades de cicatrização natural no corpo humano para acelerar a recuperação e aprimorar a osseointegração.

[0102] Voltando-se para a Figura 20, uma vista expandida é mostrada da interface entre a extremidade apical 48 e o material de osso hospedeiro conforme tomado a partir da área circunscrita na Figura 17. No ponto em que a aresta mais externa de cada rebordo 50 rotatório e de avanço de modo forçado entra em contato com o osso, o atrito faz com que o osso seja moído. Os detritos de ossos são coletados principalmente nos segundos flancos de fuga 56, isto é, imediatamente atrás dos respectivos primeiros flancos de fuga 54. Uma parte dos detritos de ossos acumulados migra radialmente para dentro ao longo dos rebordos 50 e é transportada por todo o caminho ao fundo da osteotomia 32. O restante dos detritos de ossos acumulados é distribuído ao longo das ranhuras 62 que cruzam diretamente os segundos flancos de fuga 56 pela pressão exercida através dos esforços de impulsão manual do cirurgião. Isso é ilustrado na Figura 21. Observe que uma pluralidade de ranhuras 62 se abrem nos segundos flancos de fuga 56. (Consultar também a Figura 43 na qual uma pluralidade de ranhuras 162 são claramente mostradas em encontro com cada segundo flanco de fuga 156 para receber um fluxo a montante de pasta fluida óssea no modo de densificação). Nos osteótomos 36 de menor diâmetro, talvez somente duas ranhuras 62 cruzarão os segundos flancos de fuga 56. No entanto, à medida que o diâmetro de osteótomo 36 aumenta, a oportunidade de três ou mais ranhuras 62 para aceitar o fluxo a jusante de partículas de osso diretamente dos segundos flancos de fuga 56 se torna muito prática. Essas ranhuras 62 transportam prontamente detritos de ossos da interface de moagem, reduzindo assim a possibilidade de necrose induzida por calor e/ou pressão nas partículas de osso. Apesar da abundante capacidade de fluxo a jusante permitida pela pluralidade de ranhuras 62 que se abre nos segundos flancos de fuga 56, é possível que uma pequena fração dos detritos de ossos poderia se derramar nas cavidades de alívio 58, mas isso é de significância mínima.

[0103] Os detritos de ossos que são distribuídos até as ranhuras 62 abrem caminho em direção às faces de superfície de contato 70 associadas em que os mesmos são varridos e pressionados nas paredes celulares da osteotomia 32 e imediatamente enxertados de volta ao osso do paciente muito próximo ao mesmo onde os mesmos foram coletados. Os detritos de ossos que são transportados ao fundo da osteotomia 32 são varridos e prensados no fundo da osteotomia 32. Como resultado, uma zona de autoenxerto 86 é desenvolvido ao redor e sob a região de compactação 84, conforme mostrado na Figura 17. De modo interessante, a zona de autoenxerto 86 é mais fina onde a zona de compactação 84 é mais fina, e em contrapartida, a zona de autoenxerto 86 é mais espessa onde a zona de compactação 84 é mais fina. E na osteotomia fundo 35 onde há pouca a absolutamente nenhuma compactação, há uma zona significativa de autoenxerto 86 que serve para densificar (e estimular positivamente) uma área da osteotomia 32 que, de outro modo, poderia não ser densificada. Isso é confirmado na imagem de micro-CT da Figura 22, osteotomia extrema direita. Portanto, pode-se verificar que os fenômenos de autoenxerto é um complemento ideal à compactação de osso básica e efeitos de condensação ao preparar uma osteotomia 32 para receber um implante 34 ou outro dispositivo de fixação.

[0104] As Figuras 22 a 23D são imagens de micro-CT desenvolvidas em tíbia porcina. A Figura 22 é um pedaço transversal através de um platô tibial medial Suíno 03 com furos comparativos criados por três diferentes métodos. A osteotomia extrema esquerda foi criada com o uso de uma broca de técnica anterior. Observar as paredes laterais irregulares ásperas. A osteotomia central foi criada por um osteótomo rotatório 36 como na Figura 6 rotacionado em uma direção de corte (isto é, no modo de corte). Observar as paredes laterais relativamente limpas/uniformes. A osteotomia extrema direita foi elevada pelo osteótomo rotatório 36 da Figura 6 rotacionado em uma direção de sentido anti-horário (isto é, no modo de densificação).

[0105] As Figuras 23A-D são imagens de micro-CT desenvolvidas em diferentes tipos de tíbia porcina com o uso do osteótomo rotatório 36 da Figura 6 rotacionado em direções tanto de corte quanto de densificação. Ambas as Figuras 23A e 23C retratam vistas em fatia axial de furos de platô tibial medial Suíno 03. Ambas as Figuras 23B e 23D retratam vistas em fatia axial de furos de platô tibial medial Suíno 02. Nas Figuras 23A & 23B, o osteótomo rotatório 36 foi rotacionado na direção de corte (modo de corte). Nas Figuras 23C & 23D, o osteótomo rotatório 36 foi rotacionado na direção inversa (modo de densificação). Essas imagens são comparadas e contrastadas entre si para ilustrar os efeitos do mesmo osteótomo rotatório 36 rotacionado no sentido horário para concluir o corte e em sentido anti- horário para concluir osseodensificação em dois tipos de ossos diferentes. Uma crosta de densificação (camada de suporte) nas paredes laterais de osso pode ser identificada pelas regiões brancas que circundam as osteotomias na Figura 22 (extrema direita) e nas Figuras 23C e 23D.

[0106] Para resumir, a osseodensificação é um método para preservar o osso e seu teor de colágeno para intensificar sua plasticidade. Isso permitirá expandir uma osteotomia 32 por compactação (e/ou por corte quando a rotação é invertida) com um osteótomo rotatório 34 em preparação para um implante ou acessório 34 subsequentemente colocado. As etapas básicas do método começam com a provisão de um material hospedeiro que, na modalidade preferencial é osso, no entanto, em outras aplicações contempladas, poderia ser materiais não ósseos celulares ou não celulares. Um furo precursor 32 é também criado no material hospedeiro. Esse furo precursor poderia ser tanto um furo-piloto perfurado com uma broca de torção padrão de diâmetro relativamente pequeno ou um furo formado pela aplicação anterior das técnicas de corte ou densificação de um precursor osteótomo rotatório. Em qualquer caso, o furo precursor 32 tem uma superfície interior (isto é, parede lateral 76) que se estende entre uma entrada geralmente circular 33 em uma superfície do material hospedeiro exposta e um fundo 35 que é fechado, mais comumente pelo material hospedeiro. O fundo 35 terá um formato geralmente cônico conforme criado pela ponta da broca-piloto ou osteótomo 36 precedente. Se o furo precursor for formado por uma aplicação anterior de um osteótomo rotatório 36, então sua superfície interior será cônica com um formato frustro-cônico, e com a entrada 33 que tem um ligeiramente diâmetro maior do que o fundo 35.

[0107] O método inclui adicionalmente a etapa de fornecer um osteótomo rotatório 36 configurado para ser rotacionado em alta velocidade tanto na direção de corte como na direção de densificação. Caso o osteótomo 36 se expanda por compactação ou por corte, o mesmo rotaciona em alta velocidade em oposição aos movimentos de oscilação/balanço de baixa velocidade conforme ensinado por alguns sistemas de técnica anterior. O osteótomo 36 compreende uma haste 40 e um corpo 42 unido à haste 40. O corpo 42 tem uma extremidade apical 48 remota à haste 40, e um perfil conicamente afunilado que diminui de um diâmetro máximo adjacente à haste 40 a um diâmetro mínimo adjacente a extremidade apical 48.

[0108] O osteótomo 36 é conectado de modo operativo a um motor cirúrgico 38, com sua velocidade de rotação definido em algum ponto entre cerca de 200-2000 RPM e sua definição de torque em cerca de 5-50 Ncm. Durante o procedimento, a irrigação abundante é fornecida na forma de uma corrente contínua de um líquido substancialmente incompressível 102 no corpo rotatório 42 adjacente à entrada 33 ao furo precursor 32.

