ES2359093T3 - Sistema de cierre de tornillo ortopédico. - Google Patents

Sistema de cierre de tornillo ortopédico. Download PDF

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ES2359093T3 ES07122696T ES07122696T ES2359093T3 ES 2359093 T3 ES2359093 T3 ES 2359093T3 ES 07122696 T ES07122696 T ES 07122696T ES 07122696 T ES07122696 T ES 07122696T ES 2359093 T3 ES2359093 T3 ES 2359093T3
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Frank Altermann
Zoran Reiter
Stephan Eckhof
Rolf Maier
Josef Zrinski
Davor Zrinski
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/80—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates
    • A61B17/8052—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates immobilised relative to screws by interlocking form of the heads and plate holes, e.g. conical or threaded
    • A61B17/8057—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates immobilised relative to screws by interlocking form of the heads and plate holes, e.g. conical or threaded the interlocking form comprising a thread

Abstract

Sistema de cierre de tornillo ortopédico que comprende - al menos un tornillo (8), constituido en cada caso por una cabeza de tornillo (9) y un vástago de tornillo (10), estando la cabeza (9) del tornillo provista de una rosca (11), y - al menos una placa (3) que presenta un espesor correspondiente, provista de al menos una abertura de paso (1) que es adecuada para recibir el tornillo (8), en donde - la placa (3) presenta una abertura de paso (1) formada por al menos dos taladros de paso (4), estando determinado cada taladro de paso (4x) por un centro (Mx) y por un radio (Rx), - los taladros de paso (4x) están decalados uno respecto de otro, - los centros (Mx) de los taladros de paso (4x) están dispuestos sobre un arco de círculo común, - los taladros de paso (4x) se cortan entre ellos de tal manera que se forman líneas de intersección (6) y/o superficies de intersección (7) que se extienden por todo el espesor de la placa (3) en el sentido de la profundidad de la abertura de paso (1), caracterizado porque las líneas de intersección (6) y/o las superficies de intersección (7) están configuradas por la disposición de los taladros de paso (4x) de tal manera que, en una vista en planta de la placa (3), están realizadas en punta hacia el centro de la abertura de paso (1) para interaccionar con la cabeza (9) de los tornillos (8).

Description

Campo técnico
La presente invención concierne a un sistema de cierre de tornillo que consta de al menos un tornillo y al menos una placa con al menos un taladro de paso. El propio tornillo consta de una cabeza y un vástago, estando al menos la cabeza del tornillo provista de una rosca. El tornillo se puede introducir poliaxialmente en el taladro de paso. Esto significa que el tornillo se puede introducir y enclavar con la placa no en dirección perpendicular a la placa, sino en dirección oblicua con respecto a la placa. Se origina una unión de conjunción de fuerza o bien una unión de conjunción de fuerza y de forma entre el tornillo y la placa
Definiciones
Taladro de paso
Como taladro de paso se definen aquellos taladros que se extienden desde la superficie de una placa hasta el lado inferior de dicha placa. Puede ser de configuración cilíndrica o cónica. En general, puede producirse con una broca o una fresa.
Abertura de paso
Como abertura de paso se definen aquellas aberturas que son adecuadas para recibir un tornillo dotado de vástago y cabeza. En la abertura de paso la cabeza del tornillo establece la unión de conjunción de fuerza y de forma con la parte restante de la placa. La abertura de paso se produce primeramente en general por medio de dos o más taladros de paso que están dispuestos uno respecto de otro de tal manera que estos se cortan entre ellos. Para la producción de una abertura de paso se comienza primero con un taladro central y, partiendo de éste, se realizan a distancias regulares otros taladros de paso, con lo que, visto en planta, se obtiene una construcción a manera de trébol o de flor o bien de hojas.
Línea de intersección
Si se cortan varios taladros de paso, se originan entonces en la zona de las aberturas de paso unas líneas de intersección que se extienden por todo el espesor de la placa. Por tanto, las líneas de intersección se extienden en el sentido de la profundidad de la abertura de paso. Preferiblemente, están configuradas de tal manera que se extienden en la dirección de la extensión longitudinal del taladro de paso. Las líneas de intersección son elementos que cooperan con la cabeza del tornillo para producir una unión de conjunción de fuerza y de forma por conformación plástica.
Superficie de intersección
A partir de las líneas de intersección anteriormente definidas se obtienen superficies de intersección cuando los taladros de paso y/o el taladro central son de configuración cónica. Las superficies de intersección son elementos que cooperan con la cabeza del tornillo para producir una unión de conjunción de fuerza y de forma por conformación plástica. A continuación, en aras de una mayor sencillez, se habla solamente de líneas de intersección. Sin embargo, siempre que no se manifieste otra cosa, se entiende también por ellas la combinación de líneas de intersección y superficies de intersección o bien se entienden solamente las superficies de intersección.
Estado de la técnica
Los tornillos y las placas, especialmente placas para huesos, de la clase anterior forman en general un sistema de inmovilización y se emplean predominantemente para estabilizar mecánicamente fracturas óseas. Este sistema de inmovilización consiste en una placa que está provista de al menos un taladro de paso, pero en general de varios taladros de paso, estando configurados los taladros de paso para recibir un respectivo tornillo. El propio tornillo consta de una cabeza y un vástago y presenta en su vástago una rosca que es adecuada para atornillarse dentro de un hueso. La propia cabeza del tornillo presenta también una rosca que, en el estado montado del sistema de inmovilización, coopera con la placa dentro del respectivo taladro de paso.
