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WO2012046109A1 - Dispositivo de fijación externa adaptable para fracturas de huesos - Google Patents

Dispositivo de fijación externa adaptable para fracturas de huesos Download PDF

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Publication number
WO2012046109A1
WO2012046109A1 PCT/IB2010/054571 IB2010054571W WO2012046109A1 WO 2012046109 A1 WO2012046109 A1 WO 2012046109A1 IB 2010054571 W IB2010054571 W IB 2010054571W WO 2012046109 A1 WO2012046109 A1 WO 2012046109A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
press
fixation device
external fixation
cylindrical
bone fractures
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/IB2010/054571
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arlex Leyton Virgen
Andres Machado Caicedo
Jose Jaime Garcia Alvarez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidad del Valle
Original Assignee
Universidad del Valle
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidad del Valle filed Critical Universidad del Valle
Priority to US13/825,859 priority Critical patent/US9474551B2/en
Priority to PCT/IB2010/054571 priority patent/WO2012046109A1/es
Priority to BR112013007018-8A priority patent/BR112013007018B1/pt
Publication of WO2012046109A1 publication Critical patent/WO2012046109A1/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/60Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements for external osteosynthesis, e.g. distractors, contractors
    • A61B17/62Ring frames, i.e. devices extending around the bones to be positioned
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B17/6466Devices extending alongside the bones to be positioned with pin-clamps movable along a solid connecting rod
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    • A61B17/66Alignment, compression or distraction mechanisms

Definitions

  • the invention relates to a medical device used in the treatment of pathologies of the skeletal system, specifically, it refers to an external fixator for the treatment of bone fractures.
  • the Sardi fixer which consists of presses (elements that connect the screws that penetrate the fragments of the bones with one or more bars) that allow four degrees of freedom between the nails. and the connector bars; its double bar configuration provides very good stability and rigidity to the assembly but it is very difficult to install if you want to reduce the fracture properly, since it allows only two degrees of freedom between the fragments.
  • the unilateral configurations of double bars armed with connective presses of five degrees of freedom, such as those that are usually offered commercially, which limit the possibility of correcting deformities, since it is not possible to vary the distance between them.
  • WO2004 / 026103 describes a unilateral external fixator that allows the manipulation and fine adjustment of deformities in six degrees of freedom.
  • the device comprises an assembly bar and two movable joints, one on each side of the bar, each of which consists of two joints containing a reduction gear mechanism with an axial or concentric helical mechanism and a closing mechanism for ensure the degrees of freedom of the device.
  • the device is attached to the bone fragment by means of a press and one or more screws.
  • Patent application WO 1997/041790 describes an external fixing press adapted to couple a set screw to a connecting rod.
  • the press includes a slot that receives transversely the connecting bar.
  • a bolt is inserted through a hole that traverses said slit transversely to join the connecting screw to the set screw.
  • Said connecting screw presents a surface hook to the bar that tightens the bar will connect within the slot increasing the rigidity of the press to prevent rotation around the bar and the rotation of the connecting screw in the body of the press.
  • a device is described that joins at least two connecting rods to guide the insertion of fixing screws between the rods. The device allows the adjustment of the distance between the bars and presents different forms of connection to the bars to facilitate the installation of the press above or below the bars.
  • Patent US6428540 presents a device for repositioning fragments of a fractured bone comprising: a first press adapted to be joined to the bone by means of a first belayer; a second press adapted to join the bone by means of a second insurer; three components of translation associated to the presses that allow the movement of relative translation independent of the first press in front of the second press, along a first, second and third axis of translation where the three axes form a coordinate system of oblique angle; three components of rotation associated to the presses that allow the relative rotational movement independent of the first press in front of the second press, along a first, second and third axis of rotation; a first and second parallel bars connecting the presses to the rotation and translation components, where the presses include a clamping jaw to receive the bone insurers and a jaw that connects the clamping jaw to the parallel bars.
  • the mechanisms of translation and rotation allow to alter the relative position of the presses in such a way that the device has six degrees of freedom.
  • the external fixation device to stabilize bone fractures of the invention presents an adaptable configuration that provides the orthopedic surgeon greater versatility to place nails and vary the distance between axes of the cylindrical elements that it connects - degree of additional freedom -, which allows to adequately reduce the fracture, preserving the stability of the device through double bar configurations.
  • the versatility of the device allows to modify or adapt its configuration during the different stages of the surgery or during the treatment to allow, for example, to include new elements (nails, bars, presses, etc.) or to remove some of those already assembled with ease and without it being necessary to completely disarm the original configuration.
  • some of the advantages of the novel device of the present invention are: (1) It allows to connect a pair of screws of a fragment of bone with a pair of screws of another fragment of bone that are approximately in another plane, by means of a configuration of two bars and eight connector presses. (2) It also allows to connect a pair of screws attached to the diaphysis of the bone, located approximately in one plane, with another pair of screws from another fragment near the head of the bone, which are approximately in a transverse plane, perpendicular to the plane that approximately contains the screws attached to the diaphysis, through a stable configuration of eight connecting presses and three bars, without the requirement of other fasteners.
  • Figure 1 presents a perspective of the external fixation device of the
  • Figure 2 shows in perspective the configuration and arrangement of the elements of the press-connector (a) and a side view of the arrangement of the cylindrical elements in the press-connector of the invention (b).
