ES2834654T3 - Implante de remodelación ósea interactivo ajustable a distancia - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de crecimiento óseo que comprende: un cuerpo (1000) del implante; un accionador (1006) acoplado al cuerpo (1000) del implante; un sensor (1005) dispuesto en el cuerpo (1000) del implante y configurado para detectar un parámetro medible indicativo de una condición biológica; un transceptor (1007) configurado para transmitir datos asociados con el parámetro medible a un control (2000) remoto externo y recibir instrucciones del control (2000) remoto externo; una memoria (1002) y un controlador (1001) acoplados a la memoria (1002) y configurados para ajustar de forma adaptativa el accionador (1006) en respuesta a la información almacenada en la memoria (1002), y las instrucciones (1007) recibidas del control (2000) remoto externo, en el que el accionador (1006) ajusta el cuerpo (1000) del implante.

Description

DESCRIPCIÓN

Implante de remodelación ósea interactivo ajustable a distancia

Antecedentes

La presente invención se refiere a dispositivos ortopédicos para la modificación gradual de huesos o corrección de deformidades óseas. En particular, la presente invención se refiere a una variedad de dispositivos de remodelación ósea configurados para realizar procedimientos, incluido el alargamiento de un hueso, el acortamiento de un hueso, la curación de una fractura, el cambio de un ángulo óseo, la rotación de un hueso, el ajuste de la curvatura o torsión de un hueso, el realineamiento o reposicionamiento de una articulación o una vértebra, el reformado o soporte de la forma de la columna vertebral, o combinaciones de los mismos, todos los cuales se consideran especies de "remodelación" como se usa en este documento. Más específicamente, la presente invención se refiere a sistemas relacionados con dispositivos de remodelación ósea que pueden ajustarse externamente basándose en parámetros medidos indicativos de condiciones biológicas.

Los dispositivos de fijación externa, ajustables en longitud y posición angular, se utilizan comúnmente para corregir ciertos defectos angulares y longitudinales de huesos largos de las extremidades. Dichos dispositivos de fijación comprenden esencialmente abrazaderas que sujetan grupos de tornillos óseos insertados en las porciones del hueso afectadas por defectos, estando dichas abrazaderas montadas de forma deslizante sobre elementos o guías posicionables longitudinalmente externamente al miembro a tratar.

La corrección se realiza normalmente de forma paulatina con la ayuda de dispositivos de compresión/distracción que actúan sobre las abrazaderas móviles mientras el callo óseo se regenera permitiendo su manipulación hasta obtener la corrección deseada.

Por ejemplo, en el alargamiento de la extremidad, el hueso se divide comúnmente quirúrgicamente en dos segmentos, y los alambres y las medias clavijas se insertan en los segmentos óseos por encima y debajo del corte quirúrgico del hueso y se unen a anillos de una estructura rígida interconectados por puntales o varillas de conexión telescópicas. La estructura rígida se utiliza para separar gradualmente los dos segmentos óseos longitudinalmente durante un período de tiempo (por ejemplo, un milímetro al día). Esto permite que el hueso se forme gradualmente en el espacio entre los segmentos de hueso creado por esta técnica de distracción. Una vez que se logra la cantidad deseada de alargamiento (por ejemplo, 5-6 cm), el aparato externo se estabiliza en una posición fija y se deja en los segmentos óseos hasta que se produce la mineralización completa del hueso recién formado (por ejemplo, 3-6 meses, dependiendo de la naturaleza de la patología y la cantidad de alargamiento).

De manera similar, en la corrección de la deformidad, el hueso se divide quirúrgicamente (generalmente en el vértice de la deformidad) en dos segmentos, y se insertan alambres y medias clavijas en los segmentos óseos por encima y por debajo del corte óseo quirúrgico y se unen a anillos de una estructura rígida. Los anillos opuestos de la estructura rígida están conectados entre sí por varillas roscadas con bisagras de un plano o de múltiples planos y distractores angulares que se utilizan para separar gradualmente los dos segmentos óseos angularmente durante un período de tiempo

El uso de tales dispositivos de fijación externos puede presentar ciertas desventajas. El fijador externo puede ser difícil de manejar, doloroso para el paciente y también lo somete al riesgo de infecciones por tachuelas, rigidez de las articulaciones, pérdida del apetito, depresión, daño del cartílago y otros efectos secundarios. Tener colocado el fijador externo también retrasa el inicio de la rehabilitación. En algunas circunstancias, la visibilidad del fijador externo puede provocar vergüenza o inseguridad en el paciente.

En respuesta a estos inconvenientes, la técnica desarrolló dispositivos implantables que podrían colocarse debajo de la piel y/o en los huesos. Estos dispositivos fueron diseñados para corregir las deformidades óseas aplicando fuerza a los huesos, incluidas fuerzas de compresión para promover la curación, fuerzas de distracción para promover el alargamiento y fuerzas angulares para cambiar el ángulo/curvatura de los huesos. Algunos aspectos deseables de estos dispositivos implantables eran que podían aplicar fuerzas constantes durante períodos de tiempo definidos, no tenían alambres o varillas externas que pudieran molestar al paciente o causar dolor, tenían riesgos reducidos de infecciones y no eran fácilmente visibles. Se pueden encontrar ejemplos de dispositivos implantables para ajuste óseo en los documentos US 2011/0196435 y US 7,559,951. El documento US 7,559,951 B2 divulga un dispositivo de crecimiento óseo que comprende: un cuerpo de implante; un accionador dispuesto en el cuerpo del implante y configurado para detectar un parámetro medible; un transceptor configurado para transmitir datos asociados con el parámetro medible a un control remoto externo y recibir instrucciones del control remoto externo; una memoria; y un controlador acoplado a la memoria y configurado para ajustar de forma adaptativa el accionador en respuesta a las instrucciones recibidas desde el control remoto externo.

Sin embargo, incluso estos dispositivos implantables también podrían tener limitaciones en algunos casos. Por ejemplo, debido a su ubicación debajo de la piel, algunos implantes podrían ser difíciles de observar, monitorizar y ajustar para los médicos. Como tal, a veces se realizarían procedimientos quirúrgicos adicionales para ajustar gradualmente un implante según se requiera terapéuticamente. Los procedimientos quirúrgicos adicionales exponen a los pacientes a mayores riesgos de infección, tiempos de curación más prolongados, lesiones y aumento del dolor.

En otros casos, incluso cuando los ajustes de los implantes pueden realizarse a través de la piel, los efectos terapéuticos del implante pueden ser menos que óptimos. La aplicación insuficiente de la fuerza podría provocar una mala reforma ósea y/o requerir tiempos de recuperación más prolongados. La aplicación excesiva de fuerza podría provocar lesiones, una mayor deformación del hueso y también tiempos de recuperación más prolongados. Además, las visitas frecuentes para ver a un médico para realizar ajustes podrían llevar mucho tiempo o resultar inconvenientes para el paciente.

Por tanto, a pesar de los esfuerzos de la técnica anterior, sigue existiendo la necesidad de una tecnología mejorada para controlar los dispositivos implantables de remodelación ósea con el fin de mejorar su rendimiento y eficacia. Sumario

De acuerdo con la invención, se proporciona un dispositivo de crecimiento óseo definido por la reivindicación 1. El dispositivo de crecimiento óseo se puede utilizar en un procedimiento para tratar a un paciente que comprende las etapas de: medir un parámetro medible indicativo de una condición biológica; transmitir datos asociados con el parámetro medible desde el dispositivo implantable a un control remoto externo; transmitir instrucciones desde el control remoto externo al dispositivo implantable; y accionar el dispositivo de crecimiento óseo en respuesta a las instrucciones del control remoto externo.

Breve descripción de los dibujos

Los aspectos divulgados se describirán a continuación junto con los dibujos adjuntos, proporcionados para ilustrar y no limitar los aspectos divulgados, en los que designaciones similares denotan elementos similares.