Los dispositivos de inmovilización ortopédicos se emplean tanto dentro como fuera del cuerpo. Consisten en una construcción de forma de placa que se extiende, por ejemplo, por todo un sitio de rotura (fractura). Además, están previstos medios de fijación que están configurados, por ejemplo, como tornillos, pernos, clavos o pasadores. Por ejemplo, las llamadas placas de huesos pueden fijarse a un hueso por medio de tornillos de huesos, para lo cual se enchufan estos últimos a través de taladros de paso y se les atornilla en el hueso. Para impedir que estos tornillos se suelten especialmente bajo una acción de fuerza, se conocen por el estado de la técnica un gran número de mecanismos que impiden que sea posible un desprendimiento del tornillo y, por tanto, un desprendimiento de la construcción de forma de placa. Además, se conocen criterios de solución que hacen posible que se establezca entre la placa y el tornillo una unión de conjunción de fuerza en la que el tornillo no está orientado en sentido perpendicular a la placa. Una posición oblicua de este tornillo es frecuentemente deseable cuando, por ejemplo debido a la estructura ósea, no sea posible un atornillamiento de un tornillo en sentido perpendicular a la placa.
Así, se conocen, por ejemplo, por el documento US 4484570 (SYNTHES LTD (US)), 27.11.1984, unos llamados tornillos de cabeza de expansión. Un tornillo de cabeza inicialmente atornillado en una placa es expandido con un elemento de atornillamiento adicional de tal manera que tenga lugar un acuñamiento dentro de la placa por efecto del atornillamiento del tornillo adicional, con lo que se produce una inmovilización del tornillo contra la placa.
Otra forma de realización del estado de la técnica, como la que se explica, por ejemplo, en el documento US 5954722 (DEPUY ACROMED INC (US)), 21.09.1999, muestra una placa configurada en la que se puede atornillar poliaxialmente un tornillo. La poliaxialidad tiene, entre otras, la ventaja de que las direcciones de atornillamiento ya no están prefijadas por la propia placa. Es posible así que, según la naturaleza del material, se atornille un tornillo en un hueso en una posición no ineludiblemente perpendicular a la extensión longitudinal de la placa. Se ha previsto para ello que los taladros de paso estén provistos, además, de un elemento esférico que esté alojado al menos parcialmente en forma giratoria dentro del taladro de paso. Este elemento esférico está dispuesto de manera imperdible dentro del taladro de paso y coopera con la cabeza del tornillo que se debe apretar. Según la posición, el elemento esférico se orienta y establece así con la cabeza del tornillo y la placa una unión de conjunción de fuerza y de forma.
Otra realización poliaxial de una placa que coopera con un tornillo especialmente configurado se presenta en el documento US 20050165400 A (FERNANDEZ ALBERTO A, UY) 26.01.2004. El sistema de inmovilización ortopédica presenta una placa que tiene también uno o varios taladros de paso. Asimismo, está previsto un tornillo que consta de una cabeza y un vástago. La cabeza del tornillo está especialmente configurada y presenta una rosca que coopera con roscas presentes al menos parcialmente en los taladros de paso.
Para hacer posible un atornillamiento en dirección oblicua (y, por tanto, no perpendicular) con respecto a la extensión longitudinal de la placa se ha previsto configurar el taladro de paso con una forma especial. Los taladros de paso presentan en sección transversal una forma a manera de reloj de arena. Esto significa que - visto en la dirección de atornillamiento - el diámetro del taladro de paso se estrecha primero desde un diámetro amplio hasta que se alcanza un plano definido. Desde este plano, el diámetro del taladro de paso se vuelve a ensanchar.
El taladro de paso configurado de esta manera presenta una rosca que coopera con las rosca de la cabeza del tornillo. La rosca está configurada especialmente y se representa como una llamada rosca cortante. Esto significa que, al apretar la cabeza del tornillo, tiene lugar un proceso de corte mecánico entre la rosca citada y la cabeza del tornillo. Para reforzar este proceso de corte y conseguir así un acuñamiento de la cabeza del tornillo dentro del taladro de paso para que ya no sea posible una suelta involuntaria de la placa y el tornillo en un momento posterior, se han previsto dentro del taladro de paso unos elementos de corte consistentes preferiblemente en un material diferente. Estos elementos de corte están embutidos en el perímetro del taladro de paso y, al apretar el tornillo en dicho taladro de paso, provocan una deformación. Debido a la configuración esférica de la cabeza del tornillo es posible elegir un gran número de grados angulares que se desvíen de la perpendicular a la extensión longitudinal de la placa.
Se conoce también por el documento DE 202004015912U (AESCULAP AG), O9.12.2004, un sistema de inmovilización que está constituido sustancialmente por una placa y un tornillo de huesos. El propio tornillo de huesos presenta un vástago definido con un eje longitudinal y una cabeza de tornillo que puede acoplarse con un alojamiento de tornillo de huesos presente en una placa de huesos. Además, está previsto un elemento de seguridad para afianzar la unión del tornillo de huesos y la placa de huesos, pudiendo ser llevado el tornillo de huesos a una posición de suelta desde una posición de engrane en la que el tornillo de huesos está sujeto contra la placa de huesos.