  • Figure 3 presents 1 a configuration of the device of the invention for a
  • Figure 4 presents 1 a configuration of the device of the invention for a
  • Figure 5 presents 1 a configuration of the device of the invention for a
  • Figure 6 presents a first hybrid configuration of the device of the
  • Figure 7 presents a second hybrid configuration of the device of the
  • the invention provides an external fixation device for stabilizing bone fractures consisting of a plurality of press-connector means, a plurality of cylindrical bars, a plurality of osteosynthesis screws and optionally one or more rigid rings and one or more extension elements that allow generating various stable configurations for the treatment of bone fractures.
  • Figure 1 shows the external fixation device (1) to stabilize
  • bone fractures of the invention which consists of a plurality of press-connector means (2), a plurality of cylindrical bars (3), a plurality of osteosynthesis screws (4) and optionally one or more rigid rings ( 18) and one or more extension elements (19) such as those shown in Figure 6 that allow generating various stable configurations for the treatment of bone fractures.
  • the press-connector element (2) of the external fixing device (1) is described, which makes it possible to connect two cylindrical elements in an infinite number of positions and angular orientations.
  • the press-connector (2) is the fundamental element of this invention and is composed of bodies (5) and (6) of approximately cylindrical shape, by an insertion element (7) and by two fastening screws (8) and (9).
  • the body (5) is a solid piece in the form of a stepped cylinder (two cylinders of different diameter joined together).
  • the end of greater diameter of the body (5) has a groove (10) perpendicular to its axis, which has a cylindrical shape in the bottom to receive a cylindrical element (3).
  • the displacement TI and rotation Rl of the cylindrical element (3) with respect to the body (5) are two of the degrees of freedom that the press (2) allows to activate or deactivate during its application.
  • the activation or deactivation of these two degrees of freedom is controlled by adjusting a fastening screw (8) that is housed in a threaded hole (11) whose axis coincides with that of the body (5) and that goes from the face outer plane of the larger diameter cylinder until the intersection with the slot (10).
  • a fastening screw (8) that is housed in a threaded hole (11) whose axis coincides with that of the body (5) and that goes from the face outer plane of the larger diameter cylinder until the intersection with the slot (10).
  • the screw (8) When the screw (8) is adjusted, its flat tip pushes the bar (3) against the cylindrical surface of the groove (10) and in this way the two degrees of freedom between the bodies (3) and (5) are fixed.
  • a conical hole (12) At the lower diameter end of the body (5) there is a conical hole (12) of shallow depth and whose axis coincides with that of the body (5).
  • This hole (12) plays an important role in holding together the component elements of the press-connector
  • the body (6) corresponds to a cylindrical piece that incorporates a transverse hole (14), a transverse groove (15) perpendicular to its axis and two axial holes (16) and (17).
  • the transverse hole (14) and the transverse groove (15) have the axis in a diametral direction and completely pass through the cylindrical body (6).
  • the axes of the holes (16) and (17) coincide with the axis of the body (6).
  • the axial hole (16) of greater diameter goes from one of the flat faces of the body (6) to the complete intersection with the hole (14) and the transverse groove (15).
  • the other axial hole (17) of smaller diameter goes from the other flat face of the body (6) to the complete intersection with the groove (15).
  • This hole (17) has a thread along its entire length to receive a fastening screw (9).
  • the insertion element (7) with an approximately cylindrical shape, is
  • the external diameter of the insert (7) is such that it can slide in the axial hole (16) of the body (6).
  • the body (6) functions in conjunction with the insertion element (7), the body (5) and a fastening screw (9).
  • the smaller cylinder of the body (5) slides and rotates in the cylindrical hole (14) of the body (6), in such a way that this slip T2 and Turn R2 when they are transmitted to the bar (3) constitute two other degrees of freedom of the press-connector (2), which together with those mentioned above complete four degrees of freedom so far.
  • the insertion element (7) slides in the hole (16) of the body (6).
  • the osteosynthesis screw (4) of cylindrical configuration slides and rotates, so that the sliding T3 and rotation R3 of this element in the groove (15) constitute the other two degrees of freedom of the press (2), completing a total of 6 degrees of freedom (TI, T2, T3, Rl, R2, and R3) between the elements connected by the press-connector (2).
  • the adjusting screw (9) that slides in the thread of the hole (17) adjusts the adjusting screw (9) that slides in the thread of the hole (17).
  • the flat end of this screw makes contact against the osteosynthesis screw (4), which pushes the insertion element (7) and this in turn pushes the smaller cylindrical portion of the body (5), which lies against the cavities of the hole (14) of the body (6).
  • the press-connector (2) of this invention two of the degrees of freedom of the press-connector (2) of this invention are associated with the body (5) and the other four are associated with the body (6).
  • the fixing screw (9) is fixed.
  • the press-connector (2) allows the distance between the axes of the connecting bars to be variable.
  • this press-connector (2) allows the elements to be connected to be introduced in two different ways: the first alternative consists in introducing the cylindrical elements to be connected (3) or (4) by inserting them axially by the end of the grooves (10) or (15) as appropriate, while a second alternative consists of entering the cylindrical elements to be connected (3) or (4) by a transverse movement of these to the cylindrical surface of the corresponding slot .
