ITBG20120021A1 - INSTRUMENT FOR CONTROLLED BONE CEMENT INJECTION FOR VERTEBROPLASTIC TREATMENT. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Invenzione avente per TITOLO: Invention having as TITLE:
“STRUMENTO PER L'INIEZIONE CONTROLLATA DI CEMENTO OSSEO PER IL TRATTAMENTO DI VERTEBROPLASTICA "INSTRUMENT FOR THE CONTROLLED INJECTION OF BONE CEMENT FOR THE TREATMENT OF VERTEBROPLASTIC
[0001] La presente invenzione è relativa ad uno strumento di iniezione del cemento osseo per il trattamento chirurgico di vertebroplastica percutanea. The present invention relates to a bone cement injection instrument for the surgical treatment of percutaneous vertebroplasty.
[0002] Esiste una necessità clinica di iniettare cemento osseo, nelle ossa vertebrali del paziente per curare malattie come: tumore metastatici, frature vertebrali, osteoporosi. Durante la procedura chiamata “vertebroplastica’’, il cemento osseo è inietato all'interno del corpo della vertebra collassata o fratturata, attraverso una canuto inserita nel corpo della vertebra stessa e collegata ad un sistema di distribuzione del cemento. Il cemento osseo vulcanizza all'interno del corpo delia vertebra attraverso una reazione di polimerizzazione, formando una struttura solida di supporto. [0002] There is a clinical need to inject bone cement into the patient's vertebral bones to treat diseases such as: metastatic tumor, vertebral fractures, osteoporosis. During the procedure called "vertebroplasty '', the bone cement is injected into the body of the collapsed or fractured vertebra, through a canute inserted into the body of the vertebra itself and connected to a cement distribution system. The bone cement vulcanizes within the body of the vertebra through a polymerization reaction, forming a solid support structure.
[0003] Il cemento osseo è preparato mescolando con un opportuno strumento una sostanza liquida e una sostanza in polvere. Il maggior componente della sostanza liquida è metiimetacrilato (MMA), mentre il maggiore componente della sostanza in polvere è il poìimetilmetacriìato (PMMA). [0003] Bone cement is prepared by mixing a liquid substance and a powder substance with a suitable instrument. The major component of the liquid substance is methiimethacrylate (MMA), while the major component of the powder substance is polyimethylmetacrylate (PMMA).
Dal momento che il cemento ha otenuto la correta consistenza, l'operatore ha un tempo generalmente inferiore ai 10 minuti per eseguire l'iniezione prima che la reazione esotermica di polimerizzazione provochi l’indurimento del cemento. La conseguenza è che l'operatore, inietta solitamente, un quantitativo elevato di cemento nell’unità di tempo con aumento della probabilità di errore. Since the cement has obtained the correct consistency, the operator generally has less than 10 minutes to perform the injection before the exothermic polymerization reaction causes the cement to harden. The consequence is that the operator usually injects a large amount of cement per unit of time with an increase in the probability of error.
Inoltre durante un trattamento multivertebra in una sola seduta, nasce l<’>esigenza di eseguine più di un processo di mescola data la rapida polimerizzazione del cemento. Furthermore, during a multivertebra treatment in a single session, the need arises to perform more than one mixing process given the rapid polymerization of the cement.
[0004] La tecnica chirurgica necessità quindi di uno strumento capace principalmente di incrementare il tempo in cui il cemento osseo è inietabile e di controllare meglio il processo di iniezione stesso. [0004] The surgical technique therefore requires an instrument capable mainly of increasing the time in which the bone cement is injectable and of better controlling the injection process itself.
[0005]Esperimenti scientifici hanno mostrato che diminuendo la temperatura del cemento durante la fase di iniezione è possibile diminuire la viscosità del cemento e aumentare il tempo in cui rimane ancora iniettabile. [0005] Scientific experiments have shown that by decreasing the temperature of the cement during the injection phase it is possible to decrease the viscosity of the cement and increase the time it remains for injection.
[0006] Tuttavia nessuno degli strumenti inventati sino ad oggi, possiede un sistema di controllo della temperatura de! cemento osseo durante la fase di iniezione. [0006] However, none of the instruments invented to date have a system for controlling the temperature of the bone cement during the injection phase.
[0007] L'oggetto della presente invenzione è costituito da un nuovo strumento di distribuzione del cemento capace di controllare la viscosità del cemento prima dell'iniezione e di incrementare il tempo in cui il cemento è iniettabile. Inoltre io strumento è capace di iniettare il cemento con due diverse velocità di iniezione. [0007] The object of the present invention consists of a new cement distribution tool capable of controlling the viscosity of the cement before injection and of increasing the time in which the cement is injectable. Furthermore, the instrument is capable of injecting cement with two different injection speeds.
