ES2267273T3

ES2267273T3 - Dispositivo y metodo para la preparacion de un espacio entre vertebras adyacentes para recibir un elemento postizo.

Info

Publication number: ES2267273T3
Application number: ES99928485T
Authority: ES
Inventors: Gary Karlin Michelson
Original assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP2002518067A; DE69931777T2; AU4554299A; US6537279B1; WO1999063891A1; EP1083829A4; DE69931777D1; US7160304B2; EP1083829A1; WO1999063891A9; CA2334543A1; ATE328540T1; DK1083829T3; US6083228A; AU760882B2; CA2334543C; EP1083829B1; US20030187448A1; JP4083986B2

Abstract

Aparato para la preparación de un espacio en la espina dorsal para recibir un elemento postizo o inserto entre cuerpos vertebrales adyacentes, que comprende: un asa; un eje (12) conectado operativamente a dicha asa; un elemento de montaje (16) dispuesto en un extremo distal de dicho eje; un mecanismo de impulsión; una fuente de potencia conectada operativamente a dicho mecanismo de impulsión; y un elemento abrasivo (18; 218; 250) que se puede montar en dicho elemento de montaje para el movimiento por dicho mecanismo de impulsión; incluyendo dicho elemento abrasivo una primera superficie abrasiva (90; 140; 252) seleccionada para crear un contorno superficial predeterminado en uno de los cuerpos vertebrales adyacentes, al ser desplazado dicho elemento abrasivo por dicho mecanismo de accionamiento, y una segunda superficie abrasiva (92; 142; 154), caracterizado porque dichas primera y segunda superficies abrasivas (90, 92; 140, 142; 252, 254) son obligadas a girar en direcciones opuestas por dicho mecanismo de impulsión.

Description

Dispositivo y método para la preparación de un espacio entre vértebras adyacentes para recibir un elemento postizo.

Sector técnico de la invención

La presente invención se refiere a un aparato de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. De acuerdo con ello, la presente invención se refiere, de manera general, a un dispositivo para efectuar una inserción en el espacio discal entre cuerpos de vértebras adyacentes de la espina dorsal humana. El dispositivo puede formar una superficie sobre cada una de las superficies de las vértebras adyacentes al espacio discal intervertebral, de manera secuencial, o en una realización alternativa, de forma simultánea. La superficie o superficies formadas tienen forma y contorno que corresponden a un cuerpo postizo o inserto para la espina dorsal a implantar en un espacio discal.

Antecedentes de la invención

Un aparato del tipo inicialmente mencionado es conocido, por ejemplo, por los documentos WO-A-9738635, en cuya materia se basa el preámbulo de la reivindicación 1, WO-A-9622747 y USA-A-5015247.

Los elementos postizos o insertos a colocar entre vértebras adyacentes de la espina dorsal tienen una serie de formas y dimensiones, y están realizados en una amplia variedad de materiales. Estos elementos postizos pueden estar o no diseñados para promocionar la fusión de los cuerpos de vértebras adyacentes. Los elementos postizos o insertos no destinados a participar en la fusión de vértebras adyacentes o a promover la misma, por ejemplo, un disco espinal artificial, están destinados a mantener la separación entre las vértebras adyacentes y para permitir el movimiento relativo entre estas vértebras. Estos elementos postizos pueden incluir o no un cierto tipo de tratamiento superficial o estructura diseñada para provocar que las vértebras se adhieran y efectúen su crecimiento sobre la superficie del elemento postizo para estabilizar dicho elemento postizo o inserto. Otro tipo de inserto comprende injertos de hueso. Estos injertos de hueso están destinados, de manera típica, a participar en la fusión de vértebras adyacentes y promover la misma. Otro tipo de insertos a utilizar en la cirugía de la espina dorsal humana comprende implantes realizados en materiales inertes seleccionados, tales como titanio, que tienen una estructura diseñada para promover la fusión de vértebras adyacentes, permitiendo el crecimiento óseo a través del inserto para la fusión de vértebras adyacentes. Este último tipo de inserto está destinado a permanecer de manera indefinida dentro de la espina dorsal del paciente.

El primer ejemplo conocido de este último tipo de inserto (a utilizar en humanos) se describe en la patente U.S.A. Nº 5.015.247, que, en su realización preferente, da a conocer un implante perforado de fusión cilíndrico, roscado, hueco, realizado de un material distinto al hueso y más resistente que éste, y que está destinado a provocar la fusión de cuerpos vertebrales adyacentes. Un material promotor de la fusión, tal como, por ejemplo, hueso poroso o reticular, es colocado como relleno dentro de la parte hueca del implante y participa en la fusión. Tal como se utiliza en esta descripción, el término fusión define el crecimiento de tejidos óseos de un cuerpo vertebral a través de un espacio discal a un cuerpo vertebral adyacente para eliminar de esta manera sustancialmente el movimiento relativo entre dichas vértebras.

Los cuerpos vertebrales humanos están formados por una envolvente externa, tensa y dura, y una masa interna relativamente menos densa. La envolvente externa dura es hueso reticular muy densamente compactado, que se parece en todo al hueso cortical, excepto por su escala mayor y que es designado de manera general como córtex. La masa interna es hueso reticular más blando. La envolvente externa del hueso del córtex adyacente al disco y el hueso inmediatamente adyacente, y en disposición profunda (ambos son subcondriales, es decir, situados por debajo de la capa de cartílago que separa el hueso del disco), se definen para los objetivos específicos de esta descripción que comprenden la "región de placa externa" o "placa extrema" para evitar confusiones que se podrían producir, por otra parte, por falta de correspondencia en la utilización de cualquiera de estos términos. Si bien se comprende que estos términos pueden tener otros significados más ordinarios o especiales, y que los técnicos habituales en este sector puedan diferir en cuanto a los significados correctos de estos términos, es para la eliminación de cualesquiera ambigüedades que estos términos se definen de manera tan precisa y específica para esta descripción.

Para los objetivos de la presente descripción solamente, y para evitar cualquier posible confusión, el término "reborde apofísico" se define como reborde óseo del hueso reticular densamente compacto, dispuesto periféricamente alrededor de cada una de las regiones de placa extrema vertebral ósea en oposición, de un cuerpo vertebral humano. El reborde es, como mínimo en parte, el resto óseo de lo que era el área de crecimiento apofísico cartilaginoso antes de la conversión de dicho cartílago en hueso en la maduración del esqueleto.

El disco espinal que está comprendido entre cuerpos de vértebras adyacentes mantiene la separación entre dichos cuerpos de vértebras y, en una espina dorsal sana, permite un movimiento relativo entre las vértebras. En el momento de la cirugía, por ejemplo, en el caso en el que se desea conseguir fusión entre cuerpos vertebrales adyacentes de la espina dorsal de un paciente, el cirujano prepara de manera típica una abertura en el lugar de la fusión deseada, retirando una parte o la totalidad del material del disco que existe entre los cuerpos vertebrales adyacentes que se desea fusionar. Dado que las capas externas de hueso de la placa extrema vertebral son relativamente inertes a nuevo crecimiento óseo, el cirujano debe trabajar sobre la placa extrema para retirar como mínimo las capas de células de hueso más externas para tener acceso a los tejidos de hueso vasculares, ricos en sangre, dentro del cuerpo vertebral. De esta manera, las vértebras se preparan de manera que favorece un nuevo crecimiento óseo sobre un inserto colocado entre las vértebras o a través del mismo.

Los métodos actuales de formación de este espacio entre vértebras adyacentes incluyen, de manera general, la utilización de uno o varios de los siguientes: instrumentos manuales de sujeción y penetración conocidos como fórceps para huesos ("rongeurs"); taladros y guías de taladrado; desbarbadores rotativos impulsados a motor; y osteótomos y buriles. En algunos casos, la placa vertebral extrema debe ser sacrificada, tal como ocurre cuando se utiliza un taladro para taladrar a través del espacio discal y en las vértebras de manera más profunda que el grosor de la placa extrema. Este proceso quirúrgico resulta necesariamente en la pérdida del tejido óseo más duro y resistente de las vértebras (la placa extrema) y por lo tanto elimina de las vértebras la parte de su estructura más apropiada para resolver y soportar las cargas ejercidas sobre la espina dorsal en las actividades corrientes. No obstante, el cirujano debe utilizar uno de los instrumentos anteriormente indicados para trabajar sobre las placas extremas adyacentes de las vértebras adyacentes para tener acceso al hueso vascular, poroso que es capaz de participar en la fusión y provocar crecimiento activo del hueso, y también intentar obtener una superficie de forma apropiada en los cuerpos vertebrales para recibir el inserto o elemento postizo. Dado que las placas extremas de las vértebras adyacentes no son planas, sino que tienen una forma curvada combinada, y dado que los elementos postizos o insertos, realizados a base de hueso de donante o de un material de implante adecuado, tienden a tener forma geométrica en vez de forma biológica, es necesario adaptar las vértebras a la forma del elemento postizo o inserto que quedará alojado entre ellas.