  • a rigid ring (18) with holes and an extension element (19) is optionally incorporated which makes it possible to join the rigid ring (18) with the cylindrical elements to be connected (3) or (4).
  • the fragments of the head of the bone are joined with wires, which are fixed to the rigid ring (18) by screws with through holes.
  • the rigid ring (18) is attached to the extension elements (19) by means of fixing screws, which in turn are connected by means of rods (3) to the nails connected to the diaphysis of the bone.
  • the orthopedic surgeon can assemble the device according to the specific requirements of the fracture, so the following examples are only illustrative regarding the possibilities of assembly of the device and do not pretend in any way limit the probable configurations of it.
  • one of the screws (4) of the head of the bone is joined with the other two screws (4) of the diaphysis by means of a bar (3) and three connecting presses (2).
  • the bar passes between the screws (4) of the diaphysis and the use of the connecting presses (2) of six degrees of freedom, allows direct connection to each screw (4) without having to resort to other elements, such as other fixing systems do it.
  • Another bar (3) connects the additional screw (4) of the head of the bone to the two screws (4) in the diaphysis by means of three connecting presses (2).
  • an additional bar connects one of the screws (4) in the diaphysis to one of the screws (4) of the head by means of two presses (2). This configuration is perfectly stable and allows the orthopedic doctor six degrees of freedom between the fragments of bone.
  • FIG. 5 shows bone fragments represented by cylinders.
  • two screws (4) attached to one of the fragments (25) are fixed with two nails joined to the other fragment (26).
  • the two pairs of screws of each fragment approximately belong to two planes that form between them an approximately perpendicular angle, that is, that there is freedom to fix the position and orientation of each screw.
  • the bars (3) pass through the space between screws of each fragment, which is only possible through the use of the connective presses (2) of six degrees of freedom of the present invention.
  • This assembly allows activating all degrees of freedom between the bone fragments to adequately reduce the fracture and provide excellent stability to the device with its double bar configuration.
  • Figure 6 shows the application of the device of the invention to a comminuted fracture in the area of the upper epiphysis of the bone, which is known as fracture of the tibial plateau.
  • a rigid ring (18) with holes is used, an extension element (19) that allows joining the ring (18) with the bars, wires of osteosynthesis (27) and wire adjustment screws (28).
  • the fragments of the head of the bone are joined with two wires (27) arranged crosswise, each of which is fixed to the ring (18) by screws with through holes (28).
  • two extension elements (19) are fixed by means of an adjusting screw with head (29) applied from the underside of the ring.

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Abstract

La presente solicitud divulga un dispositivo de fijación externa para estabilizar fracturas de huesos, de configuración adaptable durante las diferentes etapas de la cirugía o durante el tratamiento, por medio de la generación de seis grados de libertad entre los fragmentos del hueso. El dispositivo comprende una pluralidad de medios de prensa-conector, una pluralidad de barras cilíndricas, una pluralidad de tornillos de osteosíntesis y opcionalmente de uno o más anillos rígidos y uno o más elementos de extensión que permiten generar diversas configuraciones estables para el tratamiento de fracturas óseas.

Description

Descripción
Título de la invención: DISPOSITIVO DE FIJACIÓN EXTERNA
ADAPTABLE PARA FRACTURAS DE HUESOS
[ 1 ] CAMPO DE LA INVENCIÓN
[2] La invención se relaciona con un dispositivo médico utilizado en el tratamiento de patologías del sistema esquelético, específicamente, hace referencia a un fijador externo para el tratamiento de fracturas óseas.
[3] ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
[4] Una de las áreas de importancia de la biomecánica estudia el comportamiento
mecánico de tejidos biológicos y elementos ortopédicos para determinar la etiología de las enfermedades y el desarrollo de dispositivos médicos utilizados en el tratamiento de diferentes patologías del sistema músculo-esquelético (García y Cortés, 2006; Wilson et al., 2005). Dentro de estos elementos se encuentran los fijadores externos, herramientas indispensables para el tratamiento de fracturas óseas . Existen diversas configuraciones de fijadores externos, entre las cuales se pueden citar la unilateral, la de anillos y la configuración combinada que da origen al fijador híbrido. Dentro de las características esenciales de un buen fijador externo se tienen la versatilidad, la estabilidad y la rigidez de la configuración, que permiten una adecuada reducción de la fractura y la formación de un buen callo óseo después de ser instalado (Duda G et al., 1997). Asimismo es deseable que el fijador no sea muy voluminoso y pesado.
[5] Uno de los modelos que fue empleado ampliamente es el fijador Sardi, el cual consta de prensas (elementos que conectan los tornillos que penetran en los fragmentos de los huesos con una o más barras) que permiten cuatro grados de libertad entre los clavos y las barras conectoras; su configuración de doble barra provee muy buena estabilidad y rigidez al conjunto pero es muy difícil de instalar si se desea reducir adecuadamente la fractura, ya que permite sólo dos grados de libertad entre los fragmentos. Por otra parte, existen las configuraciones unilaterales de doble barra, armadas con prensas conectoras de cinco grados de libertad, como las que generalmente se ofrecen comer- cialmente, las que limitan la posibilidad de corregir deformidades, ya que no es posible variar la distancia entre los ejes de los elementos cilindricos que conecta . Una fractura mal alineada puede ocasionar complicaciones en articulaciones vecinas debidas a la enfermedad articular degenerativa, secundaria a presiones anormales sobre el cartílago articular (Chao EYS, 1994).
