ES2334154T3 - Pieza de mano por ultrasonidos. - Google Patents
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Abstract
Pieza de mano quirúrgica oftalmológica por ultrasonidos (100), que comprende: a) una carcasa exterior (8); b) una bocina ultrasónica (13) sujeta en el interior de la carcasa; c) un apilamiento piezoeléctrico (21), que comprende un conjunto de elementos piezoeléctricos que vibran longitudinalmente acoplados ultrasónicamente con la bocina; d) un material encapsulante (141) en el que la pieza de mano incluye además e) un manguito (39) separado de la carcasa exterior y que rodea los elementos piezoeléctricos, en el que el material encapsulante está previsto en el interior del manguito, definiendo de este modo un conjunto íntegro de apilamiento piezoeléctrico y de manguito lleno con material encapsulante (139), quedando protegidos de este modo los elementos piezoeléctricos de la humedad.
Description
Pieza de mano por ultrasonidos.
La presente invención se refiere a instrumentos
ultrasónicos y más en particular a una pieza de mano oftalmológica
de facoemulsificación.
Un instrumento quirúrgico ultrasónico típico
apto para procedimientos oftalmológicos consiste en una pieza de
mano accionada por ultrasonidos, una punta de corte hueca adjunta,
un manguito de irrigación y una consola de control electrónica. El
conjunto de pieza de mano se encuentra fijado a la consola de
control mediante un cable eléctrico y tubos flexibles. A través del
cable eléctrico, la consola modifica el nivel de energía que la
pieza de mano transmite a la punta de corte adjunta y los tubos
flexibles suministran de fluido de irrigación al ojo y extraen
fluido de aspiración del ojo a través del conjunto de pieza de
mano.
La parte funcional de la pieza de mano se
encuentra situada en el centro, la varilla resonante hueca o bocina
está fijada directamente a un conjunto de cristales piezoeléctricos.
Los cristales proporcionan la vibración ultrasónica necesaria para
accionar tanto la bocina como la punta de corte adjunta durante la
facoemulsificación y están controlados por la consola. El conjunto
cristal/bocina se encuentra suspendido dentro el cuerpo hueco o
carcasa de la pieza de mano en los puntos nodales de unos montajes
relativamente inflexibles. El cuerpo de la pieza de mano termina en
un parte de diámetro reducido o nariz cónica en el extremo distal
del cuerpo. La nariz cónica está roscada exteriormente para así
poder aceptar el manguito de irrigación. De la misma forma, el
orificio de la bocina está roscado internamente en su extremo distal
para poder alojar la rosca exterior de la punta de corte. El
manguito de irrigación presenta asimismo un orificio roscado
interior que se enrosca en la rosca exterior de la nariz cónica. La
punta de corte se ajusta de modo que la punta se proyecte únicamente
hasta una distancia predeterminada después del extremo abierto del
manguito de irrigación.
Cuando se utilizan para la facoemulsificación,
los extremos de la punta de corte y el manguito de irrigación se
insertan en una incisión pequeña de una anchura predeterminada en la
córnea, esclerótica o en cualquier otra posición del tejido ocular
para poder así acceder a la cámara interior del ojo. La punta de
corte vibra ultrasónicamente a lo largo de su eje longitudinal en
el interior del manguito de irrigación mediante la bocina
ultrasónica accionada por cristales, de este modo se puede realizar
la emulsificación entrando en contacto con el tejido seleccionado
"in situ". El orificio hueco de la punta de corte se
comunica con el orificio en la bocina, éste a su vez está
comunicado con el conducto de aspiración desde la pieza de mano
hasta la consola. Una presión reducida o una fuente de vacío en la
consola atraen o aspiran el tejido emulsionado desde el ojo a
través el extremo abierto de la punta de corte, el orificio de la
punta de corte, el orificio de la bocina, y el conducto de
aspiración y hasta el dispositivo de recogida. La aspiración del
tejido emulsionado se efectúa con la ayuda de una solución salina
limpiadora o irrigadora que se inyecta en la zona quirúrgica a
través de un pequeño espacio anular entre la superficie interna del
manguito de irrigación y la superficie externa de la punta de
corte. La patente US nº 5364405 y el documento EP 0490085 dan a
conocer unas piezas de mano quirúrgicas oftalmológicas por
ultrasonido según el preámbulo de la reivindicación 1.