Es importante al formar el espacio entre las estructuras de hueso adyacentes para proporcionar un contorno superficial que se adapte íntimamente al contorno de los elementos postizos o insertos, a efectos de proporcionar una superficie de soporte adecuada sobre la que se puede aplicar de manera regular la transferencia de carga entre las estructuras de hueso adyacentes. En los casos en los que el cirujano no ha sido capaz de formar el espacio de forma apropiada para recibir los elementos postizos o insertos, dichos insertos pueden escapar por deslizamiento o ser expulsados de manera forzada desde el espacio existente entre las vértebras adyacentes, o que no exista un amplio contacto entre el inserto y las vértebras, puede no producirse la fusión.

Además, ninguno de los dispositivos de la técnica anterior conocidos para la preparación de las placas vertebrales extremas para recibir un elemento postizo o inserto incluye un elemento de trabajo que corresponde en forma, dimensiones o contorno a la forma del inserto a implantar. Es decir, los dispositivos conocidos deben ser desplazados desde un lado a otro, y hacia adentro y hacia afuera del espacio intervertebral en una magnitud que supera las dimensiones del elemento de trabajo del dispositivo, por ejemplo, el desbarbador rotativo de un instrumento a motor o el extremo de trabajo de los osteótomos y buriles de tipo conocido.

Objetivos de la presente invención

Es un objetivo de la presente invención dar a conocer un aparato para el trabajo rápido, seguro, eficaz y exacto sobre las placas extremas de los cuerpos vertebrales adyacentes a un espacio discal, a efectos de eliminar el hueso para producir una superficie receptora correspondiente en dimensiones, forma y contorno al inserto a implantar entre las vértebras adyacentes, al tiempo que se conserva dicha placa extrema, por lo menos en parte.

Es otro objetivo de la presente invención, por lo menos en ciertas realizaciones de la misma, dar a conocer un aparato capaz de trabajar simultáneamente sobre ambas placas extremas de los cuerpos vertebrales adyacentes a un espacio discal para producir superficies receptoras opuestas en las placas extremas adyacentes que corresponden en dimensiones, forma y contorno al inserto a implantar, y al proceder de este modo, definir la forma del espacio para el elemento postizo o inserto.

Es otro objetivo de la presente invención dar a conocer un aparato, según una realización preferente, que es capaz de trabajar con inserción lineal, es decir, inserción a lo largo de un eje único, y sin necesidad de desplazar sustancialmente el dispositivo de un lado a otro dentro del espacio discal a lo largo de un segundo eje. En esta realización preferente, el aparato tiene en su extremo de trabajo un elemento abrasivo con una anchura que corresponde, en general, a la anchura del elemento postizo o inserto a implantar.

Otro objetivo de la presente invención consiste en tener un mecanismo de seguridad incorporado en el aparato, de manera que limita la profundidad de inserción del aparato en la espina dorsal.

Otro objetivo adicional de la presente invención consiste en dar a conocer un aparato que tiene extremos intercambiables a efectos de ser capaz de producir una serie de superficies de tamaño, contornos y formas distintas dentro del espacio intervertebral.

Otro objetivo adicional de la presente invención consiste en tener superficies de abrasión que se extienden al extremo delantero del aparato, de manera que el dispositivo puede eliminar hueso a lo largo de su borde delantero al avanzar dentro del espacio discal.

Para este objetivo, la invención da a conocer el aparato que tiene las características de la reivindicación 1. Otras realizaciones de la invención son las que se describen en las reivindicaciones dependientes.

Estos y otros objetivos de la presente invención quedarán evidentes para los técnicos en la materia, basándose en la descripción de las realizaciones preferentes de la presente invención, tal como se describe a continuación. No obstante, no todas las realizaciones de las características inventivas de la presente invención deben conseguir necesariamente todos los objetivos anteriormente identificados, y la invención en sus aspectos más amplios no queda limitada a las realizaciones preferentes que se describen.

Breve descripción de los dibujos

La realización de las figuras 1-10 que tienen una única superficie de abrasión no forma parte de la presente invención.

La figura 1 es una vista parcial superior de una primera realización preferente de un dispositivo, que comprende un elemento de abrasión que tiene una superficie de abrasión única;

la figura 1A es una vista superior, en planta, del dispositivo de la figura 1, mostrando el asa del dispositivo;

la figura 2 es una vista lateral del dispositivo mostrado en la figura 1;

la figura 3 es una vista extrema del dispositivo mostrado en las figuras 1 y 2;

la figura 4 es una segunda vista en planta del dispositivo mostrado en la figura 1, que muestra también la gama y tipo preferentes de movimiento del elemento de abrasión;

la figura 4A es una vista parcial del dispositivo de las figuras 1 a 4, que muestra un mecanismo preferente para la conexión del asa al eje del dispositivo;

la figura 5 es una vista detallada de una parte del eje del dispositivo, que muestra ranuras utilizadas para retener un elemento de tope en una posición seleccionada;

la figura 6 es una vista detallada de un mecanismo de palanca con resorte antagonista, que puede ser utilizado para ajustar la posición de un elemento de tope;

la figura 7 es una vista detallada de un mecanismo de acoplamiento que puede ser utilizado para acoplar de manera móvil el mecanismo de impulsión al elemento de abrasión;

la figura 8 es una vista detallada del elemento de montaje dispuesto en el extremo distal del eje del dispositivo;

la figura 9 es otra vista detallada del mecanismo de acoplamiento y elemento de montaje mostrado en las figuras 7 y 8;

la figura 10 es una vista detallada que muestra una forma preferente de conectar, con capacidad de movimiento, el mecanismo de acoplamiento al elemento de abrasión;

la figura 11 es una vista en planta de un primer cuerpo vertebral, que tiene una superficie preparada en una de las placas extremas por un dispositivo que incorpora la presente invención;

la figura 12 es una vista en planta de un segundo cuerpo vertebral distinto al mostrado en la figura 11, que tiene una superficie preparada en una de las placas extremas por un dispositivo que incorpora la presente invención;

la figura 13 es una vista lateral en sección del cuerpo vertebral mostrado en la figura 12;

la figura 14 es una vista lateral en sección de cuerpos de vértebras adyacentes que tienen sus placas extremas adyacentes correspondientes, preparadas por un dispositivo que incorpora la presente invención para formar un espacio configurado para recibir un elemento configurado o inserto;

la figura 15 es una vista en perspectiva exagerada del cuerpo vertebral mostrado en la figura 12, mostrando la formación de la superficie receptora en la placa vertebral extrema;

la figura 15A es una vista superior de una sección de una espina dorsal humana que muestra la parte del disco que es típicamente retirada para recibir el implante de un inserto o postizo intervertebral;

la figura 16 es una vista en planta de una realización preferente de un dispositivo que incorpora la presente invención, cuyo dispositivo comprende un elemento de abrasión que tiene dos superficies abrasi-
vas;

la figura 16A es una vista en planta del dispositivo de la figura 16, mostrando tubos de irrigación y de succión que se pueden incorporar en el dispositivo;

la figura 17 es una vista en alzado lateral del dispositivo mostrado en la figura 16;

la figura 17A es una vista en alzado lateral del dispositivo mostrado en la figura 16A;

la figura 17B es una vista detallada de un posible mecanismo de impulsión que puede ser utilizado con la realización de la presente invención;

la figura 18 es una realización alternativa de un elemento de abrasión que tiene dos superficies abrasivas, las cuales están inclinadas unas con respecto a la otra para formar un espacio entre los cuerpos vertebrales adyacentes, que se aproxima a la curva lordótica de la espina dorsal humana en el lugar que recibirá el elemento postizo o inserto entre dichos cuerpos;

la figura 19 es una vista lateral, en sección, de cuerpos vertebrales adyacentes que muestran un espacio configurado lordóticamente creado entre las vértebras por el elemento de abrasión mostrado en la figura 18;

la figura 20 muestra una realización alternativa de un mecanismo para la impulsión de un elemento abrasivo;

la figura 21 muestra una trayectoria alternativa de movimiento posible para un elemento de abrasión de acuerdo con la presente invención;

la figura 22 muestra otra ruta alternativa de movimiento posible para el elemento de abrasión;

la figura 23 muestra una configuración alternativa del elemento de abrasión adecuado para crear superficies receptoras de un elemento postizo cóncavo sobre las placas vertebrales adyacentes extremas;

la figura 24A es una vista lateral de un cuerpo vertebral, mostrando placas extremas o zonas de placas extremas;

la figura 24B es una vista superior, en sección, de un cuerpo vertebral que muestra el reborde apofísico y hueso poroso;

la figura 25A es una vista en perspectiva de una realización alternativa preferente de un dispositivo que incorpora la presente invención, cuyo dispositivo comprende un elemento de abrasión que tiene dos superficies abrasivas;

