ES2259989T3 - Placa osea para la estabilizacion de un punto de rotura en un hueso con varios tornillos de hueso. - Google Patents

Abstract

Placa ósea para la estabilización de un punto (10) de rotura en un hueso (12) con varios tornillos de huesos (2), los cuales pueden fijar la placa ósea (1) con su cabeza de tornillo con tra el hueso, y con acolchamientos elásticos (8) que en su utilización soportan a los tornillo (2) de hueso radialmente en la dirección de la zona de la rotura, a fin de permitir un desplazamiento limitado en el caso de una carga por compresión sobre el hueso, caracterizada porque en su utilización cada cabeza (2a) del tornillo atraviesa completamente la placa ósea, y se apoya con una superficie (15) de apoyo sobre el hueso, la cual sobresale al menos en una dimensión å1 sobre el lado inferior (6) de la placa ósea (1), y porque en cada acolchamiento (8) de plástico está conformado un cuerpo anular (11) que en su utilización puede colocarse junto con el acolchamiento (8) d plástico en el lado inferior (6) de la placa ósea, y que sobresale en una dimensión å2 sobre ese lado inferior (6).

Description

Placa ósea para la estabilización de un punto de rotura en un hueso con varios tornillos de hueso.

La invención trata de una placa ósea para la estabilización de un punto de rotura en un hueso con varios tornillos de huesos, los cuales fijan la placa ósea con su cabeza de tornillo contra el hueso, y los cuales están apoyados radialmente sobre la placa ósea en la dirección hacia el punto de la rotura a través de un acolchamiento de material sintético, a fin de permitir un desplazamiento limitado en el caso de una carga por compresión sobre el hueso.

Las placas óseas no realizan ninguna compresión, al contrario que las placas de presión, al colocarlas sobre el punto de rotura de un hueso. Durante la sujeción con tornillos de huesos, los trozos de hueso permanecen inalterados en la dirección longitudinal de la placa ósea.

En el documento de patente U.S.4 943 292 (FOUX)(base para el preámbulo de la reivindicación), se muestra una placa ósea con orificios longitudinales. Entre la cabeza de sujeción de un tornillo de huesos adecuado y la placa ósea se ha colocado una arandela anular, la cual penetra con un saliente en forma de acolchamiento en un orificio alargado sobre el lateral hacia un punto previsto de rotura del hueso. Como material para la arandela anular y para el acolchamiento se ha previsto un material sintético elástico, el cual ha de posibilitar también un deslizamiento de la cabeza del tornillo cuando el acolchamiento sea comprimido en el caso de una compresión del hueso. Un problema de esa disposición consiste en que la placa ósea, la cual está comprimida sobre el hueso a través del tornillo de huesos, debería moverse con relación al mismo. El momento de tracción del tornillo de huesos determina, juntamente con el rozamiento entre la placa y el hueso, la magnitud de una fuerza de compresión que conduce a un desplazamiento en la dirección axial. Dado que la fricción estática es prácticamente siempre mayor que la fricción de deslizamiento, el desplazamiento tendrá lugar más bien de forma brusca, y asimismo un retroceso a través de los acolchamientos cuando ceda la fuerza de compresión. Otro inconveniente adicional consiste en que, debido a la gran superficie de apoyo, se dificulta el riego sanguíneo en porciones grandes del hueso, y éstas se reducen en su densidad ósea (porosidad).

El objetivo de la invención es mejorar estas condiciones. Esta alcanza el objetivo, según las características descriptivas de la reivindicación principal 1, al atravesar completamente la cabeza del tornillo la placa ósea, y apoyarse con una superficie de apoyo sobre el hueso, la cual sobresale al menos en una dimensión \varepsilon_{1} sobre el lado inferior de la placa ósea, y al estar conformado en el acolchamiento de plástico un cuerpo anular que puede colocarse junto con el acolchamiento de plástico en el lado inferior de la placa ósea, y que sobresale en una dimensión \varepsilon_{2} sobre ése lado inferior.