[0008] Lo strumento è capace di ospitare una siringa di un volume di 10 mL al suo interno ed è composto da un sistema di movimentazione dello stantuffo appartenete alla siringa, da un sistema dì trasmissione e da un sistema di controllo della temperatura della siringa. [0008] The instrument is capable of accommodating a syringe of a volume of 10 mL inside it and is composed of a piston movement system belonging to the syringe, a transmission system and a syringe temperature control system.
Lo strumento necessita di un opportuno strumento esterno di mescolamento del cemento che dopo il processo di mescola viene aspirato ali'intemo di siringhe da 10 mL. The instrument requires an appropriate external cement mixing tool which, after the mixing process, is aspirated into 10 mL syringes.
[0009] La siringa viene inserita nello strumento e attraverso un sistema a camma, lo stantuffo delia siringa viene collegato manualmente al sistema di movimentazione che è composto da una guida scorrevole che viene messa in movimentazione da un sistema a vite madrevite. [0009] The syringe is inserted into the instrument and through a cam system, the plunger of the syringe is manually connected to the handling system which is composed of a sliding guide which is moved by a screw nut system.
La vite viene messa in rotazione manualmente e grazie ad un sistema di trasmissione collegato con essa, sono possibili due diverse velocità di rotazioni che corrispondono rispettivamente a due diverse velocità di iniezione o aspirazione del cemento. The screw is rotated manually and thanks to a transmission system connected to it, two different rotation speeds are possible which correspond respectively to two different speeds of injection or aspiration of the cement.
[0010] Il sistema di controllo della temperatura delia siringa è composto principalmente da un ponte termico in alluminio e da un sistema di raffreddamento composto a sua volta da un modulo termoelettrico, e da un apparato di smaltimento del calore generato durante il funzionamento del modulo stesso. Tale apparato può essere composto da un dissipatore di calore ad alette di alluminio e un ventilatore, oppure da un condotto di alluminio dove circola acqua. [0010] The syringe temperature control system is mainly composed of an aluminum thermal bridge and a cooling system composed in turn of a thermoelectric module, and of an apparatus for dissipating the heat generated during the operation of the module itself . This apparatus can be composed of a heat sink with aluminum fins and a fan, or an aluminum duct where water circulates.
[0011] I principali vantaggi dell’invenzione sono relativi principalmente all’inserimento diretto di siringhe in plastica senza necessità di utilizzare speciali sistemi per inserire il cemento osseo nello strumento di distribuzione del cemento; l'utilizzo di un sistema di movimentazione dello stantuffo della siringa integrato con un sistema di trasmissione che consente due velocità di aspirazione e iniezione consentendo all'operatore una maggiore precisione durante la fase di iniezione del cemento nei corpo della vertebra; un sistema di controllo della temperatura che consente tramite il controllo della tensione applicata ad un modulo termoelettrico di variare la temperatura dei cemento osseo e di controllarne indirettamente la viscosità e quindi il tempo in cui rimane iniettabile. [0011] The main advantages of the invention relate mainly to the direct insertion of plastic syringes without the need to use special systems to insert the bone cement into the cement distribution tool; the use of a movement system of the syringe plunger integrated with a transmission system that allows two speeds of aspiration and injection allowing the operator greater precision during the injection phase of the cement in the body of the vertebra; a temperature control system that allows, through the control of the voltage applied to a thermoelectric module, to vary the temperature of the bone cement and to indirectly control its viscosity and therefore the time in which it remains injectable.
[0012] Il sistema necessità di energia elettrica per il funzionamento del sistema di controllo della temperatura. Tale energia può essere fornita in due diversi modi; utilizzando un apparato esterno che è collegato allo strumento attraverso cavi elettrici o da un apparato interno allo strumento che include un accumulatore elettrico ricaricabile. [0012] The system needs electrical power for the operation of the temperature control system. This energy can be provided in two different ways; using an external apparatus that is connected to the instrument through electrical cables or from an apparatus internal to the instrument that includes a rechargeable electric accumulator.
[0013] FIG. 1 è una vista laterale dello strumento di iniezione connesso con una possibile sistema di distribuzione del cemento composto da un condotto in plastica e da una canula. La figura intende rappresentare principalmente l’ergonomia dello strumento. [0013] FIG. 1 is a side view of the injection tool connected with a possible cement distribution system consisting of a plastic duct and a cannula. The figure is intended mainly to represent the ergonomics of the instrument.
[0014] FIG. 2 è la vista laterale della serie di strumenti necessari al trattamento di vertefaroplastica. [0014] FIG. 2 is the side view of the series of instruments necessary for the treatment of vertepharoplasty.
[0015] FIG. 3 è la vista tridimensionale esplosa deilo strumento di iniezione che mostra principalmente tutti i componenti in dettaglio del complessivo stesso. [0015] FIG. 3 is the exploded three-dimensional view of the injection tool which mainly shows all the components in detail of the assembly itself.
