ES2297609T3

ES2297609T3 - Tornillo pedicular, modular y poliaxial.

Info

Publication number: ES2297609T3
Application number: ES05077314T
Authority: ES
Inventors: Joseph P. Errico; Thomas J. Errico; James D. Ralph; Steven Tatar
Original assignee: K2 Medical LLC
Current assignee: K2 Medical LLC
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2017-10-07
Also published as: EP1634537A1; DE69738338D1; DE69737034T2; EP0949887B1; EP1634537B1; JP2002515792A; KR100531146B1; KR20000048988A; AU731811B2; EP0949887A1; DE69738338T2; AU4673197A; WO1998015233A1; CA2268152C; CA2268152A1; ES2278398T3; JP4128224B2; DE69737034D1; EP0949887A4; ATE346556T1

Abstract

Un ensamblaje de tornillo pedicular poliaxial modular que comprende: un eje (100a y 100b) que posee una cavidad curva (108a y 108b) en su parte superior; un vástago (120) que posee una parte superior de columna (122) y una parte inferior de bola (124). La parte de bola (124) posee un diámetro mayor que la parte superior de columna (122), y la mencionada parte de bola (124) tiene la forma adecuada para encajarse y rotar inicialmente en la mencionada cavidad curva (108a y 108b); un manguito (130a y 130b) que posee un cuerpo cilíndrico hueco y una apertura (138) en su parte superior con un diámetro mayor que la parte superior de columna (122) y menor que la parte de bola (124); medios (160) para el acoplamiento de una barra al vástago, en los que: (i) se sitúa una rosca (112) en la superficie circunferencial superior del mencionado eje (100a y 100b); (ii) se sitúa una rosca (132) en la superficie inferior interior del mencionado manguito (130a y 130b); esta rosca (132) es acoplable a la mencionada rosca (112) en dicha superficie circunferencial superior del susodicho eje (100a y 100b); (iii) el manguito (130a y 130b) incluye una superficie exterior superior que se va estrechando; (iv) la mencionada apertura (138) y el mencionado diámetro de la parte superior de columna son tales que antes del aseguramiento completo del manguito (130a y 130b) en el eje (100a y 100b), el vástago (120) puede rotar poliaxialmente en relación con el eje (100a y 100b) a través de una gama de orientaciones, entre las que figuran coaxiales y no coaxiales; mediante el aseguramiento completo del manguito (130a y 130b) en el eje (100a y 100b), la parte de bola (124) se engancha por impacto en la cavidad curva (108a y 108b), impidiendo de esta manera un movimiento adicional del vástago (120) en relación con el eje (100a y 100b); y se sitúa al menos un elemento espaciador (150) entre la superficie exterior superior que se va estrechando del manguito (130a y 130b) y los medios (160) de acoplamiento de la barra al vástago; el mencionado elemento espaciador (150) posee una superficie inferior que se va estrechando que se corresponde con la superficie exterior superior que se va estrechando del manguito.

Description

Tornillo pedicular, modular y poliaxial.

Campo de la invención

Esta invención se refiere en general a un tornillo pedicular poliaxial para su uso con sistemas de fijación ortopédicos que poseen componentes modulares. De forma más específica, la presente invención se refiere a un tornillo que se inserta en el hueso vertebral y que posee un eje y un conjunto de elementos modulares de acoplamiento que se montan de forma poliaxial en el mismo a través de un vástago conectado de forma flexible a la parte superior de la parte de eje, aumentando así la eficacia del ensamblaje del implante al proporcionar una libertad de angulación entre la barra, el eje y los elementos modulares.

