ES2866931T3 - Tornillo con huella de tornillo con bloqueo del par de giro integrado - Google Patents
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Abstract
Tornillo con huella de tornillo, en el que - en una cabeza de tornillo están incorporadas dos huellas de tornillo, una de las cuales es una huella poligonal interior, y - la segunda huella es una huella multilobulada interior, de modo que la huella multilobulada interior es una huella de tornillo en forma de una estrella multiradial, en la que los rayos están conformados en forma de puntas redondeadas u otras formas de punta, caracterizado por que - la huella de tornillo comprende un bloqueo del par de giro integrado, y - cuando se sobrepasa un par de giro adaptado a la construcción del tornillo, las puntas que consituyen la huella se rompen, cortan o aplanan, de manera que se evita un daño de la rosca, del eje del tornillo o el arranque de la cabeza del tornillo.
Description
DESCRIPCIÓN
Tornillo con huella de tornillo con bloqueo del par de giro integrado
La presente invención se refiere a un tornillo con huella de tornillo.
La huella de tornillo está diseñada de tal manera que se evita una sobrecarga mecánica del tornillo cuando es atornillado en el material respectivo, la cual podría provocar la rotura de la cabeza del tornillo, el corte del tornillo en el eje o un apriete excesivo y desgarro de la rosca.
Cuando se utilizan tornillos puede suceder fácilmente que el tornillo se dañe por una carga mecánica demasiado alta, lo que hace que sea difícil o incluso imposible seguir atornillando el tornillo en el material respectivo o también retirar el tornillo del material.
Los tornillos se utilizan en una amplia variedad de áreas.
Para la osteosíntesis en el caso de fracturas óseas o para la corrección quirúrgica de malposiciones y deformaciones de los huesos, por ejemplo hallux valgus (juanete) y dedos en martillo, pero también fracturas del radio o el cúbito, fracturas en la parte superior del brazo o del hombro, así como en el caso de fracturas de los huesos del tarso, hoy en día se pueden utilizar tornillos de aleaciones de magnesio biodegradables (Luthringer, J.C., Feyerabend F., Willumeit-Romer, R. - Magnesium Based Implants: A Mini Review, Magnesium Research 2014 (4) 142- 154).
Estos materiales especiales de magnesio poseen una resistencia comparable a la del hueso humano, por lo que son posibles conexiones muy estables y duraderas entre los fragmentos óseos que se van a unir. Esto asegura una curación rápida y segura de la fractura ósea o de la malposición de los huesos. Al mismo tiempo, el cuerpo puede reabsorber el material de magnesio atornillado en el hueso en forma de un tornillo en el transcurso de aproximadamente un año e incluso convertirlo en gran medida en sustancia ósea propia del cuerpo. Una vez curada la fractura no es necesario retirar el tornillo utilizado para la fijación de las partes óseas en una segunda operación, como es caso cuando se utilizan tornillos no degradables de titanio o acero inoxidable. Mas bien, el tornillo de magnesio introducido se disuelve gradualmente con la formación de iones de magnesio. Algunos de los iones de magnesio son excretados con la orina a través de los riñones y algunos de ellos también se incorporan en el propio hueso en la nueva sustancia ósea que se está formando.
La resistencia a la tracción y la rotura de las aleaciones de magnesio biodegradables es superior a la resistencia a la tracción y a la rotura del hueso humano. En la bibliografía se encuentran datos sobre la resistencia a la tracción de los huesos humanos de 80 a 150 MPa y módulos de elasticidad de 10 a 35 GPa (Wintermantel, E. y Ha, S.-W. en Biokompatible Werkstoffe und Bauweise, Springer, Heidelberg - Nueva York, 1996). Los valores de resistencia a la tracción de las aleaciones de magnesio biodegradables varían de 100 MPa a 400 MPa y de 40 a 50 GPa para el módulo de elasticidad. Desde este punto de vista, los materiales de magnesio biodegradables son ideales para la osteosíntesis, ya que están próximos a las resistencias del hueso.
Por tanto, las aleaciones de magnesio biodegradables también son más ventajosas que los materiales biodegradables basados en polímeros que no presentan esta resistencia. Las ventajas en comparación con los tornillos fabricados a partir de metales de alta resistencia, como el titanio o el acero inoxidable, se deben al hecho de que los implantes fabricados con estos materiales a menudo después de la curación deben ser retirados nuevamente en una segunda operación, lo que no es el caso de los materiales de magnesio biodegradables. Además, cuando se utilizan materiales como el acero o el titanio, cuya resistencia se sitúa muy por encima de la del hueso, se observa un efecto de protección contra el estrés indeseable que dificulta la curación y, en el peor de los casos, puede incluso conducir a una pérdida ósea en el área alrededor del implante (B. Daniels et al., Journal of Applied Biomaterials 1/1 (1990), págs. 57-98).
En operaciones de osteosíntesis de un hueso roto o después de la corrección quirúrgica de huesos deformados, el cirujano reposicionará las partes del hueso que se van a unir y las fijará de forma segura con un tornillo. El tornillo generalmente es atornillado en un canal pretaladrado en el hueso y eventualmente pretallado con una rosca. El atornillado de un tornillo de magnesio biodegradable estéril se realiza con un destornillador estéril especial.