La figura 1 es un esquema de alto nivel de un ejemplo de implante de remodelación ósea.

La figura 2 es un esquema de alto nivel de un ejemplo de controlador remoto externo.

La figura 3 muestra una realización que ilustra cómo un implante puede adherirse a un hueso y comunicarse con un controlador remoto externo.

La figura 4 muestra otra realización que ilustra cómo un implante puede unirse a dos lados y también puede estar en comunicación con un controlador remoto externo.

La figura 5 muestra otra realización que ilustra cómo un implante puede unirse a las vértebras y también puede estar en comunicación con un controlador remoto externo.

La figura 6 en un ejemplo de implantable que se puede ajustar por estímulo externo.

La figura 7 es un ejemplo de cómo se puede fijar un dispositivo implantable a un hueso mediante tornillos. La figura 8 ilustra un ejemplo de realización que tiene un dispositivo intramedular implantable.

La figura 9 es una vista lateral de un dispositivo de remodelación ósea, adaptado para alargamiento y acortamiento axial.

la figura 10a ilustra una vista en sección longitudinal del dispositivo de la figura 9, tomada por las líneas 10a-10a.

la figura 10b ilustra una vista detallada del dispositivo de alargamiento de la figura 10a, desde el área del círculo 10b.

La figura 11 ilustra un ejemplo de controlador remoto externo para controlar y comunicarse de forma inalámbrica con el dispositivo implantable de la figura 8.

La figura 12 ilustra una vista en perspectiva de algunos de los componentes internos del dispositivo de la figura 9.

Descripción detallada

En el presente documento se describen varias realizaciones, que se proporcionan sistemas relacionadas con dispositivos de remodelación ósea que se pueden controlar y ajustar externamente en respuesta a los parámetros medidos por el implante, para permitir que la terapia se optimice para cada paciente en respuesta a un indicador medible de respuesta biológica obtenido de los sensores en el implante.

Por supuesto, se entenderá que se pueden realizar varias omisiones, sustituciones y cambios en la forma y los detalles de las alternativas ilustradas.

Desde hace mucho tiempo se siente la necesidad de dispositivos implantables de conformación de huesos que puedan ajustarse de forma eficaz y/o adaptativa para la terapia. La presente divulgación describe una serie de ejemplos ilustrativos que detallan cómo un implante puede medir los parámetros indicativos de un paciente de una condición biológica (por ejemplo, osteogénesis) e interpretar o mostrar dicha información para un tratamiento terapéutico adicional.

Ejemplos de afecciones contempladas como potencialmente tratables de acuerdo con la presente invención incluyen deformidades congénitas (defectos de nacimiento), tal como fémur corto congénito, hemimelia peronea (ausencia del peroné, que es uno de los dos huesos entre la rodilla y el tobillo); hemiatrofia (atrofia de la mitad del cuerpo) y enfermedad de Ollier (también conocida como endocondromatosis múltiple, discondoplasia, y endocondromatosis); deformidades del desarrollo, como neurofibromatosis (una enfermedad poco común que causa crecimiento excesivo en una pierna); y piernas arqueadas, como resultado de raquitismo (raquítico) o artritis secundaria; lesiones postraumáticas, como fracturas de las placas de crecimiento; unión defectuosa o falta de unión (cuando los huesos no se unen completamente o no se unen en una posición defectuosa después de una fractura) acortamiento y deformidad; defectos óseos; infecciones y enfermedades, como osteomielitis (una infección de los huesos, generalmente causada por bacterias); artritis séptica (infecciones o artritis bacteriana); y poliomielitis (una enfermedad viral que puede resultar en la atrofia de los músculos, causando una deformidad permanente); reconstrucción después de la extirpación de tumores; talla baja tal como acondroplasia (una forma de enanismo donde los brazos y las piernas son muy cortos, pero el torso es de tamaño más normal; baja estatura constitucional; y otros que puedan resultar evidentes para los expertos en la técnica en vista de la divulgación en este documento.

La figura 1 muestra un esquema de alto nivel de ejemplo de un implante 1000 de conformación ósea. El implante 1000 de conformación ósea tiene varios módulos 1004 operativos. Estos módulos operativos pueden incluir un sensor 1005, un accionador 1006 y un transceptor 1007. El sensor 1005 incorporado al implante como se ilustra en este ejemplo. El sensor 1005 puede incluir: un medidor de tensión de lámina; un medidor de tensión semiconductor; un sensor de estrés; un sensor de pH; un termómetro; un sensor de presión; un sensor de desplazamiento (por ejemplo, una resistencia de película donde la resistencia cambia a medida que se estira la película); un sensor de conductividad/resistencia eléctrica; un sensor de resistencia de conductividad acústica; un biosensor (por ejemplo, un sensor configurado para detectar la presencia o agregación de plaquetas, eritrocitos, factores de crecimiento y otros facilitadores biológicos de la curación ósea); y/o cualquier otro sensor conocido en la técnica para medir datos biológica o fisiológicamente relevantes.

Estos sensores antes mencionados pueden usarse para medir parámetros que son indicativos de una condición biológica, como la osteogénesis, osificación, osteoconducción, osteoinducción y osteopromoción. En algunos casos, los parámetros medidos pueden indicar una deficiencia, como anemia aplásica, fracturas óseas adicionales, huesos frágiles o cicatrización inadecuada de los huesos. Los parámetros medidos también pueden permitir el cálculo del flujo sanguíneo, masa ósea, composición ósea, densidad ósea, grosor óseo, perfusión ósea, resistencia ósea, y oxigenación ósea. Los sensores también pueden configurarse generalmente para medir otros parámetros biológicos, como temperatura, pulso, flujo sanguíneo, oxigenación sanguínea, composición corporal, respiración, actividad cardíaca, movimiento, volumen sanguíneo, pH, latido cardíaco, metabolismo y composición sanguínea.

El accionador 1006 puede ser accionado por un sistema de imán accionado, motor eléctrico, sistema de solenoide/trinquete, sistema piezoeléctrico (por ejemplo, un gusano de pulgada), aleación con memoria de forma (por ejemplo, nititol), elementos magnetostrictivos, gesticulación y/o cualquier forma de accionar un accionador conocido en la técnica. El movimiento del accionador 1006 puede impulsar una modificación del implante de conformación ósea tal como: alargamiento axial; acortamiento axial; flexión (por ejemplo, corrección de deformidad); torsión (por ejemplo, trauma); expresión de medios activos (por ejemplo, tratamiento de liberación o factores de crecimiento); suministro de corriente terapéutica, ultrasonidos, ondas de radio o flujo magnético a través de una fractura o hueso; suministro de compresión o vibración terapéutica a través de una fractura o hueso (por ejemplo, una vibración de 1 Hz); cualquier suministro terapéutico de movimiento, energía o sustancias; y/o cualquier combinación de las disposiciones antes mencionadas. Los medios activos pueden incluir HMG-CoA reductasa, factor de crecimiento epidérmico (EGF), factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), antimicrobianos y/o antibacterianos. Los medios más activos que promueven el crecimiento óseo se describen en la publicación de patente de los Estados Unidos 2012/0276205. Estos medios activos pueden ser administrados por el accionador 1006 o administrados de otro modo a un paciente para facilitar el ajuste del hueso.