Las aberturas de paso dentro de la placa de huesos están configuradas preferiblemente en forma ovalada, con lo que es posible un alojamiento poliaxial del tornillo de huesos. Estas aberturas presentan en sus paredes unas roscas que pueden acoplarse con la rosca del tornillo de huesos o con la cabeza del tornillo. Aprisionando el tornillo de huesos con la placa de huesos se consigue un afianzamiento de dicho tornillo de huesos. La producción de las aberturas de paso se materializa de tal manera que se proporcione por fresado una abertura de paso ovalada que presente paredes que estén configuradas perpendicularmente a la extensión longitudinal de la placa de huesos. Además, las paredes presentan filetes de rosca. Por tanto, la producción es costosa y compleja. El propio tornillo de huesos tiene que estar configurado con una forma especial y debe disponer del mecanismo de afianzamiento especial.
Se conoce por el documento WO 2004/084701 A (SWISS ORTHOPEDIC SOLUTIONS SA (CH); YOUNG ROBERT ALLAN (US)), 07.10.2004, una placa de huesos que presenta una extensión longitudinal. La propia placa de huesos presenta varias aberturas de paso que están formadas por dos taladros de paso realizados de manera que quedan decalados uno respecto de otro. Los taladros de paso están dispuestos de tal manera que sus centros se encuentran ubicados en el eje central de la respectiva placa de huesos y están dispuestos a una distancia definida uno de otro. Los dos taladros de paso se cortan de tal manera que, visto en planta, se consigue una configuración de forma de ocho. Esto significa que se ha previsto un estrechamiento entre los dos taladros de paso que definen las aberturas de paso. Ambos taladros de paso presentan en la zona inferior, es decir, en la zona vuelta hacia el hueso, unos filetes de rosca que son diferentes entre ellos. En el lado alejado del hueso, es decir, en el lado superior, la región de la abertura del taladro de paso y así también de la abertura de paso es sensiblemente mayor que la que se ha previsto en la zona inferior.
En ejemplos de realización especiales los filetes de rosca previstos en la zona inferior de la placa de huesos están dispuestos formando ángulo entre ellos o bien están colocados en posiciones oblicuas.
Como ocurre también en el estado de la técnica restante, es necesario fabricar la placa de huesos en ciclos de mecanización diferentes. En particular, se configura como costoso el disponer en la zona inferior de la placa de huesos, es decir, en la zona vuelta hacia el hueso, unos filetes de rosca diferentes que puedan cooperar después con la cabeza del tornillo de huesos, la cual presenta también una rosca. Por tanto, no es posible una disposición poliaxial libre del tornillo de huesos, ya que éste, al apretarlo, coopera irremisiblemente con la rosca y adopta entonces también la dirección prefijada.
El documento DE 20321245U (SYNTHES GMBH (CH)), 14.06.2006, muestra también una placa de huesos con un lado inferior vuelto hacia el hueso y un lado superior y con varios taladros de paso que unen el lado inferior con el lado superior, los cuales presentan cada uno de ellos un eje de agujero central, una superficie envolvente interior y un filete de rosca. La abertura de paso se realiza en un ejemplo de realización especial por medio de un taladro de paso central con taladros de paso que están dispuestos en el perímetro del taladro de paso central y que están distanciados uno de otro formando un ángulo de 90º en cada caso. Se proporciona así una disposición poliaxial de los respectivos tornillos de huesos, cuya cabeza se inserta en el respectivo taladro de paso. Como ya se ha descrito antes, los respectivos taladros de paso presentan también filetes de rosca.
Por este motivo, la producción es también muy compleja y la dirección poliaxial del respectivo tornillo de huesos no puede elegirse libremente debido a las especificaciones correspondientes de los taladros de paso.
Además, no se proporciona una posibilidad de afianzamiento del respectivo tornillo de huesos, de modo que es posible que éste se suelte involuntariamente en cualquier momento, con lo que existe el riesgo de que la función de la respectiva placa de huesos quede completamente fuera de servicio.
Se conoce por el documento EP 1 649 819 A (MAIER CHRISTIAN (AT)), 26.04.2006, una placa de huesos con al menos una abertura de paso para un tornillo de huesos, presentando la abertura de paso unos medios deformables que son adecuados para inmovilizar el tornillo de huesos de una manera angularmente estable. Estos medios se caracterizan por unos salientes dentro de la abertura de paso que están orientados en dirección sustancialmente paralela a la extensión longitudinal de la placa de huesos y que presentan un espesor sensiblemente más pequeño que el espesor de la placa de huesos. Los salientes están dispuestos en el centro del espesor de la abertura de paso.
En el documento WO 2005018472 A1 (MATHYY MEDIZINALTECHNIK AG [CH], SCHNEIDER, ROLF [CH]), 03.03.2005, se presenta una placa de huesos que tiene varias aberturas de paso. Las aberturas de paso están configuradas de tal manera que éstas muestran un taladro central con un eje central, estando previstos, además, a distancia radial del eje central varios rebajos adicionales (al menos 3) que están dispuestos en una superficie envolvente interior que está ubicada alrededor del eje central y que se estrecha hacia el lado inferior de la placa de huesos. La superficie envolvente interior presenta una estructura tridimensional.