Al atornillar un tornillo pueden surgir las siguientes complicaciones.
Por un lado, el tornillo puede atascarse, por ejemplo porque el canal pretaladrado es demasiado estrecho o demasiado corto, o porque una rosca no fue pretallada correctamente. Existe el peligro de que el cirujano apriete demasiado el tornillo de magnesio por la cabeza, y con ello se rompa o corte la cabeza del tornillo, o incluso se produzca una rotura del eje. Si el tornillo aún no ha sido atornillado completamente, no está garantizada la fijación de la fractura. El tornillo podría tener que ser retirado nuevamente, lo cual es difícil con una cabeza de tornillo partida y solo se puede hacer con herramientas especiales. En determinadas circunstancias puede ser necesaria una intervención quirúrgica adicional y, en algunos casos, también la retirada mediante perforación del implante. Los procedimientos mencionados requieren mucho tiempo y la operación en sí, en cualquier caso, se prolongaría considerablemente.
Además, puede suceder que el cirujano haya fijado la rotura de forma ideal y el tornillo de magnesio se haya introducido por completo. Entonces el tornillo debe apretarse tanto que se produzca una unión positiva de fuerza óptima entre los
fragmentos de hueso. Así existe el peligro de que el tornillo se apriete demasiado en la rosca y se desgarre si se sobrecarga su fuerza de retención. La unión positiva de fuerza se rompería, el tornillo solo continuaría produciendo una conexión floja de los fragmentos de hueso. En esta situación, el cirujano debe decidir, basándose en su sensación, si el tornillo está asentado de forma óptima o si ya está demasiado apretado. Además, por un apriete excesivo del tornillo se puede producir la complicación ya descrita antes, de que se rompa la cabeza del tornillo.
En todas las situaciones mencionadas, el tiempo de operación se puede prolongar, lo que es costoso y requiere mucho tiempo.
También en otras áreas en las que se utilizan tornillos como, entre otros, componentes electrónicos y mecánicos de precisión, relojes, juguetes, muebles, electrodomésticos, aparatos deportivos, puede suceder que la huella de tornillo se dañe por una carga mecánica demasiado elevada, con lo que se dificulta o incluso se impide continuar introduciendo el tornillo o también su extracción.
Por los documentos US 2016/0262819 A1, US 2015/0335368 A1 y US 2014/0257408 A1 son conocidos por ejemplo tornillos con dos huellas de tornillo. Una de las huellas es una huella poligonal interior, y la segunda huella es una huella multilobulada interior en forma de una estrella multiradial, en la que los radios están conformados en forma de puntas redondeadas u otras formas de punta.
El objeto de la presente invención es proporcionar una huella de tornillo que posibilite que el tornillo pueda seguir siendo atornillado en el material o también ser retirado del material a pesar del daño de la huella.
El objeto se consigue mediante el tornillo de acuerdo con la invención según la reivindicación 1.
Es preferible una huella de tornillo con bloqueo del par de giro integrado, en el que en una cabeza de tornillo están incorporadas dos huellas de tornillo, siendo una de las huellas una huella poligonal interior, y la segunda huella una huella multilobulada interior.
Para ello, en la cabeza de tornillo están incorporadas dos huellas de tornillo combinadas, una de las cuales es una huella poligonal interior, que permite girar el tornillo hacia atrás, y la segunda huella es una huella multilobulada interior que está diseñada para que cuando se sobrepase un par de giro adaptado a la construcción del tornillo, las puntas que constiuyen la huella se rompan, se corten o se aplanen, de modo que se eviten un daño de la rosca, del eje del tornillo o el desgarro de la cabeza del tornillo.
La huella de tornillo presenta así un bloqueo del par de giro integrado en la construcción, que evita que la cabeza del tornillo se rompa, que la cabeza del tornillo o el eje se corte, que la rosca se desgarre o que el tornillo se apriete excesivamente en el canal óseo, así como otros posibles daños causados por la sobrecarga del tornillo, y que sea posible una retirada del tornillo sencilla después de una eventual sobrecarga.
También es un contenido de la presente invención que la huella multilobulada interior esté colocada sobre la huella poligonal interior de tal forma que, después de que se hayan roto las puntas de la huella multilobulada interior debido a la superación del par de giro máximo, la huella poligonal interior se mantenga. Por rotura de las puntas en el contexto de la presente invención debe entenderse cualquier rotura o corte de las puntas debido a la superación del par de giro máximo.
Es ventajoso así que las puntas de la huella multilobulada interior se sitúen en un plano con la huella poligonal interior. Las puntas de la huella multilobulada interior se encuentran entonces directamente sobre los lados de la huella poligonal interior y están en un plano con estos.
La herramienta de apriete, un destornillador multilobulado por dentro especial, se desliza entonces dentro de la cabeza del tornillo y ya no puede transmitir ninguna fuerza o ningún par de giro al tornillo. La altura que queda de las puntas después de que estas se rompan es generalmente de fracciones de milímetro. Los restos de las puntas no representan ningún obstáculo para el uso de un destornillador poligonal interior con el que se puede volver a desenroscar el tornillo.