[0016] FIG. 4 è la vista tridimensionale dello strumento di iniezione senza siringa. La figura mostra principalmente il sistema di apertura e chiusura per l’inserimento delia siringa nella rispetiva sede. [0016] FIG. 4 is the three-dimensional view of the injection tool without syringe. The figure mainly shows the opening and closing system for inserting the syringe into its respective seat.
[0017] FIG.5 è la vista tridimensionale dello strumento di iniezione con siringa inserita. La figura mostra da un'altra prospettiva rispetto alla FIG.4, il sistema di apertura e chiusura per l'inserimento della siringa presente nella rispettiva sede. [0017] FIG.5 is the three-dimensional view of the injection tool with syringe inserted. The figure shows from another perspective with respect to FIG. 4, the opening and closing system for inserting the syringe present in the respective seat.
[0018] FIG.6 è lo schema del sistema di iniezione a due velocità. Lo schema è rappresentato da una vista laterale dei soli componenti principali del sistema di iniezione stesso. La figura mostra principalmente il sistema dì aggrappaggio dello stantuffo della siringa, il sistema di movimentazione della siringa e il sistema di trasmissione a due velocità. [0018] FIG.6 is the diagram of the two-speed injection system. The diagram is represented by a side view of only the main components of the injection system itself. The figure mainly shows the gripping system of the syringe plunger, the handling system of the syringe and the two-speed transmission system.
[0019] FIG.7 è Sa vista tridimensionale del sistema di iniezione del cemento separato nelle due parti principali composte dal sistema di controllo della temperatura e dal resto dello strumento. [0019] FIG.7 is a three-dimensional view of the cement injection system separated into the two main parts made up of the temperature control system and the rest of the instrument.
[0020] FIG. 8 è la vista anteriore frontale del sistema di controllo della temperatura e dei suoi componenti principali. [0020] FIG. 8 is the front front view of the temperature control system and its main components.
[0021] FIG. 9 è la vista posteriore frontale del sistema di controllo della temperatura e dei suoi componenti principali. [0021] FIG. 9 is the front rear view of the temperature control system and its main components.
[0022] F1G.10 schema rappresentante il metodo di raffreddamento ad aria del modulo termoelettrico. Lo schema è rappresentato mediante una vista laterale dello strumento di iniezione e da frecce che rappresentano con la loro direzione e verso la velocità dell’aria. Le frecce non sono da considerarsi veri e propri vetton di velocità nel senso fluidodinamica dei termine perché sono stati tracciati senza seguire precisamente nessuna legge fisica, ma servono tuttavia in maniera approssimativa a rendere l'idea del movimento dell'aria di raffreddamento quando lo strumento viene acceso. [0022] F1G.10 diagram representing the air cooling method of the thermoelectric module. The diagram is represented by a side view of the injection tool and by arrows that represent with their direction and towards the speed of air. The arrows are not to be considered real speed vettons in the fluid dynamic sense of the term because they have been traced without precisely following any physical law, but nevertheless serve in an approximate way to convey the idea of the movement of the cooling air when the instrument is switched on.
[0023] In questa parte verrà discussa in dettaglio l'invenzione. L’esempio di strumentazione che viene proposto è relativo al caso in cui l'apparato di controllo della temperatura viene alimentato da un punto di vista energetico da un cavo elettrico esterno mentre il calore generato dal modulo termoelettrico viene smaltito attraverso un dissipatore di calore ad alette di alluminio e un ventilatore. In this part the invention will be discussed in detail. The example of instrumentation that is proposed relates to the case in which the temperature control apparatus is powered from an energy point of view by an external electrical cable while the heat generated by the thermoelectric module is disposed of through a fin heat sink. of aluminum and a fan.
Lo strumento potrebbe essere potenzialmente anche alimentato da un accumulatore elettrico, mentre il calore potrebbe essere dissipato mediante un flusso di acqua. Quest'uitìma variante delio strumento non è esposta in questa descrizione. The instrument could potentially also be powered by an electric accumulator, while the heat could be dissipated by a flow of water. This latest variant of the instrument is not set forth in this description.
Le geometrie dello strumento non sono vincolanti al funzionamento dell'apparato, che può essere costruito con delle forme geometriche diverse. The geometries of the instrument are not binding on the functioning of the apparatus, which can be built with different geometric shapes.
Le figure non sono tutte in scala. Alcune figure illustrano in dettaglio il funzionamento di alcuni componenti. Tuttavia la struttura descritta vuole essere una base rappresentativa dell'idea che è esposta nelle rivendicazioni. Il modello descritto è da intenderei come un insegnamento nell'utilizzazione di tale idea. The figures are not all to scale. Some figures illustrate in detail the operation of some components. However, the described structure is intended to be a representative basis of the idea which is set out in the claims. The model described is intended as a teaching in the use of this idea.
