BR112018016056B1

BR112018016056B1 - Âncora do tipo aparafusada em um material hospedeiro e parafuso pedicular

Info

Publication number: BR112018016056B1
Application number: BR112018016056-3A
Authority: BR
Inventors: Salah Huwais
Original assignee: Huwais IP Holding, LLC
Priority date: 2016-02-07
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2023-04-18
Also published as: JP2019506220A; AU2017214679A1; CN108697449A; KR20180109988A; AU2017214679B2; EP3410970A1; US10912595B2; WO2017136801A8; CA3013071A1; DK3410970T3; AU2017214679A8; KR102374839B1; IL261022B2; ZA201805180B; CN108697449B; TW201729763A; WO2017136801A1; JP6959653B2; IL261022A; BR112018016056A2

Abstract

Âncora a ser aparafusada a um orifício e autotravada no mesmo com alta estabilidade inicial. A âncora tem uma extremidade apical autoatarraxante rosqueada de forma agressiva. Uma região central da âncora é formada com uma pluralidade de canais helicoidais e superfícies de apoio intervenientes. Cada superfície de apoio carrega uma borda de condensação. As bordas de condensação são configuradas para aplicar uma tensão compressiva circunferencialmente abrangente à superfície interna do material hospedeiro enquanto a âncora está sendo aparafusada na posição. Uma extremidade coronal da âncora inclui uma característica de rolhamento para mitigar a proliferação em torno do perímetro do orifício. Um sulco helicoidal intersecta as bordas de condensação e os canais. O sulco helicoidal tem um passo variável e uma profundidade decrescente que funciona para comprimir e deslocar o material hospedeiro preso, aumentando, assim, a estabilidade e outros benefícios. Em aplicações ósseas, o sulco abriga cavacos de material que promovem e melhoram a cicatrização.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se geralmente a âncoras destinadas a proporcionar fixação em um material hospedeiro e mais particularmente a âncoras projetadas para produzir compactação no material hospedeiro quando a âncora é aparafusada em posição e, ainda mais particularmente, a essas âncoras colocadas em materiais orgânicos vivos como o osso.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[002] Âncoras aparafusadas são usadas em muitas aplicações. Por exemplo, em ambientes industriais e de construção, em que o material hospedeiro é madeira ou concreto ou metal ou polímero, uma âncora pode ser colocada em uma parede ou outro membro para fornecer um ponto fixo de conexão para fixar outro elemento. As âncoras aparafusadas são amplamente utilizadas em aplicações médicas, em que o material hospedeiro é ósseo, para fornecer um ponto fixo de conexão para placas de metal, pinos, hastes, fios de Kirschner e dispositivos intramedulares, como o prego tipo Kuntscher e prego intramedular, entre muitas outras utilizações.

[003] Âncoras dentárias são outra forma de âncora aparafusada, em que o material hospedeiro é ósseo. Uma âncora dentária, também conhecida como implante ou dispositivo endosteal, é um dispositivo cirúrgico usado para apoiar uma coroa, ponte de dentes, prótese dentária, prótese facial ou para atuar como uma âncora ortodôntica. Tipicamente, tais âncoras são projetadas como implantes afunilados rosqueados que não são carregados imediatamente após o ajuste, para que a estabilidade total possa ser alcançada ao longo do tempo à medida que o osso circundante cresce nas fissuras e em torno da âncora. Vários meses podem ser necessários para encravamento ósseo até que a âncora alcance estabilidade suficiente para ser colocada em serviço normal.

[004] Em muitas aplicações, a estabilidade da âncora é uma consideração importante, porque a âncora deve ser capaz de suportar o carregamento pretendido. Quando o material hospedeiro não é orgânico, tecido vivo, a estabilidade máxima da âncora é geralmente obtida imediatamente após a colocação. Para essas situações, a âncora deve ser projetada para maximizar a estabilidade inicial. Em aplicações em que o material hospedeiro é um material vivo orgânico, como osso ou madeira, por exemplo, alcançar a estabilidade completa da âncora pode requerer a passagem do tempo para cura e crescimento após a colocação. Nesses últimos casos, quanto mais rápido uma âncora pode alcançar estabilidade suficiente, melhor.

[005] Âncoras que possuem estabilidade suficiente no momento da colocação inicial são altamente valorizadas. Embora a técnica anterior seja composta por um grande número de projetos e conceitos diferentes destinados a melhorar a estabilidade da âncora - tanto inicial como a longo prazo - permanece um desejo contínuo de melhoria. Especificamente, a estabilidade da âncora permanece uma necessidade há muito sentida na técnica em que as melhorias são prontamente adotadas.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] De acordo com um aspecto, este invento refere-se a uma âncora do tipo que é aparafusada em um material hospedeiro. O material hospedeiro pode ser de qualquer tipo adequado. A âncora compreende um corpo com uma extremidade apical e uma extremidade coronal e uma região central. A região central está disposta entre a extremidade apical e a extremidade coronal. A extremidade apical tem um perfil de rosca apical, cujo objetivo é avançar o corpo progressivamente para dentro do orifício à medida que o corpo é forçado a girar em uma primeira direção rotativa. A região central inclui um arranjo de canais que se estendem longitudinalmente com as superfícies de apoio intervenientes. Cada canal tem uma profundidade. Cada superfície de apoio forma uma borda de condensação que é configurada para aplicar uma deformação compressiva circunferencialmente abrangente à superfície interna do material hospedeiro com uma ação de densificação enquanto a âncora está sendo aparafusada em posição. E pelo menos um sulco helicoidal espirala ao longo da região central e cruza cada borda de condensação pelo menos uma vez.

[007] De acordo com outro aspecto desta invenção, um parafuso pedicular compreende um corpo que tem uma extremidade apical e uma extremidade coronal. Uma região central do corpo se estende entre a extremidade apical e a extremidade coronal. A extremidade apical tem um perfil de rosca apical para avançar o corpo progressivamente mais profundo em uma osteotomia, à medida que o corpo é forçado a girar em uma primeira direção rotativa. A região central inclui uma série de canais que se estendem longitudinalmente com superfícies de apoio intervenientes. Cada canal tem uma profundidade. Cada superfície de apoio forma uma borda de condensação configurada para aplicar uma deformação compressiva circunferencialmente abrangente à superfície interna da osteotomia com uma ação de densificação enquanto o parafuso pedicular está sendo parafusado na osteotomia. Pelo menos um sulco helicoidal espirala ao longo da região central e cruza cada borda de condensação pelo menos uma vez.

[008] A invenção também contempla um método para aparafusar uma ancoragem em posição, em que o material do hospedeiro preso entre o perfil de rosca apical e dentro do sulco helicoidal é progressivamente comprimido e manipulado como a âncora é parafusada no lugar. Essa compressão e deslocamento densificam o material hospedeiro em contato com a âncora, que resulta em maior estabilidade primária entre o material hospedeiro e a âncora. Nos casos em que o material hospedeiro é um orgânico vivo, como osso ou madeira, essa compressão e deslocamento progressivos promovem rápidas novas formações de crescimento.