En otra forma de realización ventajosa, la huella poligonal interior se encuentra más profunda en el tornillo que la huella multilobulada interior. Las puntas de la huella multilobulada interior no se sitúan entonces en un plano con los lados de la huella poligonal interior, sino por encima de ellos. También puede ser preferible que la huella poligonal interior presente un diámetro más pequeño que la huella multilobulada interior. Como diámetro para la huella multilobulada interior debe entenderse en este caso el círculo que es tangente a las puntas por dentro en su base (H). Como diámetro para la huella poligonal interior debe entenderse aquí el círculo que es tangente a todos los lados (B). En el campo de la osteosíntesis, la huella de tornillo según la invención es particularmente adecuada para tornillos de magnesio biodegradables, pero no se limita a este uso. Con la huella de tornillo según la invención en la cabeza de un tornillo, preferiblemente un tornillo de magnesio biodegradable, el movimiento de giro aplicado por una herramienta se transmite de forma segura al tornillo. También otros materiales biodegradables, tales como polímeros, son adecuados para esta huella y el correspondiente tornillo.
Sin embargo, la huella de tornillo según la invención no está limitada al campo de la osteosíntesis. También se incluyen otras áreas de uso y materiales de tornillos que permitan que las puntas se rompan, tales como metales o madera. En
una forma de realización preferida, la huella de tornillo según la invención está hecha de al menos un polímero o de madera o de cerámica o de material compuesto o de al menos un metal.
Las puntas o fragmentos de ellas cortados cuando se activa el bloqueo del par de giro no suponen ningún peligro para el paciente en el campo de la osteosíntesis, ya que están fabricados con un material biodegradable. Si la abrasión o los fragmentos no son enjuagados, recogidos y eliminados sin más, pueden permanecer en la zona de la herida quirúrgica sin problemas, ya que, al igual que el propio implante de tornillo, son completamente reabsorbidos o desintegrados por el cuerpo. Las aleaciones de magnesio biodegradables no representan ninguna carga para el sistema fisiológico. La ventaja de la realización de la huella de tornillo según la invención consiste en que, en caso de complicaciones durante una operación, los tornillos pueden retirarse de nuevo de forma muy rápida y segura con medios sencillos y acometerse las correcciones adecuadas.
En el contexto de la presente invención, una huella poligonal interior debe entenderse preferiblemente como una huella hexagonal interior, por ejemplo una llave Allen. Está previsto que la huella poligonal interior esté diseñada como huella hexagonal interior o como huella pentagonal interior o como huella cuadrada interior o como huella triangular interior o como huella octogonal interior. También pueden resultar ventajosas otras huellas poligonales interiores con otro número de lados.
En el contexto de la presente invención, una huella multilobulada interior debe entenderse como una huella de tornillo en forma de estrella multiradial, en la que los rayos (puntas) están redondeados. Puede tratarse de una estrella de seis puntas (hexalobulada interior, Torx®) o también de una huella pentalobulada interior o de una huella de cuatro lóbulos interior o de una huella de tres lóbulos interior o de una huella de ocho lóbulos interior. También pueden resultar ventajosas otras huellas multilobuladas interiores con un número diferente de puntas y otras formas de las puntas.
En lugar de las puntas redondeadas pueden también usarse puntas triangulares, puntas cuadradas- con o sin biseles - puntas semicirculares u ovaladas como bloqueo del giro excesivo.
Para asegurar pares de giro muy bajos, se pueden omitir puntas individuales. En lugar de las 6 puntas en un perfil de hexágono interior pueden usarse también solo 3 puntas.
Además, las puntas pueden ser debilitadas de forma específica para adaptar el par de giro máximo de manera particularmente fina y precisa a la construcción completa del tornillo. Esto se consigue mediante orificios que son introducidos en las puntas. Por tanto, también es preferible que las puntas de la huella multilobulada interior que bloquean el par de giro sean debilitadas específicamente por uno o varios orificios, de modo que incluso pares de giro muy bajos conduzcan a que se active el bloqueo del tornillo rompiendo las puntas.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención,
el diámetro de la huella hexagonal interior (B) es de 1 a 20 mm, preferiblemente de 3 mm, la profundidad de la huella de tornillo (C) es de 0,5 a 6 mm, preferiblemente de 2,5 mm,
el espesor de las puntas que bloquean el par de giro en la base (F) es de 0,1-4 mm,
preferiblemente de 0,5 mm,
la altura de las puntas que bloquean el par de giro (G) es de 0,1-3 mm, preferiblemente de 0,5 mm,
la altura restante de las puntas después de la rotura o corte (G*) es de 0,01-1 mm,
preferiblemente de 0,1 mm y el diámetro del orificio en la punta para debilitar
el par de giro máximo (2R) es de 0,06-1,6 mm,
preferiblemente de 0,2 mm.