Se conocen por el documento DE 20309361U1 (KÖNIGSEE Implantate und Instrumente zur Ostheosynthese GmbH), 18.09.2003, unas placas de huesos que presentan taladros con la configuración de aberturas de paso para recibir tornillos de huesos. Al menos algunos de estos taladros están provistos de una rosca interior que es de configuración cónica. La abertura de paso está configurada de tal manera que ésta consiste en al menos dos de tales taladros que están decalados uno respecto de otro y que se solapan mutuamente. Los taladros no están orientados en dirección perpendicular a la extensión longitudinal de la placa de huesos, sino que están orientados según ángulos definidos.
Problema de la invención
El problema de la invención consiste en proporcionar una placa o un sencillo sistema de cierre de tornillo, constituido por un tornillo y una placa para fijación a un hueso, con el que se pueda realizar poliaxialmente un atornillamiento con respecto a la placa o a la superficie del hueso y se pueda producir un afianzamiento del tornillo contra una suelta involuntaria del mismo.
Solución del problema
La idea básica de la invención consiste en que la placa presente al menos dos taladros de paso, estando determinado un taladro de paso por un centro y por un radio. Los propios taladros de paso están decalados uno respecto de otro y se cortan mutuamente de tal manera que resultan líneas de intersección y/o superficies de intersección en la dirección del espesor de la placa, cooperando estas líneas de intersección con la rosca de la cabeza del tornillo. Las líneas de intersección y/o las superficies de intersección se extienden por todo el espesor de la placa. Por tanto, tiene lugar una deformación plástica entre la cabeza del tornillo que se está apretando y las líneas de intersección y/o las superficies de intersección, que conduce a un acoplamiento de conjunción de fuerza y de forma entre la placa y el tornillo.
Ventajas de la invención
Una de las ventajas esenciales de la invención consiste en que, a pesar de la posibilidad de utilización poliaxial de los tornillos, la placa no tiene que presentar una rosca. Solamente por la realización de los taladros de paso en la placa se producen unos salientes o unas líneas de intersección que hacen posible un atornillamiento especialmente poliaxial del tornillo en la placa. Debido a la deformación plástica provocada se consigue también que sea posible soltar el tornillo de la placa únicamente con un elevado consumo de fuerza. No es posible una suelta involuntaria.
Ventajosamente, se han previsto al menos tres taladros de paso que están dispuestos uno respecto de otro de tal manera que estos tres taladros de paso se corten mutuamente. Esto significa que el primer taladro de paso se corta con el segundo taladro de paso y el tercer taladro de paso, el segundo taladro de paso se corta con el primero y el tercero, y el tercer taladro de paso se corta a su vez con el primero y el segundo taladros de paso. Se obtienen así tres líneas de intersección que se extienden en el sentido del espesor y, por tanto, en el sentido de la profundidad de la placa. En el centro se obtiene centradamente una abertura de paso cuyo radio está determinado por la distancia de una línea de intersección al centro de la abertura de paso.
Una forma de realización preferida prevé que, partiendo de un taladro central, se efectúe una disposición simétrica de los taladros de paso. A este fin, los taladros de paso previstos en la placa están dispuestos de tal manera que sus respectivos centros estén dispuestos sobre un arco de círculo partiendo del centro del taladro central.
Una ventaja esencial estriba en que no están previstos unos lados superior e inferior definidos de la placa de huesos. Esto significa que la placa puede emplearse de una manera funcionalmente correcta con independencia de su posición.
Todos los taladros antes citados de una forma de realización especial son cilíndricos. Esto significa que el diámetro de los taladros de paso y así también de la abertura de paso son constantes en todo el espesor de la placa.
Las líneas de intersección o las superficies de intersección obtenidas por el corte del respectivo taladro de paso están configuradas de tal manera que, en una vista en planta de la placa, sean de configuración aguzada hacia el respectivo centro de la abertura de paso. Presentan una sección transversal que está configurada de tal manera que ésta, partiendo ancha de las paredes del taladro de paso, termina en punta en dirección al centro de la abertura de paso. En un ejemplo de realización en el que los taladros de paso se realizan siempre perpendicularmente a la placa, la sección transversal de la respectiva línea de intersección o superficie de intersección es constante en toda la profundidad de la placa. Esto significa que ya con el primer giro se produce un engrane al asentar el tornillo sobre la placa según la invención con la configuración correspondiente de la abertura de paso conforme a la invención, y para hacer posible un mejor apriete puede estar previsto también que estén avellanados los respectivos taladros de paso y así también toda la abertura de paso. De este modo, se puede introducir primero el tornillo en la abertura de paso, se le puede colocar allí de manera correspondiente y únicamente con un paso adicional se le puede acoplar después con la respectiva línea de intersección o superficie de intersección.
Si se realizan los taladros de paso en dirección oblicua, es decir, no perpendicularmente a la extensión longitudinal de la placa, se originan entonces también unas líneas de intersección o superficies de intersección oblicuas que se extienden en el sentido de la profundidad de la placa. Si se realizan éstas también con ángulos diferentes, se obtienen entonces configuraciones cónicas.
Las líneas de intersección presentan entonces en sus extremos libres un respectivo espesor muy pequeño. Es así posible que la rosca de la cabeza del tornillo pueda cortar de manera sencilla en estas zonas, ya que, debido al pequeño espesor, la resistencia es pequeña. La configuración de las zonas de las líneas de intersección en forma de V en vista en planta es tal que, al aumentar la distancia el extremo libre de la línea de intersección, se haga más gruesa la sección transversal. Esto se proporciona especialmente cuando las cabezas de los tornillos son de configuración cónica y, al aumentar el apriete del tornillo, se atraviesa una sección transversal más grande con la rosca del tornillo. Tiene lugar así una fuerte deformación plástica.