La invención tiene la ventaja de que, al contrario de las placas de presión, las cuales inducen a una recuperación primaria directa sin desarrollo de callo, se posibilita una recuperación secundaria del hueso con formación controlada del callo. A través de la distribución apropiada de la fuerza de compresión que actúa en la dirección del eje del tornillo de huesos sobre una superficie de apoyo de la cabeza del tornillo que se apoya sobre el hueso y sobre un cuerpo anular como elemento intermedio, las fuerzas de rozamiento, las cuales se oponen a un desplazamiento longitudinal de la placa ósea, son tan pequeñas que el efecto de elasticidad del acolchamiento de plástico tiene una efectividad real. En la grieta de la fractura, la cual conduce a la formación del callo, se estimula la formación del callo a través de los micromovimientos permitidos a propósito en la dirección longitudinal de la placa ósea, y se alcanza finalmente una curación más rápida y más sólida.

La cabeza del tornillo es independiente de las fuerzas de rozamiento que se oponen al desplazamiento longitudinal de la placa ósea, con el hueso en tensión, mientras que la tensión previa sobre la placa ósea que está sujeta entre la cabeza del tornillo y el cuerpo anular puede ser mantenida en un valor pequeño. Dado que la misma placa ósea se apoya de forma hueca, y casi no toca el hueco, no aparecen fuerzas adicionales que influyan en el rozamiento en los micromo-
vimientos.

Otras mejoras se alcanzan con las características de de las reivindicaciones subordinadas 2 a 12. Así, es conveniente fabricar el cuerpo anular y el acolchamiento de plástico de una sola pieza, y elegir un módulo E de compresión E_{c} entre 500 y 3000 Mpa para el efecto elástico. A través de la elección de un plástico biológicamente reabsorbible para el cuerpo anular y el acolchamiento de plástico resulta un efecto de larga duración adaptado al proceso de curación. Debido a que el material biológicamente reabsorbible se disuelve lentamente a lo largo de varias semanas, la placa ósea es tensada en el transcurso del tiempo de forma cada vez menos fuerte, y al hueso en curación se le reparte una carga constantemente creciente en un marco de límites muy estrechos. Ejemplos para un material de ese tipo son las polilactidas. La empresa Boehringer, Ingelheim, Alemania fabrica una polilactida de ese tipo bajo la denominación de producto de Resomer R208, la cual se disuelve a través de hidrólisis en el cuerpo humano en 30 semanas aproximadamente.

Otra ventaja consiste en que grandes presiones superficiales están limitadas a pequeñas zonas prefijadas del hueso, reduciéndose constantemente la porción del cuerpo anular con la disolución del material reabsorbible biológicamente, de forma que el momento de la retirada de la placa ósea sin grandes daños puede continuar siendo retrasado. La superficie de apoyo del cuerpo anular y de la cabeza del tornillo sobre el hueso es más del 100% mayor que la sección transversal del diámetro nominal de la rosca del tornillo de huesos. Basta con mantener esa superficie de apoyo más pequeña que ocho veces la sección transversal de la rosca, a fin de encontrar una superficie de apoyo entre esos límites del 100% al 800%, la cual está ajustada a la rosca del tornillo de huesos en relación con la fuerza de apoyo que puede
alcanzarse.

Debido a que los respectivos cuerpos anulares sólo pueden implantarse en la placa ósea en una posición, y que encastran en ésa posición, los acolchamientos de plástico sólo pueden ser montados del lado del punto de la fractura cuando están unidos con los cuerpos anulares. Para una mejor adaptación a la redondez de los huesos tubulares, la placa ósea y el cuerpo anular pueden estar abombados en forma cóncava en su parte inferior en el sentido transversal.

A continuación se describe la invención según ejemplos de ejecución. Se muestran:

Fig. 1 esquemáticamente, un corte de una placa ósea que está fijada con un tornillo de hueso en las proximidades de un punto de fractura de un hueso;

Fig. 2 esquemáticamente, una vista en planta desde arriba sobre un cuerpo anular con un acolchamiento de plástico en forma de hoz;

Fig. 3 esquemáticamente, una sección transversal a través del cuerpo anular de la figura 2;

Fig. 4 esquemáticamente, un corte longitudinal a través del cuerpo anular de la figura 3, y

Fig. 5 esquemáticamente, un corte longitudinal a través de una placa ósea, con tres respectivos orificios longitudinales alineados a ambos lados de la zona de rotura de un hueso.