En una forma de realización preferida, la huella de tornillo está hecha de una aleación de magnesio con
un contenido de metales de tierras raras de 1,5 a 5% en peso, de los cuales de 1,5 a 2,5% en peso es neodimio, un contenido de itrio de 1,5 a 5% en peso, un contenido de circonio de 0,1 a 2,5% en peso, un contenido de zinc de 0,01 a 1% en peso, así como impurezas inevitables, siendo el contenido total de posibles impurezas inferior al 1% en peso y el contenido de aluminio inferior al 0,5% en peso y el resto contiene 100% en peso de magnesio.
Normalmente la huella de tornillo está hecha de aproximadamente el 80% en peso de magnesio, mas común es aproximadamente el 90% en peso de magnesio y los elementos de aleación calcio, litio, zinc, escandio, itrio, lantano y metales de tierras raras, en particular neodimio, cerio, disprosio y otros metales de tierras raras. También se pueden alear titanio, circonio, manganeso o plata en cantidades más pequeñas. Por el contrario, elementos como cobre, aluminio, hierro, níquel y fósforo deben considerarse impurezas bastante nocivas y, en las aleaciones biodegradables ventajosamente solo deberían estar presentes en concentraciones inferiores al 0,1% en peso. Esta aleación presenta una resistencia a la tracción de aproximadamente 300 MPa.
La fabricación de la huella de tornillo que bloquea el par de giro se realiza preferentemente mediante un fresado de filigrana a partir de una pieza en bruto de tornillo. Alternativamente, la cabeza de tornillo puede ser fabricada con la huella que bloquea el par de giro según la invención también mediante prensado mecánico de una pieza en bruto en un molde correspondiente o mediante el procedimiento de fundición a presión. En el caso de algunos materiales, por ejemplo plásticos o materiales poliméricos, también se puede utilizar el procedimiento de impresión 3D.
Es preferible además que los pares de giro en los que se produce el bloqueo del par de giro de la huella de tornillo según la invención por corte de las puntas de bloqueo,
para un tornillo con un diámetro de la cabeza del tornillo (A) de 4 mm, un diámetro de la huella poligonal interior (B) de 2,12 mm,
una profundidad de la huella del tornillo (C) de 1,2 mm,
un diámetro del eje del tornillo/diámetro de la rosca (D) de 2 mm, una longitud total del tornillo (E) de 6-20 mm, un grosor de las puntas que bloquean el par de giro en la base (F) de 0,322 mm y una altura de las puntas que bloquean el par de giro (G) de 0,211 mm, sean de 0,28 Nm.
También es preferible que los pares de giro a los que se produce el bloqueo del par de giro de la huella de tornillo según la invención por el corte de las puntas de bloqueo,
para un tornillo con un diámetro de la cabeza del tornillo (A) de 5 mm, un diámetro de la huella poligonal interior (B) de 2,06 mm,
una profundidad de la huella del tornillo (C) de 1,6 mm,
un diámetro del eje del tornillo/diámetro de la rosca (D) de 2,7 mm,
una longitud total del tornillo (E) de 6-30 mm,
un grosor de las puntas que bloquean el par de giro en la base (F) de 0,4 mm y
una altura de las puntas que bloquean el par de giro (G) de 0,3 mm, sean de 0,67 Nm.
Además es ventajoso que los pares de giro a los que se produce el bloqueo del par de giro de la huella de tornillo por corte de las puntas de bloqueo,
para un tornillo con un diámetro de la cabeza del tornillo (A) de 6 mm,
un diámetro de la huella poligonal interior (B) de 2,62 mm,
una profundidad de la huella del tornillo (C) de 1,8 mm,
un diámetro del eje del tornillo/diámetro de la rosca (D) de 3,5 mm,
una longitud total del tornillo (E) de 8-40 mm,
un grosor de las puntas que bloquean el par de giro en la base (F) de 0,4 mm, y
una altura de las puntas que bloquean el par de giro (G) de 0,27 mm, sean de 1,42 Nm.
Por la huella de tornillo en la cabeza del tornillo el movimiento de giro aplicado a través de una herramienta se transmite de forma segura al tornillo.
En el campo de la osteosíntesis, la huella de tornillo es especialmente adecuada para tornillos de magnesio biodegradables, pero no se limita a este uso. Otros materiales biodegradables, tales como los polímeros, también son adecuados para esta huella y el correspondiente tornillo.
La huella de tornillo según la invención y el tornillo según la invención no se limitan al campo de la osteosíntesis. También se incluyen cualesquiera otras áreas de uso y materiales de tornillos que permitan que las puntas se rompan, tales como por ejemplo metales o madera.
En una forma de realización preferida, la huella de tornillo y/o el tornillo están hechos de al menos un polímero o de madera o de cerámica o de material compuesto o de al menos un metal. El tornillo y la huella de tornillo también pueden estar hechos de diferentes materiales y, por tanto, no tienen que estar fabricados del mismo material.