[0109] O corpo 42 é continuamente rotacionado em uma direção de densificação enquanto sua ponta apical 48 é avançada de modo forçado pelo cirurgião na entrada 33 do furo precursor 32. Os resultados de avanço continuado em uma expansão do furo precursor 32 impulsionando-se de modo forçado o corpo rotatório 42 de modo que suas arestas de trabalho 72 sejam varridas contra a superfície interior do furo precursor 32 para expandir gentilmente o osso por deformações plásticas incrementais que causam uma expansão progressiva do furo precursor 32 que começa adjacente à entrada 33 e se desenvolve em um padrão frustro-cônico para baixo em direção ao fundo 35. Essa etapa de expansão inclui preferencialmente atingir axialmente ou bombear o corpo rotatório 42 dentro do furo precursor 32 de modo que as arestas de trabalho 72 lapidem alternadamente contra a superfície interior do osso com movimento para baixo e então se separem da superfície interior com movimento para cima em movimentos sempre mais profundos que causam uma deformação plástica progressiva da superfície interior do furo precursor. Quando as arestas de trabalho 72 estão em contato físico com o osso, o cirurgião pode aplicar manualmente a axial pressão variável dependendo da responsividade sentida no tato do osso. A etapa de expansão também inclui lapidar as arestas de trabalho 72 contra a superfície interior do furo precursor 32 sem as arestas de trabalho 72 que cortam o osso circundante, e de maneira em que a taxa de avanço em direção ao fundo 35 do furo precursor 32 é independente da taxa de rotação do corpo 42. Essa última característica contrasta com alguns sistemas de técnica anterior que acoplam a rotação de ferramenta com a taxa de avanço.

[0110] Aprimoramentos notáveis nessa presente invenção incluem: moer uma quantidade progressivamente maior de material ósseo com a extremidade apical 48 à medida que o corpo 42 avança mais profundamente na osteotomia 32, autoenxertar o material ósseo moído no osso hospedeiro dentro da osteotomia 32 e compactar o material ósseo moído no osso hospedeiro com o corpo 42 com ranhura, e também gerar uma força de reação axial oposta (Ry) em oposição à direção de avanço do corpo 42 na osteotomia 32. A força de reação axial oposta (Ry) é criada pela configuração dos rebordos 50 e/ou das arestas de trabalho 72.

[0111] Depois de remover o osteótomo 36 do furo expandido, etapas de expansão adicional podem ser praticadas para tornar o furo ainda maior, ou a porção de acessório de um implante 34 ou outro dispositivo de ancoragem pode ser inserido na osteotomia 32 preparada. A etapa de instalar um acessório 34 ou âncora incluiria engatar diretamente uma forma de rosca de ancoragem exterior do acessório 34 ou âncora no furo expandido que foi formado pelas arestas de trabalho 72.

[0112] As ferramentas e técnicas desta invenção são prontamente adaptáveis aos métodos de guias de colocação de implante gerados por computador, como aqueles descritos, por exemplo, no próprio documento da Depositante no WO 2016/187493 por Huwais, publicado em 24 de novembro de 2016 (cuja revelação é incorporada por meio deste documento a título de referência em jurisdições que permitem a incorporação a título de referência). De acordo com aqueles métodos, um modelo de computador é criado gerando detalhes estruturais de maxilar 30, informações de formato de superfície de goma e informações de formato de prótese de dente ou dentária proposta. O modelo de computador mostra a estrutura de osso, superfície de goma e imagens de dentes apropriadamente referenciadas entre si de modo que as posições de osteotomia 32 possam ser selecionadas levando em consideração o posicionamento apropriado dentro do osso 30 assim como o posicionamento apropriado em relação ao implante 34.

[0113] As Figuras 24 a 26 ilustram uma modalidade alternativa desta invenção, ou seja, um osteótomo 90 ultrassônico configurado para expandir uma osteotomia sem rotação. O osteótomo 90 ultrassônico inclui uma haste e um corpo 92 contíguo. O corpo 92 tem uma extremidade apical 94 remota à haste. O corpo 92 é geralmente suave (isto é, sem caneletas) e tem um perfil conicamente afunilado que diminui de um diâmetro máximo adjacente à haste a um diâmetro mínimo adjacente a extremidade apical 94. A proporção geral e dimensões do corpo 92 será similar às do corpo 42 nos exemplos precedentes. A extremidade apical 94 inclui uma formação de moagem unidirecional que pode tomar a forma de uma superfície rugosa. Visto que o osteótomo 90 ultrassônico vibra em uma alta frequência (como por um gerador ultrassônico cirúrgico fora da prateleira comercial) a extremidade apical 94 tem o efeito de moer alguma pequena porção do osso de maneira não muito dissimilar a da extremidade apical 48 nas primeiras modalidades. O corpo 92 inclui adicionalmente uma rampa de autoenxerto 96 configurada para enxertar e compactar osso depois que o osso foi pulverizado de modo ultrassônico pela extremidade apical 94 à medida que o corpo avança de modo forçado em uma osteotomia de modo simultâneo com vibração de alta frequência. Nesse exemplo, a rampa de autoenxerto 96 é um membro frustro-cônico disposto imediatamente abaixo da porção cônica suave do corpo 92. A rampa de autoenxerto 96 se estende em um primeiro ângulo que é maior do que a conicidade do corpo 92, de modo que os detritos de ossos granulares serão empacotados nas paredes circundantes da osteotomia com ação similar a cunha.

[0114] As Figuras 27 a 27B se destinam a ilustrar, para o benefício dos elementos versados, que os princípios desta invenção não são limitados às aplicações dentárias, mas qualquer local de preparação de osso dentro do corpo humano (ou animal) pode ser investigado para adequabilidade. Indicadores iniciais revelam que as aplicações nas vertebras e mão/pulso são candidatos primários para osteotomias 32 formados com um osteótomo rotatório 36. No entanto, a faixa potencial de aplicações não é limitada às regiões indicadas na Figura 27, nem mesmo a pacientes humanos.

[0115] Ademais, conforme mostrado na Figura 28 os princípios desta invenção não são limitados ao osso como o material hospedeiro. De fato, o osteótomo ou ferramenta rotatória 36 desta invenção pode ser configurada para expandir um furo em quase qualquer tipo de material celular ou sólido por corte e/ou compactação. (Em aplicações não médicas, o osteótomo 36 deve ser identificado como simplesmente uma ferramenta ou ferramenta rotatória para evitar a confusão com o prefixo ósteo que implica uso no osso.) Nessa ilustração, uma seção de espuma de metal 98 pode ser do tipo usado em aeroespaço, proteção contra calor e outras aplicações cruciais. A espuma metálica é mostrada incluindo um furo 100 formado por compactação de acordo com os métodos descritos acima. O furo resultante 100 é mais bem preparado para receber um parafuso ou outra âncora de fixação devido ao fato de que sua parede lateral interna foi densificada pelo deslocamento compressivo e efeitos de autoenxerto desta invenção. Adicionalmente às espumas de metal, quaisquer materiais orgânicos que têm propriedades viscoelásticas similares a osso vivo são especialmente candidatos satisfatórios. Uma experimentação também foi feita com formação com furo em materiais orgânicos não celulares como placa de alumínio e plástico. Determinados benefícios foram apresentados assim como nesses materiais não celulares, de modo que o potencial de aprimorar parafuso ou retenção de âncora por furo preparação com o uso de os princípios desta invenção são totalmente contemplados.

[0116] Em referência agora às Figuras 29 a 32, um modo operacional acentuado da presente invenção será descrito quando combinado com um fluxo contínuo de fluido de irrigação 102, tal como por uma peça manual de irrigação externa. O fluido de irrigação é preferencialmente um líquido incompressível como solução salina estéril ou água, no entanto, outros líquidos adequados poderiam ser usados em vez disso.

[0117] A Figura 29 corresponde, em geral, às Figuras 7 e 11, mas com uma distinção particular - as arestas de trabalho 72 do osteótomo 36 são ligeiramente separadas da parede lateral interna da osteotomia 32 conforme ocorre repetidamente enquanto pratica a técnica de "rebatimento" controlado descrita acima. Essa separação é visível na vista expandida da Figura 30. Quando um fluxo contínuo de fluido irrigante 102 é fornecido e o osteótomo rotatório 36 é rotacionado no modo de densificação, a torção inversa das ranhuras 62 impele (bombeia) o fluido de irrigação 102 para baixo em direção ao fundo 35 da osteotomia 32. Ou seja, as ranhuras 62 transportam o fluido irrigam algo semelhante aos elementos de geração de empuxo axial de uma bomba tipo parafuso ou propulsor marinho. Como resultado, o fluido irrigante 102 é acionado de modo forçado em direção ao fundo 35 do furo precursor por todo o procedimento cirúrgico. Essa ação de bombeamento ou propulsão é retratado pelas setas de torção para baixo na Figura 29.