Las piezas de mano por ultrasonidos deben
soportar el calor extremo y la presión de la esterilización del
autoclave, lo cual puede acortar la vida de los elementos
piezoeléctricos. Intentos anteriores para incrementar la vida de
los componentes electrónicos de las piezas de mano piezoeléctricas
se han dirigido principalmente a evitar que la humedad penetre en
la pieza de mano mejorando la hermeticidad de la carcasa exterior
y/o del cableado eléctrico. Si bien estos intentos han incrementado
significativamente la vida útil de las piezas de mano por
ultrasonidos, todavía se necesitan mejoras adicionales.
Por consiguiente, continúa existiendo una
necesidad de una pieza de mano con una mejor fiabilidad.
Por consiguiente, la presente invención
proporciona una pieza de mano según la reivindicación 1 con las
formas de realización ventajosas previstas en las reivindicaciones
subordinadas.
La presente invención mejora la técnica anterior
de piezas de mano por ultrasonidos proporcionando una pieza de mano
según las reivindicaciones siguientes, presentando un conjunto de
elementos piezoeléctricos de vibración y que además dispone de un
motor eléctrico para proporcionar movimiento rotatorio u oscilatorio
a la bocina ultrasónica. Los elementos piezoeléctricos están
revestidos por un manguito de plástico resistente a altas
temperaturas, y el manguito está relleno de un material encapsulante
resistente a altas temperaturas. El material encapsulante protege
herméticamente los elementos piezoeléctricos de la humedad sin
afectar al rendimiento de los elementos piezoeléctricos.
Por consiguiente, constituye un objetivo de la
presente invención el proporcionar una pieza de mano por
ultrasonidos que presente tanto movimiento longitudinal como
torsional.
Un objetivo adicional de la presente invención
consiste en proporcionar una pieza por ultrasonidos que presente
unos elementos piezoeléctricos protegidos herméticamente de la
humedad.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar una pieza de mano por ultrasonidos más fiable.
Otros objetivos, características y ventajas de
la presente invención se pondrán de manifiesto con referencia a los
dibujos, y a la descripción siguiente de los dibujos y las
reivindicaciones.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
forma de realización de la pieza de mano por ultrasonidos según la
presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal
de una forma de realización de la pieza de mano por ultrasonidos de
la presente invención.
Las figuras 3A y 3B son unas vistas en
perspectiva de una forma de realización de la pieza de mano por
ultrasonidos de la presente invención mostrándose sin las carcasas
interior y exterior.
Como puede apreciarse mejor en la figura 1, la
pieza de mano 100 según la presente invención consiste generalmente
en un cuerpo de pieza de mano 110, un cable eléctrico 112 y un
conector eléctrico 20. La pieza de mano 100 combina ambos
movimientos longitudinal y rotatorio o bien movimiento oscilatorio,
describiéndose tales piezas de mano con mayor detalle en las
patentes US nº 5.222.959, nº 5.492.528, nº
5.827.292 (Anis), nº 5.722.945, nº 5.730.718, nº 5.911.699 (Anis
et al) y nº 4.504.264 (Kelman). Un experto en la materia
apreciará que la presente invención resulta adecuada utilizarse en
piezas de mano por ultrasonidos con únicamente movimiento
longitudinal.
Como puede apreciarse mejor en la figura 2, el
cuerpo de la pieza de mano 110 según la presente invención
comprende generalmente una carcasa de nariz cónica 5, una carcasa
interior 7 de pieza de mano, carcasa exterior 8 y pieza de extremo
de pieza de mano 17. El motor 114 se encuentra montado en el
interior de la carcasa interior 7 mediante el soporte del motor 3 y
la junta hermética 116 y puede comprender dispositivos, tales como
un anillo de torsión 2 y cable torsional 4, para limitar el
movimiento rotatorio del motor 114. Fijado en el extremo distal del
eje 118 del motor 114 está parte del eje de accionamiento 120 de la
bocina 13. El apilamiento piezoeléctrico 21 se aloja en la parte
del eje de accionamiento 120 de la bocina 13 y queda fijado en esta
posición por la placa final 122 en el eje de accionamiento 120
mediante las tuercas partidas 22 y 23. La mampara delantera 1 está
roscada en el eje de accionamiento 120 por detrás de la tuerca 23
para desacoplar la energía ultrasónica generada por el conjunto
piezoeléctrico 21 del motor 114. La energía se suministra al
conjunto piezoeléctrico mediante los electrodos 18 y 19, y la
totalidad del montaje puede estar revestido por el manguito
aislante 39. La bocina de ultrasonidos 13 se encuentra roscada
dentro de la placa final 122 en el eje de accionamiento 120. La
bocina 13 se mantiene dentro de la carcasa interior 7 mediante la
junta hermética cargada por resorte 35 y por el cojinete 37 en
contacto con el buje 124 de la bocina 13. El apilamiento
piezoeléctrico 21 está soportado por los cojines 6 y 41. La carcasa
interior 7 se mantiene dentro de la carcasa exterior 8 mediante
juntas tóricas de caucho de silicona o elastoméricas 30, 31, 41 y
42. La carcasa de la nariz cónica 5 se aloja en el extremo distal
de la carcasa exterior 8 y se cierra herméticamente contra escapes
de fluido con unas juntas tóricas de caucho de silicona o
elastoméricas 24 y 29. La pieza final 17 se aloja en el extremo
proximal de la carcasa exterior 8 y el fluido queda sellado
herméticamente con unas juntas tóricas de caucho de silicona o
elastoméricas 25 y 32. El extremo proximal 119 del eje del motor 118
se mantiene en el interior de la pieza final 17 mediante junta
hermética cargada por resorte 36 y por un anillo elástico de
retención 33.