En un ejemplo de realización preferido se ha previsto que, después de la producción de un taladro central, los taladros de paso en la dirección del espesor de la placa no sean de configuración cilíndrica, sino cónica. La conicidad está configurada de tal manera que el taladro de paso se estrecha desde la dirección de atornillamiento hacia el hueso. Esto se consigue ventajosamente mediante el empleo de una fresa cónica. Preferiblemente, su eje de simetría es paralelo al eje del taladro central y también perpendicular a la propia placa. Los centros de los taladros de paso se eligen de tal manera que su radio, que preferiblemente es el mismo en todos los taladros de paso, se corte con el diámetro del taladro central, con lo que se obtiene una abertura central que es más grande que el diámetro del taladro central y presenta en su pared exterior un gran número de paredes cónicas. Las distintas paredes son de configuración cónica y se estrechan en la dirección de atornillamiento. Se obtienen así primeramente unas líneas de intersección en la dirección de atornillamiento (ya que el diámetro de los distintos taladros de paso es grande), mientras que, al aumentar la profundidad (en la dirección de atornillamiento), se reduce el diámetro del taladro de paso debido a la conicidad prevista y, por tanto, se producen superficies de intersección entre los distintos taladros de paso.
Se ha comprobado que el número de taladros de paso es casi proporcional a la fuerza de atornillamiento del tornillo. Esto significa que con un número mayor de taladros de paso (por ejemplo 15) la fuerza de atornillamiento es más pequeña en comparación con un número menor de taladros de paso (por ejemplo 5).
En principio, se ha previsto que, al apretar el tornillo en la placa, se consuma más fuerza al aumentar la profundidad de atornillamiento. Esto tiene su fundamento en que primero tiene lugar una interacción, preferiblemente una conformación, con las líneas de intersección. La línea o volumen previsto con el tornillo acoplado es pequeño. Si la línea de intersección se convierte en una superficie de intersección, se hace entonces más grande el volumen que debe ser conformado por el tornillo y, por tanto, se tiene que aplicar más fuerza. Sin embargo, se consigue así también que se origine una unión segura y no soltable entre la placa y el tornillo.
Un perfeccionamiento preferido prevé que se realice primero el taladro central con sección transversal cónica. Se elige para ello una conicidad definida. Los taladros de paso que siguen a manera de hojas de trébol con respecto a este taladro central presentan también una conicidad, pero, en contraste con el taladro central, ésta es diferente. De este modo, en la zona de atornillamiento alejada no se producen líneas de intersección dentro de la abertura de paso, sino superficies de intersección.
Preferiblemente la cabeza y el vástago del tornillo presentan el mismo diámetro. Esto trae consigo la ventaja de que se puede fabricar el tornillo de una manera sencilla.
Como alternativa, puede estar previsto también que la cabeza del tornillo sea de configuración cilíndrica y presente un paso de rosca distinto del paso del vástago restante.
Otra alternativa puede prever que la cabeza del tornillo sea de configuración cónica y se adapte así a la configuración del taladro de paso.
El propio vástago del tornillo puede ser también de configuración cónica para reducir así el consumo de fuerza, especialmente al apretar el tornillo en el hueso.
Otra forma de realización alternativa prevé configurar la cabeza del tornillo al menos parcialmente en forma esférica. Se puede conseguir así que, divergiendo de la perpendicular a la placa, se alcance un ángulo mayor, a cuyo fin se puede apretar aún oblicuamente (poliaxialmente) el tornillo dentro de la placa.
Por tanto, se ha presentado un sistema que consta exclusivamente de dos componentes. No es necesario emplear elementos de expansión o elementos de suplemento adicionales u otros materiales. El tornillo y la placa pueden fabricarse preferiblemente del mismo material. Para mejorar aún la deformación plástica, especialmente en la zona de los salientes, puede estar previsto que la placa se fabrique a base de un material más blando que el del propio tornillo.
Una de las ventajas esenciales del sistema reside en que la propia placa puede fabricarse con poco coste. La realización más sencilla consiste en prever tres taladros de paso que han de formarse en una disposición determinada de uno respecto de otro de modo que se origine una abertura de paso en la que pueda introducirse el tornillo.
La ejecución preferida contempla que se prevea en la placa un taladro central que sea cortado por taladros de paso, produciéndose los taladros de paso con una fresa cónica que se estrecha en el sentido de la profundidad de atornillamiento. El número de taladros de paso deberá ser superior a 5. Un número preferido es 15.
Otra ejecución ventajosa puede prever que las líneas de intersección y/o las superficies de intersección estén endurecidas y representen así una constitución más dura en comparación con el material restante de la placa. Este endurecimiento puede realizarse, por ejemplo, con láser.
Otras ejecuciones ventajosas se desprenden de los dibujos siguientes, la descripción y también las reivindicaciones.