[0118] O fluido de irrigação 102 abundante é continuamente impulsionado para fora da osteotomia 32 na lacuna ao redor do osteótomo 36. (Será verificado que quando a ferramenta 36 é usada em aplicações não médicas, em vez de uma osteotomia 32, a ferramenta 36 é colocada na entrada a um furo 100 na superfície de um material hospedeiro.) Desse modo, contanto que o fluxo de fluido irrigante 102 seja mantido e o osteótomo 36 seja rotacionado dentro da osteotomia 32, é criada uma pressão hidráulica que impulsiona para fora dentro da osteotomia 32. Um gradiente de pressão geralmente uniforme 104 no fluido irrigante é ilustrado por setas radiantes. Quando operado no modo de densificação, o gradiente de pressão impulsiona contra as paredes laterais de osso a todo o tempo durante o procedimento cirúrgico, preparando e pré-condicionando a superfície interior do furo precursor antes da etapa de expansão.

[0119] Quando o osteótomo 36 cônico é segurado (pelo cirurgião) de modo que suas arestas de trabalho 72 são mantidas em separação das paredes laterais internas da osteotomia 32, a preparação de hidratação impelida criada pela ação de bombeamento para baixo das ranhuras 62 será geralmente igualmente distribuída através da superfície interna inteira da osteotomia 32 de acordo com os princípios gerais de hidráulica e dinâmica de fluido. À medida que o cirurgião move o osteótomo 36 rotatório mais profundamente na osteotomia 32, mas ainda suas arestas de trabalho 72 não entram em contato diretamente com as paredes laterais internas da osteotomia 32, conforme mostrado por exemplo nas Figuras 29 e 30, a pressão hidráulica aumentará dentro da osteotomia 32. O fluido de irrigação 102 abundante continua a ser escapado fora da osteotomia 32, mas através de uma lacuna circular menor ao redor do osteótomo 36, que causa o aumento de pressão hidráulica.

[0120] O gradiente de pressão 104 aumentará e diminuirá desse modo em resposta direta à quantidade de força aplicada pelo cirurgião à medida que o mesmo avança repetidamente e relaxa o osteótomo 36 rotatório na osteotomia 32. O gradiente de pressão 104 será o menor quando o osteótomo 36 for segurado distante das paredes laterais da osteotomia 32; e, em contrapartida, será o maior quando as arestas de trabalho 72 do osteótomo 36 são impulsionadas fortemente nas paredes laterais da osteotomia 32. Modulando-se a posição do osteótomo 36 em combinação com um suprimento contínuo de fluido de irrigação 102, o cirurgião pode aplicar uma pressão expansiva uniformemente distribuída com efeito similar a pistão às paredes laterais internas da osteotomia 32 - sem tocar fisicamente as paredes da osteotomia 32 com as arestas de trabalho 72. Esse efeito hidráulico pulsante tem muitas vantagens de pré-condicionamento, que incluem: 1) pré-tensionamento, de modo suave, da estrutura de osso da osteotomia 32 em preparação para contato de compactação subsequente, 2) retorno tátil transmitido através do osteótomo 36 que permite que o cirurgião discerne de modo tátil a pressão instantaneamente aplicada antes do contato real entre o osteótomo 36 e paredes laterais, 3) hidratação acentuada da estrutura de osso que aumenta a dureza do osso e aumenta a plasticidade do osso, 4) infusão hidraulicamente auxiliada dos fragmentos de ossos 80 na estrutura de treliça do osso circundante, 5) transferência de calor reduzida, 6) lubricidade hidrodinâmica, 7) amortecimento ou atenuamento do trauma sentido pelo paciente, e assim por diante.

[0121] Em relação às vantagens de retorno tátil, o fluido de irrigação 102 pressurizado terá um efeito de amplificação significante conforme comparado a um cenário imaginado no qual nenhum fluido irrigante é usado. Na última hipótese, o retorno tátil é produzido somente pelo contato físico direto entre as paredes laterais de osso e as arestas de trabalho 72 e rebordos 50. Quando o cirurgião “rebate” o osteótomo em uso, retorno tátil pararia abruptamente no momento em que há uma separação entre as paredes laterais de osso e as arestas de trabalho 72 e rebordos 50. No entanto, com fluido irrigante 102 o retorno tátil é aumentado por forças de reação, todas ao longo da ponta apical 48 assim como pelo gradiente de pressão 104 que circunda o osteótomo 36 mesmo quando há uma ligeira separação entre as paredes laterais de osso e as arestas de trabalho 72 e rebordos 50 como no exemplo da Figura 30.

[0122] A Figura 31 retrata, graficamente, a gradiente de pressão 104 conforme exercido contra as paredes laterais internas da osteotomia 32 quando o cirurgião coloca as arestas de trabalho 72 do osteótomo 36 rotatório em contato direto com as paredes laterais de osso. As setas que irradiam normalmente das paredes laterais da osteotomia 32 continuam a representar o gradiente de pressão 104. Quando as arestas de trabalho 72 do osteótomo 36 rompem a camada de suporte hidrodinâmica, os mesmos realizarão a ação compacta descrita em detalhes acima. Na região de contato direto, a gradiente de pressão 104 experimentará um aumento agudo como resultado de pressão mecanicamente aplicada através das arestas de trabalho 72, que, por sua vez, faz com que a estrutura de osso se deforme plasticamente. Entretanto, o fluido irrigante 102 capturado abaixo do osteótomo 36 continuará a aplicar uma pressão hidrostática de pré-condicionamento abaixo da ponta apical 48 do osteótomo 36. Atingindo-se axialmente o corpo rotatório 42 dentro do furo precursor 32, a pressão hidráulica dentro do furo precursor irá modular em resposta direta aos movimentos do cirurgião. E então, em prática, um cirurgião aplicará força de relaxamento no osteótomo 36 continuamente rotatório para avançar continuamente o osteótomo 36 cada vez mais profundamente em direção ao seu fundo 35 até que uma profundidade final desejada seja alcançada. O auxílio hidráulico fornecido pelo fluido irrigante 102 permite um procedimento de expansão muito mais frio, rápido, suave e controlável. Ademais, o efeito de amortecimento fornecido pela ação hidráulica do fluido irrigante 102 ajuda a atenuar a sensação do paciente de força aplicada pelo cirurgião, resultando assim em uma experiência mais confortável.

[0123] A Figura 32 retrata um corte transversal horizontal através da osteotomia 32, conforme tomado geralmente ao longo das linhas 32-32 nas Figuras 31. A Figura 32 oferece um panorama do gradiente de pressão 104 instantâneo ao redor de uma aresta de trabalho 72 do osteótomo 36. Conforme pode ser prontamente observado nessa vista, o gradiente de pressão instantânea 104 será relativamente baixo na região das ranhuras 62. Pode-se esperar que o gradiente de pressão instantânea 104 na região das ranhuras 62 será próximo em valor ao gradiente de pressão abaixo da ponta apical 48 do osteótomo 36. No entanto, a pressão aumenta rapidamente, isto é, atinge seu pico, à medida que as faces de superfície de contato 70 atuam como cristas para comprimir rapidamente o fluido 102 antecipadamente das arestas de trabalho 72. O fluido irrigante 102 capturado entre as faces de superfície de contato 70 e a parede interna da osteotomia 32 atua como uma camada de atenuamento de alta pressão sempre à frente (isto é, adiante) das arestas de trabalho 72, e atuam em conjunto vigorosamente na estrutura de osso da osteotomia 32 para ajudar a expandir diâmetro e produzir uma camada de suporte (crosta de densificação) em osso (ou uma crosta de endurecimento no caso de metais e outros materiais hospedeiros diferentes de ossos). As arestas de trabalho 72, que seguem perpetuamente a camada de atenuamento de alta pressão durante rotação na direção de densificação, se rompem através da camada de atenuamento para entrar em contato diretamente com as paredes laterais de osso quando força para baixo suficiente é aplicada pelo cirurgião.