El transceptor 1007 puede configurarse para comunicarse con otros componentes internos y externos. Por ejemplo, el transceptor 1007 puede configurarse para enviar y recibir información a un sensor interno, como el sensor 1005. Además, por ejemplo, el transceptor 1007 puede transmitir/recibir datos a una fuente externa, como un dispositivo de control remoto externo (ERC). En algunas realizaciones, el transceptor 1007 puede transmitir datos obtenidos por el sensor 1005, el procesador/control 1001, la memoria 1002 o cualquier parte del implante 1000 de remodelación ósea a una fuente externa, tal como un ERC. Estos datos pueden ser datos brutos (por ejemplo, cambios en la corriente eléctrica), parámetros medidos (por ejemplo, temperatura, desplazamiento o deformación), información procesada (por ejemplo, un estado o condición biológica), instrucciones, señales de interrogación o cualquier otro dato, información o señal relevante para el implante o dispositivo externo. En algunos casos, el transceptor 1007 puede transmitir información de estado posterior a la acción a un dispositivo externo, como un ERC. Por ejemplo, tal información puede incluir historiales de tratamiento, registros de estado, información de diagnóstico, datos registrados del sensor 1005 y/o datos relacionados con una condición biológica.

El transceptor 1007 también se puede configurar para comunicarse mediante Bluetooth (por ejemplo, Bluetooth de baja energía), ZigBee, Wi-Fi, transmisión de datos inalámbrica por inducción, servicio de comunicación de implantes médicos (MICS), radiofrecuencias, comunicación de campo cercano (NFC), sistema global para comunicaciones móviles (GSM), o cualquier otra forma de transmisión inalámbrica de datos.

En ciertas realizaciones, el transceptor 1007 puede configurarse además para comunicarse directa o indirectamente con otro dispositivo externo, como una nube de datos, ordenador personal, teléfono celular, buscapersonas, tableta, dispositivo móvil, sistema hospitalario, o cualquier otro dispositivo utilizado por un paciente o proveedor de atención. En algunas circunstancias, puede ser deseable que el implante transmita información de diagnóstico, estado y/o tratamiento a un proveedor de atención para que el proveedor de atención pueda evaluar el rendimiento de un dispositivo implantable, como el implante 1000, y proporcionar recomendaciones o ejecutar la terapia al paciente. En algunos casos, el dispositivo externo puede transmitir información sobre el estado del implante, actualizaciones de firmware, instrucciones de tratamiento, recomendaciones, bloqueos de seguridad u otros datos, información o protocolos relevantes para el funcionamiento del implante y/o el tratamiento del paciente.

Los módulos 1004 operativos pueden estar acoplados a un procesador/controlador 1001 para realizar operaciones tales como transmitir/recibir datos a través del transceptor 1007, procesar datos del sensor del sensor 1005, controlar el accionador 1006, administrar las funciones del sistema, etc. El procesador/controlador 1001 acoplado a la memoria 1002, que puede incluir memoria volátil y no volátil, y puede proporcionar instrucciones y datos al procesador/controlador 1001. El procesador/controlador 1001 típicamente realiza operaciones lógicas y aritméticas basadas en instrucciones de programa almacenadas dentro de la memoria 1002. Las instrucciones en la memoria 1002 pueden ser ejecutables para implementar los procedimientos descritos en este documento. El procesador/controlador 1001 también puede contener o estar acoplado a una base para sincronizar terapias.

Se puede acoplar una fuente de alimentación 1003 al procesador/controlador 1001, la memoria 1002 y/o los módulos 1004 operativos para proporcionar energía operativa. La fuente de alimentación 1003 puede ser una batería, como una batería de litio, batería de iones de litio, batería de níquel-cadmio, batería de níquel-hidruro metálico, batería de níquel-hidrógeno, batería de carbono-zinc, batería de óxido de plata, batería de zinccarbono, batería de zinc -batería de aire, batería de óxido de mercurio, batería alcalina o cualquier otro tipo de batería conocida en la técnica y adecuada para implantación subcutánea. Algunas baterías pueden recargarse mediante un estímulo externo o una conexión transcutánea transitoria. La fuente de alimentación también puede comprender celdas de combustible, condensadores, acoplamiento inductivo, piezoeléctrico accionado por movimiento, generadores electromagnéticos accionados por movimiento, puertos transcutáneos (como puertos para conexiones hidráulicas, conexiones eléctricas y otras conexiones para transportar energía) y/o sistemas de captación de energía (por ejemplo, sistemas que utilizan calor corporal, ciclos de respiración, movimiento corporal o reacciones bioquímicas). La fuente de alimentación 1003 puede seleccionarse en función de factores como la vida útil (por ejemplo, la vida útil de la batería), la biocompatibilidad, la potencia, la capacidad de recarga, el tamaño, la salida de corriente y voltaje, el coste, que sea remplazable, presencia o ausencia de partes móviles y otros factores relacionados con el desempeño en un dispositivo implantable.

La fuente de alimentación también se puede administrar mediante una estrategia de administración de energía en función de las demandas de energía. Por ejemplo, la estrategia de administración de energía podría instituir ciclos de encendido, apagado e inactivo. En algunos casos, la estrategia de administración de energía puede tener en cuenta la energía total y la vida útil total prevista del implante 1000. En algunos casos, la estrategia de administración de energía la implementa el controlador 1001 del procesador.

La figura 2 muestra un ejemplo de esquema de alto nivel de ERC 2000. ERC 2000 tiene varios módulos operativos. Puede utilizarse una fuente de alimentación opcional para el implante 2005 para suministrar energía a cualquier parte del implante 1000, incluida la fuente 1003 de alimentación, el procesador 1001, la memoria 1002 o cualquiera de los módulos 1004 operativos. El suministro de energía al implante 2005 puede suministrar energía a través de un puerto transcutáneo, como puertos transcutáneos para conexiones eléctricas o hidráulicas, o cualquier tipo de conexión transcutánea (por ejemplo, penetración de una aguja para suministrar energía o combustible). El suministro de energía al implante 2005 también puede suministrar energía al facilitar un sistema de captación de energía. Por ejemplo, el implante 1000 de remodelación ósea puede recibir energía al obtener energía del calor corporal, el ciclo de respiración, el movimiento corporal, reacciones bioquímicas y/o cualquier forma de energía que ya esté disponible en el cuerpo humano. El suministro de energía al implante 2005 puede aumentar esas operaciones para suministrar más energía al implante 1000. A modo de ilustración, si el implante 1000 recibió energía del calor corporal, la energía para implantar puede contener un aparato químico y/o de calentamiento administrado para elevar la temperatura en la ubicación del implante.

La fuente de alimentación para el implante 2005 también puede producir movimiento, vibraciones, corriente eléctrica, magnetismos, inductancia o capacitancia para proporcionar energía al implante 1000, que puede contener, por ejemplo, un generador electromagnético accionado por movimiento, un motor piezoeléctrico accionado por movimiento, inductores acoplados, condensadores, baterías y/o cualquier fuente de alimentación descrita en esta divulgación o conocida en la técnica.

El motor 2006 puede provocar (por ejemplo, estimular) el movimiento del implante 1000 de remodelación ósea. Por ^{ejemplo, el motor} 2006 ^{puede hacer que el accionador 1006 se mueva suministrando mecánica, eléctrica, magnética,} capacitiva, inductiva o cualquier otro tipo de fuerza o energía al accionador. Ciertos ejemplos ilustrativos de tal movimiento se discutirán adicionalmente en esta divulgación. Por ejemplo, el motor 2006 puede incluir imanes que giran imanes impulsados dentro de un implante telescópico. La rotación del motor 2006 hace que el implante se alargue y/o acorte.

El transceptor 2007 está configurado para comunicarse con otros componentes internos o externos. Por ejemplo, el transceptor 2007 puede transmitir o recibir información de un dispositivo implantable, como el implante 1000. En algunas realizaciones, el transceptor 2007 puede comunicarse con el transceptor de un implante, como el transceptor 1007, para intercambiar información, incluidos datos sin procesar (por ejemplo, cambios en la corriente eléctrica), parámetros medidos (por ejemplo, temperatura, desplazamiento o tensión), información procesada (por ejemplo, un estado o condición biológica), instrucciones, señales de interrogación o cualquier otro dato, información o señal relevante para el implante o dispositivo externo.