Dibujos
Muestran:
La figura 1, un primer ejemplo de realización de una representación esquemática de una abertura de paso de una placa como parte del sistema de cierre de tornillo según la invención;
La figura 2, un segundo ejemplo de realización de una representación esquemática de una abertura de paso de una placa como parte del sistema de cierre de tornillo según la invención;
La figura 3, un tercer ejemplo de realización de una representación esquemática de una abertura de paso de una placa como parte del sistema de cierre de tornillo según la invención;
La figura 4, una representación esquemática del sistema de cierre de tornillo ortopédico en sección, estando ya apretado el tornillo en la placa;
La figura 5A, una vista en perspectiva del sistema de cierre de tornillo según la figura 4;
La figura 5B, una vista en perspectiva de la placa sin tornillos según la figura 5A;
La figura 6, una vista en perspectiva de una placa con un gran número de aberturas de paso, estando ocupada una abertura de paso con un tornillo;
La figura 7, una representación esquemática de una abertura de paso situada en una placa y constituida por varios taladros de paso cilíndricos, para explicar su producción;
La figura 8, otra representación esquemática de una abertura de paso situada en una placa y constituida por varios taladros de paso cónicos; y
La figura 9, otra representación esquemática de otro ejemplo de realización de una abertura de paso situada en una placa y constituida por varios taladros de paso cónicos.
Descripción de los ejemplos de realización
En las figuras 1 a 3 se representa un surtido de posibles aberturas de paso 1 para un sistema de cierre de tornillo ortopédico 2. Para la producción de esta abertura de paso 1 según la invención, dispuesta en una placa 3, se hacen al menos dos taladros de paso 4. Cada taladro de paso 4 está determinado por un radio R1, R2 y un centro M1, M2.
Según un primer ejemplo de realización, tal como se representa en la figura 1, la abertura de paso 1 está constituida por dos taladros de paso 4 cuyos dos centros M1, M2 están dispuestos a una distancia 5 de uno a otro. La distancia 5 debe elegirse de tal manera que se corten los dos radios R1, R2 de los taladros de paso 4. Se obtienen así unas líneas de intersección 6 que se extienden en el sentido de la profundidad (espesor) de la placa 3. Las líneas de intersección 6 están configuradas de tal manera que están realizadas en punta hacia el espacio libre de la abertura de paso 1 y, partiendo de aquí, presentan un espesor de pared que se hace mayor al aumentar la separación. Es posible así que los extremos libres formados de esta manera puedan ser deformados plásticamente apretando un tornillo.
Según otro ejemplo de realización, tal como se le representa en la figura 2, la abertura de paso 1 consta de tres taladros de paso 4 cuyos centros M1, M2, M3 están dispuestos a una respectiva distancia 5 de uno a otro. La respectiva distancia 5 debe elegirse de tal manera que se corten los tres radios R1, R2, R3 de los taladros de paso 4. Se obtienen así líneas de intersección 6 que se extienden en el sentido de la profundidad (espesor) de la placa 3.
Según otro ejemplo de realización, tal como se le representa en la figura 3, la abertura de paso 1 consta de cuatro taladros de paso 4 cuyos centros M1, M2, M3, M4 están dispuestos a una respectiva distancia 5 de uno a otro. La respectiva distancia 5 se debe elegir de tal manera que se corten los cuatro radios R1, R2, R3, R4 de los taladros de paso 4. Se obtienen así líneas de intersección 6 que se extienden en el sentido de la profundidad (espesor) de la placa 3.
En las figuras 4, 5A, 5B y 6 se representa el sistema de cierre de tornillo ortopédico 2. Éste consta de un tornillo 8 y la placa 3, tal como ésta aparece representada, por ejemplo, en las figuras 1 a 3. La placa 3 sirve para inmovilizar, por ejemplo, una fractura. El propio tornillo 8 está enroscado en un hueso K. La placa 3 descansa con su lado inferior 14 sobre la superficie exterior del hueso K (figura 4). La abertura de paso 1, tal como ésta aparece representada a modo de ejemplo en las figuras 1 a 3, sirve para recibir el tornillo 8, el cual consta de una cabeza 9 y un vástago 10. Tanto la cabeza 9 del tornillo como el vástago 10 del mismo presentan sendas roscas. La rosca 11 de la cabeza 8 del tornillo coopera con las líneas de intersección 6. La rosca 12 del vástago 10 del tornillo coopera con el hueso K. En el propio hueso K está ya previsto preferiblemente un taladro 13 cuya anchura libre es más pequeña que el diámetro del vástago 10 del tornillo. Debido a que la anchura libre de la abertura de paso 1 es mayor que la del diámetro de la cabeza 9 del tornillo, es posible que, tal como se representa también en la figura 4, se disponga el tornillo 8 no perpendicularmente a la placa 3, sino en una posición inclinada según un ángulo  cualquiera.
En la figura 7 se representa esquemáticamente el modo en que se construye una abertura de paso 1, tal como ésta aparece representada en la figura 5B y en la figura 6. En primer lugar, se fija el centro M de laabertura de paso 1. A continuación, se fija un radio RM. Éste sirve para que todos los demás centro M1, M2, M3, M4, M5 situados sobre el círculo con el radio RM presenten la misma distancia al centro RM. Seguidamente, se divide el círculo con el centro RM de tal manera que un número arbitrario de centros adicionales para círculos adicionales estén dispuestos a la misma distancia uno de otro. En la figura 6 se divide aquí el círculo de tal manera que los centros M1, M2, M3, M4, M5 tengan la misma distancia de uno a otro.