[0024] L’esempio della presente invenzione serve per controllare le condizioni di iniezione del cemento osseo durante il trattamento di vertebra plastica, in termini di temperatura e di velocità di iniezione. [0024] The example of the present invention serves to control the injection conditions of the bone cement during the treatment of plastic vertebrae, in terms of temperature and injection speed.
[0025] L’esempi di strumento di iniezione proposto è presente in FIG.l dove è possibile osservare l’ergonomia del sistema di iniezione 37 e come esso venga sostenuto dalle mani dell'operatore. La siringa presente all'interno del sistema di iniezione è collegata mediante un condotto in plastica 38 [0025] The example of the proposed injection tool is present in FIG. 1 where it is possible to observe the ergonomics of the injection system 37 and how it is supported by the hands of the operator. The syringe inside the injection system is connected by means of a plastic duct 38
alla canula per eseguire la perforazione nel corpo della vertebra 39. to the cannula to drill into the body of the vertebra 39.
[0026] L'utilizzo dei principi della presente invenzione possono essere rappresentati da un equipaggiamento che è mostrato in FIG.2 composto da uno strumento per mescolane il cemento osseo 40, una siringa 5, uno strumento di iniezione 37, una canula per eseguire la perforazione nel corpo della vertebra 39 e un condotto in plastica per collegare lo strumento di iniezione alia canula stessa 38. Lo strumento per mescolare il cemento 40, la canula per eseguire la perforazione della vertebra 39, il condotto in plastica 38 e la siringa 5, non sono oggetto dell'invenzione e sono rappresentativi di come io strumento di iniezione 37 oggetto dell'invenzione, possa essere integrato con altri elementi che completano il KIT per eseguire l'operazione di vertebropl astica. [0026] The use of the principles of the present invention can be represented by an equipment which is shown in FIG. 2 consisting of an instrument for mixing the bone cement 40, a syringe 5, an injection instrument 37, a cannula for performing the perforation in the body of the vertebra 39 and a plastic conduit to connect the injection tool to the cannula itself 38. The instrument for mixing the cement 40, the cannula for drilling the vertebra 39, the plastic conduit 38 and the syringe 5, they are not object of the invention and are representative of how the injection instrument 37 object of the invention can be integrated with other elements which complete the KIT to perform the vertebroplastic operation.
[0027] Dalla FIG 3 che rappresenta la vista di esploso dello strumento è possibile osservare tutti i componenti del sistema di iniezione, in particolare il telaio principale dello strumento 1 , il sistema di apertura a cerniera 3, la scatola che contiene il sistema di trasmissione a due velocità 4, il sistema dì aggrappagio della siringa 6 che è composto da un asta e una camma, il pomello di movimentazione del sistema di aggrappaggio 7. la vite di serraggio 8 che svincola o vincola il sistema di aggrappaggio al sistema di movimentazione 9, [0027] From FIG 3 which represents the exploded view of the instrument it is possible to observe all the components of the injection system, in particular the main frame of the instrument 1, the hinged opening system 3, the box containing the transmission system with two speeds 4, the gripping system of the syringe 6 which is composed of a rod and a cam, the handling knob of the gripping system 7. the tightening screw 8 that releases or constrains the gripping system to the handling system 9 ,
Il sistema di trasmissione consente due velocità di iniezione o aspirazione de! cemento osseo, che corrispondono rispettivamente alla rotazione della manopola secondaria 10 e alla rotazione della manopola principale 11. La scatola che contiene il sistema di trasmissione a due velocità 4, viene chiusa attraverso il coperchio di chiusura 13 che viene incastrato attraverso il coperchio di incastro 12. The transmission system allows two speeds of injection or aspiration of the! bone cement, which correspond respectively to the rotation of the secondary knob 10 and the rotation of the main knob 11. The box containing the two-speed transmission system 4 is closed through the closing cover 13 which is inserted through the interlocking cover 12 .
All'interno della scatola che contiene il sistema di trasmissione è presente un sistema ad ingranaggi composto da un ingranaggio esterno sole 18, due ingranaggi esterni planetari 19 e da un ingranaggio interno dì base 20. Gli ingranaggi planetari si muovono solidali con i due alberi di rotazione della manopola secondaria 15, mentre l'ingranaggio sole si muove solidale con l’albero di rotazione della manopola principale 16. Inside the box that contains the transmission system there is a gear system consisting of an external sun gear 18, two external planetary gears 19 and an internal base gear 20. The planetary gears move together with the two drive shafts. rotation of the secondary knob 15, while the sun gear moves integral with the rotation shaft of the main knob 16.
i due alberi 15 sono liberi di ruotare all'estremità prossima all'albero principale vite 17 e sono incernierati nell'altra estremità attraverso due cuscinetti 14 alla manopola secondaria 10. the two shafts 15 are free to rotate at the end close to the main screw shaft 17 and are hinged in the other end through two bearings 14 to the secondary knob 10.