la figura 25B es una vista en planta del dispositivo mostrado en la figura 25A;

la figura 26 es una vista lateral, en alzado, y en detalle, de un posible mecanismo de impulsión que puede ser utilizado con la realización alternativa preferente de la presente invención;

la figura 27 es una realización alternativa de un elemento de abrasión que tiene elementos superior e inferior en forma de disco para formar un ángulo entre sí para formar un espacio entre los cuerpos vertebrales adyacentes, que se aproxima a la curvatura lordótica de una espina dorsal humana en el lugar que recibirá el postizo entre cuerpos;

la figura 28 es una vista en planta en el dispositivo de la figura 25A, que muestra tubos de irrigación y de succión que se pueden incorporar en el dispositi-
vo;

la figura 29 es una vista en perspectiva del dispositivo de la figura 25A, y una guía para proporcionar acceso protegido al espacio existente entre cuerpos vertebrales adyacentes;

la figura 30 es una vista lateral de una prolongación de penetración en un disco, insertada entre cuerpos vertebrales adyacentes;

la figura 31A es una vista en perspectiva posterior de la guía de la figura 25A;

la figura 31B es una vista en perspectiva de la guía de la figura 25A, que muestra extensiones penetrantes en el disco de tipo apuntado;

la figura 31C es una vista en perspectiva de la guía de la figura 25A, que muestra extensiones penetrantes en el disco con superficies inferior y superior paralelas;

la figura 31D es una vista en perspectiva de la guía de la figura 25A, mostrando extensiones penetrantes en el disco de forma sustancialmente lordótica;

la figura 32A es una vista en perspectiva, posterior, de la guía de la figura 25A, mostrando guías de tipo hembra;

la figura 32B es una vista en perspectiva, posterior, de la guía de la figura 25A, mostrando la ausencia de guías;

la figura 33 es una vista en perspectiva, posterior, de la guía de la figura 25A, incluyendo una prolongación ranurada;

la figura 34A es una vista en perspectiva, parcial, de la guía de la figura 25A, mostrando la distancia entre las partes frontal y posterior;

la figura 34B es una vista lateral, parcial, de la guía de la figura 34A;

la figura 35A es una vista en sección del cuerpo de la guía de la figura 25A;

la figura 35B muestra una sección transversal, circular, alternativa del cuerpo de la guía de la figura 25A; y

la figura 35C muestra una sección transversal alternativa oval o redondeada del cuerpo de la guía de la figura 25A.

El dispositivo, en su realización preferente, comprende, de manera general, un elemento de abrasión montado con capacidad de movimiento y de sustitución sobre el extremo distal de un vástago o eje, y un mecanismo limitador de la profundidad para comprobar la profundidad de inserción del elemento de abrasión en el espacio entre vértebras (es decir, la parte discal). El dispositivo comprende también un asa que puede ser desmontable con respecto al vástago o eje. Tal como se utiliza en esta descripción, el término "asa" se refiere a una parte del dispositivo que el cirujano puede sujetar o manipular de otro modo para guiar el extremo de trabajo del dispositivo. Esta "asa" puede tener, en realidad, múltiples objetivos. Por ejemplo, el asa puede ser una parte del vástago sobre el que está montado el elemento de abrasión en un extremo. De forma alternativa, el asa puede ser una parte de un segmento que conecta el dispositivo a una fuente de potencia, por ejemplo, una parte de un conducto que suministra gas a presión si la fuente de potencia está accionada mediante turbina. En cualquier caso, el término "asa" se utiliza en esta descripción en su sentido más amplio para hacer referencia a la parte del dispositivo que sujeta el cirujano.

Además, el eje puede ser desmontable con respecto al elemento de abrasión. El dispositivo comprende también un mecanismo de impulsión para transmitir potencia para activar, es decir, desplazar, el elemento de abrasión, y el mecanismo de impulsión está conectado a una fuente de energía, por ejemplo, una batería recargable, que se puede alojar dentro del asa del dispositivo. Solamente a título de ejemplo, el mecanismo de impulsión puede comprender un motor eléctrico o un mecanismo electromagnético oscilante. O bien, también a título de ejemplo solamente, el mecanismo de impulsión y el asa en la que está dispuesto pueden comprender el cabezal de una turbina accionada mediante gas del tipo habitualmente utilizado en otros instrumentos quirúrgicos.

En la realización preferente, el elemento abrasivo tiene una anchura en general correspondiente a la del inserto o elemento postizo a implantar entre los cuerpos vertebrales adyacentes al espacio discal. El lecho receptor, es decir, la superficie preparada de las vértebras, cuando es conformada por el dispositivo, corresponderá en dimensiones, en tamaño y contorno a las superficies correspondientes del elemento postizo a implantar. Solamente a título de ejemplo, la superficie producida puede ser plana o cóncava, o de otra forma y tamaño deseados para corresponder a las superficies de contacto superior e inferior del injerto que establecen contacto con las vértebras, cuyo inserto se implantará entre las vértebras. El dispositivo puede incluir también un extremo delantero capaz de cortar hueso y/o material discal para formar un alojamiento o bolsa que tiene un contorno que corresponde al aspecto delantero y extremo delantero del elemento postizo a implantar.

En una realización preferente, el elemento abrasivo comprende un par de superficies abrasivas opuestas entre sí, dirigidas hacia afuera, que se encuentran en planos que pueden ser paralelos entre sí o alternativamente convergentes entre sí. Esta realización de la presente invención ofrece la ventaja adicional de ahorrar tiempo al preparar simultáneamente ambas placas vertebrales extremas, adyacentes a un espacio discal. Esta realización no solamente comprende la capacidad de crear simultáneamente dos superficies opuestas, sino también el conformar el espacio tridimensional que se creará entre las vértebras adyacentes, cuya forma se puede hacer que se adapte a la lordosis deseada de dicha parte de la espina dorsal que recibirá el elemento postizo o inserto.

No obstante, el elemento abrasivo de la presente invención no está limitado a una construcción monopieza, de tipo unitario, con independencia del número de superficies abrasivas que pueda tener el elemento abrasivo. El elemento abrasivo puede comprender varias piezas que, a título de ejemplo no limitativo, se pueden montar en el extremo del dispositivo para que, en combinación, definan la forma general del elemento abrasivo y su superficie o superficies abrasivas. Por lo tanto, el término "elemento abrasivo" se utilizará en esta descripción para hacer referencia tanto a una construcción monopieza, de tipo unitario, como a una construcción de piezas múltiples.

Por lo tanto, la presente invención da a conocer un dispositivo para preparar un espacio discal entre cuerpos de vértebras adyacentes para recibir una pieza postiza o inserto, y prepara dicho espacio discal retirando una parte de la placa extrema de las vértebras adyacentes a dicho espacio discal para formar superficies predeterminadas en las placas extremas. Las superficies preparadas son dimensionadas y contorneadas para tener un contacto amplio e íntimo con la pieza postiza a implantar entre las vértebras adyacentes, cuyo contacto amplio proporciona una mayor estabilidad del inserto. Esta área amplia de contacto íntimo entre las vértebras y el inserto ayuda al crecimiento óseo desde las vértebras hacia adentro del inserto, y proporciona también una amplia área sobre la cual soportar las cargas ejercidas a efectos de minimizar el riesgo de colapso vertebral o subsidencia del inserto dentro de la vértebra.

El elemento abrasivo está montado en el elemento de montaje y puede ser desmontable e intercambiable. En este tipo de realización, el elemento de montaje puede ser, si bien no de forma necesaria, acoplable a un eje que se puede montar al asa. El elemento abrasivo y el elemento de montaje pueden ser separables entre sí. De manera alternativa, el elemento abrasivo y el elemento de montaje pueden ser desmontables, conjuntamente, del asa. Diferentes configuraciones del elemento abrasivo y su superficie abrasiva o superficies abrasivas pueden ser utilizadas para formar diferentes contornos en las estructuras óseas vertebrales adyacentes.

En el caso (que no forma de la presente invención) en el que el elemento abrasivo tiene una superficie abrasiva, la superficie opuesta del elemento abrasivo, o la superficie opuesta del elemento de montaje, se puede diseñar específicamente para que no sea abrasiva con respecto a la placa extrema vertebral adyacente en oposición. Esta superficie no abrasiva puede ser diseñada para proporcionar una ventaja mecánica (tal como la que se consigue con un fulcro) para permitir que el cirujano pueda incrementar la presión de la superficie abrasiva contra la placa extrema en la que se trabaja y, además, puede ser curvada a efectos de ser centrante dentro del espacio discal por contacto con una superficie vertebral.