En determinadas realizaciones, el transceptor 2007 puede configurarse además para comunicarse con otro dispositivo externo, como una nube de datos, ordenador personal, teléfono celular, buscapersonas, tableta, dispositivo móvil, sistema hospitalario o cualquier otro dispositivo utilizado por un paciente o proveedor de atención. En algunas circunstancias, puede ser deseable que el ERC transmita información de diagnóstico, estado y/o tratamiento a un proveedor de atención para que el proveedor de atención pueda evaluar el desempeño de un dispositivo implantable, como el implante 1000, y brindar servicios al paciente. En algunos casos, el dispositivo externo puede transmitir al ERC información de estado, actualizaciones de firmware, instrucciones de tratamiento, recomendaciones, bloqueos de seguridad u otros datos relevantes para el funcionamiento del implante y/o el tratamiento del paciente.

El transceptor 2007 puede configurarse para comunicarse mediante Bluetooth (por ejemplo, Bluetooth de baja energía), ZigBee, Wi-Fi, transmisión de datos inalámbrica por inducción, servicio de comunicación de implantes médicos (MICS), frecuencias de radio, comunicación de campo cercano (NFC), sistema global para comunicaciones móviles (GSM), o cualquier otra forma de transmisión inalámbrica de datos.

Los módulos 2004 operativos pueden estar acoplados a un procesador/controlador 2001 para realizar operaciones tales como transmitir/recibir datos a través del transceptor 2007, controlar la fuente de alimentación al implante 2005, controlar el motor 2006, administrar las funciones del sistema, etc. El procesador/controlador 2001 también puede estar acoplado a la memoria 2002, que puede incluir memoria volátil y/o no volátil, y puede proporcionar instrucciones y datos al controlador 2001 del procesador. El procesador/controlador 2001 típicamente realiza operaciones lógicas y aritméticas basadas en instrucciones de programa almacenadas dentro de la memoria 2002. Las instrucciones en la memoria 2002 pueden ser ejecutables para implementar los procedimientos descritos aquí. El procesador/controlador 2001 también puede contener o estar acoplado a una base para sincronizar terapias. En algunas circunstancias, el controlador 2001 del procesador puede programarse para realizar automáticamente ajustes en un implante basándose en datos programados y/o datos obtenidos del implante.

Se puede acoplar una fuente de alimentación 2003 al procesador/controlador 2001, la memoria 2002 y/o los módulos 2004 operativos para proporcionar energía operativa. La fuente de alimentación 2003 puede tomar cualquier forma descrita en esta divulgación (por ejemplo, un dispositivo similar a la fuente de alimentación 1003), puede conectarse a un enchufe eléctrico o usar cualquier otra fuente de alimentación o energía conocida en la técnica.

La fuente de alimentación 2003 también se puede administrar mediante una estrategia de administración de energía en función de las demandas de energía. Por ejemplo, la administración de energía puede instituir ciclos de encendido, suspensión e inactividad. En algunos casos, la estrategia de administración de energía puede tener en cuenta la energía total y la vida útil total prevista del ERC 2000. En algunos casos, la estrategia de administración de energía la implementa el procesador/controlador 2001.

Además, una pantalla/interfaz de usuario puede estar integrada o externa a ERC 2000. Por ejemplo, una pantalla/interfaz de usuario 2008 se muestra como ERC 2000 integrado. Sin embargo, una pantalla/interfaz de usuario 2008 también puede ser externo y conectarse a ERC 2000 (por ejemplo, en comunicación con el procesador/controlador 2001) a través de rutas de datos inalámbricas o cableadas, como interfaz multimedia de alta definición, puerto de pantalla, Bluetooth (por ejemplo, Bluetooth de baja energía), ZigBee, Wi-Fi, transmisión de datos inalámbrica por inducción, servicio de comunicación de implantes médicos (MICS), frecuencias de radio, comunicación de campo cercano (NFC), sistema global para comunicaciones móviles (GSM), o cualquier otra forma de transmisión de datos conocida en la técnica. En algunas realizaciones, una pantalla/interfaz de usuario 2008 comprende una pantalla táctil, monitor, televisor, pantalla de cristal líquido o cualquier otra forma de mostrar información visualmente. Una pantalla/interfaz de usuario 2008 también puede incluir un panel táctil, selección de botones, teclado, mouse, entrada de voz, bola giratoria, interfaz de gestos o cualquier otra forma de ingresar información conocida en la técnica. En algunos casos, una pantalla/interfaz de usuario 2008 puede estar acoplado a un altavoz o dispositivo de producción de sonido que puede, por ejemplo, reproducir datos de audio, emitir un pitido o hacer sonar una alarma.

En algunas circunstancias, puede ser conveniente que una pantalla/interfaz de usuario 2008 muestre los parámetros medidos y/o las condiciones biológicas a un proveedor de atención. Luego, el proveedor de atención puede tomar decisiones sobre el tratamiento en función de la información que se muestra. Por ejemplo, una pantalla/interfaz de usuario 2008 puede mostrar el desplazamiento de los sensores conectados al dispositivo implantable. Si los sensores están unidos a dos puntos en un hueso, y los sensores se separan más, esto podría sugerir que se está produciendo osteogénesis y/o alargamiento del hueso. Luego el médico puede aumentar o disminuir la fuerza que se ejerce sobre el hueso o la tasa de ajuste como resultado de revisar esta información. En algunos casos, el profesional sanitario puede controlar directamente la fuerza emitida por el implante. Por ejemplo, el proveedor de atención puede enviar instrucciones al ERC 2000, que se pueden cargar en el implante 1000. Alternativamente, en algunas realizaciones, el proveedor de atención puede enviar instrucciones directamente al implante 1000.

En otras realizaciones, el proveedor de cuidados puede enviar límites a ERC 2000, donde la cantidad de control que tiene un paciente al ajustar el implante 1000 con ERC 2000 se limita a un rango de valores. Por ejemplo, el proveedor de atención puede establecer límites de seguridad y/o anular funciones. En algunas circunstancias, el proveedor de atención o el paciente pueden detener la operación del implante por completo utilizando un control de anulación, como si hubiera una emergencia.

En algunos casos, el ERC 2000 se puede acoplar adicionalmente a un generador de imágenes, como un ultrasonido, rayos X, resonancia magnética o tomografía computarizada. En algunos casos, es posible que desee acoplar el control remoto externo con un generador de imágenes portátil, como un ultrasonido, para obtener imágenes de la región ósea. Esta información puede mostrarse con una pantalla/interfaz de usuario 2008 y/o transmitirse a un dispositivo externo para que la vea un usuario (por ejemplo, un proveedor de atención). Las imágenes pueden proporcionar información adicional sobre la curación ósea, la progresión terapéutica y/u otros datos clínicamente relevantes. La información adicional puede informar aún más el ajuste de un implante de remodelación ósea.

Una interacción ilustrativa entre el implante 1000 y ERC 2000 es la siguiente. El implante 1000 detecta un parámetro medible indicativo de una condición biológica (por ejemplo, usando el sensor 1005). A continuación, el implante 1000 transmite datos al ERC 2000 (por ejemplo, de forma continua, periódica o en respuesta a un interrogatorio). Los datos pueden ser datos sin procesar para que ERC 2000 los procese, o datos ya procesados por el implante 1000. ERC 2000 puede entonces interpretar los datos en vista de la información almacenada del paciente y/o mostrar los datos a un proveedor de cuidados. El ERC 2000 luego transmite instrucciones al implante 1000 y el implante 1000 actúa en respuesta a esas instrucciones. En algunos casos, el implante 1000 también puede transmitir información de estado posterior a la acción a ERC 2000, como un historial de tratamiento.