L’albero di rotazione della manopola principale 16 è incastrato ad una estremità all’albero principale vite 17 ed è incastrato anche all’estremità opposta alla manopola principale 11. The rotation shaft of the main knob 16 is wedged at one end to the main screw shaft 17 and is also wedged at the opposite end to the main knob 11.
Il sistema dì apertura per l'inserimento della siringa 3 grazie ad una cerniera 23, consente l'inserimento della siringa che durante la fase di iniezione del cemento osseo è in contatto termico con il ponte termico inferiore 22 e il ponte termico superiore 21. Il ponte termico superiore e inferiore serve per trasmettere calore proveniente dal sistema di controllo della temperatura alla siringa. The opening system for the insertion of the syringe 3, thanks to a hinge 23, allows the insertion of the syringe which during the step of injecting the bone cement is in thermal contact with the lower thermal bridge 22 and the upper thermal bridge 21. The upper and lower thermal bridge serves to transmit heat from the temperature control system to the syringe.
[0028] Riferendoci ancora alla FIG. 3, il sistema di controllo della temperatura che è separabile dalla parte principale dello strumento è composto dall’involucro del sistema dì controlla della temperatura 24 che è vincolabile attraverso le viti di fissaggio del sistema di controllo temperatura 29. All’interno è presente uno scambiatore di calore ad alette di alluminio 30, un modulo termoelettrico a cella di Peltier 31, una piastra di interfaccia termica 33 tra il modulo termoelettrico e il ponte termico inferiore 22 che serve a trasmettere calore tra questi due corpi, una piastra in plastica di supporto 32 per il fissaggio dei vari componenti 30, 31 , 33. Tale piastra di supporto viene inserita grazie ad una guida all'interno del sistema di contrailo della temperatura e viene poi vincolata alla traslazione grazie al coperchio di incastro dei componenti del sistema di controllo della temperatura 34. [0028] Referring again to FIG. 3, the temperature control system which can be separated from the main part of the instrument is composed of the casing of the temperature control system 24 which can be constrained through the fixing screws of the temperature control system 29. There is an exchanger inside. finned heat module 30, a Peltier cell thermoelectric module 31, a thermal interface plate 33 between the thermoelectric module and the lower thermal bridge 22 which serves to transmit heat between these two bodies, a supporting plastic plate 32 for fixing the various components 30, 31, 33. This support plate is inserted thanks to a guide inside the temperature control system and is then constrained to the translation thanks to the interlocking cover of the components of the temperature control system 34.
[0029] L'operatore che ha il compito di eseguire l'operazione , dovrà eseguire il mescolamento del cemento osseo e il caricamento di esso all'interno di siringhe da 10 mL. Prima dell'operazione di mescola che in genere dura 5 minuti, lo strumento di iniezione può essere acceso, che significa alimentare elettronicamente il modulo termoelettrico 31 e il ventilatore 35 per il raffreddamento in convenzione forzata dello scambiatore di calore ad alette di alluminio 30. [0029] The operator who has the task of carrying out the operation must perform the mixing of the bone cement and loading it into 10 mL syringes. Before the mixing operation which generally lasts 5 minutes, the injection tool can be switched on, which means electronically powering the thermoelectric module 31 and the fan 35 for forced convection cooling of the aluminum fin heat exchanger 30.
Applicando uno differenza di potenziale nel tempo, il modulo termoelettrico genera una differenza di temperatura ai suoi lati. In particolare se si applica la tensione con il giusto verso è possibile ottenere l'innalzamento della temperatura rispetto alla temperatura ambiente, della faccia del modulo stesso rivolta verso lo scambiatore ad alette dì alluminio 30 e l’abbassamento di temperatura della facci del modulo termoelettrico rivolta verso la piastra 33. By applying a potential difference over time, the thermoelectric module generates a temperature difference on its sides. In particular, if the voltage is applied in the right direction, it is possible to obtain an increase in temperature with respect to the ambient temperature, of the face of the module itself facing the aluminum fin heat exchanger 30 and the lowering of the temperature of the face of the thermoelectric module facing towards plate 33.
L’abbassamento delia temperatura dei lato freddo del modulo genera per conduzione un abbassamento di temperatura del ponte termico inferiore 22 e del ponte termico superiore 21 . The lowering of the temperature of the cold side of the module generates by conduction a lowering of the temperature of the lower thermal bridge 22 and of the upper thermal bridge 21.