[0124] Quando contato direto de osso à aresta é realizado, as arestas de trabalho 72 realiza a ação de compactação descrita acima para expandir simultaneamente a osteotomia 32 e criar a crosta de densificação (camada de suporte) nas paredes laterais de osso. No entanto, tão logo o cirurgião levanta o osteótomo 36 mesmo que um pouco, mais fluido irrigante 102 lava a superfície recém- brunida. Portanto, quando o cirurgião levanta suavemente o osteótomo 36 depois de ter feito algum progresso de expansão, uma lavagem de fluido irrigante 102 pressurizado imediatamente intensifica a hidratação da estrutura de osso, pré- estressa suavemente a estrutura de osso em preparação para compactação adicional pelas arestas de trabalho 72, intensifica hidraulicamente os fragmentos de ossos 80 na estrutura de treliça do osso circundante, resfria a interface, e assim por diante. Esse ciclo pode se repetir muitas vezes à medida que o cirurgião rebate gentilmente o osteótomo 36 rapidamente rotatório à profundidade final. Em muitos casos, o cirurgião irá rebater o osteótomo 36 rotatório dentro e fora de contato com a parede lateral de osso de 5 a 20 vezes antes de alcançar o fundo 35. Com cada rebatimento, a pressão hidráulica aumenta subitamente logo antes de direcionar contato para pré- condicionar a osteotomia 32 e assim aprimorar tanto o desempenho quanto os resultados.

[0125] O método desta invenção, portanto, inclui a etapa de pré-condicionar a superfície interior do furo precursor 32 antes da etapa de expansão descrita acima. A etapa de pré-condicionamento inclui formar pressão hidráulica dentro do furo precursor 32 entre a ponta apical 48 e o fundo 35 impelindo-se o liquido incompressível 102 entre as ranhuras 62 do osteótomo 36 rotatório de alta velocidade em direção ao fundo do furo precursor 32. A pressão hidráulica pode ser modulada dentro do furo precursor 32 em resposta direta e, de certa forma, proporcional à etapa de atingir axialmente o corpo rotatório 42 dentro do furo precursor 32. A etapa de pré- condicionamento inclui adicionalmente gerar uma pressão hidrodinâmica elevada a aumentar subitamente ou a atingir o pico imediatamente a montante, que está na direção angular de rotação, da aresta de trabalho 72. A etapa de geração inclui adicionalmente localizar o pico de pressão radialmente para fora da face de superfície de contato 70 de cada superfície de contato. Conforme mostrado graficamente na Figura 32, o pico de pressão hidrodinâmica é menor do que a pressão mecânica elevada no material hospedeiro pelo contato físico direto da aresta de trabalho 72, mas maior do que a gradiente de pressão nos bolsos das ranhuras 62.

[0126] A presente invenção, quando operada com um suprimento contínuo de fluido irrigante 102, pode ser usada para formar furos em muitos tipos diferentes de materiais adicionalmente ao osso. Por exemplo, metais maleáveis (por exemplo, alumínio) ou plásticos podem ser usados no material hospedeiro. O fluido irrigante nessas circunstâncias pode ser um óleo ou substância de fluido de corte em vez de água ou salino. Quando o material hospedeiro diferente de osso é celular, como no caso de espumas de metal e polímeros, o material hospedeiro pode se comportar de certa forma como osso. No entanto, quando o material hospedeiro em estoque deslocado não celular, mas preferencialmente sólido terá uma tendência a se amontoar acima e abaixo do furo em vez de ser autoenxertado nas paredes laterais do furo 100. Esse amontoamento representa material maleável que é plasticamente deslocado pela onda de compressão da aresta de trabalho 72, e adicionalmente acentuado de modo geral pela assistência hidráulica supracitada. Como resultado, a espessura de estoque eficaz ao redor de um furo formado em material não celular será substancialmente maior do que a espessura de estoque original.

[0127] Consequentemente, a presente invenção pode ser usada em aplicações não médicas como uma ferramenta e método de formação de furo caracterizado por compactação hidrodinâmica. Vantagens e benefícios de compactação hidrodinâmica incluem baixa deformação plástica devido à laminação e contato de deslizamento com a ferramenta rotatória 36. A compactação hidrodinâmica ocorre com uma ferramenta 36 que tem arestas de trabalho 72 para densificar as paredes laterais do furo conforme a mesma é formada. A lubrificação/irrigação é fornecida para eliminar o sobreaquecimento e para criar uma camada hidrodinâmica de viscose de densificação, entre muitas outras vantagens. A compactação hidrodinâmica ocorre quando a carga é bem controlada abaixo da força final. A compactação hidrodinâmica ocorre quando um grande ângulo de saída negativo (aresta sem corte) é usado como uma aresta de compactação. Enquanto brocas de torção regulares ou brocas com ranhuras retas têm 2 a 3 superfícies de contato para guiar os mesmos através do furo, brocas de compactação hidrodinâmicas têm preferencialmente 4 ou mais superfícies de contato e ranhuras.

[0128] Os técnicos no assunto verificarão que o osteótomo desta invenção poderiam ser configurados com um corpo reto ou não cônico em vez da extremidade de trabalho cônica conforme mostrado nas ilustrações. Consequentemente, as técnicas de expansão de osteotomia descritas podem ser acompanhadas com o uso de ferramentas não cônicas por meio do método inovador de compactação em combinação com efeitos hidrodinâmicos.

[0129] Em referência agora às Figuras 33 a 47, um osteótomo modificado e rotatório acentuado é geralmente indicado em 136. Em todas as Figuras 33 a 47, as referências numéricas introduzidas acima, mas desviadas por 100 são usadas para identificar recursos similares ou correspondentes. Desse modo, o osteótomo rotatório 136 se compara ao osteótomo rotatório 36 das Figuras 5 a 21 e 29 a 32, e compartilha muitos recursos similares com o mesmo. De fato, o osteótomo rotatório acentuado 136 e o osteótomo rotatório 36 anterior são substancialmente idênticos na maior parte dos aspectos, e economizam o formato de suas ranhuras 162, 62, respectivamente. As ranhuras 162 do osteótomo rotatório acentuado 136 são especialmente formados para alcançar um resultado não possível com o osteótomo rotatório 36 anterior, ou seja, um grau moderado de densificação quando operado no modo de corte. O osteótomo rotatório 36 das Figuras 5 a 21 e 29 a 32 não teve capacidade de produzir uma camada de suporte quando operada no modo de corte, conforme pode ser discernido pelas imagens de micro-CT na Figura 22 (centro) e nas Figuras 23A e 23B. No entanto, a geometria modificada das ranhuras 162 permite que o osteótomo rotatório acentuado 136 produza uma crosta parcialmente densificada quando rotacionado na direção de corte. Consultar Figura 38. A camada de suporte de estágio inicial produzida no modo de corte pelo osteótomo rotatório acentuado 136 é menos desenvolvida do que quando o mesmo osteótomo rotatório acentuado 136 é operado no modo de densificação. Todavia, essa capacidade de alcançar algum grau de densificação no modo de corte pode se provar útil ao cirurgião em muitas aplicações, tais como osso rígido para citar um. E, se for desejado, a camada de suporte pode ser adicionalmente acentuada realizando-se um protocolo de densidade pós corte (DAC) inovador que será descrito abaixo.

[0130] A Figura 33 é uma elevação lateral do osteótomo rotatório acentuado 136. O corpo 142 do osteótomo rotatório 136 inclui uma seção de batente 106 que se estende entre a terminação das ranhuras 162 e a transição 146. A seção de batente 106 produz uma ação de tamponamento vital para prevenir a migração continuada de partículas de osso ao longo das ranhuras 162 no modo de corte, e assim a autopreensão do desempenho de corte do osteótomo 136 quando operado na direção de corte. A Figura 34, que é um corte transversal tomado de modo helicoidal ao longo de 34-34 na Figura 33, revela duas ranhuras 162 diametralmente opostas. As ranhuras 162 do osteótomo rotatório acentuado 136 são modeladas para diminuir progressivamente de tamanho (isto é, a área de corte transversal) a partir da extremidade apical 48.