Si bien la realización preferente de la presente invención ha sido explicada con respecto a la creación de un espacio entre vértebras adyacentes en la columna vertebral, también puede ser apropiada para utilización en otras partes del cuerpo en las que se desee colocar un inserto entre estructuras óseas adyacentes. Además, y como ha sido mencionado anteriormente, una realización de la presente invención puede tener superficies abrasivas superiores e inferiores que presentan una relación angular entre sí a efectos de, por ejemplo, acoplar la curvatura lordótica de la columna vertebral humana en la posición de la vértebra que será operada. De manera similar, algunas de las superficies abrasivas del elemento abrasivo pueden tener una configuración convexa, o incluso compuesta, para conformar superficies en las estructuras óseas adyacentes que presentan el contorno deseado. De manera adicional, pueden utilizarse elementos abrasivos secuencialmente más largos, o elementos de montaje, para conformar el espacio deseado de forma escalonada, o el elemento abrasivo puede tener un tamaño que se ajuste, de manera substancial, a la anchura final deseada de la estructura que será formada en la placa vertebral extrema. Además, y como se ha observado anteriormente, el elemento abrasivo puede estar configurado con un borde frontal afilado que permite que el elemento abrasivo realice un "corte hacia delante" a medida que es insertado entre las vértebras adyacentes. De este modo, se permite la inserción progresiva del elemento abrasivo entre las vértebras.

Si bien la presente invención ha sido descrita en el presente documento de forma general, y las realizaciones preferentes de dicha invención serán descritas a continuación en detalle, ni la descripción general ni la descripción detallada limitan el alcance de la presente invención. El alcance de la presente invención queda determinado solamente por las reivindicaciones adjuntas que aparecen al final de esta solicitud de patente.

Descripción detallada de las realizaciones contempladas en la actualidad

Haciendo referencia a las figuras 1 y 1A, una primera realización comprende un dispositivo de preparación de espacio de disco referenciado de forma general por el número (10). El dispositivo (10) incluye un eje (12) y un asa (13). El asa (13) puede tener cualquiera de las formas conocidas diseñadas para permitir el agarre del cirujano de en el asa de manera más segura y cómoda. De manera similar, el asa (13) puede incluir un recubrimiento de goma blanda o puede estar formado, como mínimo de forma parcial, con un material diseñado para favorecer un agarre seguro de la mano del cirujano en el asa. Las personas especializadas en la técnica reconocerán numerosos tipos de configuraciones o materiales superficiales con los que puede estar hecho el asa para conseguir estos objetivos.

Haciendo referencia todavía a las figuras 1 y 1 A, existe un mecanismo de accionamiento, representado de forma esquemática por la caja (14), dispuesto dentro del asa (13). A pesar de que en la presente realización del dispositivo, mostrado en las figuras 1 y 1A, el mecanismo de accionamiento (14) está dispuesto dentro del asa (13), no es necesario que esté dispuesto dentro del mismo. El mecanismo de accionamiento puede estar dispuesto de forma completa o parcial por fuera del asa, por ejemplo, en el caso en el que dicho mecanismo de accionamiento es un elemento de turbina accionada por gas, tal como se utiliza en algunos instrumentos quirúrgicos conocidos. El mecanismo de accionamiento (14) está conectado de forma operativa al extremo próximo de un eje (12) y tiene la capacidad para mover un elemento abrasivo (18) dispuesto en el extremo distal (15) del eje (12). El elemento abrasivo (18) tiene una superficie abrasiva (19). El mecanismo de accionamiento (14) desplaza el elemento abrasivo (18) con una velocidad suficientemente grande como para que la superficie abrasiva (19) forme de manera rápida y eficiente el espacio deseado y los contornos de superficie deseados en las estructuras óseas de las vértebras adyacentes. Tal como se muestra en la figura 2, el elemento abrasivo (18) está montado en un elemento de montaje (16) dispuesto en el extremo distal (15) del eje (12). En esta realización, el elemento de montaje está fijado al eje (12) y sólo se mueve el elemento abrasivo. Sin embargo, es posible utilizar numerosos mecanismos alternativos para montar el elemento abrasivo en el dispositivo sin salir del alcance de la presente invención, incluyendo un mecanismo en el que el elemento de montaje (16) está acoplado de forma móvil al eje (12) y el mecanismo de accionamiento desplaza el elemento de montaje y del elemento abrasivo acoplado al mismo. Además, el elemento de montaje (16) puede estar diseñado con una superficie (17) en el lateral del elemento de montaje (16) opuesto al elemento abrasivo (18). Dicha superficie (17) está diseñada, en la realización mostrada, para hacer tope contra la placa extrema opuesta a la placa extrema en la que trabajará el elemento abrasivo (18). De este modo, la superficie (17) proporciona una superficie de soporte que el cirujano puede utilizar para lograr una ventaja mecánica (tal como en el caso de una palanca) para poner en contacto la superficie abrasiva (19) del elemento abrasivo (18) contra la placa extrema en la que se trabajará. De forma adicional, la superficie (17) puede tener una configuración curvada tal como se muestra en la figura 2, o adoptar cualquier otra forma, para hacer contacto con una de las placas extremas y, de este modo, centrar o posicionar de algún modo el elemento abrasivo (18) en el espacio de disco.

Tal como se considera actualmente, el movimiento del elemento abrasivo puede ser vibratorio, alternativo, oscilatorio, o rotativo. En la primera realización preferente del dispositivo (10), el movimiento del elemento abrasivo es rotativo en sentido de las agujas del reloj y luego en sentido contrario a las agujas del reloj a lo dentro de un rango preferente de movimiento entre 20º y 45º, tal como se muestra en la figura 4. Cualquier tipo y rango de movimiento que sea seleccionado para el elemento abrasivo será, de forma preferente pero no necesaria, en una dirección que es paralela de forma general al plano de la superficie que será formada en la placa extrema vertebral. Sin embargo, dado que la forma de dicho contorno superficial no es necesariamente plana, tampoco la dirección del movimiento del elemento abrasivo es necesariamente paralela a todos los puntos en dicho contorno superficial deseado.

A modo de ejemplo no limitativo, el mecanismo de accionamiento puede comprender un dispositivo de accionamiento magnético del tipo descrito en la patente U.S.A. Nº 5.263.218. De forma alternativa, mecanismo de accionamiento puede tener la forma de un dispositivo de accionamiento mecánico que utiliza un mecanismo de leva tal como el descrito en la patente U.S.A. Nº 5.383.242. De forma adicional, se pueden utilizar los mecanismos de accionamiento utilizados en los aparatos quirúrgicos de desbarbado eléctrico conocidos en la actualidad. Además, se hace referencia a la patente U.S.A. Nº 6.159.214, titulada "Milling Instrumentation and Method for Preparing a Space Between Adyacent Verterbral Bodies" ("Instrumento de fresado y método para la preparación de un espacio entre cuerpos vertebrales adyacentes"). Tal como se considera actualmente, el mecanismo de accionamiento debe ser capaz de mover el elemento abrasivo y su superficie o superficies abrasivas con una velocidad suficiente como para fresar el hueso cortical duro de la placa extrema vertebral. El rango de trabajo y velocidad del movimiento del mecanismo de accionamiento podrá ser seleccionado de forma sencilla por las personas especializadas en la técnica.

En una realización de la presente invención que utiliza movimiento alternativo, la carrera o magnitud de dicho movimiento alternativo es relativamente pequeña y puede seleccionarse de forma deseada para lograr el objetivo de fresar las estructuras óseas adyacentes. Dicha carrera puede seleccionarse basándose en la resistencia relativa de las estructuras óseas que serán fresadas, la solidez relativa del material que conforma el elemento abrasivo, y el tipo de aspereza superficial formado en la superficie o superficies del elemento abrasivo. Dicho movimiento alternativo relativamente pequeño del elemento abrasivo resulta en una zona de movimiento altamente controlada entre las vértebras adyacentes que son preparadas para recibir un inserto. Por el contrario, un desbarbador motorizado debe ser movido a mano alzada y con un movimiento de lado a lado dentro del espacio de disco por el cirujano para formar un espacio que reciba dicho inserto. Por lo tanto, la utilización de un desbarbador motorizado de este tipo no proporciona un modo para lograr una forma superficial precisa en la placa extrema vertebral. De forma adicional, debido a que el trépano motorizado gira en una única dirección, puede engancharse en una parte de las vértebras y hacer que el trépano sea expulsado de forma violenta hacia afuera del espacio intervertebral. Esto no sucederá con el dispositivo (10) debido al movimiento controlado del dispositivo.

En la primera realización descrita en el presente documento, el mecanismo de accionamiento (14) es activado por una batería recargable representada por la caja (66) en la figura 1A. La batería (66) está localizada de forma preferente dentro del asa (13) del dispositivo (10). Sin embargo, la presente invención no está limitada a la utilización con una batería recargable y/o reemplazable (66), sino que puede estar configurada para funcionar con cualquier fuente eléctrica estándar, como fuentes de 110 voltios y 60 ciclos, con o sin acompañamiento de un transformador para reducir el voltaje de forma necesaria y deseable. De forma alternativa, el mecanismo de accionamiento puede comprender un mecanismo de turbina de gas tal como en numerosos instrumentos quirúrgicos eléctricos. La fuente eléctrica particular que acciona el mecanismo de accionamiento (14) no forma parte de la presente invención, excepto en lo que respecta a su adaptación para lograr la cantidad apropiada y deseable de movimiento del elemento abrasivo.