Con la configurazione mostrata in Fig 3, in cui il lato caldo del modulo termoeletrico è raffreddato mediante aria in movimento, è possibile ottenere una rilevante diminuzione di temperatura del ponte termico, che dipende della potenza applicata al modulo termoelettrico. La diminuzione dì temperatura nel ponte termico inferiore 22 e superiore 21 genera per conduzione di calore un diminuzione di temperatura della siringa e quindi del cemento osseo in essa contenuto ottenendo in questo modo in circa cinque minuti, valori di temperatura del cemento osseo da 20 °C a 0°C dipendentemente dalla potenza applicata al modulo termoelettrico, With the configuration shown in Fig 3, in which the hot side of the thermoelectric module is cooled by moving air, it is possible to obtain a significant decrease in the temperature of the thermal bridge, which depends on the power applied to the thermoelectric module. The decrease in temperature in the lower 22 and upper 21 thermal bridge generates by heat conduction a decrease in the temperature of the syringe and therefore of the bone cement contained in it, thus obtaining in about five minutes, temperature values of the bone cement from 20 ° C at 0 ° C depending on the power applied to the thermoelectric module,
[0030] Il ponte termico inferiore 22 e superiore 21 che si trova a temperatura inferiore rispetto alla temperatura ambiente raffredda la siringa 5 per conduzione e il cemento osseo al suo interno. [0030] The lower 22 and upper 21 thermal bridge which is at a lower temperature than the ambient temperature cools the syringe 5 by conduction and the bone cement inside it.
Controllando la temperatura, in particolare diminuendo la temperatura del cemento osseo è possibile aumentare il tempo in cui il cemento è iniettabile ed è possibile ottenere diverse curve di viscosità del cemento nel tempo durante la fase di iniezione. By controlling the temperature, in particular by decreasing the temperature of the bone cement, it is possible to increase the time in which the cement is injectable and it is possible to obtain different viscosity curves of the cement over time during the injection phase.
Un ulteriore variante del metodo potrebbe essere quella di caricane nello strumento una siringa già raffreddata mediante un sistema separato dallo strumento. In questo situazione lo strumento avrebbe il compito di mantenere la temperatura desiderata durante la fase di iniezione. A further variant of the method could be that of loading into the instrument a syringe already cooled by means of a system separate from the instrument. In this situation the instrument would have the task of maintaining the desired temperature during the injection phase.
[0031] con riferimento alla figura 4 e 5, l'inserimento della siringa nello strumento avviene aprendo il sistema di apertura per l’inserimento della siringa 3 e inserendo la siringa 5 nell'apposita sede 36. Il sistema di apertura per l'inserimento della siringa 3 viene di seguito chiuso e la siringa è vincolata alla traslazione e alla rotazione mediante la apposita sede 36. [0031] with reference to figures 4 and 5, the insertion of the syringe into the instrument takes place by opening the opening system for the insertion of the syringe 3 and inserting the syringe 5 in the appropriate seat 36. The opening system for the insertion of the syringe 3 is then closed and the syringe is constrained to translation and rotation by means of the appropriate seat 36.
Lo stantuffo della siringa viene agganciato manualmente svitando la vite di serraggio 8 e traslando e ruotando il pomello di movimentazione del sistema di aggrappaggio 7, Quando lo stantuffo è agganciato al sistema di movimentazione 9, la vite di serraggio 8 viene di nuovo avvitata. The plunger of the syringe is manually engaged by unscrewing the clamping screw 8 and translating and rotating the handling knob of the gripping system 7, When the plunger is hooked to the handling system 9, the clamping screw 8 is screwed again.
[0032] Riferendoci alla Fig. 6, dopo che l'operatore a completato l’operazione di connessione della siringa alla camma del sistema dì agrappaggto, lo stantuffo della siringa 6 si muove solidale con il sistema di movimentazione 9. Quest’ultimo è solo libero di traslare nella direzione longitudinale dello strumento. In particolare dell’albero principale vite 17 , che è invece solo libero di ruotare, costringe alla traslazione il sistema di movimentazione 9, che significa in ultima analisi mettere in traslazione lo stantuffo delia siringa 5 iniettando o aspirando il cemento fuori dalla siringa. Questo sistema a vite-madrevite permette di trasformare un moto rotatorio in un. moto traslatorio. La velocità di traslazione del sistema di movimentazione 9 è direttamente proporzionale alla velocità di rotazione dell'albero principale vite 17 e al passo della filettature del sistema vite -madrevite. [0032] Referring to Fig. 6, after the operator has completed the operation of connecting the syringe to the cam of the gripping system, the plunger of the syringe 6 moves integral with the handling system 9. The latter is only free to translate in the longitudinal direction of the instrument. In particular of the main screw shaft 17, which is instead only free to rotate, forces the movement system 9 to translate, which ultimately means translating the plunger of the syringe 5 by injecting or sucking the cement out of the syringe. This screw-nut system allows you to transform a rotary motion into a. translatory motion. The translation speed of the movement system 9 is directly proportional to the rotation speed of the main screw shaft 17 and to the thread pitch of the screw-nut system.