En su utilización, el motor 114 recibe corriente
y provoca la rotación del eje de motor 118. La rotación del eje 118
provoca la rotación del eje de accionamiento 120, el apilamiento
piezoeléctrico 21 y la bocina 13. La rotación de la bocina 13 y del
eje del motor 118 provocar fricción y desgaste en la interfaz entre
el buje 124 y la junta hermética 35 y el extremo distal 119 del eje
118 y el cierre hermético 36. Esta fricción puede ocasionar un
desgaste excesivo en el buje 124 y en el eje 118, que
preferentemente estarán realizados en titanio, en las juntas
herméticas 35 y 36, que preferentemente estarán rellenos de
carbón/grafito, un material muy abrasivo. Cuando dicho desgaste
ocurra, puede que el cuerpo de la pieza de mano 110 ya no mantenga
al fluido sellado herméticamente, particularmente en autoclave a
vapor. Para evitar desgaste excesivo en el buje 124 y eje 118, el
buje 124 y el extremo proximal 119 del eje 118 puede ser chapado o
revestido con cualquier revestimiento resistente tal como nitruro
de titanio, nitruro de zirconio, nitruro de cromo o carburo de boro
(también conocido como diamante negro), pero es preferible el
nitruro de titanio. Puesto que los revestimientos de nitruro de
titanio pueden aplicarse en capas tan finas como de 2 a 4 micras,
los inventores han constatado que tales revestimientos tan finos
pueden romperse fácilmente cuando se aplican sobre un material
relativamente blando como el titanio. Por consiguiente, se ha
hallado que un revestimiento de nitruro de titanio superior a 4
micras, y preferentemente entre 9 a 12 micras ofrece los mejores
resultados. Sin embargo, unos revestimientos superiores a las 4
micras pueden modificar la morfología de la superficie del
revestimiento dando lugar a un acabado tipo papel de lija que no
resulta deseable para una superficie sellada. La invención ha
hallado que en tales situaciones, por ejemplo, puliendo la
superficie con una pasta de polvo de diamante quitando
aproximadamente 1 micra o menos de material, puede dar lugar a una
superficie satisfactoria.
Las figuras 3A y 3B ilustran las partes
funcionales de la pieza de mano 110 habiéndose retirado la nariz
cónica 5, la carcasa interior 7 y la carcasa exterior 8. Como puede
apreciarse en la figura 3A, la placa final 122, el apilamiento
piezoeléctrico 21, las tuercas partidas 22 y 23 y los electrodos 18
y 19 se exponen a la atmósfera interna de la pieza de mano 110.