Por ejemplo, para ciertos pacientes que se someten a un procedimiento de alargamiento del hueso femoral, la velocidad óptima de distracción puede ser de aproximadamente 1 mm por día. Sin embargo, la tasa de osteogénesis puede variar de un paciente a otro, así como el nivel de malestar asociado con diferentes tasas de distracción. La retroalimentación registrada por el implante indicativa de la tasa de osteogénesis puede utilizarse para optimizar la tasa de distracción para circunstancias determinadas. Se pueden utilizar datos del medidor de extensión u otros datos del sensor a bordo para monitorizar el progreso de la osteogénesis. Esos datos pueden ser recuperados del implante por el ERC, que internamente, o en combinación con el personal clínico, puede determinar que un paciente en particular puede o debe tener una reducción en la tasa de distracción a no más de aproximadamente 0.5 mm por día o no más de aproximadamente 0.75 mm por día. Alternativamente, los sistemas de implante y control divulgados en este documento, ya sea internamente o en combinación con el personal clínico, puede determinar en un caso dado que el paciente podría beneficiarse o está dispuesto a aumentar la tasa de distracción a no más de aproximadamente 1.5 mm o no más de aproximadamente 2 mm por día.

Además, el ERC puede estar provisto opcionalmente de un ajuste fino que debe realizar el paciente. Esto permitiría al paciente desviarse de la tasa de distracción programada aumentando o disminuyendo la tasa preestablecida en una cantidad de no más de aproximadamente el 5% en algunas implementaciones no más de aproximadamente el 10%, y en otras implementaciones no más de aproximadamente el 25%. Los intentos de realizar ajustes fuera de los límites predeterminados de los corchetes no tendrían ningún efecto. De esta manera, el paciente tendría suficiente control para permitir un ajuste fino de la frecuencia de distracción para tener en cuenta los niveles de incomodidad u otros deseos del paciente.

La figura 3 ilustra una realización. La tibia 10 sin modificar tiene un implante 12 de remodelación ósea unido a la misma. El implante 12 de remodelación ósea puede configurarse para expansión o compresión axial y/o torsión u otro movimiento necesario para lograr el resultado clínico deseado.

El implante 12 de remodelación ósea está provisto de al menos un primer punto 14 de unión y un segundo punto de unión 16 para la unión al hueso 10. En la realización ilustrada, Los primeros y segundos puntos 14 y 16 de unión pueden ser aberturas para recibir un primer tomillo 15 óseo y un segundo tomillo 17 óseo. La unión del implante 12 al hueso 10 se puede lograr en cualquiera de una variedad de formas, tal como utilizando uno o dos o más tornillos para huesos en cada uno de los puntos de unión primero y segundo. Alternativamente, el primer y segundo puntos de unión pueden estar conectados a una placa, asegurados adhesivamente al hueso, asegurados a un collar o anillo, que rodea al menos una parte o potencialmente rodea el hueso, u otra estructura de unión que tenga suficiente integridad estructural para lograr el resultado clínico deseado.

La porción de hueso ubicada entre el primer tornillo 15 para huesos y el segundo tornillo 17 para huesos es la zona de tratamiento, sobre la cual se distribuirán las fuerzas generadas por el implante 12 de remodelación ósea. Aunque no se ilustra, el hueso 10 entre el primer tornillo 15 para huesos y el segundo tornillo 17 para huesos contendrá normalmente una o más deformidades óseas, cuya corrección se desea. Tampoco se muestra en la imagen, el hueso 10 entre el primer tornillo 15 para huesos y el segundo tornillo 17 para huesos puede contener una lesión ósea, tal como una fractura.

Se propporcionan uno o más sensores 23 y 24. El uno o más sensores se fijan a una ubicación en el cuerpo 12 del implante. Los sensores también pueden ubicarse de manera deseable en los puntos 15 y 17de conexión, o en ubicaciones en contacto con el hueso. Los sensores 23 y 24 están configurados para medir un parámetro indicativo de una condición biológica (por ejemplo, osteogénesis o cualquiera de las condiciones biológicas descritas en esta divulgación). También pueden ser de cualquier tipo (o combinación de cualquier tipo) descritos en esta divulgación o conocidos en la técnica. Por ejemplo, en la configuración particular ilustrada, los dos sensores 23 y 24 pueden detectar la tensión (medidor de tensión) o una distancia entre ellos usando, por ejemplo, luz como luz infrarroja (IR), láseres, corriente eléctrica, inductancia, resistencias de película, acústica o cualquier otra forma de medir la distancia entre objetos conocidos en la técnica. Esta medición de distancia puede estar correlacionada con la osteogénesis. Por ejemplo, si los sensores se están alejando más entre sí, es posible que se esté produciendo una osteogénesis exitosa, alargando así la distancia entre los sensores.

El procesador 25 puede interpretar las salidas de los sensores para calcular un parámetro medido. Por ejemplo, al medir una tensión en los huesos, los sensores 23 y 24 pueden generar una corriente eléctrica que se correlaciona con la tensión. Entonces, el procesador puede calcular la tensión basándose en esas salidas eléctricas. Además, el procesador 25 también puede compilar datos obtenidos por sensores (por ejemplo, tensión en el tiempo y/o los diferentes parámetros medidos por sensores) para una conclusión biológica. Por ejemplo, factorizando el pH, la temperatura, la deformación y el desplazamiento, el procesador 25 puede determinar si se está produciendo osteogénesis y también una indicación de la velocidad y regularidad o irregularidad circunferencial de la osteogénesis. El procesador 25 puede calcular adicionalmente una cantidad de fuerza, una cantidad de fuerza aumentada o una cantidad de fuerza disminuida que podría aplicarse al hueso para un tratamiento terapéutico eficaz o aumentar la eficacia del tratamiento.

En algunas realizaciones, el procesador 25 puede controlar una modificación del tratamiento. Por ejemplo, el procesador 25 puede accionar un accionador acoplado al cuerpo 12 del implante, donde el accionador puede cambiar la cantidad o ángulo de fuerza aplicada al hueso. Por ejemplo, el cuerpo 12 del implante puede contener motores, bobinas magnéticas y/o miembros elásticos que contraen o expanden el cuerpo 12 del implante. La contracción puede poner más fuerza de compresión en al menos un lado del hueso, mientras que la expansión puede poner más fuerza de distracción en al menos un lado del hueso. En cualquier caso, el cuerpo 12 del implante, debido a su ubicación en un lado del hueso, también puede ejercer una fuerza angular sobre el hueso.

También pueden proporcionarse uno o más transceptores 18. El transceptor 18 puede estar en comunicación con el implante 12 de remodelación ósea o con uno o más sensores 23 y 24 mediante un cable 20, o en otras realizaciones, de forma inalámbrica. El transceptor 18 puede estar alternativamente dentro del implante o transportado por él. El cable 20 puede incluir un conducto eléctrico, óptico, de fluido u otro, dependiendo de la funcionalidad del implante. El transceptor 18 puede configurarse para transmitir y recibir información. Por ejemplo, el transceptor 18 puede configurarse para comunicarse con un dispositivo externo utilizando cualquiera de las modalidades mencionadas anteriormente, como la transmisión inalámbrica de datos por inducción o cualquier otra forma de transmisión inalámbrica de datos. En algunas realizaciones, el transceptor 18 está configurado para transmitir datos al ERC 22. Los datos pueden ser datos generados por los sensores 23 y 24, datos emitidos por el procesador 25, información de estado, una condición biológica, una solicitud de información desde un dispositivo externo o cualquier otra información relevante descrita en esta divulgación.