[6] La resistencia y la estabilidad del sistema de fijación externa son factores críticos
(Gardner TN, 2001). Desde este punto de vista, un sistema de doble barra provee una estabilidad significativamente mayor que el sistema de barra sencillo, en el cual el des- lizamiento de un solo conector implica la falla del conjunto. Por otra parte, algunos estudios han demostrado la influencia de la rigidez del fijador en la curación de la fractura (Krischak GD, 2002). Por ejemplo, en experimentos con animales se ha llegado a la conclusión que desplazamientos ínter- fragmentarios axiales entre 0.2-1 mm son óptimos para la curación de la fractura (Duda G, et al. 1997).
[7] A nivel de literatura de patentes existen diversos dispositivos para fijar fracturas. Por ejemplo el documento WO2004/026103 describe un fijador externo unilateral que permite la manipulación y el ajuste fino de las deformidades en seis grados de libertad. El dispositivo comprende una barra de ensamblaje y dos uniones movibles, una a cada lado de la barra, cada una de las cuales consta de dos uniones que contienen un mecanismo de engranaje de reducción con un mecanismo helicoidal axial o concéntrico y un mecanismo de cierre para asegurar los grados de libertad del dispositivo. El dispositivo se une al fragmento del hueso por medio de una prensa y uno o más tornillos.
[8] El documento WO 1992/002184 presenta un manipulador ortopédico para la
reducción y estabilización de fracturas óseas a través de desplazamientos micro- métricos en tres grados de libertad para los dos fragmentos y todas las posibles rotaciones mediante dos sectores que se deslizan uno sobre otro reduciendo el ángulo de apertura, permitiendo así el desplazamiento rotacional y axial para el desplazamiento de una parte del hueso.
[9] La solicitud de patente WO 1997/041790 describe una prensa de fijación externa adaptada para acoplar un tornillo fijador a una barra conectara. La prensa incluye un ranura que recibe transversalmente la barra conectara. Un perno es insertado a través de un agujero que atraviesa transversalmente dicha rendija para unir el tornillo conector al tornillo fijador. Dicho tornillo conector presenta un enganche superficial a la barra que aprieta la barra conectara dentro de la ranura incrementando la rigidez de la prensa para prevenir la rotación alrededor de la barra y la rotación del tornillo conector en el cuerpo de la prensa. Adicionalmente, se describe un dispositivo que une al menos dos barras conectaras para guiar la inserción de tornillos fijadores entre las barras. El dispositivo permite el ajuste de la distancia entre las barras y presenta diferentes formas de unión a las barras para facilitar la instalación de la prensa por encima o por debajo de las barras.
[10] La patente US6428540 presenta un dispositivo para reposicionar fragmentos de un hueso fracturado que comprende: una primera prensa adaptada para unirse al hueso por medio de un primer asegurador; una segunda prensa adaptada para unirse al hueso por medio de un segundo asegurador; tres componentes de traslación asociados a las prensas que permiten el movimiento de translación relativo independiente de la primera prensa frente a la segunda prensa, a lo largo de un primer, segundo y tercer eje de translación donde los tres ejes forman un sistema coordinado de ángulo oblicuo; tres componentes de rotación asociados a las prensas que permiten el movimiento rotacional relativo independiente de la primera prensa frente a la segunda prensa, a lo largo de un primer, segundo y tercer eje de rotación; una primera y segunda barras paralelas que conectan las prensas a los componentes de rotación y traslación, donde las prensas incluyen una mandíbula de sujeción para recibir los aseguradores de los huesos y una mandíbula que conecta la mandíbula de sujeción a las barras paralelas. Los mecanismos de traslación y rotación permiten alterar la posición relativa de las prensas de tal forma que el dispositivo presenta seis grados de libertad.
] A pesar de los diferentes modelos existentes tanto a nivel comercial como en la literatura, aún persiste la necesidad de un fijador externo para traumas óseos que brinde al médico traumatólogo una mayor versatilidad para reducir adecuadamente la fractura, asimismo, la configuración del dispositivo debe ser adaptable durante las diferentes etapas de la cirugía o durante el tratamiento, por medio de la incorporación de nuevos elementos o por eliminación de otros ya ensamblados (tornillos, barras, prensas, etc.).] El dispositivo de fijación externa para estabilizar fracturas de huesos de la invención presenta una configuración adaptable que brinda al médico traumatólogo una mayor versatilidad para colocar clavos y variar la distancia entre ejes de los elementos cilindricos que conecta - grado de libertad adicional -, lo cual permite reducir adecuadamente la fractura, conservando la estabilidad del dispositivo mediante configuraciones de doble barra. La versatilidad del dispositivo permite modificar o adaptar su configuración durante las diferentes etapas de la cirugía o durante el tratamiento para permitir, por ejemplo, incluir nuevos elementos (clavos, barras, prensas, etc.) o quitar algunos de los ya ensamblados con facilidad y sin que sea necesario desarmar completamente la configuración original.