Como puede apreciarse mejor en la figura 3B, el apilamiento
piezoeléctrico 21, la placa final 122, las tuercas partidas 22 y 23
y los electrodos 18 y 19 están cubiertos por un manguito protector
39. El manguito 39 se realizará preferentemente en un plástico
resistente a alta temperatura tal como polieteretercetona (PEEK) y
se sitúa de modo que pueda deslizar alrededor de placa final 122, un
apilamiento piezoeléctrico 21, unas tuercas partidas 22 y 23 y unos
electrodos 18 y 19. El interior del manguito 39 puede estar relleno
de un material encapsulante de alta temperatura 141, tal como una
silicona adhesiva sin imprimación (Dow Corning
Q3-6611). La operación de rellenado puede comprender
generalmente aumentar la temperatura del material encapsulante 141
y el conjunto del manguito/apilamiento piezoeléctrico 139 hasta,
por ejemplo, aproximadamente 120ºC e inyectar material encapsulante
141 al interior del montaje manguito/apilamiento piezoeléctrico 139
con una jeringa. La temperatura elevada se mantiene durante un
periodo corto, aproximadamente 5 minutos, por ejemplo, para vaciar
cualquier burbuja de aire del material encapsulante 141. Se inyecta
material encapsulante adicional 141 dentro del conjunto
manguito/apilamiento piezoeléctrico 139 para reemplazar cualquier
perdida de volumen producida por la fuga de gases. A continuación,
la totalidad del material encapsulante 141 rellenado en el conjunto
manguito/apilamiento piezoeléctrico 139 se solidifica, por ejemplo,
alrededor de 120ºC durante 2 horas. Este tipo de proceso de
encapsulación no afecta al rendimiento ultrasónico de la pieza de
mano 110, sino que ayuda a incrementar la fiabilidad y longevidad
de la pieza de mano 110 aislando herméticamente de la humedad al
apilamiento piezoeléctrico 21 y a los electrodos 18 y 19.
Aunque determinadas formas de realización según
la presente invención se han descrito anteriormente, dichas
descripciones se proporcionan a titulo ilustrativo y explicativo.
Variaciones, cambios, modificaciones y desviaciones de los sistemas
y métodos expuestos anteriormente pueden adoptarse sin apartarse,
por ello, del alcance de la presente invención.
Claims (11)
1. Pieza de mano quirúrgica oftalmológica por
ultrasonidos (100), que comprende:
- a)
- una carcasa exterior (8);
- b)
- una bocina ultrasónica (13) sujeta en el interior de la carcasa;
- c)
- un apilamiento piezoeléctrico (21), que comprende un conjunto de elementos piezoeléctricos que vibran longitudinalmente acoplados ultrasónicamente con la bocina;
- d)
- un material encapsulante (141)
en el que la pieza de mano incluye además
- e)
- un manguito (39) separado de la carcasa exterior y que rodea los elementos piezoeléctricos, en el que el material encapsulante está previsto en el interior del manguito, definiendo de este modo un conjunto íntegro de apilamiento piezoeléctrico y de manguito lleno con material encapsulante (139), quedando protegidos de este modo los elementos piezoeléctricos de la humedad.
2. Pieza de mano según la reivindicación 1, que
presenta además un motor para proporcionar un movimiento giratorio u
oscilante a la bocina ultrasónica (13).
3. Pieza de mano según la reivindicación 1, en
la que la bocina ultrasónica presenta un buje distal (124), estando
sujeto el buje en el interior de la carcasa mediante una primera
junta hermética (35), comprendiendo la pieza de mano además un eje
de motor (118), estando dimensionada y formada la bocina para
recibir el apilamiento piezoeléctrico y para ser conectada con el
extremo distal del eje de motor (118) con el extremo proximal (119)
del eje de motor sujeto en el interior de la carcasa mediante una
segunda junta hermética (36), disponiendo la primera y segunda
juntas herméticas (35, 36) de este modo la bocina (13) y el eje
(118) en el interior de la carcasa exterior (8).
4. Pieza de mano según las reivindicaciones 1 a
3, en la que el manguito (39) está realizado en
polieteretercetona.
5. Pieza de mano según las reivindicaciones 1 a
3, en la que el material encapsulante (141) es un adhesivo de
silicona sin imprimación.
6. Pieza de mano según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 4, en la que el buje (124) presenta un
revestimiento duro.
7. Pieza de mano según la reivindicación 6, en
la que el revestimiento duro es nitruro de titanio.
8. Pieza de mano según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, que comprende además un revestimiento duro
en el extremo proximal del eje del motor.
9. Pieza de mano según cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 8, en la que el revestimiento presenta un
espesor superior a 4 micras.
10. Pieza de mano según la reivindicación 9, en
la que el revestimiento presenta un espesor comprendido entre
aproximadamente 9 micras y 12 micras.
11. Pieza de mano según la reivindicación 1, que
comprende además una carcasa interior (7) sujeta en el interior de
la carcasa exterior mediante unas juntas tóricas (30, 31, 41, 42),
estando sujeta la bocina ultrasónica (13) en el interior de la
carcasa interior mediante una junta hermética cargada por resorte
(35) y un cojinete (37).
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