[0131] Na prática, foi constatado que o comprimento axial da seção de batente 106 deve ser pelo menos igual à largura média das ranhuras 162 e, preferencialmente, maior do que a mesma. Ou seja, se a largura média das ranhuras 162, conforme medido ao longo de seu comprimento helicoidal total, é 1,8 mm, por exemplo, então o comprimento axial da seção de batente 106 deve ser pelo menos 1,8 mm, por exemplo. Em prática, para aplicações dentárias, a seção de batente será maior ou igual a cerca de 2mm, conforme sugerido na Figura 42. Para maiores aplicações ortopédicas, as ranhuras 162 podem ser maiores e, desse modo, a seção de batente 106, de modo similar, pode ser mais alta para alcançar a ação de tamponamento desejada.

[0132] Uma parte dos recursos relevantes das ranhuras 162 é expressamente chamada na Figura 35 de corte transversal. Aqui, o diâmetro de núcleo 174 é identificado, o que corresponde à profundidade das ranhuras 162 ao longo do comprimento de o corpo 142. O ângulo de saída é também identificado ao longo de uma face de corte 166. É também identificado um ângulo lateral de quina, o que corresponde ao ângulo aproximado das faces de densificação 164 de cada ranhura 162. O ângulo de alívio por trás de cada aresta de trabalho 172 é mostrado, junto com a largura de superfície de contato para uma das faces de superfície de contato 170. Esses diagramas são fornecidos para facilitar a compreensão das descrições a seguir das geometrias de ranhura 162 aumentadas que caracterizam o osteótomo rotatório acentuado 136.

[0133] No projeto acentuado, os ângulos de saída (isto é, a relação angular entre cada face de corte 166 e uma radial que atravessa a aresta de trabalho 172 correspondente) foram mudados para negativo (como uma ferramenta de brunimento) ao longo de substancialmente todo o seu comprimento. (Uma modalidade alternativa mencionada abaixo descreve uma variação na qual a porção dianteira inferior de cada ranhura tem um ataque zero agressivo ou mesmo positivo, mas se transforma em um ataque negativo aproximadamente no meio do corpo.) O ângulo de saída do osteótomo rotatório 36 inicialmente descrito foi preferencialmente estabelecido em zero ao longo do comprimento inteiro das ranhuras 62. Consultar a Figura 16. Embora os ângulos de saída negativos do osteótomo rotatório acentuado 136 possam variar amplamente, moagens entre cerca de -1° e -75° (isto é, negativo como para uma ferramenta de brunimento) podem permitir as vantagens novas e anteriormente não antecipadas desta modalidade enquanto ainda produzindo resultados de corte satisfatórios. A faixa declarada pode ser aprimorada, de certa forma, mantendo-se os ângulos de saída negativos entre cerca de -5° e -65°. Resultados de corte ainda melhores podem ser obtidos definindo-se os ângulos de saída entre cerca de -5° e - 50°. Em alguns casos, resultados superiores foram alcançados quando os ângulos de saída são entre cerca de -10° e -40°.

[0134] O mesmo ou geralmente o mesmo ângulo de saída negativo pode ser mantido ao longo do comprimento inteiro da ranhura 162. Por exemplo, nas imagens das Figuras 43 a 46, o ângulo de saída permanece em uma faixa relativamente estrita de cerca de -13° a -28° (variação de ~15°) ao longo dos comprimentos das ranhuras 162. Especificamente, os ângulos de saída são medidos em cerca de -28°/-18°/-13°/- 24° para as Figuras 43 a 46, respectivamente. Oscilações como essa podem, em alguns casos, ser obrigatórias por restrições de fabricação. O ângulo de saída negativo pode ser intencionalmente projetado para mudar ao longo do comprimento de as ranhuras 162 em vez de ser mantido a uma tolerância. A mudança pode ser relativamente pequena (por exemplo, variação de <30°) ou relativamente grande (por exemplo, variação de >30°). Mudanças intencionais no ângulo de saída podem ser oscilantes (conforme observado em um pequeno grau nas Figuras 43 a 46), regressivas ou progressivas. Uma mudança progressiva indicaria que o ângulo de saída está em seu menor (mais próximo de zero) adjacente à extremidade apical 148 e se desenvolve suavemente a um adjacente máximo à seção de batente 106. Uma mudança progressiva no ataque negativo é ilustrada na Figura 36. Uma mudança regressiva, por outro lado, significaria que o ângulo de saída negativo é maior na extremidade apical 148 e se desenvolve menor (e desse modo, mais agressivo no modo de corte) próximo à seção de batente 106.

[0135] A Figura 36 retrata uma metade da porção de corpo de corte transversal 142 em detalhes exagerados para enfatizar uma mudança progressiva no ângulo de saída negativo, assim como uma diminuição progressiva na profundidade das ranhuras 162. Diversos perfis exemplificadores da uma ranhura 162 em cortes helicoidais visível aparecem acima da ranhura 162 em corte transversal, com linhas de construção que estendem os ângulos de saída por clareza. Notavelmente, o ângulo de saída próximo à extremidade apical 148 é entre cerca de -5° e -10°. No entanto, os ângulos de saída se tornam progressivamente mais negativos em direção à seção de batente 106. Próximo ao término da ranhura 162, o ângulo de saída é cerca de -60° ou -65° o que faz com que a aresta de trabalho 172 tenha mais como uma aresta de compactação do que uma aresta de corte ao rotacionar no modo de corte.

[0136] Assim como os ângulos de saída, os ângulos laterais de quina podem tanto permanecer geralmente constantes (isto é, dentro de uma tolerância) ao longo do comprimento total das ranhuras 162 como podem mudar. As Figuras 36 e 43 a 46 ilustram exemplos em que os ângulos laterais de quina das faces de densificação 164 variam ao longo do comprimento das ranhuras 162 com uma variação total de menos do que 30°. Ao medir o ângulo lateral de quina contra um radial que atravessa o ponto de interseção entre a face de densificação 164 e sua face de superfície de contato associada 170 (como na Figura 35), os ângulos laterais de quina são vistos na Figura 36 como os menores adjacentes à extremidade apical 148, e os maiores adjacentes à seção de batente 106. Nas Figuras 43 a 46, os ângulos laterais de quina são cerca de 39°/42°/44°/65°, respectivamente. Desse modo, os valores absolutos de ambos os ângulos laterais de quina e ângulos de saída podem ser projetados para aumentar de um mínimo adjacente à extremidade apical 148 a um máximo adjacente à seção de batente 106.

[0137] Resultados satisfatórios foram percebidos quando os ângulos laterais de quina são entre cerca de 15° e 55°. Resultados ainda melhores podem ser obtidos definindo-se os ângulos laterais de quina entre cerca de 15° e 40°. E, em alguns casos, resultados superiores foram alcançados quando os ângulos laterais de quina são entre cerca de 15° e 35°.

[0138] Considerando o ângulo de alívio primário (também denominado como uma folga cônica primária, por exemplo, na Figura 16), resultados satisfatórios foram observados quando o ângulo é entre cerca de 6° e 34°. Resultados ainda melhores podem ser obtidos definindo-se os ângulos de alívio primário entre cerca de 6° e 28°. E, em alguns casos resultados superiores foram alcançados quando os ângulos de alívio primários são entre cerca de 10° e 25°.

[0139] A Figura 36 é também notável para as linhas de construção similares a cunha que atravessam as arestas de trabalho (no lado alto) e os perfis de base da ranhura (no lado baixo). Essas linhas de construção reforçam visualmente um recurso dessa modalidade exemplificadora em que a profundidade das ranhuras 162 muda intencionalmente ao longo do comprimento. A mudança na Figura 36 é regressiva, significando que a profundidade de ranhura 162 é um máximo mais próximo à extremidade apical 148, e se torna menor à medida que o mesmo se aproxima da seção de batente 106. Outro modo de descrever essa mudança na configuração de ranhura 162 seria considerar a área de corte transversal da ranhura em cada ponto ao longo de seu comprimento. Novamente, em referência a esses perfis exemplificadores na Figura 36, a área das ranhuras 162 pode ser vista como a menor adjacente à seção de batente 106 e a maior adjacente à extremidade apical 148. A mudança regressiva de profundidade de ranhura 162 e área de corte transversal, conforme mostrado na Figura 36, pode ser combinada com ângulos de saída que são constantes, que oscilam (Figuras 43 a 46), que são progressivos (Fig. 36) ou regressivos. De modo similar, a mudança regressiva em profundidade de ranhura 162 e/ou área pode ser combinada com ângulos laterais de quina que são constantes, oscilantes, progressivos ou regressivos. Acredita-se que uma mudança regressiva em profundidade de ranhura 162 e/ou área combinada com pelo menos algum ângulo de saída negativo é um fator contribuinte relevante às características de modo de corte vantajosas do osteótomo rotatório acentuado 136.