En algunas realizaciones, el transceptor 18 puede configurarse para transmitir datos de forma continua. Tal transmisión continua podría ser deseable para permitir que un control remoto externo pueda monitorizar las condiciones del paciente y tome medidas reactivas, cuando sea necesario. Sin embargo, en algunas circunstancias, la transmisión continua puede requerir más potencia y puede reducir la duración de la batería del dispositivo implantable. En otras realizaciones, el transductor 18 puede configurarse para transmitir datos periódicamente, como cada minuto, cada hora, cada día, cada semana, cada mes, cada año y/o cualquier período de tiempo, incluyendo cualquier momento entre dos de los períodos de tiempo mencionados anteriormente. En otras realizaciones, el transceptor 18 puede configurarse para transmitir datos en respuesta a una señal de interrogación por un ERC 22 o algún otro dispositivo externo. En otras realizaciones más, el transceptor 18 puede configurarse para transmitir datos en respuesta a un evento, por ejemplo, un cambio repentino en un parámetro medido, alcanzar un umbral de activación preestablecido en un parámetro medido, o un cambio en el estado del implante (por ejemplo, daño en el implante o el implante no tiene pilas).

El transceptor 18 también puede configurarse para recibir datos transmitidos desde un ERC 22. Estos datos pueden contener instrucciones, tales como instrucciones para que el procesador accione el accionador. También puede proporcionar un estado o una solicitud para que el transceptor envíe datos. También puede proporcionar actualizaciones de firmware y/o actualizaciones de algoritmos, protocolos o terapias.

En algunas realizaciones, también se puede proporcionar una fuente de alimentación 26. La fuente de alimentación 26 puede ser una batería o cualquier fuente de alimentación descrita en esta divulgación. La fuente de alimentación puede llevarse dentro o sobre el implante 12, o cerca de los implantes ilustrados.

Se acopla una memoria al procesador 25 para almacenar, por ejemplo, datos del procesador, firmware, instrucciones, datos de gestión de energía e información que el transceptor enviará durante la interrogación.

El ERC 22 puede ser un ERC con las mismas funcionalidades que el ERC 2000. En particular, el ERC 22 puede estar en comunicación con el transceptor 18 para recibir datos del implante e instrucciones semisensibles al implante. En algunos casos, el implante actúa en respuesta a las instrucciones de ERC 22. Por ejemplo, las instrucciones del ERC 22 pueden hacer que se active un accionador acoplado al cuerpo del implante 12.

La figura 4 ilustra otra realización. Esta realización tiene dos cuerpos de implante de remodelación ósea 40 y 50. En algunas realizaciones, cada uno de los cuerpos de implante 40 y 50 puede acoplarse a sus propios sensores. Por ejemplo, el cuerpo del implante 40 tiene sensores 55 y 57, y el cuerpo 50 del implante tiene sensores 52 y 54. Puede haber una o más fuentes de alimentación 58 internas o externas, según sea deseable, para alimentar los implantes. También puede haber uno o más transceptores 51 internos o externos, según sea deseable, para transmitir y recibir información para los cuerpos 40 y 50 del implante. También puede haber uno o más procesadores 53 que sean deseables para procesar datos.

Tener dos (o más) implantes, como los implantes 40 y 50, en un hueso puede ser deseable en determinadas situaciones para soportar mejor la estructura ósea. Estos implantes pueden operarse de forma conjunta o independiente, dependiendo de las aplicaciones terapéuticas. Por ejemplo, dos implantes que ejercen la misma presión en la misma dirección sobre el hueso simultáneamente desde dos lados pueden prevenir o tender a corregir la curvatura y/u otras deformidades de los huesos durante la osteogénesis. Por otro lado, para mejorar la curvatura del hueso, se puede aplicar una fuerza angular adicional sobre un hueso comprimiendo un implante y distrayendo al otro, y/o aplicando diferentes fuerzas a los diferentes implantes. En otra aplicación más, la osteogénesis puede ocurrir, en algunas circunstancias, a diferentes velocidades a través de un hueso. El uso de varios implantes puede compensar estas diferencias de crecimiento óseo mediante la aplicación de terapias de distracción o compresión compensatoria.

Debe apreciarse que puede haber muchas configuraciones en las que uno o más implantes pueden fijarse a los huesos. Por ejemplo, existen configuraciones en la técnica que utilizan cuatro o más cuerpos de implante unidos a un fémur o columna en varios puntos. La realización de la presente divulgación no se limita a ninguna formación o forma particular de unir implantes a los huesos.

La figura 5 ilustra que se pueden colocar dispositivos implantables similares en otras partes del cuerpo. Por ejemplo, uno o más dispositivos 510 y 520 implantables pueden implantarse a lo largo de la columna para ajustar la curvatura de la columna. Con fines ilustrativos, el implante 510 se muestra unido a dos vértebras contiguas mediante dos dispositivos de anclaje 511 y 512, mientras que otro dispositivo 520 se muestra típicamente en un procedimiento separado (ambos ilustrados en el mismo hueso por conveniencia) unido a vértebras no contiguas mediante dos dispositivos de anclaje 521 y 522. Esta realización puede usarse para ajustar la curvatura de la columna, como para aliviar una hernia de disco lumbar o similar.

En algunas realizaciones, el implante está configurado para ajustarse externamente. Por ejemplo, la figura 6 muestra una varilla 410 extensible o telescópica. Los extremos opuestos de la varilla 410 se fijan a posiciones seleccionadas en el hueso utilizando tornillos quirúrgicos convencionales. Por ejemplo, la varilla 410 se puede fijar a un hueso usando tornillos 542 como se muestra en la figura 7 o la figura 3. Además, o alternativamente, la varilla 410 se puede usar como un implante intramedular, o como parte de o junto con los implantes 12, 40, 50, 510 y/o 520. De esta manera, debe apreciarse que los ajustes controlados externamente a la varilla 410 se pueden realizar basándose en parámetros medidos que indican condiciones biológicas. Por ejemplo, los sensores de los implantes 12, 40, 50, 510 y/o 520 pueden transmitir datos o información relevantes, como se describe en esta divulgación, a un ERC. El ERC, o un proveedor de atención, puede usar la información para determinar si el ERC debe ajustar el implante.

La varilla 410 puede producir una fuerza controlada, lentamente a lo largo del tiempo, bajo un control externo preciso, y puede aislarse o implantarse completamente debajo de la piel y protegerse por la barrera natural que proporciona la piel. La varilla 410 también puede ser pequeña, potente, lo suficientemente simple como para fabricarse fácilmente, inmune a la activación accidental y biológicamente inerte.

La bobina 430 captadora recibe energía de una fuente de energía portátil externa, como un generador de radiación electromagnética de baja frecuencia, que se acerca a la bobina 430. Algunos ejemplos de una fuente de energía portátil de este tipo son ERC 22, 62 y/o 522. La varilla 410 se implanta debajo de la barrera cutánea, mientras que la fuente de energía es exterior al cuerpo. La fuente de alimentación inductiva externa puede funcionar a la frecuencia de línea convencional. En el caso de que la bobina 430 sea capaz de impulsar eficientemente el cable 438 muscular, entonces se puede agregar un condensador de almacenamiento con un diodo de control en el circuito con la bobina 430, o con más complejidad, una batería con un multiplicador de voltaje de diodo, y podría utilizarse un diodo de control. Puede emplearse cualquier medio de adaptación de impedancia entre la bobina 430 y el cable 438 por un lado y entre la bobina 430 y la fuente de alimentación inductiva por el otro. El uso de fuentes de alimentación externas y bobinas implantadas alimentadas por inducción es bien conocido en la técnica y se utilizan de forma rutinaria, por ejemplo, para cargar dispositivos de marcapasos implantados.

En algunas alternativas, se puede alimentar energía a la bobina de captación hasta que se almacene suficiente en el condensador para impulsar el motor 428. Tras el encendido del motor 428, el dispositivo de mano podría detectar la descarga y desconectarse durante el período de bloqueo prescrito. En otras alternativas, una batería o fuente de alimentación a bordo ayuda a cargar el condensador y, por lo tanto, requiere una electrónica de control significativamente mayor. Por ejemplo, dicha batería o fuente de alimentación a bordo puede ser la fuente de alimentación 26, 58 y/o 516.