[0033] Riferendoci alla FIG. 6 e alla FIG. 3, la rotazione dell'albero principale vite 17 può avvenire con due diverse velocità a seconda che l'operatore ruoti la manopola principale 11 o la manopola secondaria 10. La manopola principale 11 ruota solidale all'albero di rotazione della manopola principale 16, che è a sua volta ruota solidale con l'ingranaggio sole 18 e con l<’>albero principale vite 17, ottenendo un rapporto di trasmissione unitario, dato che il numero di giri delia manopola principale 11 è lo stesso del numero di giri dell’albero principale vite 17. [0033] Referring to FIG. 6 and FIG. 3, the rotation of the main screw shaft 17 can take place with two different speeds depending on whether the operator rotates the main knob 11 or the secondary knob 10. The main knob 11 rotates integral with the rotation shaft of the main knob 16, which it in turn rotates integral with the sun gear 18 and with the main shaft screw 17, obtaining a unitary transmission ratio, since the number of turns of the main knob 11 is the same as the number of turns of the shaft main screw 17.
La manopola secondaria ruota solidale con la rotazione dei due alberi di rotazione secondaria attorno all<’>asse di rotazione dell'albero della manopola principale. The secondary knob rotates integral with the rotation of the two secondary rotation shafts around the axis of rotation of the shaft of the main knob.
In particolare, i due alberi di rotazione della manopola secondaria 15 ruotano attorno al proprio asse e attorno ad all'asse di rotazione dell’albero di rotazione della manopola principale 16. In particular, the two rotation shafts of the secondary knob 15 rotate around their own axis and around the rotation axis of the rotation shaft of the main knob 16.
La combinazione di queste due rotazioni degli alberi di rotazione della manopola secondaria che si muovono solidale con i due ingranaggi esterni planetari 19, generano una rotazione dell’albero di rotazione delia manopola principali 6 che differisce dalla rotazione della manopola secondaria 10, generando una diversa velocità di traslazione dello stantuffo per ogni giro della manopola secondaria 10. In definitiva se si ruota la manopola principale 11 si ottiene un rapporto di trasmissione pari ad 1 , che significa che per ogni giro della manopola principale lo stantuffo ha traslato di una quantità pari al passo dell<’>elica cilindrica della filettatura della vite principale 16, mentre se si ruota la manopola secondaria lo stantuffo trasla di una quantità proporzionale ai passo dell’elica moltiplicata per il rapporto di trasmissione che dipende a sua volta dal diametro dell'ingranaggio sole e dei due planetari. The combination of these two rotations of the rotation shafts of the secondary knob, which move integrally with the two external planetary gears 19, generate a rotation of the rotation shaft of the main knob 6 which differs from the rotation of the secondary knob 10, generating a different speed. of translation of the piston for each revolution of the secondary knob 10. Ultimately, if the main knob 11 is rotated, a transmission ratio equal to 1 is obtained, which means that for each revolution of the main knob the piston has translated by an amount equal to the pitch of the cylindrical helix of the thread of the main screw 16, while if the secondary knob is rotated the plunger translates by a quantity proportional to the pitch of the helix multiplied by the transmission ratio which in turn depends on the diameter of the sun gear and of the two planetariums.
Nella nostra configurazione rappresentata in Fig 3 è possibile ottenere un rapporto di trasmissione di 2.4 che significa che per ogni giro della manopola secondaria 10, lo stantuffo trasla di una quantità che è pari a 2.4 volte il passo dell'elica che costituisce la filettatura dell'albero di rotazione della manopola principale 16. In our configuration represented in Fig 3 it is possible to obtain a transmission ratio of 2.4 which means that for each revolution of the secondary knob 10, the piston translates by a quantity which is equal to 2.4 times the pitch of the helix which constitutes the thread of the main knob rotation shaft 16.
Questa configurazione possiede l'indubbio vantaggio di poter iniettare o aspirare il cemento con due diverse velocità. In particolare la manopola secondaria è utilizzabile soprattutto nei casi di emergenza, in cui l'operatore potrebbe avere la necessità di aspirare un quantitativo di cemento grande nell'unità di tempo. This configuration has the undoubted advantage of being able to inject or aspirate the cement at two different speeds. In particular, the secondary knob can be used above all in emergency cases, in which the operator may need to suck up a large quantity of cement per unit of time.