[0140] Para modalidades nas quais o ângulo de saída negativo muda progressivamente, como na Figura 36, resultados satisfatórios podem ser obtidos quando os ângulos de saída começam em cerca de 0° a -30° adjacente à extremidade apical 148 e progride para cerca de -45° a -70° adjacente à seção de batente 106. Ângulos de alívio podem ser formados na faixa de cerca de 5° a 35°. E ângulos laterais de quina podem ser formados na faixa de cerca de 15° a 55°. No entanto, deve-se entender claramente que a mudança progressiva ou regressiva em qualquer uma dessas atitudes das ranhuras 162 não é uma exigência para alcançar as vantagens declaradas do osteótomo rotatório acentuado 136. Por exemplo, a modalidade das Figuras 43 a 46 oferece uma alternativa viável cujo ângulo de saída é não é nem singularmente progressiva nem regressiva.

[0141] Quando o osteótomo rotatório acentuado 136 é usado no modo de corte, partículas de osso preenchem rapidamente as ranhuras 162. As Figuras 37 e 38 retratam um osteótomo rotatório acentuado 136 que é operado no modo de corte. Embora não mostrado aqui, a irrigação externa contínua acompanha o procedimento como nos exemplos anteriores. Na Figura 37, o osteótomo rotatório acentuado 136 descende em uma osteotomia 132 no modo de corte. Partículas de ossos são vistos preenchendo as ranhuras 162. Misturado com sangue e colágeno e fluido irrigante, as lascas de ossos têm a consistência de uma pasta fluida semiviscosa. Na Figura 38, o osteótomo rotatório acentuado 136 alcançou sua profundidade destinada no fundo 135 da osteotomia 132. Observe na Figura 38 quem uma vez que os comprimentos inteiros das ranhuras 162 entraram na osteotomia 132, não há egresso conveniente para a pasta fluida de partícula de osso das ranhuras 162. A seção de batente 106 veda ou captura as partículas de osso entre as ranhuras 162 e as paredes laterais da osteotomia 132 como uma rolha ou um pistão. Se o cirurgião continuar a avançar o osteótomo 136 rotatório mais profundamente na osteotomia 132, resistência substancial será encontrada. A pasta fluida de lasca de osso capturada se tornará pressurizada dentro das ranhuras 162 em resposta à força do impulso do cirurgião. Pressão hidráulica é indicada pelas setas finas direcionadas para fora na Figura 38. A pressão hidráulica pode ser pulsada através da pasta fluida de partícula de osso, se o cirurgião desejar, pela ação de bombeamento supracitada.

[0142] A Figura 40 representa uma vista fragmentária em corte transversal expandida tomada geralmente no meio do comprimento do corpo 142. Nessa Figura, uma única ranhura 162 é mostrada com partículas de osso capturadas depois que a seção de batente 106 desceu totalmente na osteotomia 132 (como na Figura 38). O osteótomo rotatório acentuado 136 nessa ilustração é rotacionado na direção de corte. O ângulo de saída negativo apresentado pela face de corte 166 é evidente. As setas direcionadas para fora indicam pressão hidráulica na pasta fluida de partícula de osso semiviscosa causada, sobretudo, pelo avanço continuado do osteótomo rotatório acentuado 136 depois que as ranhuras 162 submergiram totalmente na osteotomia. A pressão continuada faz com que cada vez mais partículas de osso sejam empacotadas nas ranhuras confinadas 162.

[0143] A Figura 41 é uma vista altamente expandida da área circunscrita em 41 na Figura 40 para mostrar a face de corte 166 e aresta de trabalho 172. Devido à alta pressão elevada na pasta fluida de partícula de osso semiviscosa combinada com o ângulo de saída negativo na face de corte 166, o osteótomo rotatório acentuado 136 que opera no modo de corte começa a forçar a pasta fluida nas superfícies de parede circundante da osteotomia 132, começando assim a formar uma crosta de densificação incipiente. Ou seja, o osteótomo rotatório acentuado 136 com ranhuras 162 de ângulo de saída negativo aumentará ao ponto de produzir uma tensão para fora que separará, de fato, a aresta de trabalho 172 do contato com o osteótomo 132 e interrompe a ação de corte. Uma parte das partículas de osso e colágeno são autoenxertadas diretamente de volta às paredes laterais da osteotomia 132 ao operar no modo de corte. Como resultado, qualquer implante ou acessório subsequentemente instalado para ser aparafusado na osteotomia 132 (isto é, furo no caso de aplicações não médicas) será benéfico com estabilidade inicial elevada.

[0144] Ademais, o osteótomo rotatório acentuado 136 permite um novo protocolo inovador que pode ser denominado como Densificação pós-corte (DAC). O protocolo de DAC é adequado para condições de ossos rígidos, nos quais o mesmo osteótomo rotatório acentuado 136 é usado para cortar e então densificar novamente dentro da mesma osteotomia 132 em uma única operação contínua. Em um caso exemplificador presente em cada osso denso, um cirurgião pode tanto começar primeiro a expandir a osteotomia 132 no modo de corte, ou talvez pode começar com o modo de densificação, mas comutar rapidamente para o modo de corte depois de encontrar forte resistência. Independente disso, o osteótomo rotatório acentuado 136 é avançado na osteotomia 132 até alcançar a profundidade desejada no modo de corte, presumivelmente devido às condições de osso duro fazendo uso de modo de densificação recomendado por enfermidade. Devido a ação de modo de corte, as ranhuras 162 terão pasta fluida de partícula de osso acumulada conforme retratado na Figura 38. Uma vez que a terminação das ranhuras 162 na seção de batente 106 desceu dentro da osteotomia 132, os estágios anteriores de autoenxertagem e condensação começarão, conforme descrito acima. A osteotomia 132 é agora expandida e o cirurgião pode retirar o osteótomo rotatório acentuado 136 e tanto colocar um implante como alargar a osteotomia 132 mais com um osteótomo 136 maior. Alternativamente, o cirurgião pode investir em vez disso alguns segundos adicionais para expandir o protocolo de DAC. O protocolo de DAC inclui as seguintes etapas adicionadas. Sem remover o corpo 142 do osteótomo rotatório acentuado 136 da osteotomia 132, o cirurgião muda o motor de broca para inverso (modo de densificação), ainda definido em alta velocidade rotação, e usa a força centrífuga junto com os perfis de ranhura lateral de quina 162 e o formato cônico do corpo 142 para autoenxertar todas as partículas de osso capturadas restantes e colágeno de volta nas paredes de osteotomia. A irrigação externa abundante continua por todo o procedimento. Uma ação de bombeamento suave, isto é, atingir axialmente o corpo 142 rotatório dentro da osteotomia 132, é recomendada de modo que a extremidade apical 148 entre em contato intermitente com o fundo de osteotomia 135. Essa ação de bombeamento suave em rotação inversa de alta velocidade facilitará uma formação uniforme de uma camada de suporte total ou quase total (isto é, crosta de densificação) como aquela observada nas Figuras 22 (extrema direita), 23C e 23D. Removendo-se o corpo 142 do osteótomo rotatório acentuado 136 da osteotomia 132 antes de comutar a um modo de densificação de operação, o cirurgião redeposita (autoenxerta) as partículas de osso e colágeno cortadas dentro da osteotomia 132 hospedeira.