Descripción del estado anterior de la técnica

Los huesos y el tejido conjuntivo de la columna vertebral de un ser humano adulto se componen de más de 20 huesos diferentes, acoplados consecutivamente entre sí mediante un complejo triarticular que consta de un disco anterior y de dos articulaciones facetarias posteriores. Los discos anteriores de huesos adyacentes están protegidos por espaciadores cartilaginosos que se conocen como discos intervertebrales. En las Figuras 1, 2 y 3 se muestran, respectivamente, una vista superior, lateral y posterior de un cuerpo vertebral, un par de cuerpos vertebrales adyacentes y una secuencia de cuerpos vertebrales. La médula espinal está contenida dentro del canal central (10), protegida en su parte posterior por una hoja de hueso denominada lámina (12). La lámina (12) incluye una parte que se extiende hacia atrás y hacia abajo denominada apófisis espinosa (16) y estructuras que se extienden lateralmente denominadas procesos transversales (14). La parte anterior de la médula espinal comprende un conjunto de huesos de forma generalmente cilíndrica y situados uno encima del otro. Estas partes de las vértebras se denominan cuerpos vertebrales (20) y están separados entre sí por los discos intervertebrales (22). Los pedículos (24) comprenden puentes de hueso que unen el cuerpo vertebral anterior (20) con su lámina correspondiente (12).

La columna vertebral constituye una estructura muy compleja, ya que incluye más de veinte huesos acoplados entre sí y alberga y protege componentes vitales del sistema nervioso, así como innumerables nervios en la periferia y órganos circulatorios en sus proximidades. A pesar de su complejidad, la columna vertebral constituye una estructura muy flexible, capaz de un alto grado de curvatura y torsión en prácticamente cualquier dirección. Sin embargo, factores tales como irregularidades genéticas o de desarrollo, traumatismos, el estrés crónico, tumores o enfermedades pueden causar patologías en la columna vertebral que limiten su abanico de movimientos y/o presenten un riesgo para los elementos vitales del sistema nervioso que se encuentran en su interior. En el estado anterior de la técnica se han divulgado diversos sistemas que consiguen la mencionada inmovilización mediante la implantación de ensamblajes artificiales en o sobre la columna vertebral. Se pueden clasificar estos sistemas en implantes anteriores, posteriores o laterales. Como indica dicha clasificación, los sistemas laterales y anteriores se acoplan a la parte anterior de la columna, la cual constituye la secuencia de cuerpos vertebrales. Los implantes posteriores normalmente comprenden pares de barras, alineadas a lo largo del eje que marca la posición correcta de los huesos, que se conectan a la columna vertebral bien mediante ganchos que se acoplan a la lámina o se unen a los procesos transversales, o bien mediante tornillos que se insertan a través de los pedículos.

Los "ensamblajes de barras" normalmente comprenden una pluralidad de los mencionados tornillos, los cuales se implantan a través de las superficies laterales posteriores de las láminas, a través de los pedículos, y dentro de sus cuerpos vertebrales respectivos. Normalmente estos tornillos están dotados de partes superiores que comprenden medios de acoplamiento para recibir y fijar una barra alargada a través de las mismas. La barra se extiende a lo largo del eje de la columna vertebral, acoplándose a la pluralidad de tornillos a través de sus medios de acoplamiento. Se puede utilizar la rigidez de la barra para alinear la columna vertebral en una postura corregida.

No obstante, se ha determinado que resulta bastante difícil insertar tornillos a lo largo de una curvatura que indique una alineación incorrecta y colocar a la vez de forma precisa los elementos de acoplamiento, de manera que las partes que reciben la barra queden alineadas para que la barra pueda atravesarlos sin afectar a los tornillos. Se sobreentiende que intentar conseguir una alineación adecuada con tornillos fijados requiere periodos más prolongados de operación, lo que supone una mayor probabilidad de que se produzcan alguna de las complicaciones normalmente asociadas con la cirugía. A menudo no se tiene éxito en los esfuerzos quirúrgicos con dichos dispositivos de ejes fijos, por lo que los intentos con estos instrumentos resultan totalmente infructuosos.