BREVE DESCRIÇÃO DAS VISTAS DIVERSAS DOS DESENHOS

[009] Estas e outras características e vantagens da presente invenção se tornarão mais prontamente observadas quando consideradas em conexão com a seguinte descrição detalhada e desenhos anexos, em que: a Figura 1 é uma vista fragmentária em perspectiva que mostra um procedimento cirúrgico lombar, no qual âncoras são empregadas na forma de parafusos pediculares; a Figura 2 é uma vista em corte transversal feita geralmente ao longo das linhas 2-2 da Figura 1, que mostra como os parafusos pediculares são tipicamente colocados no corpo vertebral através dos pedículos de uma vértebra; a Figura 3 é uma vista simplificada em corte transversal que mostra um procedimento preparatório de formação de orifícios que usa uma ferramenta citada no presente documento como uma broca e na qual, em uma das aplicações contempladas, pode ser realizada em um material hospedeiro composto de osso in vivo; a Figura 4 é uma vista em corte transversal exagerada através de um orifício que usa uma série progressivamente maior de brocas como na Figura 3, com a extremidade apical de uma broca mostrada em vários estágios do procedimento de expansão, a fim de descrever as zonas do material hospedeiro circundante que experimentam moagem, compactação e autoenxertia em cada estágio do processo de formação de orifícios; a Figura 5 é uma vista em perspectiva da extremidade apical da broca, como na Figura 3, que ilustra a região da extremidade apical, em que as partículas do material hospedeiro são encaminhadas para repatriação nas paredes circundantes do orifício; a Figura 6 é uma vista como na Figura 3, mas que mostra a broca pressionada para baixo em contato com a parede interna do orifício em combinação com a irrigação externa copiosa que resulta em mudanças na pressão aplicada à parede lateral interna do orifício devido a efeitos hidrodinâmicos; a Figura 7 é um elevação lateral de uma âncora de grande diâmetro de acordo com uma modalidade da presente invenção; a Figura 8 é uma vista em corte transversal através da região central da âncora, tomada geralmente ao longo das linhas 8-8 da Figura 7; a Figura 9 é uma elevação lateral como na Figura 7, mas que mostra uma âncora de tamanho ligeiramente menor para comparação; a Figura 10 é uma vista em corte transversal através da região central da âncora, tomada geralmente ao longo das linhas 10-10 da Figura 9; a Figura 11 é uma vista em perspectiva da âncora de menor tamanho da Figura 9, com chamadas que identificam os diferentes cortes; a Figura 12 é uma vista em perspectiva da âncora de tamanho maior da Figura 7 com chamadas que identificam os diferentes cortes; a Figura 13 é uma elevação lateral de uma âncora, como na Figura 7, com linhas de construções adicionadas para descrever certos atributos comuns; a Figura 14 é uma vista altamente ampliada de uma única borda de condensação da âncora à medida que limpa através da superfície interna de um orifício deslocando-se desse modo para fora e induzindo deformação residual no material hospedeiro circundante; a Figura 15 é outra vista altamente ampliada de uma única borda de condensação da âncora após um período de tempo de modo que o material hospedeiro circundante exibe uma resposta resiliente e talvez até estágios iniciais de crescimento, tal como pode ocorrer em aplicações em que o hospedeiro material é osso in vivo; a Figura 16 é uma vista em corte transversal que mostra a porção embutida de uma âncora dentro de um orifício em um material hospedeiro; as Figuras 16A a 16G são cortes transversais do material hospedeiro tomadas dentro do perfil de rosca apical e do sulco helicoidal nas respectivas localidades 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F e 16G na Figura 16, com setas que indicam a pressão; e a figura 17 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de âncora alternativa.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[010] A presente invenção é direcionada para uma âncora do tipo aparafusada em um material hospedeiro para uma variedade de aplicações. A âncora é bem adequada para instalações em que um orifício de tamanho ideal é primeiramente preparado no material hospedeiro, no entanto, também são possíveis aplicações autoatarraxantes. Além disso, a âncora é talvez mais adequada para aplicações em que o material hospedeiro tem algumas propriedades elásticas e ainda mais idealmente para hospedar materiais com propriedades de viscoelasticidade que exibem um grau de deformação dependente do tempo. Os materiais hospedeiros incluem, mas não estão limitados a: osso, madeira, composições celulares, espuma de metais, polímeros amorfos, polímeros semicristalinos, biopolímeros e semelhantes. Um material hospedeiro presentemente preferido é o osso in vivo, em que a âncora é utilizada para proporcionar uma base sólida para um implante ou outro dispositivo cirúrgico. Deve ser entendido que, embora as seguintes descrições façam frequente referência a certas aplicações cirúrgicas/ortopédicas, a âncora pode ser usada com grande eficácia em vários ambientes industriais e outros não cirúrgicos.

[011] As Figuras 1 e 2 mostram uma aplicação ortopédica exemplificativa na forma de estabilização da coluna vertebral. A estabilização da coluna vertebral, também conhecida como fusão espinhal, é um tipo invasivo de cirurgia frequentemente realizada para tratar de problemas de lombalgia. A fusão espinhal conecta permanentemente duas ou mais vértebras na coluna, eliminando o movimento relativo entre elas. Em muitos casos, os cirurgiões usarão placas, âncoras (conhecidas nesse contexto como um parafuso pedicular) e hastes para ajudar a manter a coluna vertebral estática, para que as vértebras possam se curar em uma única unidade sólida. Essas ilustrações demonstram exemplos comuns da técnica anterior, com dois parafusos pediculares mostrados no corte transversal da Figura 2 que penetra o istmo dos pedículos no corpo vertebral. Extremo cuidado é tomado para evitar a penetração do canal espinhal, bem como o córtex do corpo vertebral na profundidade da inserção. Idealmente, os dois parafusos pediculares devem ficar inteiramente dentro do córtex dos pedículos e do corpo vertebral.

[012] Sistemas de fixação de pedículos como esses surgiram como uma técnica popular, no entanto instâncias de falha de fusão são inaceitavelmente altas. Um modo de falha bem documentado é atribuído à instabilidade dos parafusos pediculares. Como as forças significativas são aplicadas à coluna através dos pontos de fixação do parafuso pedicular em osso relativamente macio, com o tempo há um risco elevado de falha na junção osso-metal.

[013] Os parafusos pediculares, bem como outras formas de âncoras rosqueadas, são frequentemente inseridos em orifícios previamente preparados. Isso é particularmente verdadeiro quando o material hospedeiro é ósseo, mas igualmente comum para muitos outros tipos de materiais hospedeiros. Um orifício formado no osso é por vezes citado como uma osteotomia. Independentemente da composição do material hospedeiro, a técnica usada para formar o orifício pode ter um impacto significativo nas propriedades físicas ou atributos das paredes laterais que estabelecem a periferia interior do orifício. Ou seja, a forma como o orifício é formado pode afetar a estabilidade da junção âncora-hospedeiro. Por exemplo, sabe-se que uma técnica de perfuração padrão que usa uma broca helicoidal corta e escava o material hospedeiro para formar o orifício. Nesses casos, as paredes laterais interiores do orifício irão reter uma composição muito semelhante ao material hospedeiro circundante em termos de densidade, deformação residual e tal. Um exemplo completamente diferente de formação de orifícios é descrito com referência às Figuras 3 a 6. Essa última técnica, conhecida como adensamento rotatório, condensação rotativa e osseodensificação (em aplicações ósseas), é caracterizada pela expansão de um orifício piloto enquanto autoenxertia as pequenas quantidades de partículas criadas de volta às paredes laterais, de modo que pouco ou nenhum o material do hospedeiro seja removido. Uma descrição detalhada dessa técnica pode ser encontrada no documento WO 2015/138842, publicado em 17 de setembro de 2016, e WO 2014/077920, publicado em 22 de maio de 2014, ambos atribuídos ao requerente da presente invenção. Todas as revelações dessas referências são incorporadas no presente documento a título de referência, conforme permitido pelas leis aplicáveis em cada jurisdição.

[014] No exemplo das Figuras 3 a 6, um orifício 20 é formado em um material hospedeiro 22 em preparação para receber uma âncora aparafusada como aquela mostrada nas Figuras 11, 12 ou 17. Esses exemplos contemplam uma aplicação em que o material hospedeiro 22 é ósseo, caso em que o orifício 20 pode ser citado como uma osteotomia. Em tais casos, a âncora pretendida a ser instalada no orifício totalmente preparado 20 terá um comprimento de parafuso conhecido e um diâmetro conhecido especialmente selecionado para atender aos requisitos da aplicação. As dimensões da âncora são um fator importante na preparação do orifício 20. No caso de um parafuso pedicular, por exemplo, o comprimento implantado da âncora pode ser da ordem de cerca de 42 mm e o diâmetro pode estar na faixa de cerca de 4,5 mm a cerca de 6,5 mm. No caso de um implante dentário, por outro exemplo, o diâmetro implantado da âncora pode ser da ordem de cerca de 3 a 9 mm e o comprimento pode estar no intervalo de cerca de 5 a 20 mm. Claro, essas são medidas exemplificativas; a aplicação específica ditará as dimensões de âncora desejadas. Tipicamente, a profundidade do orifício totalmente formado 20 será aproximadamente igual ao comprimento da âncora a ser posteriormente inserida no orifício 20.