En ciertas realizaciones y alternativas, un procesador interno, como los procesadores 25, 53 y/o 515, puede controlar adicionalmente la fuente de alimentación y/o el motor 428, como habilitando o deshabilitando la contracción de extensión de la varilla 410, o poniendo límites a dicha extensión/contracción. El procesador también puede procesar más instrucciones, datos, estados, etc. de un ERC.

En algunos casos, se puede colocar un implante dentro de un hueso, como dentro del canal medular. La figura 8 muestra un implante 110 de este tipo, colocado dentro de un hueso. El implante tiene al menos uno, y en la implementación ilustrada dos sensores 301 y 303 tales como medidores de tensión u otros divulgados en otra parte de este documento, acoplados al cuerpo del implante. También tiene procesador 302, fuente de alimentación 304 y transceptor 305.

La figura 9 detalla más un implante 110 particular y cómo actúa. El implante 110 tiene uno o más orificios 122 para tornillos de eje de distracción en el eje de distracción 114 a través de los cuales se pueden colocar los tornillos. Asimismo, la carcasa 112 está unida a una tapa 130 de extremo que tiene uno o más ejes de tornillos 124 de la carcasa a través de los cuales pueden colocarse los tornillos. La figura 10a muestra que la carcasa 112 del dispositivo 110 de alargamiento intramedular incluye una carcasa 128 de imán y una carcasa 126 estriada. Las carcasas 126, 128 se pueden unir entre sí mediante soldadura, unión adhesiva u otras técnicas de unión. La carcasa 128 del imán está cerrada herméticamente en un extremo (el extremo opuesto a la interfaz con la carcasa 126 estriada) mediante la unión de la tapa 130 del extremo. La tapa 130 de extremo se puede unir al alojamiento de imán 128 por medio de soldadura, unión adhesiva u otras técnicas de unión. En uso, el eje 114 de distracción es impulsado desde la carcasa 112 por medio de un tornillo 136 de avance que gira dentro de una tuerca 140 que está asegurada a una superficie interior adyacente a una cavidad 137 del eje 114 de distracción. El tornillo 136 de avance está acoplado mecánicamente, de una manera indirecta, al imán permanente cilíndrico 134 contenido dentro de la carcasa 128 del imán. Rotación del imán permanente cilíndrico 134, que es impulsado magnéticamente por un externo. El dispositivo 180 de ajuste (figura 11), efectúa la rotación del tornillo 136 de avance.

El imán 134 cilíndrico está contenido de forma fija dentro de una carcasa de imán 158 usando, por ejemplo, un adhesivo tal como un epoxi. La carcasa del imán 158 gira con relación a la carcasa del imán 128. El imán 134 cilíndrico puede ser un imán de tierras raras como Nd-Fe-B y puede estar recubierto con parileno u otros revestimientos protectores además de estar protegido dentro de la carcasa del imán 158, por ejemplo, herméticamente fijado con epoxi. La carcasa de imán 158 contiene un eje 160 en un extremo que se une al interior de un cojinete 132 radial. El diámetro exterior del cojinete 132 radial está asegurado al interior de un cojinete 132 radial. El diámetro exterior del cojinete 132 radial está fijado al interior de la tapa 130 de extremo. Esta disposición permite que el imán 134 cilíndrico gire con una mínima resistencia a la torsión. En su otro extremo opuesto, la carcasa de imán 158 incluye un eje 161, que está unido a un primer conjunto 154 de engranajes planetarios. En la figura 10b se muestra el eje 161, que está unido a un primer conjunto 154 de engranajes planetarios. Como se muestra en la figura 10b, el eje 161 incluye el engranaje solar del primer conjunto 154 de engranajes planetarios, el engranaje solar gira los engranajes planetarios del primer conjunto 154 de engranajes planetarios. El primer conjunto 154 de engranajes planetarios sirve para reducir la velocidad de rotación y aumentar el torque resultante desde el imán 134 cilíndrico al tornillo 136 de avance. Se muestra un segundo juego de engranajes planetarios 156 entre el primer conjunto 154 de engranajes planetarios y el tornillo 136 de avance, para una mayor reducción de velocidad y aumento del torque. El número de juegos de engranajes planetarios y/o el número de dientes en los engranajes se puede ajustar para lograr la velocidad y el torque deseados. Por ejemplo, un tornillo de avance con ochenta (80) roscas por pulgada unido a dos juegos de engranajes planetarios con una relación de transmisión de 4:1 cada uno dentro de un dispositivo de 9 mm con una ubicación de imán en el fémur distal puede lograr al menos 100 lb de fuerza de distracción a una distancia o espacio superior a la media del dispositivo externo.

En la figura 12, los componentes de la carcasa se han quitado para revelar varias características internas, incluido un collar que permite el deslizamiento del eje 114 de distracción dentro de la carcasa 112, y que también evita que el eje 114 de distracción pueda girar dentro de la carcasa 112. Esto permite una estabilidad total del hueso 100.

La figura 11 ilustra un ejemplo de un ERC 180 que se utiliza para controlar de forma no invasiva el implante de remodelación ósea 110 por medio de un acoplamiento magnético que transmite el torque. ERC 180 comprende una pieza de mano 178 magnética (por ejemplo, un motor), una caja 176 de control (que contiene un procesador), que puede integrarse con la pieza de mano, y una fuente 174 de alimentación, como una batería o un enchufe externo para la conexión a una toma de corriente estándar. La caja 176 de control incluye un panel 182 de control que tiene uno o más controles (botones, interruptores o sensores táctiles, de movimiento, de audio o de luz) y una pantalla 184. La pantalla 184 puede ser visual, auditiva, táctil, similar, o alguna combinación de las características antes mencionadas, o cualquier otra pantalla/interfaz de usuario descrita en esta divulgación. La caja 176 de control puede contener además un transceptor para la comunicación con el transceptor 305 del implante y/u otros dispositivos externos. Con el implante 110, el transceptor puede obtener o enviar información que incluye datos brutos (por ejemplo, cambios en la corriente eléctrica), parámetros medidos (por ejemplo, temperatura, desplazamiento o tensión), información procesada (por ejemplo, un estado o condición biológica), instrucciones, señales de interrogación o cualquier otro dato, información o señal relevante para el implante o dispositivo externo. Con otro dispositivo externo, ERC 180 puede enviar y recibir, por ejemplo, diagnóstico, estado, información de tratamiento y/o cualquier dato obtenido del implante a un proveedor de atención de modo que el proveedor de atención pueda evaluar el rendimiento de un dispositivo implantable, como el implante 110, y proporcionar servicios al paciente.

El ERC 180 también se puede programar y/o implementar protocolos basados en datos obtenidos del implante. Por ejemplo, ERC 180 (o un proveedor de atención) puede determinar que la tasa de compresión o distracción debe reducirse o acelerarse, y ajustar el implante en consecuencia. Alternativamente, el e Rc puede mostrar un ajuste apropiado para que el paciente ingrese o haga que el ERC transmita al implante. Además, en algunas circunstancias, e Rc 180 puede limitar la capacidad del usuario para realizar ajustes en la terapia según los límites terapéuticos.

Una persona con conocimientos ordinarios en la técnica apreciaría además que cualquiera de los diversos bloques lógicos ilustrativos, módulos, procesadores, medios, circuitos y pasos de algoritmo descritos en relación con los aspectos divulgados en este documento pueden implementarse como hardware electrónico (por ejemplo, una implementación digital, una implementación analógica o una combinación de las dos, que puede diseñarse usando codificación fuente o alguna otra técnica), diversas formas de programa o código de diseño que incorporan instrucciones (que pueden denominarse aquí, por conveniencia, como "software" o un "módulo de software), o combinaciones de ambos. Para ilustrar claramente esta intercambiabilidad de hardware y software, se han descrito anteriormente varios componentes, bloques, módulos, circuitos y pasos ilustrativos en general en términos de su funcionalidad. El hecho de que dicha funcionalidad se implemente como hardware o software depende de la aplicación particular y las restricciones de diseño impuestas al sistema general. Los técnicos expertos pueden implementar la funcionalidad descrita de diferentes maneras para cada aplicación particular, pero tales decisiones de implementación no deben interpretarse como una desviación del alcance de la presente divulgación.