El estado de la técnica comprende diversos intentos de suministrar instrumentos que proporcionen una mayor libertad a los cirujanos por lo que respecta a la alineación del tornillo y la barra. Sin embargo, la mayoría son complejos, no resultan lo suficientemente fiables y carecen de una durabilidad a largo plazo. Además, por lo general no han sido construidos para adaptarse a los requisitos anatómicos específicos de la columna vertebral de cada paciente. En particular, el sistema Isola^{TM}, fabricado por Acromed, adolece de muchos de estos defectos, ya que no proporciona al cirujano suficiente libertad para angular los medios de acoplamiento a la barra del tornillo y conectarlo adecuadamente a la barra. Más específicamente, como se ilustra en las Figuras 4 y 5, el sistema Isola se compone de una parte de eje que se inserta en el pedículo del paciente. Este eje posee una parte de vástago con rosca que se extiende hacia arriba de forma rígida desde la parte superior de la parte de eje (la interfaz entre la parte de eje y la parte de vástago incluye un anillo de forma hexagonal al que se puede aplicar una llave de torsión para permitir su inserción). Una vez que se han insertado el eje y el vástago, el cirujano enrosca una serie de elementos espaciadores en la parte de vástago (los elementos espaciadores consisten en arandelas de rosca, algunas de la cuales poseen un grosor no uniforme para proporcionar cierto ángulo o inclinación al modelo global). A continuación, el cirujano coloca el medio de acoplamiento de barra (que se desliza de forma axial sobre la barra) en el vástago. El medio de acoplamiento de barra incluye una ranura alargada que permite modificar ligeramente la posición específica del medio de acoplamiento de barra con respecto al vástago. Una vez que se ha colocado en su posición final, el cirujano asegura el ensamblaje con una tuerca de bloqueo superior.

La patente WO 96129947 divulga un ensamblaje de tornillo pedicular poliaxial de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1.

La patente US 4.946.458 divulga un tornillo pedicular para estabilizar los segmentos de la columna vertebral que comprende un eje con una espiga con rosca, una cabeza parcialmente esférica en un extremo del eje con rosca, una parte receptora dividida en dos mitades para recibir la cabeza del eje, y un anillo situado alrededor de las mencionadas mitades para mantenerlas acopladas circunscribiendo la mencionada cabeza.

La patente DE-19512709 divulga un dispositivo de fijación para unir una sección de una prótesis a una sección de hueso. Este dispositivo consta de una parte de unión que puede conectarse a la sección de hueso y tiene preferentemente forma de tornillo autorroscante, de una parte de montaje soportada por la parte de unión, y de un medio de conexión de prótesis conectado de forma desmontable a la parte de montaje. Este dispositivo se caracteriza porque el medio de conexión de prótesis está unido a la parte de montaje mediante una junta ajustable o la parte de montaje está conectada a la parte de unión mediante una junta ajustable.

El sistema Isola, aunque es modular y proporciona una variabilidad limitada en este modelo, posee una capacidad muy limitada para angular (el vástago está conectado de forma rígida a la parte de eje). Además, esta capacidad limitada de angulación que posee requiere la utilización de múltiples elementos espaciadores con un grosor no uniforme que resultan fastidiosos en un entorno quirúrgico.

Por consiguiente, el objetivo principal de la presente invención es suministrar un tornillo pedicular y un ensamblaje de elementos de acoplamiento que proporcionen una libertad poliaxial de angulación de implantación con respecto a la recepción de la barra.

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Resumen de la invención

De conformidad con la presente invención, se suministra un ensamblaje de tornillo pedicular poliaxial modular que comprende:

un eje con una cavidad curva en su parte superior;

un vástago con una parte superior de columna y una parte inferior de bola. La parte de bola posee un diámetro mayor que la parte superior de columna y la mencionada parte de bola tiene la forma adecuada para encajarse y rotar inicialmente en la mencionada cavidad curva;

un manguito que posee un cuerpo cilíndrico hueco y una apertura en su parte superior con un diámetro mayor que el de la parte superior de columna y menor que el de la parte de bola;

medios para el acoplamiento de una barra al vástago. Este ensamblaje se caracteriza porque:

(i): la superficie circunferencial superior del mencionado eje está dotada de una rosca;

(ii): la superficie interior inferior del mencionado manguito está dotada de una rosca (132) que se puede acoplar a la mencionada rosca en la mencionada superficie circunferencial superior del mencionado eje;

(iii): el manguito incluye una superficie exterior superior que se va estrechando;

(iv): la mencionada apertura y el mencionado diámetro de eje son tales que con anterioridad a la fijación completa del manguito en el eje, el vástago puede rotar de forma poliaxial en relación con una gama de orientaciones coaxiales y no coaxiales. El aseguramiento completo del manguito en el eje hace que la parte de bola se enganche por impacto en la cavidad curva, impidiendo así cualquier movimiento adicional del vástago con respecto al eje; y

existe al menos un elemento espaciador entre la superficie exterior superior que se va estrechando del manguito y el medio de acoplamiento de la barra al vástago. Dicho elemento espaciador posee una superficie inferior que se va estrechando y se corresponde con la superficie exterior superior que se va estrechando del manguito.