Haciendo referencia a continuación a la figura 2, que muestra una vista lateral de una parte del dispositivo (10), el elemento de montaje (16) se extiende desde el extremo distal (15) del eje (12). Tal como se describe a continuación con referencia a las figuras 7 a 10, el elemento de montaje puede estar configurado para alojar una parte de un mecanismo de acoplamiento que, a la vez, acopla el mecanismo de accionamiento (14) con un elemento abrasivo (18) para desplazar el elemento abrasivo como mínimo con un grado de libertad al mismo tiempo que el elemento de montaje permanece estacionario con respecto al asa. El término "grado de libertad" es utilizado en el presente documento de forma ordinaria para hacer referencia al movimiento en un espacio tridimensional estándar. Dicho espacio tridimensional puede ser definido por los ejes X, Y, Z. En dicho espacio tridimensional, existen 6 grados de libertad: movimiento de traslación a lo largo de los ejes X, Y, Z, y el movimiento de rotación alrededor de cada uno de los ejes X, Y, Z. Por lo tanto, el mecanismo de accionamiento (14) puede ser utilizado para desplazar el movimiento del elemento abrasivo (18) de forma alternativa, oscilatoria o vibratoria transversalmente como mínimo a lo largo de uno o varios de los ejes X, Y y Z. De forma alternativa, o de forma conjunta, el mecanismo de accionamiento (14) puede estar configurado para mover el elemento abrasivo (18) como mínimo alrededor de uno o varios de los ejes X, Y ó Z. Por supuesto, para lograr los objetivos de la presente invención, puede ser innecesario que el mecanismo de accionamiento produzca un movimiento alternativo u oscilatorio del elemento de montaje (16) en más de un único grado de libertad.

Haciendo referencia ahora a las figuras 7 a 10, en una realización preferente, el elemento abrasivo (18) incluye un saliente (20) (tal como puede verse mejor en la figura 10) que debe ser recibido en una abertura correspondiente (21) formada en el elemento de montaje (16) (tal como puede verse mejor en la figura 8). El elemento de montaje (16) puede estar dispuesto de forma fija en el extremo distal (15) del eje (12). De forma alternativa, el elemento de montaje (16) puede estar acoplado de forma desmontable al extremo distal (15) del eje (12). En la presente realización, un mecanismo de acoplamiento es utilizado para acoplar el elemento abrasivo (18) al elemento de montaje (16) y al mecanismo de accionamiento. La figura 10 muestra que el mecanismo de acoplamiento con el elemento de montaje (16) desmontado para mostrar con mayor detalle dicho mecanismo de acoplamiento.

Haciendo referencia a las figuras 7 y 9, el mecanismo de acoplamiento de la primera realización preferente de la presente invención comprende un elemento generalmente tubular (100) alojado dentro de una abertura longitudinal hueca de un eje (12). El elemento tubular (100) incluye un extremo próximo (102) y un extremo distal (104). Un conector con forma de T (108) está configurado en el extremo de una varilla de accionamiento (112). La varilla de accionamiento (112) está adaptada para ser recibida dentro de una abertura correspondiente (110) en el elemento tubular (100). Una varilla pivotante (114) se extiende desde el extremo distal (104) del elemento tubular (100) y está adaptada para ajustarse dentro de un orificio correspondiente (115) formado en el elemento de montaje (16) del extremo del eje (12).

Haciendo referencia a la figura 8, el elemento de montaje (16) incluye una abertura central (21) y una ranura alargada (23) formada a través de una pared del elemento de montaje (16). La ranura (23) está configurada para permitir que el conector (108) pase transversalmente cuando dicho conector es girado (como se muestra por las flechas en la figura 7) de modo que los brazos que forman la "T" se extienden lateralmente. El elemento de montaje (16) incluye además un poste (25) que sobresale hacia la abertura (21). El poste (25) tiene un tamaño apropiado para acoplarse con una abertura (27) formada en el saliente (20) del elemento abrasivo (18), tal como se muestra en la figura 10. El saliente (20) también está formado con una ranura (29) diseñada para recibir al conector (108), tal como se describe más adelante.

Haciendo referencia a la figura 9, el elemento tubular (100) se ajusta dentro del eje (12) con el conector (108) extendiéndose desde el extremo distal (13) del asa. El saliente (20) del elemento abrasivo (18) es insertado en la abertura (21) del elemento de montaje (16) de modo que dicho poste (25) se ajusta dentro de la abertura (27) del saliente (20). El conector (108) es girado inicialmente de modo que su brazo en "T" se ajusta a lo largo de la ranura (23) del elemento de montaje (16) y entonces es girado 90º tal como se muestra por las flechas en la figura 7. Con los brazos en "T" del conector (108) extendiéndose paralelas al poste (25), el saliente (20) del elemento abrasivo (18) se ajusta dentro de la abertura (21) del elemento de montaje (16) de modo tal que el conector (108) se ajusta dentro de la ranura (29), y el poste (25) se ajusta dentro de la abertura (27).

La figura 10 muestra la misma estructura que la figura 9 pero sin el elemento de montaje (16) eliminado, para mostrar con mayor claridad el acoplamiento del conector (108) con la ranura (29). Tal como se muestra en la figura 10, la varilla pivotante (114) se ajusta dentro de una abertura de acoplamiento (115) formada en el extremo distal del eje (12), y el saliente (20) incluye una segunda ranura (120) formada lateralmente desde la ranura (29). La ranura (120) está configurada para permitir que el conector (108) se bascule hacia adelante y hacia atrás al mismo tiempo que el elemento tubular (100) es pivotado de forma alternativa alrededor de la varilla pivotante (114) por el mecanismo de accionamiento del dispositivo. Dicha acción "basculante" del elemento (100) alrededor de la varilla pivotante (114) desplaza al conector con forma de T (108) y al elemento abrasivo (18) en la dirección indicada por la flecha de dos cabezas mostrada en la figura 10.

Por supuesto, existen numerosas variantes para el mecanismo de acoplamiento del mecanismo de accionamiento (14) con el elemento abrasivo (18). El mecanismo de acoplamiento descrito anteriormente es dado a título de ejemplo y no limitativo.

En la realización descrita, el elemento de montaje (16) puede recibir de forma intercambiable varios elementos abrasivos (18). De este modo, el elemento abrasivo (18) puede ser acoplado y desacoplado de forma sencilla y rápida del elemento de montaje (16) durante la cirugía. Si bien en la realización preferente la superficie abrasiva del elemento abrasivo es seleccionada de modo que presente una anchura que sea substancialmente la misma que la anchura de la superficie que será formada en la placa extrema vertebral (para eliminar la necesidad de mover el elemento abrasivo lado a lado en el espacio del disco, tal como ha sido mencionado anteriormente), un cirujano podría también decidir la utilización de un elemento abrasivo que tuviera una anchura menor que la anchura final deseada de la superficie formada. A continuación, el cirujano podría utilizar, de forma sucesiva, elementos abrasivos de mayor tamaño (18) hasta que se alcancen las dimensiones deseadas para el espacio formado entre las estructuras óseas adyacentes. Este acercamiento elimina además la necesidad de mover de forma significativa de lado a lado el elemento abrasivo dentro del espacio del disco.

Haciendo referencia nuevamente a las figuras 1 y 1A, el dispositivo (10) incluye como mínimo un elemento de detención (28) dispuesto de forma regulable sobre el elemento de montaje (16) para limitar el desplazamiento del elemento abrasivo dentro de las estructuras óseas adyacentes. El elemento de detención (28) incluye un tope (30) que eventualmente hará contacto con las vértebras para limitar el desplazamiento del elemento abrasivo (18) a medida que dicho elemento abrasivo forma el espacio entre las vértebras adyacentes. El elemento de detención (28) no está limitado a un único tope. Pueden formarse dos o más topes alrededor de la circunferencia de un elemento de detención (28) y los bordes delanteros de dichos topes múltiples pueden estar configurados para terminar en distintas posiciones con respecto al eje (12). También son posibles otros mecanismos para limitar la profundidad de inserción del dispositivo en el espacio del disco, y esta solución es dada únicamente a modo de ejemplo.