En primer lugar, se debe hacer un taladro central 4M con el centro M y el radio RM. El taladro central 4M en el ejemplo de realización representado es cilíndrico y uniforme en todo el espesor de la placa 3. A continuación, se hace el primer taladro de paso 41 con un centro M1 y un radio R1. Tan pronto como se ha realizado el taladro, se obtiene un taladro de paso cilíndrico 41. En los puntos M2 a M5 se practica después nuevamente un taladro de paso 42...45, concretamente con los radios R2...R5, siendo idénticos los radios R1...R5. Se obtiene así la forma de una hoja de trébol con las respectivas líneas de intersección 6 que cooperan con la cabeza 9 del tornillo. Esta forma de realización ofrece la posibilidad de que, después de hacer un taladro central 4M, se proporcione un gran número de taladros de paso 4x con radio Rx y centro Mx. El subíndice x es aquí un elemento de los números naturales desde 1 hasta infinito.
La figura 8 muestra otra forma de configuración de la realización según la figura 7. En primer lugar, hay que hacer un taladro central 4M con el centro M y el radio RM. El taladro central 4M en el ejemplo de realización representado es de configuración cónica y se estrecha desde el lado superior de la placa a lo largo de todo el espesor de dicha placa 3. La conicidad definida, es decir, una variación del diámetro del cono en función del espesor de la placa, se ha elegido de tal manera que el diámetro se estreche en la dirección de atornillamiento del tornillo. Debido a que los demás taladros de paso se cortan completamente con el taladro central 4M, es suficiente configurar el taladro central 4M en forma cilíndrica.
A continuación, se hace el primer taladro de paso 41 con un centro M1 y un radio R1. El taladro de paso 41 en el ejemplo de realización representado es de configuración cónica y se estrecha a lo largo de todo el espesor de la placa 3. La conicidad, es decir, una variación del diámetro del cono en función del espesor de la placa, se ha elegido de tal manera que el diámetro se estreche en la dirección de atornillamiento del tornillo. Tan pronto como se ha hecho el taladro, se obtiene un taladro de paso cónico 41. En los centros M2 a M5 se practica después nuevamente un taladro de paso 42...45, concretamente con los radios R2...R5, siendo idénticos los radios R1...R5 y las conicidades. Se obtiene así la forma de hoja de trébol en vista en planta con las respectivas líneas de intersección 6 que cooperan con la cabeza 9 del tornillo. Además, debido a las conicidades, los taladros de paso producen superficies de intersección adicionales 7, preferiblemente en prolongación de la línea de intersección 6. Esto significa que las líneas de intersección 6 se convierten en superficies de intersección 7 al aumentar la profundidad. En los ejemplos de realización representados en las figuras 5B y 8 las superficies de intersección 7 están en el lado de la placa 3 que queda vuelto hacia el hueso y ocupan aproximadamente 1/3 de la profundidad de la placa.
El número de taladros de paso puede elegirse libremente. Se ha comprobado que un gran número de taladros de paso reduce la fuerza de atornillamiento del tornillo. Cuantos más taladros de paso estén presentes, tanto mayor será ciertamente el número de superficies de intersección y líneas de intersección. No obstante, el espesor existente de las líneas y superficies de intersección (visto en planta) es más pequeño.
En contraste con la figura 8, se tiene, por un lado, que están previstos varios taladros de paso y que los taladros de paso 41...48 son cónicos, estrechándose estos taladros de paso hacia el hueso K.
La figura 9 muestra otra forma de realización en la que las superficies cónicas, en contraste con la figura 8, son de configuración asimétrica. La asimetría se consigue haciendo que estén en sí previstos dos taladros de paso centrales con sendos centros M, M'. Partiendo de estos respectivos centros se extienden a distancia diferente los respectivos centros Mx (M1...M5) en longitud diferente o a distancia diferente. Resulta así en vista en planta que una configuración a manera de roseta de la abertura de paso 1 según la invención ofrece una configuración de roseta ligeramente desplazada que forma superficies de asiento oblicuas F de diferente longitud. Al igual que en los ejemplos anteriores, las líneas de intersección 6 apreciables en vista en planta se convierten después también en superficies de intersección al aumentar la profundidad.
Particularmente en las figuras 5A a 9 se muestran realizaciones de la abertura de paso según la invención que presentan una configuración especial. Debido a la configuración cónica de las respectivas aberturas de paso se obtiene primeramente en la dirección de atornillamiento una línea de intersección que se transforma en una superficie de intersección al aumentar la profundidad en dirección al hueso. Esto puede apreciarse con especial claridad en la figura 5B. Esto trae consigo la ventaja de que al principio solamente unos pocos filetes de rosca cooperan con la línea de intersección durante el atornillamiento y ejercen allí una pequeña deformación plástica, y cuanto más profundamente se enrosque el tornillo, tanto mayor tiene que ser la interacción entre la línea de intersección o superficie de intersección y la rosca del respectivo tornillo. Se consigue así que, debido a la conformación plástica, se obtenga una unión casi indisoluble.
Como alternativa a esta ejecución cónica, se ha previsto también que los taladros de paso que se encuentran alrededor del taladro central sean dispuestos formando en cada caso un ángulo, de modo que la abertura de paso se estreche también hacia abajo. No es necesario hacer así exclusivamente taladros cónicos. Por tanto, es posible también que, una vez que se ha hecho el taladro central, se proporcionen configuraciones tales como las que se muestran en las figuras 5 a 9. Debido a la disposición oblicua de las respectivas brocas para producir el taladro de paso con el respectivo centro Mx y el respectivo radio Rx, siendo x un elemento de los números naturales 1 a infinito, es por ello posible utilizar en el sector ortopédico un sistema de cierre de tornillo autocerradizo formado por un tornillo y una placa.
