MXPA01003106A

MXPA01003106A - Resorte en espiral de hilos multiples.

Info

Publication number: MXPA01003106A
Application number: MXPA01003106A
Authority: MX
Inventors: Farzin-Nia Farrokh
Original assignee: Ormco Corp
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2004-07-30
Also published as: DE10113511A1; FR2807770A1; US6818076B1; JP2002105879A

Abstract

Un hilo trenzado (10) que tiene caracteristicas mejoradas de fatiga y hecho de un material superelastico y/o de memoria de forma, tal como Ni/Ti o aleaciones de los mismos; ademas, el alambre trenzado (10) se puede enroscar a lo largo de toda la longitud del alambre (10) o solamente en una porcion del mismo para formar uno o mas resortes en espiral (14); el alambre trenzado y opcionalmente enroscado (10, 16) se trata con calor para establecer el alambre (10, 16) en la configuracion torcida.

Description

RESORTE EN ESPIRAL DE HILOS MULTIPLES CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se refiere generalmente a alambres trenzados utilizados en aplicaciones ortodónticas, médicas, y otras aplicaciones, y más específicamente, a resortes en espiral fabricados a partir de alambre trenzado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Se sabe que el trenzado de cable de acero inoxidable reduce la rigidez de los cables de acero inoxidable. Por trenzado significa que dos o más hilos de alambre son torcidos o enlazados juntos. Mientras más hilos por 2.54 cm, será menor la ngidez del alambre trenzado. El trenzado de alambres no se conoce para otros propósitos diferentes a reducción de rigidez. Asimismo, los alambres de NiCr son trenzados para reducir su rigidez inherentemente alta. Sin embargo, para una aleación con memoria de forma o superelástica, tal como una aleación a base de Ni/Ti, el material tiene inherentemente una baja rigidez, de modo que el uso de alambres trenzados no sería necesario para reducción de rigidez. Los alambres de Ni/Ti se están volviendo cada vez más populares para numerosas aplicaciones, que incluyen dispositivos dentales y médicos. Por ejemplo, estos alambres de Ni/Ti de baja rigidez se están utilizando en brackets ortodónticos y stents médicos.