En el elemento de detención (28) de la realización, mostrado en las figuras 1, 2 y 3, existe una ranura (29) en el elemento de detención (28) y una extensión (31) sobresale del eje (12) a través de dicha ranura (29). La ranura (29) tiene dimensiones que corresponden con la cantidad máxima deseada de ajuste del elemento de detención con respecto al asa. Tal como se muestra en la figura 2, y en las figuras 5 y 6, el elemento de detención (28) es mantenido en una determinada posición en el eje (12) mediante una palanca (32) dotada de un muelle. La palanca (32) incluye un extremo de accionamiento (33) con ranuras, muescas, estrías u otras preparaciones superficiales, que es empujado hacia el eje (12) contra la carga del elemento de muelle (34) para elevar el extremo de acoplamiento (35) de la palanca (32) en alejamiento del eje (12). El extremo de acoplamiento (35) está configurado de modo que se acopla a las ranuras (36) formadas en el eje (12), tal como se muestra en la figura 5. Las ranuras (36) en el eje (12) no son visibles en la figura 2, dado que están cubiertas por el elemento de detención (28). Dicho elemento de detención (28) también está formado con una abertura que tiene un tamaño tal que permite que el extremo de acoplamiento (35) de la palanca (32) se ajuste a las ranuras (36). Muchas otras estructuras son posibles para la sujeción del elemento de detención (28) en una posición deseada en el eje (12), y la palanca (32) dotada de muelle de la realización es dada a modo de ejemplo y no como una limitación. Por ejemplo, el eje (12) podría incluir roscas en una parte de su superficie exterior para recibir un collar de ajuste roscado que bloquearía al elemento de detención (28) en la posición deseada.

Haciendo referencia a las figuras 21 y 22, se muestran ejemplos de los tipos de movimiento que puede realizar el elemento abrasivo (18). En la figura 21, el movimiento es vibratorio en un plano paralelo de forma general a la superficie abrasiva del elemento abrasivo. En la figura 22, el movimiento es lineal y alternativo como se indica con la flecha de dos cabezas de dicha figura. De manera alternativa, el movimiento comprende un giro ligero alrededor de un punto de pivotamiento cercano al extremo distal (15) del eje (12) de modo tal que la oscilación es curvada alrededor de un eje que se extiende dentro y fuera del plano de la hoja de papel de las figuras 21 y 22. También son útiles otros tipos de movimiento, como el de rotación completa descrito posteriormente, haciendo referencia a la segunda realización preferente.

Cualquiera de dichos tipos de movimiento resultará apropiado para hacer que la superficie o superficies abrasivas del elemento abrasivo (18) desgasten las estructuras óseas adyacentes para formar, de este modo, el espacio correctamente dimensionado entre dichas estructuras óseas que recibirán un inserto. A este respecto, como mínimo una o más de dichas superficies del elemento abrasivo (18) tienen una aspereza que pueden desgastar las estructuras óseas adyacentes.

Las figuras 11, 12, 13, 14 y 15 muestran varias vistas de cuerpos vertebrales que han sido trabajados por un dispositivo que incorpora la presente invención. El rayado cruzado en dichas figuras representa el hueso poroso rico en sangre, más blando, de las vértebras debajo de la capa exterior más dura de hueso cortical. La figura 11 muestra una vista superior de un primer cuerpo vertebral (70) con una superficie (72) formada por un elemento abrasivo circular (18), tal como se muestra en la figura 1. La anchura de dicha superficie (72) formada en el primer cuerpo vertebral (70) se ajusta de forma rigurosa a la anchura de un elemento abrasivo (18) que ha avanzado hacia adentro del espacio del disco a lo largo de un solo eje de adelante a atrás. Un segundo cuerpo vertebral (77) tiene una profundidad mayor que el cuerpo vertebral (70). El segundo cuerpo vertebral (77) mostrado en la figura 12 tiene una superficie (75) formada por la prolongación del elemento abrasivo (18) con una profundidad mayor dentro del interespacio distal a lo largo del eje (74) de adelante a atrás. La figura 13 muestra una vista lateral, en sección, del cuerpo vertebral mostrado en la vista superior de la figura 12. La figura 14 muestra una vista lateral, en sección, de los cuerpos vertebrales adyacentes (70) y (76) en las que se han formado las superficies (72) y (78) en sus respectivas placas extremas adyacentes. Debe observarse que, tal como se muestra de forma exagerada en la vista de la figura 15, la superficie de la placa extrema vertebral está preparada con forma uniforme, que, al mismo tiempo que preserva las partes más profundas de la placa extrema, forma además un hueco rebajado con respecto a los alzamientos corticales duros del hueso tal como las uniones uncovertebrales (80). Debe reconocerse que la profundidad de la placa extrema restante está exagerada en la figura 15 para mostrar el resultado de la utilización de la presente invención. Dicha parte restante del reborde más cortical (80) facilita la retención del inserto en la posición deseada entre las vértebras adyacentes, actuando como un elemento de tope que impide el movimiento lateral o posterior de dicho inserto. Las caras o superficies preparadas de dichas partes de tope de la placa extrema vertebral también mejoran el área de superficie de contacto entre el inserto y el cuerpo vertebral.

La figura 15A muestra, en vista superior, la parte ideal de un disco que es eliminada para alojar el implante del inserto. En la figura 15A, el anillo fibroso es ilustrado con anillos (200) que se extienden alrededor de la periferia del espacio de disco intervertebral. Dentro del anillo fibrosos, se encuentra el nucleus pulposus (202) mostrado con rayas cruzadas. El área y volumen generales del nucleus pulposus que debe ser eliminado con el dispositivo de la presente invención se muestran con un rayado cruzado adicional (204). Las dimensiones preferentes del espacio creado por el dispositivo no son tan anchas como la totalidad del nucleus pulposus.

Haciendo referencia a continuación a las figuras 16 y 17, se muestra una segunda realización de la presente invención, en la que el elemento abrasivo (18) incluye dos superficies abrasivas: una superficie abrasiva superior (90) y una superficie abrasiva inferior (92). La figura 16 es una vista superior de dicho dispositivo y la figura 17 es una vista lateral. En esta realización, el elemento abrasivo (18) incluye dos elementos con forma de disco, (81) y (83), que están montados en el extremo distal del dispositivo mediante una rosca rebajada (147) y un eje de rosca (148) como se describe a continuación. La superficie abrasiva (90) está formada en un lado del elemento con forma de disco (81), y la superficie abrasiva (92) es formada en un lado del elemento con forma de disco (83). De esta manera, el elemento abrasivo (18) mostrado en las figuras 16 y 17 da a conocer un ejemplo de realización, en la que el elemento abrasivo comprende múltiples piezas que se acoplan para formar el elemento abrasivo. Tal como ha sido descrito anteriormente, la presente invención considera construcciones unitarias formadas por una pieza para el elemento abrasivo así como construcciones formadas por piezas múltiples. En la realización de presente invención, mostrada en las figuras 16 y 17, los elementos con forma de disco superiores e inferiores (81) y (83) y sus respectivas superficies abrasivas asociadas giran en direcciones opuestas para contrarrestar y equilibrar cualquier par de fuerzas aplicado al eje y asa del dispositivo, dado que el elemento abrasivo excava y desgasta por rozamiento las placas extremas vertebrales. Dicha contrarrotación de los elementos (81) y (83) impide además que el dispositivo sea arrastrado hacia un lado durante el trabajo practicado sobre las placas extremas vertebrales. Dicho movimiento de contrarrotación de los elementos (81) y (83) se muestra con las flechas en la figura 17, y puede lograrse, tal como se muestra en la figura 17B, mediante la utilización de una varilla de accionamiento rotativo (160) que se extiende a través del eje (12) y está dotado de un engranaje (162) en su extremo distal que se acopla con dientes de engranaje (93) y (94) formados, respectivamente, en los lados internos de los elementos con forma de disco (81) y (83), tal como se muestra en las figuras 17A y 17B. Los elementos con forma de disco (81) y (83) pueden ser acoplados al extremo del eje (12) mediante una rosca rebajada (147) que es recibida por un eje roscado (148) de acoplamiento, tal como se muestra en la figura 17B. De este modo, en esta realización, el elemento de montaje comprende un eje roscado (148) y una rosca rebajada (147) dispuestos en el extremo distal de una prolongación cónica (149) que sobresale del eje (12).

Las figuras 16A y 17A muestran una mejora adicional del dispositivo mostrado en las figura 16 y 17, en el que el eje (12) incluye además un tubo de irrigación (150) y un tubo de succión (152) que pueden estar formados dentro o fuera del eje (12). Dichos tubos de irrigación y succión pueden estar conectados a fuentes apropiadas de fluido de irrigación y una fuente de vacío, de forma respectiva, para irrigar de forma eficiente y limpiar el campo quirúrgico durante la utilización del dispositivo.