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Mediante el uso de la presente invención, se pueden obtener uno o más de los siguientes:

(i): un ensamblaje que comprende un número reducido de elementos y que, por consiguiente, permite una implantación rápida.

(ii): un ensamblaje fiable, duradero y que proporciona un apoyo de fijación a largo plazo.

Preferentemente, el eje incluye una segunda rosca situada en una superficie circunferencial inferior del mismo.

La cavidad situada en la parte superior del eje es, preferentemente, un entrante que posee un radio constante de curvatura.

El mencionado entrante puede definir una superficie menor, en extensión, que una semiesfera o mayor en extensión que una semiesfera. En el segundo caso, la parte superior del mencionado eje puede incluir, por lo menos, una ranura axial situada en el mismo. Dicha ranura se extiende axialmente hacia abajo, desde la mencionada parte superior del mencionado eje, hasta alcanzar una posición que es inferior al diámetro máximo del mencionado entrante. En este caso, la superficie interior inferior preferentemente se va estrechando hacia arriba y hacia dentro de forma radial.

El eje también puede comprender una parte de anillo, que forma parte integral del mismo, situado debajo de la parte circunferencial superior con rosca. Dicho anillo posee una conformación exterior hexagonal.

La parte superior de columna puede comprender una rosca de superficie.

El manguito puede incluir una parte de superficie circunferencial externa que define una conformación hexagonal.

Cuando la cavidad es un entrante que define una superficie menor que una semiesfera, el mencionado manguito puede incluir una superficie interior superior que se va estrechando axialmente y define una superficie interior redondeada en forma de copa con el mismo radio de curvatura que el entrante.

La superficie exterior superior que se va estrechando del manguito y la superficie inferior que se va estrechando del elemento espaciador pueden poseer una conformación redondeada. En tal caso, al menos un elemento espaciador puede comprender una arandela con una superficie inferior cóncava que posea una primera curvatura cóncava y una superficie superior convexa con una segunda curvatura. Las mencionadas primera y segunda curvaturas poseen una curvatura absoluta equivalente a la mencionada superficie superior exterior del mencionado manguito. La mencionada parte superior de columna del mencionado vástago puede incluir una rosca de superficie exterior y, en la misma, la mencionada superficie circunferencial interior del elemento espaciador que debe contener como mínimo también incluye una rosca. Asimismo, al menos un elemento espaciador puede comprender una conformación circunferencial exterior que define una forma hexagonal.

Los medios para acoplar una barra al mencionado vástago pueden comprender un elemento de acoplamiento de barra que se puede montar en la mencionada parte superior de columna del mencionado vástago y una tuerca de bloqueo superior que se puede fijar a la mencionada parte superior de columna, por encima del mencionado elemento de acoplamiento de barra, asegurando así el mencionado elemento de acoplamiento de barra entre la tuerca de bloqueo superior y el mencionado espaciador.

Se puede ubicar un pequeño orificio hexagonal en la base de la cavidad en forma de bol, de manera coaxial con respecto al eje, de forma que se pueda utilizar un dispositivo de atornillamiento (llave Allen, etc.) para insertar el eje en el hueso. Alternativamente, una parte anular ensanchada del eje, colocada entre las dos roscas, puede ser hexagonal para permitir el uso de una llave de torsión u otra herramienta quirúrgica. La superficie axial del eje en el extremo superior (cavidad) incluye una segunda rosca para la recepción y fijación del elemento de manguito al mismo.