Las figuras muestran una placa ósea para encarrilar una zona 10 de fractura en un hueso 12 con varios tornillos 2 de hueso. Entre los tornillos 2 de hueso y la placa ósea 1 se ha colocado un acolchamiento 8 elástico de plástico en la dirección hacia la zona 10 de rotura. La cabeza 2a del tornillo atraviesa la placa ósea 1 completamente, y se apoya bajo una tensión previa sobre el hueso con una superficie 15 de apoyo. En el acolchamiento 8 de plástico se ha conformado un cuerpo anular 11, el cual puede montarse junto con acolchamiento 8 de plástico sobre la parte inferior de la placa ósea. El cuerpo anular 11 y la superficie de apoyo 15 de la cabeza 2a del tornillo sobresalen de la parte inferior de la placa ósea en una cantidad \varepsilon que no ha de tener el mismo valor.

Un ejemplo de ejecución está mostrado en las figuras 1 a 5. En todas las figuras se usan los mismos signos indicativos. En la figura 1, un tornillo de huesos 2 está anclado en un hueso 12, con su rosca con un diámetro nominal 7 de 3,5 mm, y está tensado contra el hueso 12 con una superficie de apoyo 15 de su cabeza 2a, la cual presenta un diámetro 17 de 5,5 mm. Diversas pruebas han mostrado que el hueso puede hundirse de 15 hasta 200 \mum por debajo de esa superficie de apoyo. La cabeza 2a del tornillo, con un hexágono interior, hundida completamente en la placa ósea 1, posee en su arte superior un resalto 5 con el que se apoya sobre un rebaje anular 4 en un orificio 19 de la placa ósea 1, y que limita su movimiento hacia arriba en la dirección del eje 18 del tornillo. En la parte inferior de la placa ósea 1 hay un cuerpo anular comprimido y sostenido a través de una unión rápida 20. La superficie 15 de apoyo sobresale en una cantidad \varepsilon_{1} respecto a la parte inferior 6 de la placa ósea, cantidad que es al menos tan grande para que la parte inferior 6 no se apoye sobre el hueso 12. La cantidad \varepsilon_{1} es elegido respectivamente mayor que 0,2 mm, a fin de que la parte inferior 6 de la placa ósea se apoye con seguridad de forma ahuecada entre los tornillos de hueso 2.El cuerpo anular 11 sobresale asimismo con su superficie 16 de apoyo en una cantidad \varepsilon_{2}, la cual puede ser inferior que la de la superficie 15 de apoyo del tornillo, sobre la parte inferior 6, a fin de que la placa ósea 1 esté tensada solamente con una fuerza limitada entre el cuerpo anular 11 y el resalto 5. Una compresión del hueso y un movimiento de retorno es solamente posible en la medida que el acolchado 8 de plástico, conformado en el cuerpo anular 11, y el rozamiento originado a través del tensado previo entre el resalto 5 y el rebaje 4 lo permitan. En la figura 5 se han colocado tres orificios 19, dispuestos uno tras otro a ambos lados de la zona 1 de la rotura, con cuerpos anulares 11 cuyos acolchados 8 de plástico están dispuestos respectivamente hacia la zona 10 de la rotura. Los orificios 19 están ejecutados como orificios alargados, a fin de que tengan sitio también los acolchamientos 8 junto a la cabeza 2a del tornillo de forma circular que se va a colocar. Entre los orificios 19 la parte inferior de la placa ósea se apoya de forma hueca, mientras que la misma presenta en su parte superior escotaduras 9 que simplifican la adaptación a la forma del hueso en la dirección longitudinal. Asimismo son posibles las escotaduras entre los orificios en los lados de la placa ósea, para la reducción del momento de resistencia. En el sentido transversal, el lado inferior 6 y el cuerpo anular 11 están abombados con forma cóncava, a fin de adaptarse a la forma del hueso en la dirección transversal. Debido a que el material para el acolchado de plástico y para el cuerpo anular son bioreabsorbibles, pueden regularse las desviaciones de los micromovimientos en el tiempo, de tal manera que con el retroceso de las superficies del acolchado y del cuerpo anular se permiten picos de presión cada vez mayores, pero todavía compatibles, en la zona de la rotura. Con ello, el hueso puede asumir su función de soporte según el proceso de curación, lo cual repercute muy positivamente en la formación del nuevo hueso.

Como plástico reabsorbible biológicamente está previsto un poli-D, L-lactida, el cual se reabsorbe mediante hidrólisis en 30 semanas aproximadamente; por ejemplo, el material Resomer R208 de la empresa Boehringer, Ingelheim, Alemania.

El material de la placa ósea está compuesto por titanio, o bien por una aleación de titanio como Protasul^{TM} de la registradora Sulzer Orthopedics Ltd.