[0034]F3⁄4ferendoci alla Fig 7, lo strumento è separabile in due parti principali, il sistema di controllo della temperatura 2 e il telaio principale dello strumento 1. Il sistema di controllo della temperatura è normalmente posizionato adiacente al telaio principale dello strumento 1 tramite quattro elementi cilindrici 25 all’interno delle rispettive sedi 26. Per garantire l'incastro tra i due elementi e soprattutto per diminuire la resistenza termica di contatto tra la piastra di interfaccia termica 33 e il modulo il ponte termico inferiore 22, sono presenti due viti di fissaggio 29 che si avvitano all'interno delle rispettive sedi nel telaio principale deilo strumento 1. [0034] F3⁄4 Referring to Fig 7, the instrument can be separated into two main parts, the temperature control system 2 and the main frame of the instrument 1. The temperature control system is normally positioned adjacent to the main frame of the instrument 1 through four cylindrical elements 25 inside the respective seats 26. To ensure the joint between the two elements and above all to reduce the thermal contact resistance between the thermal interface plate 33 and the module, the lower thermal bridge 22, there are two fixing screws 29 which are screwed into their respective seats in the main frame of the instrument 1.
[0035] Il sistema può essere separato in due parti come descritto nel punto precedente, per consentire una migliore pulizia del sistema stesso. Il telaio principale delio strumento 1 con tutte le sue parti può essere facilmente sterilizzato con i normali metodi di sterilizzazione, mentre il sistema di controllo della temperatura 2 può essere pulito o se è necessario cambiato ed essendo presenti parti elettriche all'interno è quindi per sua natura da considerarsi di difficile sterilizzazione. [0035] The system can be separated into two parts as described in the previous point, to allow a better cleaning of the system itself. The main frame of the instrument 1 with all its parts can be easily sterilized with the normal methods of sterilization, while the temperature control system 2 can be cleaned or if it is necessary changed and being present electrical parts inside it is therefore for its nature to be considered difficult to sterilize.
[0036] In riferimento alla FIG. 8 e FIG. 9, i componenti del sistema di controllo della temperatura quali scambiatore di calore ad alette 30, modulo termoelettrico a cella di Peltier 31, piastra di interfaccia termica 33 sono incastrati alla piastra in plastica di supporto 32. Il ventilatore 35 aspira aria longitudinalmente dalla parte anteriore dello strumento (la parte più vicina al paziente) alla parte posteriore. Ne! caso in cui ci fosse la necessità e possibile collocare un filtro antibatterico tra lo scambiatore di calore ad alette di alluminio 30 e l’imbocco dell'ingresso dell'aria. [0036] With reference to FIG. 8 and FIG. 9, the components of the temperature control system such as fin heat exchanger 30, Peltier cell thermoelectric module 31, thermal interface plate 33 are fitted to the plastic support plate 32. The fan 35 draws air longitudinally from the front of the instrument (the part closest to the patient) to the back. Neither! if the need arises, it is possible to place an antibacterial filter between the aluminum fin heat exchanger 30 and the mouth of the air inlet.
[0037] l'aria aspirata dal ventilatore passa tramite due fori, uno posto nella parte posteriore del sistema di controllo della temperatura Fig 9. e l<’>altro posto nel telaio principale dello strumento. [0037] the air sucked in by the fan passes through two holes, one located in the rear part of the temperature control system Fig 9. and the other located in the main frame of the instrument.
La FIG. 10 mostra come l'aria aspirata longitudinalmente dal ventilatore passi attraverso il sistema di controllo della temperatura 2 e passando per il telaio principale dello strumento 1 esca verso l'alto. FIG. 10 shows how the air sucked longitudinally by the fan passes through the temperature control system 2 and, passing through the main frame of the instrument 1, exits upwards.
[0038] Un aumento della capacità di asportazione del calore nel tempo potrebbe essere ottenibile utilizzando acqua come fluido dì raffreddamento e costruendo lo strumento con una configurazione differente, dove il lato caldo del modulo termoelettrico a cella di Peltier 31 viene raffreddato mediante un flusso di acqua a bassa velocità. [0038] An increase in the heat removal capacity over time could be achieved by using water as a cooling fluid and by building the instrument with a different configuration, where the hot side of the Peltier cell thermoelectric module 31 is cooled by a flow of water at low speed.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080269761A1 (en) * | 2007-04-30 | 2008-10-30 | Dfine. Inc. | Bone treatment systems and methods |
| US20090062808A1 (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-05 | Wolf Ii Erich W | Apparatus and method for the dispensing of bone cement |
| WO2009143646A1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | Innogel Ag | Nucleus replacement based on injectable pva gels |
| US8066712B2 (en) * | 2005-09-01 | 2011-11-29 | Dfine, Inc. | Systems for delivering bone fill material |
-
2012
- 2012-04-30 IT IT000021A patent/ITBG20120021A1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8066712B2 (en) * | 2005-09-01 | 2011-11-29 | Dfine, Inc. | Systems for delivering bone fill material |
| US20080269761A1 (en) * | 2007-04-30 | 2008-10-30 | Dfine. Inc. | Bone treatment systems and methods |
| US20090062808A1 (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-05 | Wolf Ii Erich W | Apparatus and method for the dispensing of bone cement |
| WO2009143646A1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | Innogel Ag | Nucleus replacement based on injectable pva gels |
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