[015] Dando continuidade ao contexto cirúrgico como um exemplo, o método de osseodensificação de formação de orifícios começa com a perfuração de um orifício piloto até uma profundidade específica. A profundidade especificada pode ser igual a, ligeiramente mais ou ligeiramente menor que o comprimento implantado da âncora. O diâmetro do orifício piloto pode, por exemplo, ser da ordem de 1,5 mm para um diâmetro de âncora no intervalo de cerca de 3 a 7 mm. Uma broca especialmente projetada 24 é acoplada a um motor de perfuração de alta velocidade (não mostrado). A broca 24 tem um corpo afunilado formado por canais e lâminas helicoidais. Cada lâmina tem uma borda de trabalho que se fricciona nas paredes internas do orifício sem cortar quando a broca 24 é girada em alta velocidade em uma direção sem corte. A fricção e o calor criados pela ação de fricção são controlados em tempo real, que altera a pressão e/ou o fluxo de irrigação. Como o corpo da broca 24 é afunilado, o cirurgião/operador pode, a qualquer momento, levantar as bordas de trabalho para longe do contato com as superfícies internas do orifício para permitir o resfriamento. Isso pode ser feito de forma controlada, como indicado na Figura 3, em que a pressão é aplicada em rajadas curtas com o cirurgião/operador que monitora continuamente o progresso e realiza correções e ajustes precisos. À medida que a força aplicada para baixo aumenta, eventualmente as tensões no material hospedeiro 22 excedem a seu limite de elasticidade. Quando isso ocorre, as bordas de trabalho ararão através da superfície, aumentando, assim, progressivamente o diâmetro do orifício 20 até a broca atingir a profundidade máxima/máxima. A broca 24 é removida e é utilizada uma broca maior diferente 24 para repetir o processo e desse modo conseguir a expansão do orifício 20. Esse processo é repetido conforme necessário até o diâmetro do orifício 20 ser dimensionado para receber a âncora pretendida.

[016] A Figura 4 ilustra a capacidade da broca 24 de simultaneamente autoenxertar e compactar partículas do material hospedeiro 22. O aspecto de compactação pode ser definido como o empurrão suave da estrutura do material hospedeiro lateralmente para fora para compactar as moléculas constituintes ao longo do região em torno do orifício 20. Na Figura 4, um orifício 20 formado pelo método de compactação rotativa é mostrado com afunilamento exagerada da ordem de ~ 7° (em comparação com um ângulo de afunilamento mais típico na faixa de cerca de 2° a 3°) para destacar a retificação necessária de um pequeno quantidade de partículas hospedeiras com cada broca progressivamente maior.

[017] Na Figura 4, a superfície 26 indica a parede interna do orifício 20, como teria sido preparado em uma operação de expansão precedente por uma broca diferente de tamanho ligeiramente menor (não mostrado). A extremidade dianteira da próxima broca de tamanho incrementalmente maior 24 é mostrada em sólido prestes a entrar na osteotomia e mostrada novamente aproximadamente 2/3 no orifício 20. A linha de construção 28 indica o caminho cilíndrico da ponta da broca à medida que ela se move de cima para fundo dentro do orifício 20. O diâmetro do trajeto 28 da extremidade dianteira mantém-se naturalmente constante ao longo da distância percorrida. Quando a broca 24 entra primeiro no orifício 20, como mostrado no sólido, o diâmetro interno do orifício anterior 26 é aproximadamente igual ao diâmetro do trajeto 28 da extremidade dianteira. No entanto, o diâmetro interno do orifício anterior 26 se estreita progressivamente (isto é, afunila para dentro) em direção ao fundo do orifício 20 devido ao formato afunilado da broca anterior de tamanho menor (não mostrado). À medida que a broca atual 24 é avançada mais profundamente em direção ao fundo do orifício 20, mais e mais material hospedeiro 22 é moído e/ou deslocado para dar lugar a sua extremidade dianteira avançada. A região de moagem 30, definida como o espaço entre as superfícies 26 e 28, representa o material hospedeiro 22 que é moído e/ou deslocado pelas bordas mais afastadas da extremidade dianteira à medida que se direciona para a profundidade total do orifício 20. A região triturada ou moída 30 inclui não apenas as paredes laterais, mas também a extremidade dianteira da broca 24.

[018] Permanecendo dentro do contexto da Figura 4, a superfície 32 indica a parede externa do orifício 20, conforme preparada pela operação de expansão da broca 24, quando a sua extremidade dianteira atinge o fundo. A superfície 32 é um negativo substancialmente perfeito do corpo giratório da broca 24. Por outras palavras, a superfície 32 terá um afunilamento igual ao do corpo da broca 24, e uma impressão inferior feita pela extremidade giratória da broca 24. A região de compressão 34, definida como o espaço entre as superfícies 28 e 32, representa o material hospedeiro 22 que é deslocado plasticamente à medida que o corpo da broca 24 se dirige para a profundidade total do orifício 20. Todo o material hospedeiro 22 dentro da região 34 é compactado radialmente para fora, para a estrutura circundante, sem corte, e, portanto, representa uma zona de material densificado.

[019] Sempre que as bordas mais externas da ponta dianteira contatam com o material hospedeiro (isto é, a região de moagem 30), o atrito faz com que o material hospedeiro 22 seja moído em partículas. Algumas das partículas do hospedeiro são distribuídas pelos canais (consultar a Figura 5), onde são limpas e compactadas nas paredes do orifício. As partículas restantes do hospedeiro são transportadas para o fundo do orifício 20 e são limpas e pressionadas no fundo. Como resultado, uma região de autoenxertia 36 é desenvolvida em torno da região de compactação 34, como mostrado na Figura 4.

[020] A Figura 6 representa graficamente os gradientes de pressão que são exercidos contra as paredes laterais internas do orifício 20 quando o método de compactação rotativa é combinado com um fluxo contínuo de fluido de irrigação. A torção reversa do compartimento da broca impulsiona (bombeia) o fluido de irrigação para o fundo do orifício 20. O excesso de fluido de irrigação é continuamente empurrado para fora do orifício 20 no espaço em torno da broca 24. Uma pressão hidráulica é criada dentro do orifício 20 de acordo com os princípios gerais de dinâmica hidráulica e de fluidos. O gradiente de pressão empurra as paredes laterais, preparando e pré-condicionando a superfície interna do orifício 20. Esse gradiente de pressão aumentará e diminuirá em resposta direta à quantidade de força aplicada pelo operador conforme ele ou ela repetidamente avança e relaxa a broca rotativa 24 no orifício 20. Modulando-se a posição da broca 24 em combinação com um fornecimento contínuo de fluido de irrigação, o operador pode aplicar uma pressão expansiva uniformemente distribuída com efeito tipo pistão no interior do orifício 20 - tocando apenas de modo intermitente as paredes do orifício 20 com as bordas de trabalho da broca 24. Esse efeito hidráulico pulsante tem muitas vantagens pré-condicionantes, que incluem: 1) pré-tensionamento suave da estrutura do hospedeiro do orifício 20, 2) retroalimentação tátil transmitida através da broca 24 que permite ao operador discernir taticamente a pressão aplicada instantaneamente antes do contato real entre a broca 24 e as paredes laterais, 3) hidratação melhorada da estrutura do hospedeiro que aumenta a resistência do hospedeiro e aumenta a plasticidade do hospedeiro, 4) infusão hidraulicamente assistida de fragmentos do hospedeiro no material do hospedeiro circundante 22, 5) transferência de calor reduzida, 6) lubricidade hidrodinâmica, 7) amortecimento ou acolchoamento do trauma sentido pelo ou através do material hospedeiro (por exemplo, por um paciente no caso de aplicações cirúrgicas), e assim por diante.

[021] Quando as bordas de trabalho da broca 24 violarem a camada hidrodinâmica, elas executarão a ação de compactação descrita. Na região de contato direto, o gradiente de pressão experimentará um aumento acentuado como resultado da pressão aplicada mecanicamente através das bordas de trabalho, o que, por sua vez, faz com que a estrutura do hospedeiro deforme plasticamente. Enquanto isso, o fluido de irrigação preso abaixo da broca 24 continuará a aplicar uma pressão hidrostática de pré-condicionamento. Ao polir axialmente o corpo rotatório da broca 24 dentro do orifício 20, a pressão hidráulica no seu interior pode ser fortemente modulada.