De forma alternativa, como se muestra en la figura 20, los elementos con forma de disco superior e inferior (94) y (96) pueden estar formados con superficies inclinadas y escalonadas hacia adentro (97) y (98), que se acoplan con un dispositivo de accionamiento cónico (99) dispuesto en el extremo distal de una varilla de accionamiento rotativa (160) para girar las superficies abrasivas superiores e inferiores en direcciones opuestas a medida que la varilla de accionamiento gira alrededor de su eje. De forma alternativa, las superficies inferiores del elemento abrasivo (18) y el dispositivo de accionamiento en forma de cono pueden estar rasurados de forma radial para acoplarse uno con el otro. Dicho elemento abrasivo dotado con dos superficies puede trabajar de forma simultánea en las dos placas extremas adyacentes de las vértebras adyacentes. El elemento abrasivo (18) que tiene dichas superficies abrasivas dobles puede estar construido de modo que la distancia entre la superficie abrasiva sea regulable para permitir variaciones de altura del espacio de disco. A modo de ejemplo no limitativo, pueden disponerse bloques apareados, con forma de cuña, entre las superficies abrasivas y puede disponerse un tornillo de ajuste, extendiéndose a través de las aberturas roscadas en cada bloque con forma de cuña. A medida que el tornillo de ajuste es girado, los bloques con forma de cuña se mueven unos con respecto a los otros, cambiando la distancia entre las superficies abrasivas.

En aún otra realización adicional de la presente invención, tal como se muestra en la figura 18, el elemento abrasivo (18) puede tener superficies abrasivas superiores e inferiores (140) y (142) que tengan un ángulo o estén inclinadas una con respecto a la otra. La magnitud del ángulo o inclinación puede seleccionarse para ajustarse a la curvatura lordótica natural de la columna vertebral en la posición de la vértebra que será tratada. La distancia entre las superficies abrasivas superiores e inferiores (140) y (142) en esta realización también puede ser regulada para permitir distintas alturas de disco entre las vértebras. Dichas superficies abrasivas inclinadas también pueden ser accionadas con un movimiento de contrarrotación mediante una varilla de accionamiento (160), tal como se muestra con las flechas en la figura 18. Tal como se muestra en la figura 19, la pendiente de las superficies (144) y (146) formada en las vértebras adyacentes por el elemento abrasivo mostrado en la figura 18 se ajusta a la curvatura lordótica de la columna vertebral en dicho lugar o localización.

Son posibles muchas otras configuraciones para el elemento abrasivo (18) sin salir del alcance de la presente invención. Por ejemplo, y haciendo referencia a la figura 23, los elementos abrasivos (218) pueden ser convexos para formar superficies de recepción cóncavas (220) en las placas extremas vertebrales. La geometría y configuración de las formas de los elementos abrasivos pueden ajustarse a la forma y configuración deseadas del espacio que el cirujano pretende crear entre las estructuras óseas adyacentes y al contorno deseado de las superficies creadas en dichas estructuras óseas.

De forma adicional, la superficie abrasiva del elemento abrasivo (18) puede estar dotada de rugosidades, estrías, nervios, salientes con forma de pequeñas pirámides, o cualquier otra configuración superficial que sea capaz de desgastar las estructuras óseas.

Cuando sólo una superficie del elemento abrasivo está configurada para desgastar una placa extrema del cuerpo vertebral, una superficie opuesta (o la superficie opuesta del elemento de montaje (16), tal como se ejemplifica con el elemento (17) en la figura 2) puede estar configurada para ser soportada por la placa extrema adyacente sin producir una abrasión significativa en dicha placa extrema adyacente. En un caso semejante, la superficie no abrasiva del elemento abrasivo, o superficie (17) del elemento de montaje (16), puede estar configurada para permitir que el cirujano logre una ventaja mecánica que mejore la presión de soporte de la superficie abrasiva contra la placa extrema que será tratada, y además posicionar y centrar el dispositivo. De este modo, una placa extrema adyacente proporciona soporte mecánico al dispositivo, al mismo tiempo que el dispositivo trabaja en la placa extrema adyacente. Una vez que ha sido formada una superficie apropiada en una placa extrema, el dispositivo puede ser girado 180º para utilizar la superficie abrasiva en la otra placa extrema.

Las figuras 24A y 24B muestran dos vistas de cuerpos vertebrales humanos. La figura 24A muestra una vista lateral de un cuerpo vertebral (V) con placas extremas o zonas de placa extrema (EP1) y (EP2). La figura 24B es una vista superior, en sección, de un cuerpo vertebral (V) con reborde apoficial (AR) y hueso poroso (CB).

Las figuras 25A y 25B muestran una realización alternativa de la presente invención, en la que el elemento abrasivo (250) incluye dos superficies abrasivas, una superficie abrasiva superior (252) y una superficie abrasiva inferior (254), y dichas superficies abrasivas (252) y (254) están configuradas con un borde delantero afilado. La figura 25A es una vista en perspectiva de dicho dispositivo y la figura 25B es una vista superior. En esta realización, el elemento abrasivo (250) incluye dos elementos con forma de disco, (256) y (258), que están montados de forma desmontable en el extremo distal del dispositivo mediante una rosca rebajada (147) y un eje roscado (148) tal como ha sido descrito anteriormente. La superficie abrasiva (252) está formada en el borde del elemento de disco (256), y la superficie abrasiva (254) es formada en el borde del elemento disco (258). El montaje facilita la retirada de los elementos discales (256) y (258) para sustituirlos con otros elementos en forma de disco con un diseño de superficie abrasiva similar o alternativo. El soporte (255) permite la rotación del eje (12) durante la utilización del dispositivo.

De manera alternativa, las superficies abrasivas (252) y (254) pueden ser fabricadas separadamente de los elementos en forma de disco (256) y (258). En este diseño, el disco abrasivo (251) comprende la superficie abrasiva (252) y el anillo abrasivo (253) comprende la superficie abrasiva (254). El anillo abrasivo (251) está montado sobre el elemento en forma de disco (256), y el anillo abrasivo (253) está montado sobre el elemento de disco (258). Este montaje se puede conseguir al conectar por rosca un anillo abrasivo a su elemento asociado en forma de disco. Los filetes de rosca de dicha conexión por rosca se oponen preferentemente a la dirección de rotación del elemento en forma de disco, cuando se utiliza el dispositivo. Se pueden emplear también otros montajes equivalentes a la conexión por rosca.

La figura 26 muestra la contrarrotación de los elementos en forma de disco (256) y (258) y sus superficies abrasivas asociadas. Este movimiento de contrarrotación puede ser conseguido utilizando una varilla de impulsión giratoria (160) que se extiende por el eje (12) y que está configurada con un engranaje (162) en su extremo distal que se acopla con los dientes acoplados (93) y (94) formados en respectivos lados internos de los elementos en forma de disco (256) y (258).

Alternativamente, tal como se ha mostrado en la figura 27, el elemento abrasivo (250) puede tener elementos en forma de disco superior e inferior (256) y (258) que forman un cierto ángulo o que están inclinados uno con respecto al otro. El valor del ángulo o de la inclinación se puede seleccionar para adaptarse a la curvatura lordótica de la espina dorsal en el lugar de las vértebras en el que se tiene que trabajar. La distancia entre los elementos en forma de disco superior e inferior puede ser también ajustable para adaptarse a diferentes alturas de disco entre las vértebras. Estos elementos en forma de disco y dispuestos en ángulo pueden ser también impulsados en contrarrotación por la varilla de accionamiento (160) y el dispositivo de accionamiento cónico (270).

La figura 28 muestra una evolución del dispositivo mostrado en las figuras 25A y 25B, en la que el eje (12) incluye también un tubo de irrigación (280) y un tubo de succión (282) que puede ser formado dentro o fuera del eje (12). Estos tubos de irrigación y de succión pueden ser conectados a fuentes apropiadas de fluido de irrigación y una fuente de vacío, respectivamente, para irrigar y limpiar de manera eficaz el lugar quirúrgico durante la utilización del dispositivo.

La figura 29 muestra el dispositivo (10) y la guía (290). La guía (290) comprende una parte frontal (292), una parte posterior (294), un cuerpo (295), una abertura (296), una primera extensión (298) que penetra en el disco y una segunda extensión (299) que penetra en el disco. Colocando la parte frontal (292) de la guía (290) contra los cuerpos vertebrales adyacentes provocan la inserción en la primera extensión (398) de penetración en el disco y de la segunda extensión (299) de penetración en el disco dentro del espacio del disco entre los cuerpos vertebrales adyacentes. La guía (290) proporciona un acceso protegido al espacio discal y los cuerpos vertebrales adyacentes para el elemento abrasivo (250) a través de la abertura (296). La abertura (296) puede ser más alta que la altura del elemento abrasivo (250). Esta abertura más alta (296) permite el uso secuencial de los elementos abrasivos (250) de altura creciente o la inserción de un postizo o inserto de mayor altura que la altura del elemento abrasivo (250). El elemento postizo o inserto está dimensionado y conformado preferentemente para adaptarse al espacio formado en la espina dorsal por el elemento abrasivo. La parte frontal (292) puede comprender uno o varios orificios (291) para fijar la parte frontal (292) de la guía (290), como mínimo, a uno de los cuerpos vertebrales adyacentes utilizando una clavija, tornillo o dispositivo de fijación equivalente. La guía (290) puede incluir también una o varias guías (293) para dirigir el elemento abrasivo (250), mientras se tiene acceso al espacio discal y a los cuerpos vertebrales adyacentes con intermedio de la abertura (296). Estas guías (296) pueden incluir cualquier superficie diseñada para dirigir el elemento abrasivo (250). Tal como se ha mostrado en la figura 29, la primera extensión (298) de penetración en el disco y la segunda extensión (299) de penetración en el disco tienen forma anatómica, tal como se explica más adelante. Otras formas pueden ser también deseables, tal como se explica más adelante.