] En el campo técnico algunas de las ventajas del novedoso dispositivo de la presente invención son: (1) Permite conectar un par de tornillos de un fragmento de hueso con un par de tornillos de otro fragmento de hueso que están aproximadamente en otro plano, mediante una configuración de dos barras y ocho prensas conectoras. (2) Asimismo, permite conectar un par de tornillos unidos a la diáfisis del hueso, localizados aproximadamente en un plano, con otro par de tornillos de otro fragmento cerca de la cabeza del hueso, que están aproximadamente en un plano transversal, perpendicular al plano que aproximadamente contiene los tornillos unidos a la diáfisis, mediante una configuración estable de ocho prensas conectoras y tres barras, sin el requerimiento de otros elementos de sujeción. (3) Adicionalmente, permite conectar cuatro o más tornillos de osteosíntesis que no estén perfectamente alineados mediante el uso de prensas conectoras y dos barras. (4) Permite tratar fracturas de huesos para hacer una reducción de la fractura sin que sea necesario que los de tornillos de osteo- síntesis que unen el fijador a los fragmentos de hueso queden perfectamente alineados.
[14] BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
[15] La figura 1 presenta una perspectiva del dispositivo de fijación externa de la
invención donde se muestra el ensamblaje de la prensa-conector, una barra cilindrica y un tornillo de osteosíntesis, y se muestran los movimientos de traslación (TI, T2 y T3) y rotación (Rl, R2 y R3) posibles entre ellos.
[16] La figura 2 muestra en perspectiva la configuración y disposición de los elementos de la prensa-conector (a) y una vista lateral de la disposición de los elementos cilindricos en la prensa-conector de la invención (b).
[17] La figura 3 presenta 1 a configuración del dispositivo de la invención para una
fractura cerca a la epífisis de la tibia.
[18] La figura 4 presenta 1 a configuración del dispositivo de la invención para una
fractura en la diáfisis de la tibia vista desde el lado (a) y desde el extremo distal (b).
[19] La figura 5 presenta 1 a configuración del dispositivo de la invención para una
fractura en la diáfisis de la tibia con los clavos de cada fragmento en diferentes planos.
[20] La figura 6 presenta una primera configuración híbrida del dispositivo de la
invención para una fractura cercana a la epífisis superior del hueso mediante la adición de un anillo, dos clavos y dos prensas adicionales.
[21] La figura 7 presenta una segunda configuración híbrida del dispositivo de la
invención para una fractura cercana a la epífisis superior del hueso.
[22] OBJETO DE LA INVENCIÓN
[23] En un primer aspecto, la invención proporciona un dispositivo de fijación externa para estabilizar fracturas de huesos que consta de una pluralidad de medios de prensa- conector, una pluralidad de barras cilindricas, una pluralidad de tornillos de osteosíntesis y opcionalmente de uno o más anillos rígidos y uno o más elementos de extensión que permiten generar diversas configuraciones estables para el tratamiento de fracturas óseas.
[24] DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
[25] En la Figura 1 se presenta el dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar
fracturas de huesos de la invención, el cual consta de una pluralidad de medios de prensa-conector (2), una pluralidad de barras cilindricas (3), una pluralidad de tornillos de osteosíntesis (4) y opcionalmente de uno o más anillos rígidos (18) y uno o más elementos de extensión (19) como los mostrados en la Figura 6 que permiten generar diversas configuraciones estables para el tratamiento de fracturas óseas.
[26] Con referencia a las Figuras 1 y 2 se describe el elemento de prensa-conector (2) del dispositivo de fijación externa (1) que permite conectar dos elementos cilindricos en un número infinito de posiciones y orientaciones angulares. La prensa-conector (2) es el elemento fundamental de esta invención y está compuesta por los cuerpos (5) y (6) de forma aproximadamente cilindrica, por un elemento de inserción (7) y por dos tornillos de sujeción (8) y (9).
[27] El cuerpo (5) es una pieza maciza en forma de cilindro escalonado (dos cilindros de diferente diámetro unidos entre sí). El extremo de mayor diámetro del cuerpo (5) tiene una ranura (10) perpendicular a su eje, la cual tiene forma cilindrica en el fondo para alojar un elemento cilindrico (3). El desplazamiento TI y giro Rl del elemento cilindrico (3) respecto al cuerpo (5) son dos de los grados de libertad que la prensa (2) permite activar o desactivar durante su aplicación. La activación o desactivación de estos dos grados de libertad, es controlada mediante el ajuste de un tornillo (8) de sujeción que se aloja en un agujero roscado (11) cuyo eje coincide con el del cuerpo (5) y que va desde la cara plana externa del cilindro de mayor diámetro hasta la intersección con la ranura (10). Cuando se ajusta el tornillo (8), su punta plana empuja la barra (3) contra la superficie cilindrica de la ranura (10) y de esta manera se fijan los dos grados de libertad que hay entre los cuerpos (3) y (5). En el extremo de menor diámetro del cuerpo (5) se encuentra un agujero cónico (12) de poca profundidad y cuyo eje coincide con el del cuerpo (5). Este agujero (12) desempeña un papel importante para mantener unidos los elementos componentes de la prensa-conector (2), para lo cual se expande el diámetro (13) del extremo del cilindro de menor diámetro mediante el empuje forzado de un punzón cónico, haciendo que este extremo cumpla su función de tope.