En una forma de realización preferida, un tornillo de magnesio biodegradable y la huella del tornillo están hechos de una aleación de magnesio con un contenido de metales de tierras raras de 1,5 a 5% en peso, de los cuales de 1,5 a 2,5% en peso es neodimio, un contenido de itrio de 1,5 a 5% en peso, un contenido de circonio de 0,1 a 2,5% en peso,
un contenido de zinc de 0,01 a 1% en peso, así como impurezas inevitables, siendo el contenido total de posibles impurezas inferior al 1% en peso y el contenido de aluminio inferior al 0,5% en peso, y el resto contiene 100% en peso de magnesio.
El tornillo y la huella de tornillo suelen estar compuestos de aproximadamente el 80% en peso de magnesio, la mayoría de las veces de aproximadamente el 90% en peso de magnesio y los elementos de aleación calcio, litio, zinc, escandio, itrio, lantano y metales de tierras raras, en particular neodimio, cerio, disprosio y otros metales de tierras raras. También se pueden alear titanio, circonio, manganeso o plata en cantidades más pequeñas. Sin embargo, elementos como cobre, aluminio, hierro, níquel y fósforo deben considerarse impurezas nocivas y solo deberían estar presentes en las aleaciones biodegradables en concentraciones inferiores al 0,1% en peso.
Esta aleación presenta una resistencia a la tracción de aproximadamente 300 MPa.
La fabricación de la huella de tornillo que bloquea el par de giro se realiza preferentemente mediante un fresado de filigrana a partir de una pieza en bruto de tornillo. Alternativamente, la cabeza de tornillo con la huella que bloquea el par de giro según la invención también se puede fabricar mediante prensado mecánico de una pieza en bruto en un molde correspondiente o mediante el procedimiento de fundición a presión. En una realización ventajosa, también está previsto el procedimiento de impresión 3D para materiales adecuados.
Es ventajoso asimismo que las puntas de la huella multilobulada interior estén situadas en un plano con la huella poligonal interior. Las puntas de la huella multilobulada interior se situan entonces en los lados de la huella poligonal interior y están en un plano con ellos.
En otra forma de realización ventajosa, la huella poligonal interior está dispuesta más profunda en el tornillo que la huella multilobulada interior. Las puntas de la huella multilobulada interior no se sitúan entonces en un plano con los lados de la huella poligonal interior, sino por encima de ellos. También es preferible que la huella poligonal interior tenga un diámetro más pequeño que la huella multilobulada interior. Como diámetro para la huella multilobulada interior debe entenderse el círculo que es tangente a las puntas por interior en su base (H). Como diámetro para la huella poligonal interior debe entenderse el círculo que es tangente a todos los lados (B).
Según otro aspecto de la presente invención,
el diámetro de la cabeza del tornillo (A) es de 2 a 30 mm, preferiblemente de 6 mm,
el diámetro de la huella hexagonal interior (B) es de 1 a 20 mm, preferiblemente de 3 mm,
la profundidad de la huella de tornillo (C) es de 0, 5-6 mm, preferiblemente de 2,5 mm,
el diámetro del eje del tornillo/diámetro de la rosca (D) es de 2-15 mm,
preferiblemente de 3,5 mm,
la longitud total del tornillo (E) es de 5-120 mm, preferiblemente de 30 mm,
el grosor de las puntas que bloquean el par de giro en la base (F) es de 0,1-4 mm,
preferiblemente de 0,5 mm,
la altura de las puntas que bloquean el par de giro (G) es de 0,1-3 mm, preferiblemente de 0,5 mm,
la altura restante de las puntas después de romperse o cortarse (G*) es de 0,01-1 mm,
preferiblemente de 0,1 mm y el diámetro del orificio en las puntas
para debilitar el par de giro máximo (2R) es de 0,06-1,6 mm,
preferiblemente de 0,2 mm.
Es preferible además que los pares de giro a los que se produce el bloqueo del par de giro de la huella del tornillo por corte de las puntas de bloqueo,
para un tornillo con un diámetro de la cabeza del tornillo (A) de 4 mm,
un diámetro de la huella poligonal interior (B) de 2,12 mm,
una profundidad de la huella del tornillo (C) de 1,2 mm,
un diámetro del eje del tornillo/diámetro de la rosca (D) de 2 mm, una longitud total del tornillo (E) de 6-20 mm, un grosor de las puntas que bloquean el par de giro en la base (F) de 0,322 mm y
una altura de las puntas que bloquean el par de giro (G) de 0,211 mm, sean de 0,28 Nm.
También es preferible que los pares de giro a los que se produce el bloqueo del par de giro de la huella de tornillo según la invención por el corte de las puntas de bloqueo,
para un tornillo con un diámetro de la cabeza del tornillo (A) de 5 mm, un diámetro de la huella poligonal interior (B) de 2,06 mm,
una profundidad del tornillo (C) de 1,6 mm,
un diámetro del eje del tornillo/diámetro de la rosca (D) de 2,7 mm,
una longitud total del tornillo (E) de 6-30 mm,
un grosor de las puntas que bloquean el par de giro en la base (F) de 0,4 mm y
una altura de las puntas que bloquean el par de giro (G) de 0,3 mm, sean de 0,67 Nm.