Los diversos bloques, módulos y circuitos lógicos ilustrativos descritos en relación con los aspectos divulgados en este documento y en relación con las figuras pueden implementarse dentro o realizarse mediante un circuito integrado (IC), un terminal de acceso, o un punto de acceso El IC puede inducir un procesador de propósito general, un procesador de señal digital (DSP), un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), una matriz de puerta programable en campo (FPGA) u otro dispositivo lógico programable, compuerta discreta o lógica de transistor, componentes de hardware discretos, componentes eléctricos, componentes ópticos, componentes mecánicos o cualquier combinación de los mismos diseñados para realizar las funciones descritas en este documento, y pueden ejecutar códigos o instrucciones que residen dentro del IC, fuera del IC, o ambos. Los bloques, módulos y circuitos lógicos pueden incluir antenas y/o transceptores para comunicarse con varios componentes dentro de la red o dentro del dispositivo. Un procesador de propósito general puede ser un microprocesador, pero como alternativa, el procesador puede ser cualquier procesador, controlador, microcontrolador o máquina de estado convencional. Un procesador también puede implementarse como una combinación de dispositivos informáticos, por ejemplo, una combinación de un DSP y un microprocesador, una pluralidad de microprocesadores, uno o más microprocesadores junto con un núcleo DSP, o cualquier otra configuración de este tipo. La funcionalidad de los módulos puede implementarse de alguna otra manera como se enseña en este documento. La funcionalidad descrita en el presente documento (por ejemplo, con respecto a una o más de las figuras adjuntas) puede corresponder en algunos aspectos a los medios para la funcionalidad designados de manera similar en las reivindicaciones adjuntas.

Si se implementa en software, las funciones se pueden almacenar o transmitir como una o más instrucciones o código en un medio legible por computadora. Los pasos de un procedimiento o algoritmo aquí divulgados pueden implementarse en un módulo de software ejecutable por procesador que puede residir en un medio legible por computadora. Los medios legibles por computadora incluyen tanto los medios de almacenamiento de la computadora como los medios de comunicación, incluido cualquier medio que pueda habilitarse para transferir un programa de computadora de un lugar a otro. Un medio de almacenamiento puede ser cualquier medio disponible al que se pueda acceder mediante una computadora. A modo de ejemplo, y sin limitación, dichos medios legibles por computadora pueden incluir RAM, ROM, EEPROM, almacenamiento en disco óptico, almacenamiento en disco magnético u otros dispositivos de almacenamiento magnético. almacenamiento en disco magnético u otros dispositivos de almacenamiento magnético, o cualquier otro medio que pueda usarse para almacenar el código de programa deseado en forma de instrucciones o estructuras de datos y al que se pueda acceder mediante una computadora. Además, cualquier conexión puede denominarse correctamente un medio legible por computadora. Las combinaciones de los anteriores también deben incluirse dentro del alcance de los medios legibles por computadora. Además, las operaciones de un procedimiento o algoritmo pueden residir como uno o cualquier combinación o conjunto de códigos e instrucciones en un medio legible por máquina y un medio legible por computadora, que puede incorporarse en un producto de programa informático.

Se entiende que cualquier orden específico o jerarquía de pasos en cualquier proceso divulgado es un ejemplo de un enfoque de muestra. Con base en las preferencias de diseño, se entiende que el orden específico o la jerarquía de los pasos en los procesos puede reorganizarse mientras permanece dentro del alcance de la presente divulgación. Las reivindicaciones del procedimiento adjuntas presentan elementos de los diversos pasos en un orden de muestra y no pretenden limitarse al orden o jerarquía específicos presentados.

Varias modificaciones a las implementaciones descritas en esta divulgación pueden resultar fácilmente evidentes para los expertos en la técnica, y los principios genéricos definidos en este documento se pueden aplicar a otras implementaciones. Por tanto, no se pretende que la divulgación se limite a las implementaciones mostradas en el presente documento, sino únicamente al alcance de las reivindicaciones. La palabra "ejemplo" se usa exclusivamente en el presente documento para significar "que sirve como ejemplo, instancia o ilustración". Cualquier implementación descrita en este documento como "ejemplo" no debe interpretarse necesariamente como preferida o ventajosa sobre otras implementaciones.

De manera similar, aunque las operaciones se representan en los dibujos en un orden particular, esto no debe entenderse como que requiere que tales operaciones se realicen en el orden particular mostrado o en orden secuencial, o que todas las operaciones ilustradas se realicen, para lograr resultados deseables. En determinadas circunstancias, la multitarea y el procesamiento en paralelo pueden ser ventajosos. Además, la separación de varios componentes del sistema en las implementaciones descritas anteriormente no debe entenderse que requiera dicha separación en todas las implementaciones.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de crecimiento óseo que comprende:

un cuerpo (1000) del implante;

un accionador (1006) acoplado al cuerpo (1000) del implante;

un sensor (1005) dispuesto en el cuerpo (1000) del implante y configurado para

detectar un parámetro medible indicativo de una condición biológica;

un transceptor (1007) configurado para transmitir datos asociados con el parámetro medible a un control (2000) remoto externo y recibir instrucciones del control (2000) remoto externo;

una memoria (1002) y un controlador (1001) acoplados a la memoria (1002) y configurados para ajustar de forma adaptativa el accionador (1006) en respuesta a la información almacenada en la memoria (1002), y las instrucciones (1007) recibidas del control (2000) remoto externo, en el que el accionador (1006) ajusta el cuerpo (1000) del implante.

2. El dispositivo de la reivindicación 1, la información que la memoria (1002) está configurada para almacenar comprende además al menos uno de los datos asociados con el parámetro medible, las instrucciones recibidas del control (2000) remoto externo, y la información de estado.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el cuerpo del implante (1000) comprende además un primer punto (15) de conexión entre el cuerpo (1000) del implante y una primera porción de hueso, y un segundo punto (17) de conexión entre el cuerpo (1000) del implante y una segunda porción de hueso.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, en el que el ajuste comprende aplicar compresión entre el primer punto (15) de conexión y el segundo punto (17) de conexión.

5. El dispositivo de la reivindicación 3, en el que el ajuste comprende aplicar una fuerza al hueso que tiene al menos un componente que no es paralelo a una línea recta que se extiende a través del primer punto (15) de unión y el segundo punto (17) de unión.

6. Dispositivo según la reivindicación 3, en el que el ajuste comprende aplicar fuerza para alargar la distancia entre el primer punto (15) de unión y el segundo punto (17) de unión.

7. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la condición biológica es la osteogénesis.

8. Dispositivo según la reivindicación 3, en el que el parámetro medible es una distancia entre el primer punto (15) de conexión y el segundo punto (17) de conexión.

9. Dispositivo según la reivindicación 3, en el que el parámetro medible es un movimiento entre el primer punto (15) de conexión y el segundo punto (17) de conexión.

10. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el parámetro medible es al menos uno de flujo sanguíneo, temperatura, tensión, pH, estrés, composición ósea, masa ósea, densidad ósea, grosor óseo, perfusión ósea, resistencia ósea, oxigenación ósea, conductividad eléctrica y presencia de medios activos.

11. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende además una fuente de alimentación (1003).

12. El dispositivo de la reivindicación 11, en el que la fuente de alimentación (1003) está configurada para ser cargada por el control (2000) remoto externo.

13. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende además un elemento receptor de energía configurado para recibir energía de una fuente (2005) externa.

14. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el cuerpo del implante (1000) es un dispositivo intramedular.