[28] El cuerpo (6) corresponde a una pieza cilindrica que incorpora un agujero transversal (14), una ranura transversal (15) perpendicular a su eje y dos agujeros axiales (16) y (17). El agujero transversal (14) y la ranura transversal (15) presentan el eje en una dirección diametral y atraviesan completamente el cuerpo cilindrico (6). Los ejes de los agujeros (16) y (17) coinciden con el eje del cuerpo (6). El agujero axial (16) de mayor diámetro va desde una de las caras planas del cuerpo (6) hasta la intersección completa con el agujero (14) y la ranura transversal (15). El otro agujero axial (17) de menor diámetro va desde la otra cara plana del cuerpo (6) hasta la intersección completa con la ranura (15). Este agujero (17) tiene rosca en toda su longitud para alojar un tornillo de sujeción (9).
[29] El elemento de inserción (7), con una forma aproximadamente cilindrica, está
formado a partir de un cilindro macizo en cuyas caras planas se han maquinado dos superficies semicilíndricas con sus ejes perpendiculares al eje del elemento (5) y perpendiculares entre sí. El diámetro externo del elemento de inserción (7) es tal que puede deslizarse en el agujero axial (16) del cuerpo (6).
[30] El cuerpo (6) funciona en conjunción con el elemento de inserción (7), el cuerpo (5) y un tornillo de sujeción (9). Primero, el cilindro menor del cuerpo (5) se desliza y gira en el agujero cilindrico (14) del cuerpo (6), de tal forma que este deslizamiento T2 y giro R2 cuando son trasmitidos a la barra (3) constituyen otros dos grados de libertad de la prensa-conector (2), que junto con los mencionados anteriormente completan cuatro grados de libertad hasta el momento. Además, el elemento de inserción (7) desliza en el agujero (16) del cuerpo (6). En la ranura (15) del cuerpo (6) se desliza y gira el tornillo de osteosíntesis (4) de configuración cilindrica, de tal forma que el deslizamiento T3 y giro R3 de este elemento en la ranura (15) constituyen los otros dos grados de libertad de la prensa (2), completando un total de 6 grados de libertad (TI, T2, T3, Rl, R2, y R3) entre los elementos conectados por la prensa-conector (2). Para fijar los cuatro grados de libertad (T2, R2, T3 y R3) relacionados con el cuerpo (6), se ajusta el tornillo de ajuste (9) que desliza en la rosca del agujero (17). El extremo plano de este tornillo hace contacto contra el tornillo de osteosíntesis (4), el cual empuja al elemento de inserción (7) y este a su vez empuja la porción cilindrica menor del cuerpo (5), el cual se recuesta contra las cavidades del agujero (14) del cuerpo (6).
[31] De acuerdo con lo descrito anteriormente, dos de los grados de libertad de la prensa- conector (2) de esta invención están asociados con el cuerpo (5) y los otros cuatro están asociados con el cuerpo (6). Para fijar los grados de libertad (TI y Rl) asociados con el cuerpo (5) se ajusta el tornillo de ajuste (8) y para fijar los grados de libertad (T2, R2, T3 y R3) asociados con el cuerpo (6) se fija el tornillo de sujeción (9). A diferencia de cualquier otra prensa del estado del arte, la prensa-conector (2) permite que la distancia entre los ejes de las barras que conecta sea variable. También, como se muestra en la figura 2b, esta prensa-conector (2) permite que se introduzcan los elementos a conectar de dos maneras diferentes: la primera alternativa consiste en introducir los elementos cilindricos a conectar (3) o (4) ingresándolos axialmente por el extremo de las ranuras (10) o (15) según corresponda, mientras que una segunda alternativa consiste en ingresar los elementos cilindricos a conectar (3) o (4) mediante un movimiento transversal de estos hasta la superficie cilindrica de la ranura correspondiente.
[32] Asimismo, cuando el dispositivo de la invención sea aplicado por ejemplo a una fractura cercana a la epífisis superior del hueso (20), además de la prensa conectora (2) y los elementos cilindricos a conectar (3) o (4), se incorpora opcionalmente un anillo rígido (18) con agujeros y un elemento de extensión (19) que permite unir el anillo rígido (18) con los elementos cilindricos a conectar (3) o (4). En esta configuración, los fragmentos de la cabeza del hueso se unen con alambres, los cuales se fijan al anillo rígido (18) mediante tornillos con orificios pasantes. Luego, el anillo rígido (18) se une a los elementos de extensión (19) mediante tornillos de sujeción, los cuales a su vez se unen mediante barras (3) a los clavos conectados a la diáfisis del hueso.
[33] Estas características permiten que las configuraciones construidas con este dispositivo de fijación sean muy versátiles, simples y estables, ya que se pueden lograr con la combinación de muy pocos elementos. Además, desde el punto de vista mecánico, se ofrece una transmisión de fuerzas directa entre los pines o tornillos anclados a los fragmentos de hueso.
[34] A partir de los elementos anteriormente descritos, el médico traumatólogo puede ensamblar el dispositivo de acuerdo a los requerimientos específicos de la fractura por lo cual los siguientes ejemplos son únicamente ilustrativos respectos a las posibilidades de ensamblaje del dispositivo y no pretenden de manera alguna limitar las configuraciones probables del mismo.