Además, es ventajoso que los pares de giro a los que se produce el bloqueo del par de giro de la huella de tornillo según la invención por el corte de las puntas de bloqueo,
para un tornillo con un diámetro de la cabeza del tornillo (A) de 6 mm,
un diámetro de la huella poligonal interior (B) de 2,62 mm,
una profundidad de la huella del tornillo (C) de 1,8 mm,
un diámetro del eje del tornillo/diámetro de la rosca (D) de 3,5 mm,
una longitud total del tornillo (E) de 8-40 mm,
un grosor de las puntas que bloquean el par de giro en la base (F) de 0,4 mm y
una altura de las puntas que bloquean el par de giro (G) de 0,27 mm, sean de 1,42 Nm.
La presente invención se explica con más detalle con referencia a las siguientes figuras.
Figura 1: corte longitudinal de un tornillo de magnesio para osteosíntesis,
Figura 2: principio de la cabeza de tornillo según la invención en una realización con hexágono interior y seis puntas interiores que limitan el par de giro,
Figura 3: vista en planta de una cabeza de tornillo de acuerdo con la invención según la Figura 2 después de superarse el par de giro máximo,
Figura 4: vista en planta de una cabeza de tornillo según la invención con un hexágono interior y seis puntas situadas en el interior que limitan el par de giro,
Figura 5: principio de la cabeza de tornillo según la invención en la que las puntas que bloquean el par de giro están incorporadas en un cuadrado interior,
Figura 6: vista en planta como la Figura 5, pero después del corte de las puntas que bloquean el par de giro máximo,
Figura 7: esquema de principio de una cabeza de tornillo con bloqueo del par de giro con puntas triangulares, Figura 8: cabeza de tornillo que bloquea el par de giro especialmente ventajosa de un tornillo de magnesio según la invención con seis puntas situadas en el interior que limitan el par de giro a 1,42 Nm, Figura 9: cabeza de tornillo que bloquea el par de giro de un tornillo de magnesio según la invención con seis puntas situadas en el interior, en el que orificios de radio R en las puntas provocan un debilitamiento específico para adaptar el par de giro al diseño de construcción del tornillo, y
Figura 10: forma de realización en la que la huella poligonal interior está situada más profunda en el tornillo que la huella multilobulada interior.
Construcciones para llevar a cabo la invención están representadas en las Figuras 1 a 9. Estas se refieren al ejemplo de la osteosíntesis para su explicación, pero la presente invención no se limita a este campo. La Figura 1 muestra el típico corte longitudinal a través de un tornillo de magnesio según la invención, tal como se utiliza en osteosíntesis. En las Figuras 2 a 9 se muestran diferentes variantes de la huella de tornillo según la invención y del tornillo con huella de tornillo según la invención.
El principio de la invención en la forma de realización en la que las puntas de la huella multilobulada interior se sitúan en un plano con la huella poligonal interior está representado en las Figuras 2 y 3. Como huella de tornillo está incorporada en la cabeza del tornillo hecha de un material de magnesio biodegradable una huella interior de seis lóbulos con de 3 a 6 puntas, preferiblemente 6, en la que las puntas están colocadas en los lados de una huella hexagonal interior (llave Allen hexagonal) situada casi por detrás. F y G marcan el ancho y el grosor de las puntas, A el diámetro de la cabeza de tornillo y B el diámetro del perfil de hexágono interior en el que están colocadas las puntas.
La huella de un tornillo de magnesio, en el que está realizado el bloqueo de par de giro según la invención en una realización Torx según la norma DIN EN ISO 10664 en una llave Allen hexagonal, se muestra en la Figura 4.
La construcción de las puntas Torx en cuanto a sus dimensiones es tal que las puntas se cortan, desgarran o presionan hacia un lado cuando actúa sobre ellas una fuerza demasiado alta o un par de giro que es tan grande que existe el peligro de que toda la cabeza del tornillo de magnesio se rompa o corte - o si actúa un par de giro sobre la cabeza del tornillo que supera la fuerza de presión/fuerza de retención del tornillo.
En este caso, las puntas de la huella Torx se rompen o se presionan hacia los lados antes de que se produzca un daño del tornillo o de la rosca. La herramienta de apriete, un destornillador Torx especial, se desliza entonces a través de la cabeza del tornillo y ya no puede transmitir ninguna fuerza o par de giro al tornillo. La construcción se puede designar como un "bloqueo del par de giro integrado en la cabeza del tornillo". La situación que se produce después del corte de las puntas Torx está representada esquemáticamente en la Figura 3 y la Figura 6. G* denota la altura que queda de las puntas después de la rotura. Generalmente son fracciones de milímetro. Los restos de las puntas no representan ningún obstáculo para el uso de un destornillador de llave Allen con el que se puede volver a desenroscar el tornillo.