Los resortes en espiral también tienen muchas aplicaciones en las industrias médica y dental. Por ejemplo, en el campo de ortodoncia, los resortes en espiral han reemplazado anillos "O" elásticos o amarres de ligadura suave de acero inoxidable en la ligación de arcos de alambre y 5 alambres de retenedor en ranuras de brackets ortodónticos. También en el campo de ortodoncia, los resortes en espiral están siendo utilizados en aparatos para arreglar la mordida para empujar el maxilar inferior de un paciente hacia delante o hacia atrás para corregir las oclusiones defectuosas de clase 1 y clase 3, es decir, mordidas superiores y mordidas inferiores. Los 10 resortes en espiral también están siendo utilizados en el campo médico para stents o dispositivos utilizados en cirugías laparoscópicas. Con frecuencia, los resortes en espiral utilizados en aplicaciones orales, tales como los elementos de ligación o espirales para arreglar la mordida, se romperán en la boca con el tiempo debido a la fatiga. Cuando 15 esto sucede, los médicos deben remover el aparato y reemplazarlo con una unidad nueva, lo cual lleva mucho tiempo y es costoso para el ortodoncista. Además, la fractura del resorte en espiral puede ocasionar irritación en el paciente, así como prolongar la duración del tratamiento debido a que el aparato cesa su función después de que ocurre la fractura. Asimismo, los 20 alambres de un solo hilo, que incluyen alambre de Ni/Ti, también son sujetos a falla prematura por fatiga. Además de aplicaciones ortodónticas, la falla prematura en alambres en espiral y de un solo hilo debido a la fatiga, es una desventaja en cualquier aplicación de estos -M-MUIfe ÍÍSÍ De este modo, existe la necesidad de desarrollar alambres que tengan resistencia mejorada a la fatiga en cualquier ambiente en el que se utilicen los alambres.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención provee un alambre trenzado que tiene resistencia a la fatiga mejorada en comparación con un solo hilo de alambre. El alambre trenzado comprende al menos dos hilos individuales torcidos o enlazados, los hilos individuales siendo de un material superelástico y/o una aleación de memoria de forma. Por ejemplo, los hilos de alambre pueden estar hechos de Ni/Ti o una aleación del mismo, de preferencia que comprenda al menos 50% de titanio en peso y preferiblemente que comprenda al menos 40% de níquel en peso. El alambre trenzado de la presente invención puede ser un alambre de pescar, un dispositivo médico, un dispositivo dental o cualquier otro alambre que se beneficie de la resistencia a la fatiga mejorada en uso. En una modalidad adicional de la presente invención, al menos una porción del alambre trenzado es enroscado para formar un resorte en espiral. El alambre trenzado y enroscado puede ser un dispositivo ortodóntico para arreglar la mordida, un stent, una ligadura en un bracket ortodóntico, un arco de alambre en un bracket ortodóntico, o cualquier otro resorte en espiral que se beneficie de la resistencia a la fatiga mejorada en uso. La presente invención incluye además, un método para hacer alambres con alta resistencia a la fatiga, que comprende torcer múltiples hilos de alambre y tratar por calor los alambres torcidos para establecer la forma de la configuración torcida. Estos y otros objetivos y ventajas de la presente invención serán más evidentes a partir de los dibujos anexos y la descripción de los mismos.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los dibujos anexos, los cuales se incorporan y constituyen una parte de esta especificación, ilustran modalidades de la invención y junto con una descripción general de la invención antes dada, y la descripción detallada a continuación, sirven para explicar los principios de la invención. La figura 1 es una proyección horizontal superior de un alambre trenzado de la presente invención; La figura 2 es un plano horizontal superior de un alambre trenzado y enroscado de la presente invención; y La figura 3 es un plano horizontal superior de un elemento de ligación trenzado y enroscado para un bracket ortodóntico.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Haciendo referencia general a la figura 1 , un alambre trenzado 10 se muestra construido de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Una pluralidad de hilos 12, tales como los tres hilos 12 ilustrados en la figura 1 , están torcidos o enlazados juntos. El alambre trenzado 10 comprende al menos dos hilos 12 y hasta los hilos 12 que sean prácticos para la aplicación particular. A manera de ejemplo y sin limitarse, aproximadamente 2 a 7 hilos que tienen un diámetro de aproximadamente 0.0012cm a aproximadamente 0.017cm se prefieren para un elemento de ligación utilizado con un bracket ortodóntico. Las características de fatiga y rigidez del hilo trenzado 10 son en parte determinadas por el avance de los hilos torcidos 12. El número de torsiones por 2.54 cm depende generalmente del tamaño o diámetro de los hilos individuales 12. En general, mientras mayor sea el número de hilos por 2.54 cm, menor será la rigidez durante el doblez del alambre trenzado 10 y será mayor la resistencia a la fatiga durante un periodo extendido de uso. Los hilos 12 de alambre que comprenden el alambre trenzado 0 están hechos de materiales superelásticos y/o de memoria de forma. Una aleación de memoria de forma es un material metálico que demuestra la capacidad de regresar a su forma previamente definida cuando se somete a un programa de calentamiento adecuado. Ni/Ti y aleaciones a base de Ni/Ti son los más importantes a nivel comercial de las aleaciones de memoria de forma. Los materiales de Ni/Ti típicamente despliegan una conducta superelástica. Ventajosamente, el Ni/Ti o aleación de Ni/Ti comprende al menos aproximadamente 50% de Ti en peso. De manera más favorable, Ni/Ti o aleación de Ni/Ti comprende además al menos aproximadamente 40% de Ni en peso. Un material preferido para hilos 12 es 50Ni-50Ti. El alambre trenzado 10 se puede utilizar en cualquier aplicación en la que sea benéfica o deseada una resistencia incrementada a la fatiga. Un ejemplo es alambre de pescar. Una cuerda de pescar hecha de un alambre trenzado 10 de la presente invención será tanto flexible como resistente a fractura por fatiga. Esta resistencia a la fatiga incrementada será notable en comparación con alambres de un solo hilo hechos del mismo material que el alambre trenzado 10 de la presente invención, así como también en comparación con alambres de un solo hilo de diferentes materiales metálicos. El alambre de pescar trenzado de preferencia está hecho de Ni/Ti o una aleación a base de Ni/Ti, como se discutió antes, y este alambre de pescar mostrará resistencia incrementada a la fatiga y flexibilidad incrementada comparado con un alambre trenzado de un material de memoria sin forma. El alambre trenzado 10 también puede encontrar uso en el campo dental, tal como arcos de alambre o alambres de retención. Se ha sabido utilizar alambres de un solo hilo de Ni/Ti en tales aplicaciones, pero el beneficio en resistencia a la fatiga al trenzar el alambre de Ni/Ti nunca se ha reflejado. Los alambres trenzados de la presente invención, desempeñarán su función en el ambiente oral por más tiempo que un alambre no trenzado, disminuyendo así la frecuencia de reemplazo y evitando tiempo prolongando de tratamiento a partir del no funcionamiento del dispositivo durante reemplazo.