[022] Uma vez que o orifício 20 tenha sido preparado, uma âncora adequada pode ser aparafusada. Nas Figuras 7 a 16, uma âncora de acordo com uma modalidade exemplificativa desta invenção é geralmente mostrada em 38. A âncora 38 é de preferência inserida em um orifício 20 preparado usando o método de compactação descrito acima. No entanto, a âncora 38 não está limitada a usar nos orifícios 20 formados dessa maneira. De fato, um orifício adequado 20 para a âncora 38 pode ser formado utilizando-se técnicas tradicionais de perfuração/escavação. E em algumas aplicações, um orifício preparado pode nem mesmo ser necessário, especialmente se a âncora 38 estiver equipada com fios de chumbo autoatarraxantes como os representados no exemplo alternativo da Figura 17.

[023] A âncora ilustrada 38 é particularmente adaptada para uso como um parafuso pedicular, no entanto, outros usos/aplicações são certamente possíveis com alguma alteração nas proporções, que incluem ortopedia e ortodôntica não espinhal, bem como uma ampla variedade de usos industriais. Duas âncoras de tamanhos diferentes 38 são mostradas, para fins de comparação, nas Figuras 7 a 12. Uma âncora de tamanho maior 38 aparece nas Figuras 7 a 8 e 12. Uma âncora de tamanho menor 38 aparece nas Figuras 9 a 11. Ambas as âncoras grandes e pequenas 38 são mostradas com o mesmo comprimento, que pode ser de cerca de 45 mm no total. A âncora de tamanho maior 38 pode ser dimensionada para ter um diâmetro de cerca de 6,5 mm, enquanto que a âncora de menor tamanho 38 pode ser dimensionada para ter um diâmetro de cerca de 4,5 mm. Naturalmente, essas dimensões são configuradas para a aplicação média do parafuso pedicular. Outras aplicações provavelmente exigirão alteração nas proporções dimensionais.

[024] A âncora 38 é mostrada nas Figuras 11 a 13 que compreende um corpo formado com um perfil externo levemente afunilado. As linhas de construção paralelas A na Figura 13 revelam que o afunilamento pode ser muito pequeno, um na ordem de 1° ou menos. O corpo tem pelo menos três seções discerníveis: uma extremidade apical 40 e uma extremidade coronal 42 e uma região central 44. A extremidade apical 40 forma a extremidade dianteira da âncora 38 e em uso é inserida primeiro no orifício preparado 20. A região central 44 do corpo estende-se entre a extremidade apical 40 e a extremidade coronal 42. Na prática, os comprimentos longitudinais relativos da extremidade apical 40, extremidade coronal 42 e região central 44 podem variar em relação a todo o comprimento longitudinal do corpo. Nos exemplos ilustrados, a extremidade apical 40 estende-se aproximadamente % do comprimento total do corpo, a região central 44 estende-se por % do comprimento do corpo, e a extremidade coronal 42 estende-se aproximadamente % do comprimento total do corpo.

[025] A extremidade apical 40 é formada com um perfil de rosca apical 46, o qual é mostrado em um exemplo como um projeto agressivo de um filete simples em formato de V. O perfil de rosca apical 46 tem uma torção de mão direita para avançar a âncora 38 progressivamente mais profunda no orifício 20 conforme o corpo é girado à força no sentido dos ponteiros do relógio. Ou seja, o perfil de rosca apical 46 forma uma característica de parafuso de avanço que simultaneamente corta as paredes internas do orifício 20 e forja um trajeto descendente. O perfil de rosca apical 46 tem um passo apical e um condutor apical, pois esses termos são geralmente compreendidos no contexto de roscas de parafuso. Ou seja, líder é a distância longitudinal avançada com uma rotação completa (360°) da âncora 38. O passo é a distância do cume de uma rosca até a próxima. Se o perfil de rosca apical 46 for projetado como uma forma de rosca de filete único, o líder apical e o passo apical serão os mesmos. Tal é o caso nos exemplos ilustrados que descrevem o perfil de rosca apical 46 como uma configuração de filete único. No entanto, o perfil de rosca apical 46 pode, em alternativa, ser formado como um padrão de rosca de filete duplo (enrolamento duplo), o que significa que existem duas cristas não intersectadas do perfil de rosca 46 enroladas em torno do corpo da âncora.

[026] Os cumes, isto é, as cristas helicoidais mais externas, do perfil de rosca apical 46 afunilam muito ligeiramente em diâmetro. Comparado com linhas de construção paralelas A na Figura 13. A raiz ou núcleo da âncora 38, no entanto, é muito mais agressivamente afunilada como pode ser observado pelas linhas de construção sobrepostas B. O formato afunilado da raiz ou do núcleo da âncora 38 tem o efeito de condensar para fora o material hospedeiro 22 que fica preso entre os enrolamentos da rosca à medida que a âncora 38 é enroscada em posição. O passo do perfil de rosca apical 46 permanece geralmente constante ao longo da extremidade apical 40, no entanto, a espessura das formas de rosca pode (opcionalmente) aumentar gradualmente aproximando-se da região central 44. Pode ser observado que a espessura da rosca aumenta gradualmente na âncora de maior diâmetro 38 exemplos das Figuras 7 e 13. No entanto, a espessura da rosca é vista como geralmente consistente no exemplo da âncora de menor diâmetro 38 da Figura 9. A ponta mais dianteira do perfil de rosca apical 46 pode ser configurada com um recurso de atarraxamento semelhante a lâmina afiada 48. Nesses exemplos, o recurso de atarraxamento 48 toma a forma de uma moagem destinada a ajudar as roscas avançadas a cortar eficientemente o material hospedeiro 22. Outras estratégias podem ser consideradas para ajudar a forma de rosca apical 46 a rosquear uma forma de rosca negativa nas paredes internas do orifício 20. Uma abordagem alternativa é descrita abaixo em relação à Figura 17. Embora não seja mostrado, o ápice extremo da extremidade apical 40 pode ser um pouco abaulado ou embotado para ajudar a impedir a sobre inserção ao alcançar o orifício 20 inferior.

[027] A região central 44 é caracterizada por uma pluralidade de canais rasos, semelhantes a valas, dispostos em torno do corpo. Por exemplo, a âncora de grande diâmetro 38 que é mostrada na Figura 8 possui doze canais. A âncora de pequeno diâmetro 38 da Figura 10 tem apenas dez canais. Naturalmente, diâmetros maiores são mais adequados para mais canais. Os canais podem ser igualmente dispostos circunferencialmente sobre o corpo para ajudar a manter a estabilidade durante a inserção. Embora os canais possam ser axiais retos, na modalidade preferida os canais têm uma torção helicoidal de longo comprimento na direção esquerda. Ou seja, os canais preferencialmente têm uma contra torção em relação à direção em espiral do perfil de rosca apical 46.

[028] Com referência também as imagens altamente ampliadas das Figuras 14 e 15, uma superfície de apoio 50 é formada entre cada dois canais adjacentes. Cada superfície de apoio 50 tem uma face dianteira 52 e uma face traseira oposta 54. Ou seja, quando a âncora 38 é aparafusada no orifício 20, a face anterior 52 de cada superfície de apoio 50 precede e o seu flanco posterior segue. Cada superfície de apoio 50 forma uma característica tipo crista que tem uma torção helicoidal reversa correspondente à torção helicoidal reversa dos canais interpostos. Na interseção de cada superfície de apoio 50 e sua face posterior 54 há uma borda de condensação 56. A borda de condensação 56 pode ser substancialmente sem margem, o que significa que toda a face de cada superfície de apoio 50 cai à frente da borda de condensação 56 para fornecer a borda de condensação durante a rotação. O ângulo primário de folga de afunilamento, isto é, o ângulo entre uma tangente da borda de condensação 56 e cada superfície de apoio 50, pode estar em qualquer lugar entre cerca de 1° e 30°, dependendo da aplicação. Assim, a superfície de apoio 50 inclina- se para o sentido de rotação e serve como uma rampa ou cunha à frente da borda de condensação 56, de modo que o material hospedeiro 22 não é cortado da parede interior do orifício 20. As bordas de condensação 56 são, portanto, fixas (em relação ao corpo da âncora 38) em uma direção de não corte, o que significa que as bordas de condensação 56 arrastam ou limpam ao longo da parede interior do orifício 20 com considerável afastador negativo em vez de cortar nas paredes internas como um alargador.