Si se ha producido el caso en que el bloqueo del par de giro se ha activado, es decir, las puntas Torx se han cortado, el tornillo ya no puede seguir siendo girado con el destornillador Torx. Sin embargo, todavía se puede girar hacia atrás a través de la huella hexagonal integrada en la que fueron colocadas las puntas Torx y que se mantiene durante este proceso, de modo que se pueda quitar de forma fácil y segura si es necesario. Esto se puede reconocer igualmente en la Figura 3. Después de la corrección quirúrgica del canal óseo puede insertarse un tornillo biodegradable nuevo, eventualmente más fuerte, más corto o construido de forma totalmente diferente.
Las puntas o fragmentos cortados de las mismas cuando se activa el bloqueo del par de giro no representan ningún peligro para el paciente ya que están hechos de un material biodegradable. Si la abrasión o los fragmentos no son simplemente enjuagados, recogidos y eliminados, pueden permanecer en la zona de la herida quirúrgica sin problemas, ya que, al igual que el propio implante de tornillo, son completamente reabsorbidos o descompuestos por el cuerpo. Las aleaciones de magnesio biodegradables no suponen ninguna carga para el sistema fisiológico. La ventaja de la realización de la huella de tornillo según la invención es que, en caso de complicaciones durante una operación, los tornillos se pueden volver a quitar de forma muy rápida y segura, utilizando medios muy sencillos, y se pueden acometer las correcciones adecuadas. Este es igualmente el caso de los tornillos en otras áreas de aplicación.
La realización de la invención no está ligada a una cabeza de tornillo con un hexágono interior. Las puntas mediante las cuales se limita el par de giro también pueden ser labradas en una cabeza de tornillo cuadrada, triangular u octogonal interior. El principio de una realización con una huella cuadrada interior y puntas colocadas, antes y después del corte de las puntas cuando el tornillo está sobrecargado se muestra en las Figuras 5 y 6. Tampoco es necesario establecer un límite del par de giro con puntas Torx que cumplan exactamente con norma ISO. En lugar de ello, pueden ser usadas como bloqueo de apriete excesivo puntas triangulares (figura 7), puntas cuadradas (figura 6) - con o sin biseles - puntas semicirculares (figura 2) o puntas ovaladas.
Para garantizar pares de giro muy bajos se pueden omitir puntas individuales. En lugar de las 6 puntas en un perfil de hexágono interior, pueden usarse solo 3 puntas.
Además, las puntas pueden ser debilitadas específicamente para adaptar el par de giro máximo de manera particularmente fina y precisa a la construcción completa del tornillo. Esto se consigue por orificios que son introducidos en las puntas. La Figura 9 muestra esta posibilidad utilizando el ejemplo de una cabeza de tornillo con 6 lóbulos en el interior. Por orificios de radio R se debilita el grosor F de las puntas en la base. Cuanto mayor sea R, más fuerte será el debilitamiento de la punta. El grosor de la punta en la base se reduce de F a Fnuevo = F - 2R. El par de giro con el que se rompen las puntas se puede reducir así de forma específica. Con esta construcción detallada, el bloqueo del par de giro según la invención se puede adaptar a tornillos de magnesio biodegradables de todos los tipos y dimensiones, a todas las formas de rosca imaginables y también a materiales de magnesio de diferentes resistencias, así como a todos los demás materiales, tales como plásticos, madera, metal, o aleaciones de todo tipo.
La fabricación de las huellas de tornillo que bloquean el par de giro según la invención se realiza preferiblemente mediante un fresado en filigrana de las formas representadas en detalle en los dibujos a partir de una pieza en bruto de tornillo. Alternativamente, la cabeza de tornillo con la huella que bloquea el par de giro según la invención también se puede fabricar mediante prensado mecánico de una pieza en bruto en un molde correspondiente o mediante el procedimiento de fundición a presión. Se puede utilizar cualquier material deseado como material para la pieza en bruto. Para el campo de la osteosíntesis se puede utilizar una aleación de magnesio biodegradable, pero
preferiblemente se utilizará una aleación que se compone de 1,5 a 5% en peso de tierras raras, de las cuales de 1,5 a 2,5% en peso es neodimio, de 1,5 a 5,0% en peso de itrio, de 0,01 a 1,0% en peso de zinc, de 0,1 a 2,5% en peso de circonio, siendo el resto magnesio, de modo que los contenidos en impurezas por Al, Si, Ni y Fe se sitúan en cada caso por debajo del 0,5% en peso.
Una forma de realización particularmente ventajosa de la invención está representada en la Figura 8. Se refiere a un tornillo que está hecho de una aleación de magnesio de 1,5 a 5% en peso de tierras raras, de las cuales de 1,5 a 2,5% en peso es neodimio, de 1,5 a 4,0% en peso de itrio, de 0,01 a 1,0% en peso de zinc, de 0,2 a 2,0% en peso de circonio, siendo el resto magnesio. La huella de tornillo de un tornillo con bloqueo del par de giro está representada en la Figura 1 con las dimensiones A = 6,0 mm, B = 2,62 mm, C = 1,8 mm, D = 3,5 mm, E = 8,0 a 40 mm. En la cabeza del tornillo está incorporada una huella hexagonal interior de B = 2,62 mm, en cuyos lados están colocadas puntas Torx de dimensiones F = 0,40 mm y G = 0,26 mm. Las puntas se sitúan en un plano con la huella hexagonal interior y están colocadas en sus lados. Esta cabeza de tornillo activa el bloqueo del par de giro para un par de giro de 1,42 /-0,12 Nm. Si se supera este par de giro, las puntas se rompen y el tornillo no se puede dañar más. A continuación, puede desenroscarse del hueso con una llave Allen hexagonal adecuada y sustituirse por otro tornillo.