[35] EJEMPLO 1. ENSAMBLE DEL DISPOSITIVO APLICADO A UNA
FRACTURA CERCA A LA EPÍFISIS O CABEZA DE LA TIBIA
[36] En 1 a configuración del dispositivo de la invención para una fractura (20) cerca a la epífisis o cabeza de la tibia (21) (Figura 3) se fijan dos tornillos que penetran a la diáfisis del hueso (22) con otros dos tornillos anclados a la cabeza del hueso y que están aproximadamente comprendidos en un plano transversal aproximadamente perpendicular al plano que aproximadamente comprende los tornillos anclados en la diáfisis. Resulta importante recalcar que existe plena libertad para ubicar cada uno de los tornillos y que el dispositivo funciona sin necesidad de que pares de tornillos estén comprendidos exactamente en un plano. Debe observarse que, a diferencia de otros sistemas, este ensamble puede ser construido con la utilización de sólo tres partes, la prensa conectora (2), las barras (3) y los tornillos de osteosíntesis (4). En este ensamble, se une uno de los tornillos (4) de la cabeza del hueso con los otros dos tornillos (4) de la diáfisis mediante una barra (3) y tres prensas conectoras (2). La barra pasa por entre los tornillos (4) de la diáfisis y la utilización de las prensas conectoras (2) de seis grados de libertad, permite hacer la conexión directa a cada tornillo (4) sin necesidad de acudir a otros elementos, tal como lo hacen otros sistemas de fijación. Otra barra (3) conecta el tornillo (4) adicional de la cabeza del hueso a los dos tornillos (4) en la diáfisis mediante tres prensas conectoras (2). Finalmente y con el fin de garantizar una perfecta estabilidad del dispositivo, una barra adicional conecta uno de los tornillos (4) en la diáfisis a uno de los tornillos (4) de la cabeza mediante dos prensas (2). Esta configuración es perfectamente estable y le permite al médico ortopedista seis grados de libertad entre los fragmentos de hueso.
[37] EJEMPLO 2. ENSAMBLE DEL DISPOSITIVO PARA UNA FRACTURA
DIAFISIARIA DE TIABIA
[38] En este ensamble (Figura 4) se fijan dos clavos del fragmento (21) del hueso con dos clavos del fragmento (22) mediante dos barras (3) y ocho prensas conectoras (2). Debe observarse que existe un número infinito de posiciones y orientaciones para los tornillos (4) y que a diferencia de otros sistemas que utilizan prensas de cinco grados de libertad y requieren que los tornillos (4) queden en un mismo plano, el dispositivo de esta invención permite que los tornillos (4) queden en diferentes planos con diferentes desviaciones angulares.
[39] EJEMPLO 3. ENSAMBLE DEL DISPOSITIVO APLICADO A UNA
FRACTURA DIAFISIARIA CON LOS CLAVOS EN FRAGMENTOS FORMANDO DIFERENTES PLANOS.
[40] En la Figura 5 se muestran los fragmentos de hueso representados por cilindros. En este ensamble se fijan dos tornillos (4) unidos a uno de los fragmentos (25) con dos clavos unidos al otro fragmento (26). Los dos pares de tornillos de cada fragmento aproximadamente pertenecen a dos planos que forman entre ellos un ángulo aproximadamente perpendicular, es decir, que existe libertad para fijar la posición y orientación de cada tornillo. En este ensamble las barras (3) pasan por el espacio entre tornillos de cada fragmento, lo cual solo es posible mediante la utilización de las prensas conectoras (2) de seis grados de libertad de la presente invención. Este ensamble permite activar todos los grados de libertad entre los fragmentos de hueso para reducir adecuadamente la fractura y brindar una excelente estabilidad al dispositivo con su configuración de doble barra.
[41 ] EJEMPLO 4. ENSAMBLE DEL DISPOSITIVO EN FORMA HÍBRIDA
APLICADO A UNA FRACTURA CERCA A LA EPÍFISIS O CABEZA DE LA TIBIA
[42] En la Figura 6 se muestra la aplicación del dispositivo de la invención a una fractura conminuta en la zona de la epífisis superior del hueso, la cual es conocida como fractura del platillo tibial. En este ensamble además de la prensa conectara (2) y las barras (3), se utilizan un anillo rígido (18) con agujeros, un elemento de extensión (19) que permite unir el anillo (18) con las barras, alambres de osteosíntesis (27) y tornillos de ajuste de alambre (28). En este ensamble, los fragmentos de la cabeza del hueso se unen con dos alambres (27) dispuestos en forma cruzada, cada uno de los cuales se fija al anillo (18) mediante tornillos con orificios pasantes (28). Al anillo (18) se fijan dos elementos de extensión (19) mediante un tornillo de ajuste con cabeza (29) aplicado desde el lado inferior del anillo. Esto se logra haciendo que el tornillo de ajuste (29) atraviese alguno de los agujeros lisos del anillo (18) y se enrosque en el agujero roscado del elemento de extensión (19). Luego, se montan tres barras (3) que se conectan con los elementos de extensión (19) y con los tornillos de osteosíntesis (4) ajustando cada par de elementos mediante prensas conectoras (2). En la configuración anteriormente reseñada, dos de las tres barras (3) pasan en forma aproximadamente paralela por un lado de los tornillos (4) de la diáfisis, sin embargo, estás podrían pasar por el espacio entre los tornillos (4) de la diáfisis, tal como se muestra en el ensamble de la Figura 7, lo cual solo es posible mediante la utilización de las prensas conectoras (2) de seis grados de libertad de esta invención. La tercera barra (3) tiene como objetivo asegurar la estabilidad del dispositivo y aumentar la rigidez en todos los planos.