Las figuras 2, 3 y 4 muestran como un material reabsorbible de ese tipo un cuerpo anular 11, moldeado por inyección, en el cual se ha conformado un acolchado 8 con forma de hoz. La pieza moldeada por inyección posee una superficie interior cilíndrica con radio R_{1}, sobre la que se apoya la cabeza del tornillo con su diámetro 17. El contorno exterior de la pieza moldeada por inyección está limitado por un radio R_{3}, cuyo punto central del radio está desplazado en una distancia 13 en la dirección longitudinal. El contorno exterior del propio cuerpo anular se forma a través de un radio R_{4} con un punto central aproximadamente igual que el radio R_{3}, así como por las tangentes a los círculos R_{2} y R_{4}. El acolchado 8 en forma de hoz tiene un espesor máximo 14, que representa el 15% del diámetro 17 de la cabeza 2a del tornillo que se apoya sobre el mismo. Para un módulo E mayor puede elegirse también éste valor más pequeño. Entonces, los microdesplazamientos son menores para una misma fuerza de compresión.

En la figura 4, la superficie de apoyo 16 del cuerpo anular 11 está abombada en forma cóncava en la dirección transversa, con una curvatura que se corresponde con un radio de curvatura R_{S}.

Claims (12)

1. Placa ósea para la estabilización de un punto (10) de rotura en un hueso (12) con varios tornillos de huesos (2), los cuales pueden fijar la placa ósea (1) con su cabeza de tornillo contra el hueso, y con acolchamientos elásticos (8) que en su utilización soportan a los tornillo (2) de hueso radialmente en la dirección de la zona de la rotura, a fin de permitir un desplazamiento limitado en el caso de una carga por compresión sobre el hueso, caracterizada porque en su utilización cada cabeza (2a) del tornillo atraviesa completamente la placa ósea, y se apoya con una superficie (15) de apoyo sobre el hueso, la cual sobresale al menos en una dimensión \varepsilon_{1} sobre el lado inferior (6) de la placa ósea (1), y porque en cada acolchamiento (8) de plástico está conformado un cuerpo anular (11) que en su utilización puede colocarse junto con el acolchamiento (8) d plástico en el lado inferior (6) de la placa ósea, y que sobresale en una dimensión \varepsilon_{2} sobre ese lado inferior (6).

2. Placa ósea según la reivindicación 1, caracterizada porque el material del acolchamiento (8) y del cuerpo anular (11) presenta un módulo E de compresión E_{c} de entre 500 y 3.000 Mpa.

3. Placa ósea según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque el material del acolchamiento (8) y del cuerpo anular (11) es un material biológicamente reabsorbible, el cual se disuelve solamente tras varias semanas.

4. Placa ósea según la reivindicación 3, caracterizada porque el material del acolchamiento (8) y del cuerpo anular (11) es una polilactida, la cual se disuelve en 30 semanas aproximadamente.

5. Placa ósea según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el acolchamiento (8) se
apoya con forma de hoz sobre la cabeza (2a) del tornillo.

6. Placa ósea según la reivindicación 5, caracterizada porque la forma de hoz presenta un espesor máximo (14) en la dirección del eje longitudinal de la placa ósea (1), y porque el espesor máximo (14) representa al menos un 8% del diámetro (17) de la cabeza (2a) del tornillo que se apoya allí.

7. Placa ósea según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las superficies de apoyo (15, 16) de la cabeza (2a) del tornillo y del cuerpo anular (11), que sobresalen por encima de la parte inferior (6), son más del 100% mayores que la sección transversal del diámetro nominal (7) de la rosca del tornillo (2) de hueso.

8. Placa ósea según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque los cuerpos anulares (11) pueden ser colocados respectivamente en un orificio (19) de la placa ósea (1) sólo en una posición, y presentan una unión rápida (20) con la placa ósea (1).

9. Placa ósea según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la placa ósea (1) y el cuerpo anular (11) están abombados con forma cóncava en su parte inferior (6,16), en el sentido transversal.

10. Placa ósea según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque las cabezas (2a) de los tornillos (2) de hueso están incrustadas completamente en la placa ósea (1).

11. Placa ósea según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la sección transversal de la placa ósea (1) está debilitada a través de escotaduras (9) en la zona entre los orificios (19), a fin de conseguir zonas con menor resistencia a la flexión.

12. Placa ósea según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la misma está compuesta de titanio o una aleación de titanio.