En la Figura 10 está representada la forma de realización ventajosa en la que la huella poligonal interior está situada más profunda en el tornillo que la huella multilobulada interior. Las puntas de la huella multilobulada interior no se sitúan entonces en un plano con los lados de la huella poligonal interior, sino por encima de ellos.
Como está representado, la huella poligonal interior tiene un diámetro más pequeño que la huella multilobulada interior. Como diámetro para la huella multilobulada interior debe entenderse el círculo que es tangente a las puntas por el interior en su base (H). Como diámetro para la huella poligonal interior debe entenderse el círculo que es tangente a todos los lados (B).
Símbolos de referencia
A diámetro de la cabeza del tornillo
B diámetro de la huella poligonal interior
C profundidad de la huella de tornillo
D diámetro del eje del tornillo o diámetro de la rosca (exterior)
E longitud total del tornillo
F grosor de las puntas que bloquean el par de giro en la base
G altura de las puntas que bloquean el par de giro
G* altura restante de las puntas después de romperse
R radio del orificio en las puntas para debilitar el par de giro máximo
H diámetro de la huella multilobulada interior
Claims (8)
1. Tornillo con huella de tornillo, en el que
- en una cabeza de tornillo están incorporadas dos huellas de tornillo, una de las cuales es una huella poligonal interior, y
- la segunda huella es una huella multilobulada interior,
de modo que la huella multilobulada interior es una huella de tornillo en forma de una estrella multiradial, en la que los rayos están conformados en forma de puntas redondeadas u otras formas de punta,
caracterizado por que
- la huella de tornillo comprende un bloqueo del par de giro integrado, y
- cuando se sobrepasa un par de giro adaptado a la construcción del tornillo, las puntas que consituyen la huella se rompen, cortan o aplanan, de manera que se evita un daño de la rosca, del eje del tornillo o el arranque de la cabeza del tornillo.
2. Tornillo con huella de tornillo según la reivindicación 1, caracterizado por que la huella multilobulada interior está colocada sobre la huella poligonal interior, de tal manera que tras la rotura de las puntas de la huella multilobulada interior debido a la superación del par de giro máximo, la huella poligonal interior se mantiene.
3. Tornillo con huella de tornillo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la huella poligonal interior está realizada como huella hexagonal interior o como huella pentagonal interior o como huella cuadrada interior o como huella triangular interior.
4. Tornillo con huella de tornillo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
el diámetro de la huella poligonal interior (B) es de 1-20 mm,
la profundidad de la huella de tornillo (C) es de 0,5-6 mm,
el grosor de las puntas que bloquean el par de giro en la base (F) es de 0,1-4 mm,
la altura de las puntas que bloquean el par de giro (G) es de 0,1-3 mm,
la altura restante de las puntas después de romperse (G*) es de 0,01-1 mm,
y el diámetro del orificio en las puntas para debilitar el par de giro máximo (2R) es de 0,06-1,6 mm.
5. Tornillo con huella de tornillo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
está hecho de al menos un polímero o de madera o de cerámica o de material compuesto o de al menos un metal.
6. Tornillo con huella de tornillo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado por que
un tornillo de magnesio biodegradable está hecho de una aleación de magnesio con un contenido de metales de tierras raras del 1,5 al 5% en peso, del cual del 1,5 al 2,5% en peso es neodimio, un contenido de itrio de 1,5 a 5% en peso, un contenido de circonio de 0,1 a 2,5% en peso, un contenido de zinc de 0,01 a 1% en peso, así como impurezas inevitables, en el que el contenido total de posibles impurezas es inferior al 1% en peso y el contenido de aluminio es inferior al 0,5% en peso y el resto contiene 100% en peso de magnesio.
7. Tornillo con huella de tornillo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
el diámetro de la cabeza del tornillo (A) es de 2-30 mm,
el diámetro de la huella poligonal interior (B) es de 1-20 mm,
la profundidad de la huella de tornillo (C) es de 0,5-6 mm,
el diámetro del eje del tornillo/diámetro de la rosca (D) es de 2-15 mm,
la longitud total del tornillo (E) es de 5-120 mm,
el grosor de las puntas que bloquean el par de giro en la base (F) es de 0,1- 4 mm,
la altura de las puntas que bloquean el par de giro (G) es de 0,1-3 mm,
la altura restante de las puntas después de romperse (G*) es de 0,01-1 mm,
y el diámetro del orificio en las puntas para debilitar el par de giro máximo (2R) es de 0,06-1,6 mm.
8. Tornillo con huella de tornillo según una de las reivindicaciones 1 a 5, 7, caracterizado por que está hecho de al menos un polímero o de madera o de cerámica o de material compuesto o de al menos un metal.
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