Por tanto, el sistema de cierre de tornillo ortopédico representa una innovación esencial con respecto al estado de la técnica, ya que consiste exclusivamente en dos elementos, pero presenta propiedades que hasta ahora sólo son conocidas con varios elementos en un modo de construcción compleja. Debido a la estructura de la abertura de paso semejante a una hoja de trébol existen posibilidades de atornillamiento para el tornillo según ángulos diferentes. El sistema se caracteriza así porque el tornillo está asegurado contra un suelta involuntaria.
Lista de símbolos de referencia
1
Abertura de paso
2
Sistema de inmovilización/sistema de cierre de tornillo
ortopédico
3
Placa
4
Taladros de paso
4M Taladro central 4x Taladros de paso 5 Distancia 6 Líneas de intersección 7 Superficies de intersección 8 Tornillo 9 Cabeza de tornillo 10 Vástago de tornillo 11 Rosca 12 Rosca 13 Taladro 14 Lado inferior de la placa Rx Radio Mx Centro K Hueso

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- Sistema de cierre de tornillo ortopédico que comprende
    -al menos un tornillo (8), constituido en cada caso por una cabeza de tornillo (9) y un vástago de tornillo (10), estando la cabeza (9) del tornillo provista de una rosca (11), y
    -al menos una placa (3) que presenta un espesor correspondiente, provista de al menos una abertura de paso (1) que es adecuada para recibir el tornillo (8), en donde
    -la placa (3) presenta una abertura de paso (1) formada por al menos dos taladros de paso (4), estando determinado cada taladro de paso (4x) por un centro (Mx) y por un radio (Rx),
    -los taladros de paso (4x) están decalados uno respecto de otro,
    -los centros (Mx) de los taladros de paso (4x) están dispuestos sobre un arco de círculo común,
    -los taladros de paso (4x) se cortan entre ellos de tal manera que se forman líneas de intersección (6) y/o superficies de intersección (7) que se extienden por todo el espesor de la placa (3) en el sentido de la profundidad de la abertura de paso (1), caracterizado porque las líneas de intersección (6) y/o las superficies de intersección (7) están configuradas por la disposición de los taladros de paso (4x) de tal manera que, en una vista en planta de la placa (3), están realizadas en punta hacia el centro de la abertura de paso (1) para interaccionar con la cabeza (9) de los tornillos (8).
  2. 2.- Sistema de cierre de tornillo según la reivindicación 1, caracterizado porque las líneas de intersección (6) y/o las superficies de intersección (7) se extienden en la dirección axial de los taladros de paso (4x).
  3. 3.- Sistema de cierre de tornillo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en el caso de tres o más taladros de paso (4x), estos están decalados entre ellos de tal manera que cada taladro de paso (4x) se corta al menos una vez con todos los demás taladros de paso (4x).
  4. 4.- Sistema de cierre de tornillo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un taladro de paso (4x) es de configuración cónica.
  5. 5.- Sistema de cierre de tornillo según la reivindicación 4, caracterizado porque los taladros de paso (4x) se estrechan en la dirección de atornillamiento.
  6. 6.- Sistema de cierre de tornillo según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque en la dirección de atornillamiento de la abertura de paso (1) están previstas primeramente unas líneas de intersección (6) que se convierten en superficies de intersección (7).
  7. 7.- Sistema de cierre de tornillo según la reivindicación 1, caracterizado porque se puede producir una abertura de paso (1) haciendo un taladro central (4M) con un radio (RM) alrededor de un centro M y haciendo otros taladros de paso subsiguientes (4x) que están dispuestos a manera de hoja de trébol alrededor del taladro central (4M).
  8. 8.- Sistema de cierre de tornillo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cabeza (8) del tornillo es cónica y está configurada de manera que se estrecha hacia el vástago (10) de dicho tornillo.
  9. 9.- Placa ortopédica, especialmente placa de huesos, constituida por un elemento de base a manera de placa y al menos una abertura de paso (1) dispuesta en el elemento de base, la cual es adecuada para recibir un tornillo (8), en donde
    -la placa (3) presenta una abertura de paso (1) formada por al menos dos taladros de paso (4x), estando determinado cada taladro de paso (4x) por un centro (Mx) y por un radio (Rx),
    -los taladros de paso (4x) están decalados uno respecto de otro,
    -los centros (Mx) de los taladros de paso (4x) están dispuestos sobre un arco de círculo común,
    -los taladros de paso (4x) se cortan entre ellos de tal manera que se forman líneas de intersección (6) y/o superficies de intersección (7) que se extienden por todo el espesor de la placa en el sentido de la profundidad de la abertura de paso, caracterizada porque las líneas de intersección (6) y/o las superficies de intersección (7) están configuradas por la disposición de los taladros de paso (4x) de tal manera que, en una vista en planta de la placa (3), están realizadas en punta hacia el centro de la abertura de paso (1) para interaccionar con la cabeza (9) del tornillo (8).
  10. 10.- Placa según la reivindicación 9, caracterizada porque el respectivo centro (Mx) del taladro de pa
    so (4x) está dispuesto sobre un círculo común.
  11. 11.- Placa según la reivindicación 9 o 10, caracterizada porque el respectivo taladro de paso (4x) presenta una conicidad.
  12. 12.- Placa según la reivindicación 11, caracterizada porque el taladro de paso (4x) se estrecha en la dirección de atornillamiento.
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