[0145] As etapas gerais do protocolo de DAC são destacadas na Figura 39 na forma de um fluxograma simplificado. Em referência a essa Figura, o cirurgião determina inicialmente uma profundidade destinada da osteotomia 132. Essa profundidade terá sido anteriormente estabelecida com uma etapa de perfuração piloto e possivelmente uma ou mais etapas de expansão precedentes com o uso de, preferencialmente, mas não necessariamente, osteótomos rotatórios 136 acentuados de diâmetro (ou diâmetros) menor. Considerando a última etapa de expansão somente antes da colocação de um implante (34, não mostrado), o cirurgião instala um osteótomo rotatório acentuado 136 em seu motor de broca (38, não mostrado). Espera-se que a irrigação do local de osteotomia ocorra continuamente por todo o procedimento. O cirurgião pode ou não iniciar o procedimento de expansão final no modo de corte. Conhecendo-se o modo de densificação produz uma crosta de densificação superior, e o cirurgião pode iniciar o procedimento de expansão final no modo de densificação, mas comutar para o modo de corte depois de encontrar resistência demais. Independente de qual modo é usado para iniciar a etapa de expansão final, o cirurgião conclui a etapa de expansão final no modo de corte. No modo de corte, conforme descrito acima, lascas, sangue e colágeno, e fluido irrigante se acumulam como uma pasta fluida óssea nas ranhuras 162. O avanço do osteótomo rotatório acentuado 136 é descontinuado quando a extremidade apical 148 alcança o limite de profundidade predeterminado pelo cirurgião. Sem remover o osteótomo rotatório acentuado 136 da osteotomia 132, o cirurgião inverte a direção rotacional da ferramenta dentro da osteotomia 132. A pasta fluida de lasca de osso semiviscosa capturada nas ranhuras 162 é transferida nas paredes laterais circundantes da osteotomia 132 pelo corpo rotatório 142 inverso de alta velocidade. Acompanhado com um movimento de bombeamento para cima e para baixo suave, as arestas de trabalho 172 autoenxertam a pasta fluida óssea diretamente nas paredes de osteotomia 132 enquanto formam de modo simultâneo uma crosta densificada. Somente por alguns segundos no modo de densificação, por exemplo, cerca de 3 a 10 segundos, o cirurgião retira o corpo 142 da osteotomia 132 expandida e prossegue com a próxima fase do procedimento. O protocolo de DAC representa um método eficiente para expandir uma osteotomia 132 em osso rígido com o uso do osteótomo rotatório acentuado 136, enquanto preserva (autoenxerta) substancialmente todo o osso cortado e colágeno de volta às paredes laterais.

[0146] A Figura 42 retrata o corpo 142 do osteótomo rotatório acentuado 136 de acordo com uma modalidade exemplificadora da invenção. A Figura 43 é uma vista de extremidade apical e as Figuras 44 a 47 representam os cortes transversais laterais tomados em várias elevações: 4 mm, 8mm, 13mm e ~15mm, respectivamente, conforme medido a partir da extremidade apical 148. Nas Figuras 44 a 46, os cortes transversais revelam os perfis de mudança das ranhuras 162 em distâncias crescentes da extremidade apical 148. A comparação da inclinação de mudança das faces de corte 166 nas Figuras 43 a 46 revelará o ataque negativo consistentemente supracitado ao longo do comprimento de cada ranhura 162. A vista de extremidade da Figura 43 mostra os ângulos de saída nas ranhuras 162 em que os mesmos cruzam os segundos flancos de fuga 156 e cavidades de alívio 158. Na Figura 43, o ângulo de saída é menos similar a corte nos pontos em que as ranhuras 162 abrem os respectivos segundos flancos de fuga 156 e cavidades de alívio 158. Nessa modalidade em que o ângulo de saída das faces de corte 166 nunca é positivo, essas aberturas às ranhuras 162 a partir da extremidade apical 148 representam o ataque mais negativo ao longo do comprimento de ranhura 162 inteiro. O ângulo lateral de quina está em seu mínimo aqui na extremidade apical 148. Prosseguindo próximo à Figura 44 que revela os perfis de ranhura 162 em 4 mm a partir da extremidade apical 148, os ângulos de saída são ligeiramente menos negativos e o diâmetro de núcleo é maior. A profundidade e área da ranhura corte transversal é ligeiramente menor aqui. O ângulo lateral de quina é mostrado em desenvolvimento também, entretanto, a largura de superfície de contato permanece geralmente inalterada. Movendo-se para a Figura 45, em que os perfis de ranhura 162 são mostrados em 8 mm a partir da extremidade apical 148, os ângulos de saída são ligeiramente menos negativos e o diâmetro de núcleo é maior, ainda que coincida com uma redução adicional na profundidade e área do corte transversal de ranhura. O ângulo lateral de quina é ligeiramente maior e a largura de superfície de contato permanece geralmente inalterada. Na Figura 46, em que os perfis de ranhura 162 são expostos a 13 mm da extremidade apical 148, muito próximo à sua terminação na seção de batente 106, o ângulo de saída é aumentado na direção negativa e as ranhuras 162 são muito rasas e pequenas na área de corte transversal. O ângulo lateral de quina também está em seu máximo, e a largura de superfície de contato é mostrada se alargando abruptamente para encontrar a seção de batente 106 próxima. A Figura 47 é tomada através da seção de batente 106, em que nenhuma ranhura 162 é visível.

[0147] Em resumo dos atributos inovadores do osteótomo rotatório acentuado 136, é importante lembrar que o osso vivo tem propriedades viscoelásticas. Quando submetido a uma tensão moderada, isto é, dentro do segmento em linha reta da curva a partir do ponto de origem (0,0) a B conforme mostrado na Figura 9, o osso exibirá uma resposta geralmente elástica. A tensão continuada além desse ponto induzirá a uma deformação plástica. A crosta de densificação vantajosa é formada de modo ideal quando uma tensão orientada por expansão (isto é, radialmente para fora) é imposta nas paredes laterais da osteotomia 132 dentro da faixa de endurecimento por de B a D na Figura 9. Capturando-se as partículas de osso semiviscosos e colágeno e sangue dentro das ranhuras 162 durante o modo de corte, o osteótomo rotatório acentuado 136 provoca uma pressão hidráulica formada que atua em conjunto com as arestas de trabalho 172 para deformar para fora as paredes laterais da osteotomia 132, conforme ilustrado nas Figuras 38 e 40. A formação de pressão provoca uma resposta elástica para fora (pelo menos inicialmente) que tem o efeito de diminuir a pressão de contato na aresta de trabalho 72 (Figura 41). A ação de corte é retardada ou talvez ainda retida totalmente. Isso, em combinação com os ângulos de saída negativos (Figura 43) permite que o osteótomo rotatório acentuado 136 transite do modo de corte para o modo de autoenxerto/densificação com rotação em alta velocidade continuada na direção de corte tão logo a seção de batente 106 se tampona à osteotomia 132. Pressão hidráulica é elevada pelos efeitos similares a pistão da seção de batente 106, em combinação com atributos similares a impulsor dos ângulos de saída negativos que produzem vetores de força para fora. Essa pressão hidráulica é exercida através da pasta fluida de partícula de osso contra as paredes de osso viscoelásticas da osteotomia 132. Embora o osteótomo 136 gire em alta velocidade no modo de corte, a ação de corte adicional é retardada devido ao fato de que, com formação de pressão suficiente, as paredes laterais da osteotomia 132 são impulsionadas para fora de contato direto com a aresta de trabalho 72 conforme ilustrado na Figura 41. A tensão continuada imposta pela pasta fluida óssea pressurizada nas paredes laterais da osteotomia 132 excederá eventualmente o ponto de deformação elástica (B na Figura 9) e induzem uma deformação plástica na região de encruamento ideal identificada como C a D nas Figuras 9. Como resultado, o osteótomo rotatório acentuado 136 modificado tem capacidade de produzir uma osteotomia 132 limpa semicondensada quando operada no modo de corte por si só. Opcionalmente, a crosta de densificação pode ser então adicionalmente intensificada aplicando-se o protocolo de DAC.

[0148] Em outra modalidade contemplada, não ilustrada, as ranhuras 162 são configuradas para alcançar tanto corte quanto densificação quando operadas no modo de corte. Em particular, o ângulo de saída poderia ser estabelecido próximo à extremidade apical para o corte agressivo máximo no modo de corte, tal como com um ângulo de inclinação zero ou quase zero como na Figura 16. No entanto, o ângulo de saída nessa modalidade alternativa transitaria rapidamente para o ataque negativo. O progresso para o ataque negativo seria tão agressivo que a porção superior das ranhuras começaria a abordar um ângulo de saída negativo igual com a folga cônica primária/ângulo de alívio de modo que a aresta de trabalho 172 se desloque de fato ao outro lado (lado de quina) da face de superfície de contato 170. Como resultado, a porção superior das ranhuras se comportaria como compactadores mesmo que as mesmas girem na direção de corte. Embora a torção helicoidal não esteja trabalhando contra autoenxerto em algum grau, os benefícios gerais podem ser substanciais em algumas aplicações. Um osteótomo rotatório dessa configuração nunca seria executado para trás; o mesmo seria sempre operado no modo de corte. Para algumas aplicações cirúrgicas (e talvez algumas aplicações industriais também), a capacidade de formar rapidamente uma osteotomia (furo) com crosta densificada por perfuração somente na direção de corte tornaria essa opção muito atrativa.