[43] Aunque la presente invención se ha descrito mediante las realizaciones preferentes mostradas no limitativas de la invención, queda entendido que las modificaciones y variaciones que conserven su contenido esencial y elemental se entienden dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

Reivindicaciones
Un dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de huesos caracterizado porque comprende una pluralidad de medios de prensa-conector
(2); una pluralidad de barras cilindricas
(3); una pluralidad de tornillos de osteosíntesis
(4) y, opcionalmente de uno o más anillos rígidos con agujeros (18) y uno o más elementos de extensión (19) que permiten generar diversas configuraciones estables para el tratamiento de fracturas óseas.
El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de huesos de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha pluralidad de medios de prensa-conector (2) comprende un primer cuerpo
(5) y un segundo cuerpo
(6), los cuales presentan forma cilindrica; dicha pluralidad de medios de prensa-conector comprenden además un elemento de inserción
(7) que presenta forma cilindrica, un primer tornillo de sujeción
(8) y un segundo tornillo de sujeción
(9).
El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de huesos de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicha pluralidad de medios de prensa-conector (2) permiten conectar dicho primer cuerpo (5) y dicho segundo cuerpo (6) en un número infinito de posiciones y orientaciones angulares
El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de huesos de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque dicho primer cuerpo (5) presenta una primera estructura cilindrica con un primer diámetro y una segunda estructura cilindrica con un segundo diámetro menor que dicho primer diámetro. Dicha primera estructura cilindrica de dicho primer cuerpo (5) presenta una ranura
(10) perpendicular a su eje y un agujero roscado
(11) cuyo eje coincide con el de dicho primer cuerpo (5).
El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de huesos de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque en dicha segunda estructura cilindrica de dicho primer cuerpo (5) se encuentra un agujero cónico
(12) el cual presenta un diámetro
(13) cuyo eje coincide con el de dicho primer cuerpo (5) y que funciona como un tope de dichos medios de prensa-conector (2).
El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de huesos de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicho segundo cuerpo (6) presenta un agujero transversal
(14), una ranura transversal
(15) perpendicular a su eje y un primer agujero axial (16) que presenta un primer diámetro y un segundo agujero axial (17) que presenta un segundo diámetro menor que el primero, cuyos ejes coinciden con el eje de dicho segundo cuerpo (6). Dicho agujero axial
(16) atraviesa el cuerpo (6) hasta la intersección completa con dicho agujero (14) y dicha ranura transversal (15). Dicho agujero axial (17) de menor diámetro presenta un elemento de rosca en toda su longitud para alojar dicho tornillo de sujeción (9), donde dicho agujero axial
(17) se extiende desde la cara plana del cuerpo (6) hasta la intersección completa con la ranura (15).
El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de huesos de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho elemento de inserción (7) presenta dos superficies semicilíndricas cuyos ejes son perpendiculares al eje principal del cuerpo cilindrico y perpendiculares entre sí, donde dicho elemento de inserción (7) presenta un diámetro menor que el de dicho agujero axial (16) de tal forma que puede deslizarse en dicho segundo cuerpo (6).
El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de huesos de la reivindicación 1, caracterizado porque los grados de libertad de dichos medios de prensa-conector (2) son seis. Dos de dichos grados se encuentra asociados con dicho primer cuerpo (5) y los cuatro restantes están asociados con dicho segundo cuerpo (6). Dichos grados de libertad son fijados con un primer tornillo de sujeción (8) y con un segundo tornillo de sujeción (9).
El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de huesos de la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de prensa-conector (2) permiten que la distancia entre los ejes de los elementos cilindricos (3) y (4) que conecta sea variable.
El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de huesos de la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de prensa-conector (2) permiten la introducción de los elementos a conectar en una primera manera que consiste en introducir axialmente dichos elementos cilindricos a conectar (3) o (4) por el extremo de dichas ranuras (10) o (15) y, en una segunda manera que consiste en ingresar dichos elementos cilindricos a conectar (3) o (4) mediante un movimiento transversal de estos hasta la superficie cilindrica de la ranura correspondiente.
El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de 11] huesos de la reivindicación 1, caracterizado porque cuando opcio- nalmente dicho dispositivo incorpora dicho anillo rígido (18) con agujeros y dicho elemento de extensión (19) que une dicho anillo rígido (18) con dichos elementos cilindricos a conectar (3) o (4), dicho anillo se une a dichos elementos de extensión mediante una pluralidad de tornillos de sujeción, los cuales a su vez se unen mediante una pluralidad de barras (3) a una pluralidad de tornillos de osteosíntesis (4) conectados a secciones de dicho hueso.
[ Reivindicación El dispositivo de fijación externa (1) para estabilizar fracturas de
12] huesos de la reivindicación 1, caracterizado porque los grados de
libertad de dos fragmentos de hueso que se conectan utilizando dichos medios de prensa-conector (2) son seis.
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