El alambre trenzado 10 también puede encontrar uso en el campo médico. Los alambres de Ni/Ti son biocompatibles, haciéndolos más deseables para usos biomédicos. Añadiendo la característica de trenzado de la presente invención, se provee un dispositivo que es compatible con el cuerpo humano y que presenta resistencia incrementada a fracturas inducidas por fatiga. A manera de ejemplo, los alambres trenzados 10 se pueden insertar en el cuerpo a través de un tubo, tal como en el caso de alambres de guía. En una modalidad adicional de la presente invención, el alambre trenzado 10 se puede enroscar a lo largo de toda o parte de la longitud del alambre para crear uno o más resortes en espiral 14, como se describe de manera general en las figuras 2 y 3. Los resortes en espiral fabricados a partir de alambres de un solo hilo, también experimentan fracturas por fatiga, pero un alambre trenzado y enroscado 16 de la presente invención presentará resistencia a la fatiga mejorada, permitiendo así su uso por un período más largo que un resorte en espiral de un solo hilo. Sin embargo, el resorte en el espiral, puede experimentar una disminución en fuerza como resultado del trenzado, y de este modo, se conseguirá un equilibrio entre flexibilidad, resistencia a la fatiga y fuerza para una aplicación dada. Como en el alambre trenzado 10 de la figura 1 , los hilos 10 pueden estar hechos de un material superelástico y/o de memoria de forma, tal como Ni/Ti o una aleación a base de Ni/Ti.

En la figura 2, el alambre de tres hilos 10 es enroscado a lo largo sustancialmente de toda su longitud. A manera de ejemplo y sin limitarse, este alambre trenzado y enroscado 16 se puede utilizar como un resorte de extensión en espiral en un aparato ortodóntico para arreglar la mordida, tal como el descrito y señalado en la solicitud copendiente de propiedad común No. de serie 09/307,403 titulada "Aparato Ortodóntico para Arreglar la Mordida", expresamente incorporada como referencia a la presente en su totalidad. A manera de un ejemplo adicional, el alambre trenzado y enroscado 16 se puede utilizar como un stent médico o un arco de alambre ortodóntico o alambre de retención. La figura 3 ilustra un elemento de ligación 18 para un bracket autoligante según se describe en la solicitud de patente de E.U.A. copendiente de propiedad común No. de serie 09/533,12, titulada "Bracket Ortodóntico de Autoligación", presentada en la misma fecha con este documento a nombre de Farrokh Farzin-Nia y Rohit C.L. Sachdeva, expresamente incorporada a la presente como referencia en su totalidad. En esta modalidad específica de la figura 3, un segmento de resorte en espiral 14 está formado en una porción del alambre trenzado 10, y una porción de pata recta 20 del alambre trenzado 10 permanece para acoplarse con el cuerpo de un bracket ortodóntico, tal como dentro de orificios formados en los lados del cuerpo del bracket. El elemento de ligación 18 de la figura 3 tiene dos alambres trenzados 10 cada uno teniendo un segmento de resorte en espiral 14, los segmentos de resorte en espiral 14 estando doblados en direcciones opuestas y unidos entre sí en r - ??? ?'? ??? fc»l'-ii'-ia un punto intermedio 22 en el elemento de ligación 18. Diferentes modalidades de un elemento de ligación que comprenden alambre trenzado y uno o más segmentos de resorte en espiral, se describen completamente en la solicitud co-presentada No. de serie 09/533,125. Se puede apreciar que se han descrito diferentes ejemplos de aplicaciones para el alambre trenzado y opcionalmente enroscado de la presente invención, pero de ninguna manera agotan las aplicaciones potenciales para esta invención. En un ambiente en el que se utiliza un alambre de un solo hilo o alambre enroscado de un solo hilo que se somete a condiciones en donde la fractura por fatiga es una posibilidad, es aplicable el alambre trenzado y opcionalmente enroscado de la presente invención. Más aún, cuando el alambre trenzado y opcionalmente enroscado de la presente invención se hace de un material superelástico y/o de memoria de forma, tal como Ni/Ti o una aleación a base de Ni/Ti, se puede conseguir tanto alta flexibilidad como alta resistencia a la fatiga. Al fabricar un alambre trenzado o trenzado y enroscado de la presente invención, dos o más hilos de alambre son torcidos juntos, y este alambre torcido se somete a un tratamiento por calor para establecer la forma de la configuración torcida. Este tratamiento por calor evita que el alambre trenzado se deshile. La temperatura y tiempo del tratamiento por calor, dependen del material particular y diámetro de los hilos individuales 12, pero generalmente, para Ni/Ti y aleaciones a base de Ni/Ti, el tratamiento por calor se realiza durante aproximadamente un segundo y aproximadamente 15 minutos a una temperatura de aproximadamente 300°C a aproximadamentfeí 550°C. Aunque se ha ilustrado la presente invención a partir de la descripción de las modalidades de la misma, y aunque se han descrito las modalidades a detalle, no se pretende restringir, o de alguna manera limitar el alcance de las reivindicaciones anexas a dichos detalles. Las ventajas y modificaciones adicionales serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica. Esta invención en sus aspectos más amplios, por lo tanto, no se limita a los detalles específicos, aparato y método representativos y ejemplos ilustrativos mostrados y descritos. Por consiguiente, se puede apartar de tales detalles sin desviarse del alcance o espíritu del concepto inventivo general del solicitante.