[029] As bordas de condensação 56 são mostradas estendendo-se geralmente por todo o comprimento da região central 44, isto é, entre o perfil de rosca apical 46 e o começo da extremidade coronal 42. Tal como os canais intervenientes, as bordas de condensação 56 partilham uma torção helicoidal de mão esquerda, embora também sejam possíveis configurações axiais retas. Líderes longos, da ordem de 1 a 3 vezes o comprimento total do corpo da âncora 38, são contemplados para a colocação das bordas de condensação 56. A medida radial de cada borda de condensação 56, isto é, a distância de um eixo geométrico central da âncora 38 ao arco da borda de condensação 56 (Figura 15), é uma função do afunilamento suave estabelecido pelo perfil de rosca apical 46. Ou seja, em comparação com as linhas de construção paralelas na Figura 13, pode se observar que as bordas de condensação 56 continuam o ligeiro afunilamento dos cumes do perfil de rosca apical 46.

[030] Cada borda de condensação 56 é interrompida por um sulco helicoidal 58. De preferência, tanto a série rasa de canais e superfícies de apoio 50 que circundam a região central 44 são interrompidas por um sulco helicoidal relativamente profundo 58. Ou seja, a base do sulco helicoidal 58 semelhante a vala é, de preferência, pelo menos tão profunda quanto os canais, de modo a interromper a característica completa das superfícies de apoio 50 e os canais em cada intersecção ao longo de todo o comprimento da região central 44. Mais preferencialmente ainda, o sulco helicoidal 58 está abaixo da base dos canais, que tem um perfil entre cerca de uma e quatro vezes (1X a 4X) mais profundo do que a profundidade dos canais. A relação de profundidade relativa entre os canais e o sulco helicoidal 58 pode ser mantida constante ao longo do comprimento da região central 44 ou tornada variável. Nos exemplos mostrados, o sulco helicoidal 58 é cerca de três vezes (3X) mais profunda do que os canais adjacentes à extremidade apical 40 e cerca de duas vezes (2x) mais profunda do que os canais adjacentes à extremidade coronal 42. Essa alteração na profundidade é porque o diâmetro na base do sulco helicoidal 58 é afunilado geralmente ao longo das mesmas linhas de construção de raiz B como a extremidade apical 40. Ou seja, nessa modalidade, a profundidade do sulco helicoidal 58 em toda a região central 44 e a profundidade da raiz do perfil de rosca apical 46, compartilham um afunilamento cônico comum que resulta em um diâmetro de núcleo progressivamente decrescente que conduz para longe da extremidade apical 40. As linhas de construção B-B confirmam isso. Como afirmado anteriormente, a geometria cônica do sulco helicoidal 58 e da raiz de rosca apical é projetada para suportar estabilidade primária superior e protocolos de carregamento.

[031] O sulco helicoidal 58 se conecta suavemente com o padrão de raiz helicoidal estabelecido entre o perfil de rosca apical 46 na extremidade apical 40. Quer dizer, traçar o padrão da raiz helicoidal para cima a partir da extremidade apical 40 conduzirá diretamente e quase imperceptivelmente para o sulco helicoidal 58. Os exemplos ilustrados mostram o perfil de rosca apical 46 como um projeto de filete único e nesse caso, o sulco helicoidal 58 é igualmente um enrolamento único. Alternativamente, se o perfil de rosca apical 46 fosse do tipo de filete duplo, então, possivelmente, dois sulcos helicoidais entrelaçados fluiriam ao longo da região central 44.

[032] Nos exemplos ilustrados, a largura axial do sulco helicoidal 58 permanece geralmente consistente ao longo do comprimento da região central 44, no entanto o passo do sulco helicoidal 58 se modifica. De preferência, mas não necessariamente, o enrolamento padrão do sulco helicoidal 58 se estende ou cresce à medida que enrola para a extremidade coronal 42. Portanto, ao contrário do padrão de raiz helicoidal da extremidade apical 40 que tem uma inclinação que permanece geralmente constante (alguma alteração menor é possível), o passo do sulco helicoidal 58 aumenta progressivamente. Na junção da extremidade apical 40 e região central 44, o passo do sulco helicoidal 58 é substancialmente igual ao passo do padrão de raiz helicoidal do perfil de rosca apical 46, que representa uma transição suave. Isso dá a aparência de que o sulco helicoidal 58 é uma extensão contínua do padrão de raiz helicoidal do perfil de rosca apical 46. No entanto, na junção da região central 44 com a extremidade coronal 42, o passo do sulco helicoidal 58 é aproximadamente duas vezes (2X) o passo do padrão de raiz helicoidal do perfil de rosca apical 46. Essa alteração no passo é uniformemente progressiva, isto é, o passo aumenta graciosamente desde ~ 1X até ~ 2X do passo de perfil de rosca apical 46 relativamente constante. O formato afunilado da raiz ou do núcleo da âncora 38 (linhas de construção B-B na Figura 13), em combinação com o passo progressivamente variável do sulco helicoidal 58, tem o efeito de comprimir e manipular progressivamente esse material hospedeiro afetado 22 quando a âncora 38 é aparafusada no orifício 20. O efeito de comprimir não é muito diferente daquele produzido por alguns parafusos nas técnicas de moldagem por injeção de plástico ou na seção de compressor de um motor a jato.

[033] Ao longo do corpo da âncora 38, a propagação do sulco helicoidal 58 corta transversalmente cada borda de condensação 56 e cada canal pelo menos uma vez. O número real de pontos de interseção para o sulco helicoidal 58 com cada canal/borda de condensação 58 é ditado pelo passo do sulco helicoidal 58, a torção de mão esquerda dos canais/bordas de condensação 58 e o comprimento da região central 44. No exemplo das Figuras 7 e 9, o sulco helicoidal 58 faz cerca de quatro voltas e meia (4 %) e corta transversalmente cada canal/borda de condensação 56 em três ou quatro vezes. Porque o sulco helicoidal 58 tem aproximadamente a mesma largura e profundidade que o padrão de raiz helicoidal do perfil de rosca apical 46, as bordas de condensação 56 dentro da região central 44 assumem a aparência de uma forma de rosca alargada, cuja crista crestal transporta as bordas de condensação 56. Dessa maneira, o perfil de rosca apical combinado 46 e as bordas de condensação interrompidas helicoidalmente 56 criam a aparência de um padrão de rosca torcida unificado de mão direita que se estende, geralmente ininterrupta mas continuamente mudando de tamanho, da extremidade apical 40 até junção com uma característica de gargalo transitória da extremidade coronal 42. Alguns dos benefícios alcançados por essa configuração única serão descritos.

[034] Na Figura 16, uma âncora 38 é mostrada totalmente assentada em um material hospedeiro 22. Os cortes transversais de impressões deixadas pelo padrão de raiz helicoidal são mostrados nas localidades 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F e 16G. Observe que o espaçamento axial entre as localidades 16A, 16B, 16C e 16D é relativamente igual, enquanto que o espaçamento axial entre os locais 16D, 16E, 16F e 16G cresce progressivamente maior. Isso ilustra o passo variável do sulco helicoidal 58 em comparação com o passo relativamente constante do perfil de rosca apical 46. As Figuras 16A a G oferecem uma vista altamente simplificada de cada uma dessas localidades, respectivamente. Cada imagem representa o material hospedeiro 22 que fica preso e manipulado no vale espiral após a colocação da âncora 38. O efeito de compressão acima mencionado pode ser mais prontamente observado à medida que a âncora 38 penetra mais profundamente no material hospedeiro 22. Além de comprimir, o material hospedeiro preso 22 que circunda a região central 44 da âncora 38 é também deslocado axialmente devido à mudança de passo do sulco helicoidal 58. Essa compressão acoplada com o deslocamento densifica o material hospedeiro 22 em contato com a âncora 38, que resulta em um aumento da estabilidade primária devido ao intertravamento físico (graus mais elevados de contato) entre o material hospedeiro 22 e a âncora 38. Nos casos em que o material hospedeiro 22 é ósseo, essa compressão e deslocamento progressivos promove uma rápida formação de crescimento ósseo devido à nucleação de osteoblastos no osso, em estreita proximidade com a âncora 38. Dados histomorfológicos demonstraram que os fragmentos de ossos autólogos atuam como superfícies nucleantes, promovendo nova formação óssea em torno de uma âncora, proporcionando estabilidade superior e maior contato osso-implante. Além disso, o sulco helicoidal 58 e os canais e outras fissuras atuam como câmaras que hospedarão os cavacos de material como autoenxerto de compactação, o que promoverá e intensificará a cicatrização em aplicações ósseas.