[0149] Em referência agora à Figura 48, ainda outra modalidade da presente invenção será descrita com um objetivo similar para formar rapidamente uma osteotomia (ou furo) com uma crosta densificada por perfuração somente na direção de corte. Nesse exemplo, a porção de corpo do osteótomo rotatório 236 é fornecida com duas seções flutuadas distintas - uma seção de corte inferior 208 e uma seção de densificação superior 210. As ranhuras da seção de corte inferior 208 têm uma torção helicoidal à direita para corte quando o osteótomo 236 é rotacionado em alta velocidade na direção de modo de corte (sentido horário). Isso é consistente com a configuração de RHS-RHC mostrada por todas as Figuras precedentes. Em contrapartida, as ranhuras da seção de densificação superior 210 têm uma torção helicoidal à esquerda para otimizar de modo ideal quando o osteótomo 236 rotaciona em alta velocidade na direção de modo de corte (sentido horário). As ranhuras da seção de densificação superior 210 têm uma configuração de torção à esquerda. Uma zona de transição anular 212 pode ser formada entre as seções de corte 208 e compactação 210.

[0150] De acordo com essa modalidade, quando o osteótomo rotatório 236 rotaciona em alta velocidade na direção de corte e avançou em uma osteotomia, a pasta fluida de partícula de osso semiviscosa fluirá prontamente até as ranhuras da seção de corte 208 e será coletada na zona de transição 212. A pasta fluida óssea então migra da zona de transição 212 às ranhuras da seção de compactação 210 em que as mesmas são autoenxertadas nas paredes internas da osteotomia na maneira de modo de densificação descrita acima. A zona de transição 212 atua como uma área de estágio de pré-compactação ou tubulação em que a pasta fluida pode se acumular e então encontrar trajetórias de distribuição geralmente equalizadas até as várias ranhuras da seção de densificação superior 210. A zona de transição 212 também evitar de modo auxiliar a necessidade das ranhuras da seção de corte inferior 208 para alinhar com as ranhuras da seção de densificação superior 210. Além disso, a zona de transição 212 contempla que a porção de corpo do osteótomo 236 poderia ser feita em múltiplas partes que são montadas em uma operação de fabricação subsequente. Por exemplo, a seção de corte inferior 208 poderia ser feita como uma peça solta em uma operação de fabricação dedicada. E, de modo similar, a seção de densificação superior 210 também poderia ser feita em uma operação de fabricação dedicada. As seções de corte inferior 208 e de densificação superior 210 poderiam ser então fixadas, tais como por qualquer técnica de união adequada. A haste poderia ser formada integral com a seção de densificação superior 210 ou como ainda outra peça solta que é unida de modo similar à seção de corpo compósito. Materiais dissimilares são uma opção nesse caso. Por exemplo, a seção de corte inferior 208 e haste poderia ser fabricada a partir do aço de ferramenta cirúrgica, enquanto a seção de densificação superior 210 é feita de um polímero de grau médico de alta densidade adequado. Existem muitas opções.

[0151] Não obstante, é contemplado que a zona de transição 212 é opcional, de modo que as ranhuras da seção de corte inferior 208 possam parear em alinhamento direto com as ranhuras da seção de densificação superior 210. Nessa última disposição, as partículas de osso que migram até cada ranhura da seção de corte inferior 208 prosseguirão diretamente em uma ranhura da seção de densificação superior 210 correspondente para depósito na parede lateral da osteotomia na maneira descrita acima. Uma vantagem da modalidade alternativa da Figura 48 é que a osteotomia pode ser preparada - tanto com corte quanto com densificação - com uma ação de corte de encaminhamento contínuo economizando assim tempo e simplificando o procedimento.

[0152] Isso tem a reiteração de que todas as modalidades da presente invenção, incluindo aquelas descritas em conexão com as Figuras 33 a 48, podem ser usadas em aplicações não médicas e espumas e outras materiais não orgânicos. Em tais casos, o osteótomo 36, 136, 236 é redesignado como uma ferramenta ou ferramenta rotatória visto que o termo osteótomo implica especificamente o uso em osso. E ide fato, todas referências a osso e pastas fluidas ósseas podem ser facilmente reimaginadas por aqueles versados na técnica como o material inorgânico relevante que serve como hospedeiro para o furo que é expandido. Além disso, embora nas modalidades ilustradas, o corpo 42, 142 seja cônico, os atributos inovadores e espírito desta invenção podem ser acompanhados dentro do contexto de um corpo não cônico (isto é, cilíndrico).

[0153] A invenção supracitada foi descrita de acordo com os padrões legais relevantes, dessa forma, a descrição é exemplificativa em vez de limitante em natureza. As variações e as modificações à modalidade revelada podem se tornar evidentes para as pessoas versadas na técnica e são abrangidas pelo escopo da invenção.

Claims

1. Osteótomo rotatório (136) operável em uma direção de corte e uma direção de densificação inversa, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma haste (140) que estabelece um eixo geométrico longitudinal de rotação para as direções de corte e densificação inversa, um corpo (142) que se estende a partir da dita haste (140), o dito corpo (142) tendo uma extremidade apical (148) remota à dita haste (140), uma pluralidade de ranhuras (162) espiraladas de modo helicoidal dispostas em torno do dito corpo (142), cada dita ranhura (162) tendo uma face de corte (166) em um lado da mesma que define um ângulo de saída e uma face de densificação (164) no outro lado da mesma que define um ângulo lateral de quina, para cada dita face de densificação (164) o dito ângulo lateral de quina associado é um ângulo positivo medido na direção de corte, as ditas ranhuras (162) tendo um comprimento axial e uma profundidade radial, uma seção de batente (106) do dito corpo (142) disposta entre as ditas ranhuras (162) e a dita haste (140), uma superfície de contato (170) formada entre cada par adjacente de ranhuras (162), cada dita superfície de contato (170) tendo uma aresta de trabalho (172) ao longo da dita face de corte (166) daquela dita ranhura adjacente (162), a dita aresta de trabalho (172) se curvando de modo helicoidal em torno do dito corpo (142), em que para cada dita face de corte (166) pelo menos uma porção do dito ângulo de saída associado é um ângulo de saída negativo medido na direção de corte.

2. Osteótomo rotatório (136), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas ranhuras (162) têm uma profundidade regressiva com medidas mais profundas adjacente à dita extremidade apical (148) e mais rasas adjacente à dita seção de batente (106).

3. Osteótomo rotatório (136), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ângulo de saída negativo oscila ao longo do comprimento de cada dita ranhura (162) com uma variação total de menos do que 30°.

4. Osteótomo rotatório (136), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ângulo de saída negativo oscila ao longo do comprimento de cada dita ranhura (162) com uma variação total de mais do que 30°.

5. Osteótomo rotatório (136), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ângulo de saída negativo muda ao longo do comprimento de cada dita ranhura (162) de uma maneira progressiva.

6. Osteótomo rotatório (136), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ângulo de saída negativo muda ao longo do comprimento de cada dita ranhura (162) de uma maneira regressiva.

7. Osteótomo rotatório (136), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ângulo lateral de quina é constante ao longo do comprimento de cada dita ranhura (162).

8. Osteótomo rotatório (136), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ângulo lateral de quina oscila ao longo do comprimento das ditas ranhuras (162) com uma variação total de menos do que 30°.

9. Osteótomo rotatório (136), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas arestas de trabalho (172) se enrolam em torno do dito corpo (142) em uma direção que se desvia de uma direção sem corte à medida que um perfil conicamente afunilado diminui em diâmetro.

10. Osteótomo rotatório (136), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito corpo (142) tem um perfil conicamente afunilado diminuindo de um diâmetro máximo adjacente à dita haste (140) a um diâmetro mínimo adjacente à dita extremidade apical (148).