Claims

NOVEDAD DE LAIÉj ENCION REIVINDICACIONES 1.- Un alambre trenzado que tiene resistencia mejorada a la fatiga que comprende al menos dos hilos individuales de alambre torcido, dichos hilos de alambre hechos de un material seleccionado del grupo que consta de aleaciones de memoria de forma, materiales superelásticos y combinaciones de los mismos. 2.- El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dichos hilos de alambre están hechos de Ni/Ti o aleaciones de los mismos. 3. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque dichos hilos de alambre comprenden al menos 50% de Ti en peso. 4. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque dichos hilos de alambre comprenden al menos 40% de Ni en peso. 5. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho alambre trenzado es un alambre de pescar. 6. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dicho alambre de pescar está hecho de Ni/Ti o aleaciones de los mismos. 7. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho alambre trenzado es un dispositivo médico. 8. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho alambre trenzado es un dispositivo dental. 9. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho alambre trenzado se acopla de manera deslizable en un tubo para inserción en el cuerpo humano. 10. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho alambre se trata con calor después de torcer juntos los hilos para establecer su forma. 1 1.- El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque dicho alambre se trata con calor durante aproximadamente 1 a aproximadamente 15 segundos a una temperatura de aproximadamente 300°C a aproximadamente 550°C. 12.- El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el menos una porción de dicho alambre trenzado es enroscado. 13. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque dichos hilos de alambre están hechos de Ni/Ti o una aleación a base de Ni/Ti. 14. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque dichos hilos de alambre comprenden al menos 50% de Ti en peso. 15. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque dichos hilos de alambre comprenden al menos 40% de Ni en peso. 16.- El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque dicho alambre trenzado y enroscado es un dispositivo ortodóntico para arreglar la mordida. 17. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque dicho alambre trenzado y enroscado es un stent. 18. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque dicho stent está hecho de Ni/Ti o aleaciones de los mismos. 19. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque dicho alambre trenzado y enroscado es una ligadura en un bracket ortodóntico. 20. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque dicho alambre trenzado y enroscado es un arco de alambre en un bracket ortodóntico. 21. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque dicho alambre se trata con calor después de trenzado para establecer su forma. 22. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque dicho alambre se trata con calor durante aproximadamente 1 segundo a aproximadamente 15 minutos a una temperatura de aproximadamente 300°C a aproximadamente 550°C. 23. - Un alambre enroscado y trenzado que tiene resistencia mejorada a la fatiga que comprende al menos dos hilos individuales de alambre hechos de un material seleccionado del grupo que consta de aleaciones de memoria de forma, materiales superelásticos y combinaciones de los mismos, se trenza a lo largo sustancialmente de toda la longitud de dichos hilos, y se enrosca posteriormente a lo largo de al menos una porción de la longitud de dichos hilos. 24. - El alambre trenzado de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque dicho alambre trenzado se enrosca a lo largo sustancialmente de toda la longitud de dichos hilos. 25. - Un método para hacer un alambre que tiene alta resistencia a la fatiga, que comprende los pasos de: torcer juntos una pluralidad de hilos de alambre; y tratar por calor dichos hilos de alambre torcidos a una ¦^HrA^tSSifii temperatura de aproximadamente 300°C a un tiempo suficiente para establecer la forma de la configuración torcida. 26. - El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque dicho alambre torcido se trata con calor durante aproximadamente 1 segundo a aproximadamente 15 minutos. 27. - El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque dichos hilos de alambre están hechos de un material seleccionado del grupo que consta de aleaciones de memoria de forma, materiales superelásticos y combinaciones de los mismos. 28. - El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque dichos hilos de alambre están hechos de Ni/Ti o aleaciones de los mismos. 29. - El alambre de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque al menos dos hilos individuales de alambre son torcidos a lo largo sustancialmente de toda la longitud de dichos hilos, dichos hilos torcidos estando enroscados a lo largo de al menos una porción de la longitud de dichos hilos. 30. - El alambre de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque al menos dos hilos individuales de alambre son trenzados a lo largo sustancialmente de toda la longitud de dichos hilos, dichos hilos trenzados estando enroscados a lo largo de al menos una porción de la longitud de dichos hilos.