[035] A Figura 14 representa uma região altamente amplificada do material hospedeiro 22, que é influenciado por uma borda de condensação 56 quando a âncora 38 é aparafusada no lugar. A borda de condensação 56 é aqui vista aplicando uma deformação compressiva circunferencialmente abrangente à superfície interna do orifício 20. A borda de condensação 56 limpa e se fricciona contra a parede interior do orifício 20 provocando um alargamento simultâneo do mesmo 20 bem como uma densificação das moléculas que compõem o material hospedeiro 22. Conforme a âncora 38 se afunda mais profundamente no orifício 20, o alargamento e densificação simultâneos do material hospedeiro 22, causados pelos esforços combinados de todas as bordas de condensação 56, produzem efeitos progressivamente maiores devido ao ligeiro afunilamento da âncora 38 e também à mudança de passo do sulco helicoidal 58. Quando as bordas de condensação 56 são formadas com uma torção helicoidal de mão esquerda, como mostrado nas Figuras 7 a 13, uma leve força de reação axial oposta será gerada pelas bordas de condensação 56, arrastando-se através da superfície do osso. A combinação de componentes de força de reação (normal, tangencial e axial) coopera para forçar o material ósseo além de seu limite de elasticidade, permitindo que as bordas de condensação 56 se arem pela superfície e progressivamente ampliem o orifício 20 acumulando simultaneamente tensões na matriz hospedeira 22.

[036] Quando a âncora 38 atinge a profundidade total no orifício 20, as tensões acumuladas no material hospedeiro 22 começam quase imediatamente a se encher nos canais e em torno das bordas de condensação 56, como mostrado na Figura 15. Essa rápida resposta elástica do material hospedeiro circundante 22 se prende, automaticamente, a âncora 38 em posição de modo a que não possa ser facilmente desrosqueada, proporcionando, assim, à âncora 38 uma elevada estabilidade. Uma vez que toda a deformação residual no material hospedeiro 22 tenha sido dissipada e atingido um estado de equilíbrio, a âncora 38 será bloqueada no local com a máxima força de fixação. Dependendo das características da composição do material hospedeiro 22, o equilíbrio pode ou não resultar em todos os canais e sulcos e raízes sendo completamente preenchidos.

[037] Nos casos em que o material hospedeiro 22 é ósseo, no entanto, a regeneração natural e o crescimento intraósseo irão, ao longo do tempo, preencher completamente os vazios. Logo após a colocação, o osso incha e começa a crescer na fissura ao redor da âncora 38. O inchaço ósseo ao redor da região central 44 prende mais firmemente a âncora 38 dentro do orifício 20. Pelo menos alguma capacidade de carga da âncora 38 pode ser possível em um estágio inicial. Ao longo do tempo (por exemplo, aproximadamente 2 a 4 semanas em osso saudável normal), ocorrerá crescimento intraósseo quase completo nas fissuras da âncora 38. A âncora 38 é totalmente bloqueada mecanicamente no osso quando a cicatrização estiver efetivamente completa.

[038] A extremidade coronal 42 compreende uma plataforma 60 que define uma característica mais distal da âncora 38. Em utilização, a plataforma 60 permanece exposta uma vez que a âncora 38 está totalmente assentada no orifício 20. Em alguns casos, como implantes dentários e âncoras de parede, por exemplo, a plataforma 60 incluirá uma conexão interna que se estende para dentro do corpo da âncora 38. Uma ligação interna é uma característica padrão, semelhante a uma cavidade, encontrada em muitos modelos de âncora da técnica anterior para aplicações adaptadas para receber o posto rosqueado de um membro de apoio. Alternativamente, a plataforma 60 pode ser relativamente plana, como uma cabeça de arruela, para distribuir força sobre a superfície do material hospedeiro 22. Nos exemplos ilustrados, que são configurados para utilização como parafusos pediculares, a plataforma 60 tem uma característica de ligação externa esférica que combina com elementos de fixação adequados tipicamente utilizados em situações de estabilização vertebral, como as ilustradas nas Figuras 1 e 2. Naturalmente, o formato/projeto da plataforma 60, seja ela interna ou externa ou de outra forma, pode ser adaptado para atender às necessidades da aplicação pretendida, seja ela qual for.

[039] Como algo visível nas Figuras 11 e 12, as extremidades da plataforma 60 podem incluir uma tomada receptora de ferramenta 62. Esses exemplos mostram a tomada 62 na forma de um receptáculo do tipo ponto estrela ou polidrona para uma cabeça acionadora de formato complementar. Naturalmente, a forma da tomada 62 receptora de ferramentas será adaptada à aplicação e aos padrões da indústria/campo de utilização relevante.

[040] A extremidade coronal 42 pode, opcionalmente, ser formada com um elemento de rolhamento 64. O elemento de rolhamento 64 destina-se a melhorar o contato entre a âncora e o ponto de entrada e a ajudar a reduzir, se não eliminar, os casos de proliferação do tipo vulcânica do material hospedeiro 22 que rodeia o orifício 20. O elemento de rolhamento 64 permite, assim, que a extremidade coronal 42 instalada assente perfeitamente na ou próximo da superfície do material hospedeiro 22, proporcionando, assim, uma melhor instalação. O elemento de rolhamento 64 é mencionado como opcional na medida em que se pode imaginar uma âncora 38 na qual não se incorpora tal característica de rolhamento no projeto mas que desfruta de outros atributos e vantagens dessa invenção. O elemento de rolhamento 64 pode ser formado de várias maneiras para obter resultados semelhantes - embora talvez um pouco variados. Nos exemplos ilustrados, o elemento de rolhamento 64 é constituído por um perfil de rosca coronal com uma torção de mão direita. Aqui, o perfil de rosca coronal é um padrão de rosca de filete simples que tem um passo que é visivelmente menor que o passo de rosca apical. Em particular, o passo do perfil da rosca coronal é cerca de 40% mais curto que o passo do perfil da rosca apical 46. Uma seção anular do gargalo forma uma transição curta e suave entre a região central 44 e o perfil da rosca coronal. O diâmetro dessa seção de gargalo pode ser aproximadamente igual à profundidade adjacente do sulco helicoidal 58, facilitando desse modo um fluxo suave de partículas de material hospedeiro retidas a partir do sulco helicoidal 58 para a seção do gargalo. Favor consultar novamente as linhas de construção B-B na Figura 13, que levam a pontos de terminação na seção anular do gargalo. Dessa forma, a seção do gargalo serve como uma área de pré-preparação útil para partículas de material hospedeiro retido antes que as partículas do material hospedeiro encontrem o perfil da rosca coronal.

[041] O perfil da rosca coronal pode ser configurado com um formato de contraforte. Em maquinário, a forma de rosca de contraforte é projetada para lidar com um empuxo axial extremamente alto em uma direção. A face da rosca de suporte de carga (na direção de extração) é perpendicular ao eixo longitudinal ou a uma ligeira inclinação (geralmente não superior a 7°). A outra face está inclinada a cerca de 45°. Quando a âncora 38 é aparafusada no orifício 20 a uma profundidade suficiente, o perfil de rosca coronal se encaixa na parede interna do orifício 20 e começa a deslocar o material hospedeiro 22 em uma direção abrangente descendente. Deve ser notado que, como o passo coronal nesse exemplo é menor do que o passo apical, o perfil da rosca coronal será puxado pelo perfil da rosca apical 46 para dentro da osteotomia mais rapidamente do que tenderia a avançar com a rotação no sentido horário. Essa ação faz com que o cume helicoidal do perfil de rosca coronal puxe ou raspe o material hospedeiro 22 para dentro do orifício 20, incluindo qualquer material hospedeiro 22 que possa já ter começado a se multiplicar em torno das bordas do orifício 20, resultando em uma superfície mais lisa, menos rompida ao redor do orifício 20. Claro, o padrão rosca coronal pode assumir muitas formas e formatos diferentes.

[042] O elemento de rolhamento 64, se usado, pode ter muitas configurações diferentes. Roscas de torção de mão direita são apenas uma possibilidade. Outras possibilidades incluem, mas não se limitam a: roscas de torção de mão esquerda que teriam um efeito abrangente descendente agressivo, nervuras anulares e similares.