La figura 30 muestra una vista lateral de los cuerpos vertebrales (V1) y (V2) y de la segunda extensión (299) de penetración en el disco en el espacio discal entre los cuerpos vertebrales. Tal como se ha mostrado, la forma anatómica de la extensión (299) de penetración en el disco se acopla sustancialmente a los contornos de los cuerpos vertebrales adyacentes.

La figura 31A muestra una vista en perspectiva, posterior, de la guía (290) con extensiones (298) y (299) conformadas de forma anatómica, de penetración en el disco.

Las figuras 31B, 31C y 31D muestran formas alternativas para las extensiones de guía (290) de penetración en el disco. En la figura 31B, las extensiones (310) y (312) de penetración en el disco tienen forma apuntada en la dirección de alejamiento de la parte frontal (292). En la figura 31C, la superficie superior (311) y la superficie inferior (313) de la extensión (314) de penetración en el disco son sustancialmente paralelas. De manera similar, la superficie superior (315) y la superficie inferior (317) de la extensión (316) de penetración en el disco son sustancialmente paralelas. En la figura 31D, las extensiones (318) y (319) de penetración en el disco son sustancialmente lordóticas o apuntadas en dirección hacia la parte frontal (292).

Alternativamente, tal como se ha mostrado en las figuras 31A, 32A y 32B, la guía (290) puede tener guías macho, guías hembra o carecer de guías. La figura 31A muestra guías de tipo macho (293). La figura 32A muestra guías hembra (293). La figura 32B no muestra guías. Se debe indicar nuevamente que dichas guías (293) pueden incluir cualquier superficie diseñada para dirigir el elemento abrasivo (250).

La figura 33 muestra la guía (290) que tiene una parte frontal (292) que comprende una extensión ranurada (330). La parte frontal (292) puede ser fijada a uno de los cuerpos vertebrales adyacentes con intermedio de la extensión ranurada (330) utilizando una clavija, tornillo o elemento de fijación equivalente. La extensión ranurada (330) proporciona la capacidad de desconectar la parte frontal (292) de un cuerpo vertebral adyacente, y luego volver a fijar la parte frontal (292) al mismo cuerpo vertebral adyacente después de cambiar la magnitud de la desviación entre cuerpos vertebrales adyacentes.

De manera alternativa, las figuras 34A y 34B muestran dos vistas de una versión alargada de la guía (290). La guía alargada (290) es utilizada preferentemente para fusión lumbar posterior intercorporal. El cuerpo (295) tiene una determinada altura, anchura y distancia entre la parte frontal (292) y la parte posterior (294). La altura del cuerpo (295) es preferentemente de 8-20 mm. La anchura del cuerpo (295) es preferentemente de 10–20 mm. La distancia entre la parte frontal (292) y la parte posterior (294) del cuerpo (295) es preferentemente de 150-350 mm. Las extensiones (298) y (299) de penetración en el disco pueden tener cualquiera de las formas que se han explicado anteriormente. Preferentemente, las extensiones de penetración en el disco tienen una anchura de 5-20 mm y una altura de 15-32 mm. Para fusión lumbar posterior intercorporal, el elemento abrasivo (250) tiene preferentemente una altura de 5-20 mm y una anchura de 10-20 mm.

Las figuras 35A, 35B y 35C muestran formas alternativas en sección transversal para el cuerpo (295). La figura 35A muestra una sección transversal rectangular. La figura 35B muestra una sección transversal circular. La figura 35C muestra una sección transversal ovalada o redondeada.

Dado que cualquier dispositivo que incorpora el objeto de la presente invención está diseñado para su utilización en el ámbito quirúrgico, es deseable que el dispositivo sea susceptible de esterilización por cualquiera de los muchos medios conocidos. A este respecto, el asa (12) del dispositivo (10) puede ser impermeable de forma que el dispositivo puede ser esterilizado.

Claims

1. Aparato para la preparación de un espacio en la espina dorsal para recibir un elemento postizo o inserto entre cuerpos vertebrales adyacentes, que comprende:

un asa;

un eje (12) conectado operativamente a dicha asa;

un elemento de montaje (16) dispuesto en un extremo distal de dicho eje;

un mecanismo de impulsión;

una fuente de potencia conectada operativamente a dicho mecanismo de impulsión; y

un elemento abrasivo (18; 218; 250) que se puede montar en dicho elemento de montaje para el movimiento por dicho mecanismo de impulsión;

incluyendo dicho elemento abrasivo una primera superficie abrasiva (90; 140; 252) seleccionada para crear un contorno superficial predeterminado en uno de los cuerpos vertebrales adyacentes, al ser desplazado dicho elemento abrasivo por dicho mecanismo de accionamiento, y una segunda superficie abrasiva (92; 142; 154), caracterizado porque dichas primera y segunda superficies abrasivas (90, 92; 140, 142; 252, 254) son obligadas a girar en direcciones opuestas por dicho mecanismo de impulsión.

2. Aparato, según la reivindicación 1, en el que dicho elemento abrasivo (18; 218; 250) comprende como mínimo dos superficies abrasivas (90, 92; 140, 142; 252, 254) para crear simultáneamente predeterminados contornos superficiales en las placas extremas correspondientes de los cuerpos vertebrales adyacentes.

3. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas superficies abrasivas incluyen dientes formados en las mismas para el acoplamiento cooperativo con dicho mecanismo de impulsión, estando configurado dicho mecanismo de impulsión y dichos dientes de manera tal que dichas superficies abrasivas son obligadas a girar por el mencionado mecanismo de impulsión.

4. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento abrasivo (18; 218; 250) tiene como mínimo una superficie abrasiva superior y una superficie abrasiva inferior.

5. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento abrasivo (218) es convexo.

6. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento abrasivo es apuntado hacia afuera, desde una superficie frontal de dicho elemento abrasivo.

7. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento abrasivo comprende un borde delantero configurado en forma de superficie de corte de hueso.

8. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha superficie abrasiva tiene una cierta anchura, adecuándose sustancialmente dicha anchura a la anchura del nucleus pulposus de un espacio discal en el que está insertado.

9. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha superficie abrasiva es sustancialmente plana.

10. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha superficie abrasiva está configurada de forma tal que es paralela de forma general al contorno de dicha superficie, formado en el cuerpo vertebral al ser desplazado dicho elemento abrasivo por dicho mecanismo de impulsión.

11. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento abrasivo (18) comprende una primera y segunda superficies abrasivas dirigidas hacia afuera (140, 142), y dichas primera y segunda superficies abrasivas (140, 142) están inclinadas una con respecto a la otra.

12. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento abrasivo (18; 218; 250) es desmontable desde dicho elemento de montaje.

13. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento abrasivo (18; 218; 250) es impulsado en un movimiento alternativo, arqueada, por dicho mecanismo de impulsión.

14. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento abrasivo (250) comprende una rueda que tiene dientes de corte en su perímetro.

15. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho mecanismo de impulsión está adaptado para producir un movimiento rotativo de dicho elemento abrasivo (18; 218; 250) alrededor de un eje dispuesto, en general, perpendicular a un eje longitudinal de dicho eje y a un plano general de la placa extrema vertebral.

16. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho mecanismo está adaptado para producir una rotación oscilante y un movimiento vibratorio del elemento abrasivo (18; 218; 250).

17. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho mecanismo de impulsión comprende una turbina accionada por gas, activada por una fuente de gas comprimido.

18. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho mecanismo de impulsión puede funcionar para desplazar dicho elemento abrasivo (18; 218; 250) en un mínimo de dos grados de libertad.

19. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un mecanismo de succión (152; 282) para eliminar residuos de desperdicios creados por dicha superficie abrasiva de dicho elemento abrasivo.

20. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un canal de irrigación (150; 280) configurado a través de dicho eje para suministrar líquido de irrigación al lugar quirúrgico.

21. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende como mínimo un elemento de tope (28) para limitar la profundidad de desplazamiento de dicho elemento abrasivo (18; 218; 250) hacia adentro de la espina dorsal.

22. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un elemento postizo conformado y dimensionado para adaptarse al espacio constituido en la espina dorsal por dicho elemento abrasivo (18; 218; 250).