[043] Em uso, tipicamente, um orifício 20 que tem um diâmetro aproximadamente tão grande quanto o diâmetro da raiz na extremidade apical 40 é preparado com antecedência para receber a âncora 38. Em algumas aplicações autoatarraxantes, pode ser aceitável parafusar a âncora 38 diretamente no material hospedeiro 22 sem um orifício preparado 20. De preferência, mas não necessariamente, a preparação do orifício 20 é realizada utilizando-se a técnica de densificação/autoenxertia das Figuras 3 a 6 acima mencionada. Quando a âncora 38 é inicialmente aparafusada no orifício 20, o seu perfil de rosca apical 46 corta imediatamente a superfície interna do material hospedeiro 22 e propaga um trajeto em espiral descendente, puxando o corpo remanescente da âncora 38 em direção à profundidade total assentada. Quando as bordas de condensação 56 entram no orifício 20, eles começam a aplicar uma deformação compressiva circunferencialmente abrangente à superfície interna do orifício 20 com uma ação de condensação. Quanto mais profundo for o orifício 20, a âncora 38 desce, quanto maior o grau em que as bordas de condensação 56 se esfregam e se friccionam contra o material hospedeiro 22. Isso é ilustrado de um modo um pouco exagerado na Figura 14. No entanto, porque o material hospedeiro 22 é provável que tenha propriedades elásticas até certo ponto, haverá alguma "mola de retorno" depois de cada borda de condensação 56 passar. Desse modo, a pluralidade de bordas de condensação 56 esfregam as paredes interiores do orifício 20, uma após a outra, à medida que a âncora 38 é puxada para baixo, ajudando, assim, a criar deformação residual no material hospedeiro 22.

[044] À medida que as bordas de condensação 56 se arrastam através do material hospedeiro 22, as forças em cada borda de condensação 56 podem ser decompostas em forças de dois componentes: um normal à superfície do material hospedeiro 22, pressionando-o para fora, e o outro tangencial, arrastando-o ao longo da superfície interna do orifício 20. Pode se notar também que, devido à torção helicoidal de mão esquerda, as bordas de condensação 56 também gerarão uma leve força de reação axial oposta quando forçadas à força no orifício 20. Essa força de reação axial oposta trabalha contra a direção de avanço axial da inserção da âncora 38 que aplica força em uma direção que empurra a âncora 38 para fora do orifício 20, mas é muito fraca para superar a tração do perfil de rosca apical 46. À medida que o componente tangencial é aumentado através da rotação no sentido horário, as bordas de condensação 56 deslizam ao longo das superfícies interiores do orifício 20. Ao mesmo tempo, as forças normais (isto é, radiais) ao longo das bordas de condensação 56 deformam o material hospedeiro 22, especialmente se é relativamente macio como osso trabecular por exemplo. A deformação residual assim introduzida na superfície do material hospedeiro 22 irá exceder o seu limite de elasticidade, permitindo que as bordas de condensação 56 arem através da superfície como uma operação de polimento. A ação de aragem das bordas de condensação 56, tal como representado na Figura 14, afeta, assim, as propriedades mecânicas de toda a superfície interna do orifício 20.

[045] As tensões aplicadas através das bordas de condensação 56 continuam a se acumular em torno do orifício 20. Quando a âncora 38 atinge a profundidade total e para de girar, as tensões construídas no material hospedeiro 22 são libertadas do cativeiro por assim dizer, que provoca, assim, ação de retrocesso descrita anteriormente para bloquear as bordas de condensação 56 em posição, como representado graficamente na Figura 15. Essa resposta elástica quase imediata do material hospedeiro 22 à carga de tensões da operação de aparafusamento e, possivelmente, também ter acumulado durante a preparação do orifício anterior, proporciona uma estabilidade inicial favorável à âncora 38. Além disso, as partes do material hospedeiro 22 que se expandem elasticamente nos canais bloqueiam eficazmente a âncora 38 em posição de modo que não pode ser facilmente removida ao desenroscar. Outro benefício dessa âncora 38 com bordas de condensação 56 é a sua capacidade de fortalecer o tecido de certos tipos de materiais hospedeiros 22. Por exemplo, quando osso ou madeira ou espuma (para nomear alguns) é sujeito a tensão na região entre o seu rendimento ponto e sua força elástica final, o material experimenta o encruamento. O encruamento, também conhecido como trabalho de endurecimento ou trabalho a frio, é o fortalecimento de um material dúctil por deformação plástica. Esse fortalecimento ocorre por causa dos movimentos de deslocamento e geração de deslocamento dentro da estrutura cristalina do material. E ainda outro benefício desta âncora 38 é encontrado especificamente em aplicações ósseas onde as bordas de condensação 56 e outros atributos especiais têm a capacidade de ativar a regeneração óssea natural.

[046] O método de utilização pode, portanto, ser descrito como aparafusar uma âncora 38 progressivamente mais profunda em um orifício preparado 20, enquanto aplica simultaneamente uma deformação compressiva circunferencialmente abrangente à superfície interna do orifício 20 com em conjunto com bordas de condensação 56. Quando as bordas de condensação 56 se arrastam através da superfície interna do orifício 20, as tensões se acumulam nas paredes laterais. Quando a âncora 38 atinge a profundidade total e para de girar, as tensões construídas não são mais restringidas, de modo que o material hospedeiro 22 preenche em torno das bordas de condensação 56. Uma resposta elástica rápida proporciona uma estabilidade inicial favorável à âncora, autobloqueia a âncora 38 em posição de modo que não pode ser facilmente removida desparafusando e fortalece as paredes circunvizinhas do orifício 20. Em aplicações ósseas, a regeneração óssea natural é estimulada para estabilidade a longo prazo da âncora 38.

[047] A Figura 17 mostra uma modalidade alternativa da presente invenção. Nesse exemplo, características da âncora 138 correspondentes às descritas nos exemplos anteriores são identificadas com números de referência semelhantes, mas com um prefixo 1 (isto é, compensado por 100). Esse exemplo também é configurado para aplicações ortopédicas como o contexto do parafuso pedicular mencionado acima das Figuras 1 e 2. As extremidades apicais 140 e coronal 142 são relativamente curtas em comparação com a região central 144. Pode-se dizer que a extremidade apical 140 e a extremidade coronal 142 têm, cada uma, cerca de 1/5 do comprimento total da âncora 138. E a região central 144 é cerca de 3/5 do comprimento total da âncora 138.

[048] O perfil de rosca apical 146 é projetado para fazer com que a âncora 138 seja autoatarraxante sem um orifício piloto ou talvez apenas um orifício piloto relativamente pequeno. Autoatarraxante indica a capacidade da âncora 138 avançar quando virada, enquanto cria a sua própria rosca. Essa capacidade de autoatarraxamento é facilitada pela moagem de pelo menos um bolso 148 na continuidade do perfil de rosca apical 146. O bolso (ou bolsos) 148 ajudam a cortar roscas complementares nas paredes circundantes do furo à medida que a âncora 138 é aparafusada no sentido da direção dos ponteiros do relógio. O bolso 148 coletará cavacos principais durante a inserção.

[049] Na região central 144, não existe um sulco helicoidal que se ligue à raiz do perfil de rosca apical 146 como nos exemplos anteriores. Contudo, os canais e superfícies de apoio 50 não são contínuos. Uma forma de rosca intermédia 166 interrompe as bordas de condensação 156 na região central 144. A forma de rosca intermédia 166 pode ou não ter um passo que é geralmente igual ao passo do perfil de rosca apical 146. Quando se insere a âncora 138 em um orifício, a forma de rosca intermédia 166 serve como um reforço para os esforços de tração do perfil de rosca apical 146 para ajudar a evitar a remoção do perfil de rosca apical 146 em materiais hospedeiros mais macios.

[050] Na extremidade coronal 142, os perfis de rosca coronal formam um elemento de rolhamento 164. Uma seção de gargalo anular serve como uma transição para os perfis de rosca coronal da região central 144. Esses perfis de rosca coronal partilham aproximadamente o mesmo passo que o do perfil de rosca apical 146 e a rosca intermediária formam 166. Com passos geralmente coincidentes, os três conjuntos de roscas (um em cada seção 140, 142, 144) cooperam durante a inserção.

[051] Em aplicações ortopédicas, uma âncora 38, 138 de acordo com esta invenção é capaz de alcançar estabilidade de ancoragem suficiente no momento da colocação inicial. Além disso, devido à sua capacidade única de promover a regeneração óssea, a estabilidade a longo prazo da âncora é aumentada e acelerada. Os únicos atributos de condensação deste invento são compatíveis com muitas das variações da técnica anterior em formato de rosca, textura de superfície e/ou revestimentos especiais.

[052] Além disso, os conceitos desta invenção podem ser adaptados para formar âncoras relativamente curtas usadas como implantes dentários ao longo das linhas descritas no Pedido de Patente do Requerente WO 2014/093487 publicado em 19 de junho de 2014. A revelação completa do documento WO 2014/093487 é incorporada no presente documento a título de referência que possa ser permitida pelas leis aplicáveis em cada jurisdição.

[053] Para reiterar, os princípios desta invenção não estão limitados ao osso como o material hospedeiro 22. De fato, a âncora de condensação 38, 138 da presente invenção pode ser configurada para estabelecer fixação em quase qualquer tipo de material, tanto celular como não celular, desde que satisfaçam as características de resposta elástica de modo que quando a âncora 38, 138 atinja a profundidade total, a deformação acumulada no material circundante irá preencher em torno das bordas de condensação 56, 156 e outras fissuras mais ou menos semelhantes àquelas ilustradas na Figura 15. Essa resposta elástica do material circundante autobloqueia a âncora 38, 138 em posição de modo que não possa ser facilmente desrosqueada, proporcionando, assim, a âncora 38, 138 com uma estabilidade inicial elevada. Quando o material hospedeiro 22 tem característica viva, o crescimento induzido por cura produzirá uma aquisição ainda mais forte. Por exemplo, quando a âncora 38, 138 é parafusada em uma árvore viva, as células vivas da madeira crescem nas fissuras da âncora 38. Da mesma forma, quando a âncora 38, 138 é parafusada no osso in vivo, o crescimento descrito acima fornecerá uma fixação substancialmente melhorada. Aplicações não orgânicas não devem ser minimizadas. Por exemplo, a âncora 38, 138 pode ser usada em espuma de metal do tipo usado extensivamente em aeroespacial, blindagem térmica e outras aplicações críticas. A aplicação adicional contemplada da âncora 38, 138 inclui cenários de engenharia civil em orifícios de terra de solos moles e soltos e de lama. De fato, muitas outras aplicações também podem se apresentar devido às qualidades únicas de condensação da âncora 38, 138.

[054] Ao longo desta descrição, é feita referência às roscas de mão direita e esquerda. As roscas de mão direita avançam sob rotação no sentido horário e, inversamente, roscas de mão esquerda avançam sob rotação no sentido anti-horário. Roscas de mão direita são por esmagadora proporção mais comum e, portanto, esse uso foi realizado ao longo desta descrição. Deve ser entendido, no entanto, que a inversão de todos os padrões de rosca de mão direita para de mão esquerda (e vice- versa) é possível e resultará em características de desempenho substancialmente idênticas com rotação no sentido anti-horário na inserção. A torção de mão esquerda para o perfil de rosca apical 46 é, assim, considerada um mero equivalente estrutural das modalidades descritas no presente documento e reivindicadas. Dito de outro modo, se uma das direções no sentido horário ou anti-horário for considerada uma “primeira” direção rotativa e a outra das direções no sentido horário e anti-horário for considerada uma “segunda” direção rotativa, então seria correto dizer que se o perfil de rosca apical 46, 146 for formado na primeira direção rotativa, então a torção helicoidal das bordas de condensação 56, 156, estão de preferência na segunda direção rotativa ou reta (isto é, o líder infinito) e inclinado em uma direção sem corte, de modo a não cortar material da parede interna do orifício 20.

[055] A invenção precedente foi descrita de acordo com os padrões legais relevantes, assim a descrição é exemplificativa e não limitativa por natureza. O uso de quaisquer termos que possam ser costumeiramente associados a um determinado campo não deve ser interpretado de forma restrita, de modo a limitar a suposta aplicação da invenção àquele campo específico de uso. Variações e modificações nas modalidades reveladas pode tornar-se evidente para as pessoas versadas na técnica e é abrangido pelo escopo da invenção.

Claims

1. Âncora (38) do tipo aparafusada em um material hospedeiro (22), sendo que a dita âncora (38) é CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um corpo tendo uma extremidade apical (40) e uma extremidade coronal (42), uma região central (44) do dito corpo se estendendo entre a dita extremidade apical (40) e a dita extremidade coronal (42), a dita extremidade apical (40) tendo um perfil de rosca apical (46) para avançar o dito corpo progressivamente mais profundo no material hospedeiro (22) conforme o dito corpo é girado à força em uma primeira direção rotativa, a dita região central (44) incluindo um arranjo de canais que se estendem longitudinalmente com superfícies de apoio (50) intervenientes, cada dito canal tendo uma profundidade, cada dita superfície de apoio (50) formando uma borda de condensação (56) configurada para aplicar uma deformação compressiva circunferencialmente abrangente à superfície interna do material hospedeiro (22) com uma ação de densificação, enquanto a dita âncora (38) está sendo aparafusada em posição, e pelo menos um sulco helicoidal (58) se espiralando ao longo da dita região central (44) e intersectando cada uma das ditas bordas de condensação (56) pelo menos uma vez, e em que o dito perfil de rosca apical (46) forma pelo menos um padrão de raiz helicoidal, o dito sulco helicoidal (58) se unindo diretamente ao dito padrão de raiz helicoidal como uma extensão contínua do mesmo.

2. Âncora (38), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito sulco helicoidal (58) tem uma profundidade igual ou maior que a profundidade dos ditos canais.

3. Âncora (38), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a profundidade do dito sulco helicoidal (58) está entre uma e quatro vezes as profundidades dos ditos canais.

4. Âncora (38), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito perfil de rosca apical (46) tem um passo constante, o dito sulco helicoidal (58) tem um passo variável.

5. Âncora (38), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito passo variável do dito sulco helicoidal (58) é igual ao dito passo do dito perfil de rosca apical (46) adjacente à dita extremidade apical (40), e o dito passo variável do dito sulco helicoidal (58) é maior que o dito passo do dito perfil de rosca apical (46) adjacente à dita extremidade coronal (42).

6. Âncora (38), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita âncora (38) tem um diâmetro de núcleo de raiz continuamente afunilado sobre a dita região central (44) e a dita extremidade apical (40).

7. Âncora (38), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito perfil de rosca apical (46) é um filete único.

8. Âncora (38), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito perfil de rosca apical (46) tem uma torção de mão direita e cada dita borda de condensação (56) tem uma torção helicoidal de mão esquerda, os ditos canais tendo uma torção helicoidal de mão esquerda correspondente à dita torção de mão esquerda das ditas bordas de condensação (56).

9. Parafuso pedicular (38) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um corpo tendo uma extremidade apical (40) e uma extremidade coronal (42), uma região central (44) do dito corpo se estendendo entre a dita extremidade apical (40) e a dita extremidade coronal (42), a dita extremidade apical (40) tendo um perfil de rosca apical (46) para avançar o dito corpo progressivamente mais profundo em uma osteotomia (20), conforme o dito corpo é girado à força em uma primeira direção rotativa, a dita região central (44) incluindo um arranjo de canais que se estendem longitudinalmente com superfícies de apoio (50) intervenientes, cada dito canal tendo uma profundidade, cada dita superfície de apoio (50) formando uma borda de condensação (56) configurada para aplicar uma deformação compressiva circunferencialmente abrangente à superfície interna da osteotomia (20) com uma ação de densificação enquanto o dito parafuso pedicular (38) está sendo aparafusado em posição, pelo menos um sulco helicoidal (58) se espiralando ao longo da dita região central (44) e intersectando cada uma das ditas bordas de condensação (56) pelo menos uma vez, e em que o dito perfil de rosca apical (46) forma pelo menos um padrão de raiz helicoidal, o dito sulco helicoidal (58) se unindo diretamente ao dito padrão de raiz helicoidal como uma extensão contínua do mesmo.

10. Parafuso pedicular (38), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito sulco helicoidal (58) tem uma profundidade igual ou maior que a profundidade dos ditos canais.

11. Parafuso pedicular (38), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito perfil de rosca apical (46) tem um passo constante, o dito sulco helicoidal (58) tem um passo variável, o dito passo variável do dito sulco helicoidal (58) é igual ao dito passo do dito perfil de rosca apical (46) adjacente à dita extremidade apical (40), e o dito passo variável do dito sulco helicoidal (58) é maior do que o dito passo do dito perfil de rosca apical (46) adjacente à dita extremidade coronal (42).