El vástago comprende una parte de columna alargada que posee una bola ensanchada (con un diámetro mayor que la parte de columna) situada en la parte inferior del mismo. La bola ensanchada posee sustancialmente el mismo radio de curvatura que la parte de cavidad con forma de bol del eje. Por consiguiente, cuando la bola se coloca inicialmente en la cavidad con forma de bol, es posible ubicar el vástago en una variedad de diferentes ángulos con respecto al eje central de la parte de eje (en una gama poliaxial de configuraciones, desde coaxial hasta sustancialmente no coaxial).

El manguito de fijación comprende un cuerpo cilíndrico hueco que posee una rosca en su mitad inferior (las mitades se definen en relación al eje transversal) de la superficie interior del mismo. Esta rosca está diseñada para acoplarse a la rosca en la parte superior del elemento de eje. La mitad superior de la superficie interior del manguito puede comprender un estrechamiento semiesférico cuando se utiliza en conjunción con un eje que posee una cavidad que no llega a ser semiesférica. Este estrechamiento forma una cavidad con un extremo abierto. En una modalidad alternativa que se utiliza con un eje que posee una cavidad mayor que una semiesfera, no es necesario que el extremo superior del manguito se estreche en su parte interior. No obstante, en ambos casos el diámetro interior del extremo abierto de la parte superior del manguito es mayor que el diámetro de la parte de columna del vástago, pero más estrecho que el diámetro de la bola de la parte inferior del vástago. Durante el ensamblaje, las partes de vástago y eje son mantenidas en un principio de forma coaxial, con la bola del vástago en la cavidad de la parte de eje, mientras que el manguito de fijación se avanza en forma descendente a lo largo de la parte de columna del vástago, hasta que las roscas del manguito y de la superficie exterior superior del eje se acoplan. Antes del apretamiento final, el vástago y el eje se mantienen juntos por la acción del manguito, pero cada uno puede angularse en relación con el otro gracias a la interfaz entre la bola y la cavidad. Los diámetros relativos de la bola, la columna y la apertura en la parte superior del manguito determinan la gama completa de ángulos. No obstante, el apretamiento completo del manguito hace que la bola quede encajada en la cavidad del eje (y el interior que se va estrechando de la parte superior del manguito), impidiendo de esta forma cualquier otro movimiento ulterior.

Una parte del exterior del manguito comprende un contorno de superficie angulado hexagonalmente, de forma que se pueda aplicar al manguito fácilmente una llave de torsión (se sobreentenderá que se pueden emplear cualquiera de dichos contornos de superficie u otros medios de forma equivalente). No obstante, el exterior superior del manguito está redondeado (con un radio constante de curvatura), por lo que proporciona un perfil curvo. Ello permite el acoplamiento seguro de elementos espaciadores similarmente redondeados en relación con la parte superior del elemento de manguito, independientemente de la orientación angular de la parte de columna del vástago en relación con el manguito y el eje (el manguito y el eje permanecen coaxiales).

De forma más específica, puesto que es recomendable permitir un posicionamiento variable de los medios de acoplamiento de barra a lo largo del eje del vástago, además de la variabilidad angular proporcionada por el ensamblaje eje-vástago-manguito poliaxial, también se pueden utilizar elementos espaciadores. Los espaciadores son elementos anulares que poseen un diámetro equivalente al de la parte de columna (y cuentan preferentemente con una rosca). Las superficies inferiores de los elementos espaciadores son cóncavas y poseen un radio de curvatura igual al de la superficie superior del manguito. Como se ha indicado anteriormente, este contorno mutuo permite al espaciador asentarse de forma segura sobre el manguito, independientemente de la angulación del vástago. La superficie superior del elemento espaciador es convexa, con un radio equivalente de curvatura, lo que permite encajar múltiples espaciadores.

Se sobreentenderá que el avance de los elementos espaciadores hacia abajo en el vástago, haciendo que éstos entren en contacto con el manguito, y su apretamiento posterior causa un incremento de la fuerza total de fijación aplicada a la bola en la cavidad (se hace presión sobre la bola y ésta queda apretada contra el interior en forma de cavidad del manguito). Con el fin de avanzar fácilmente mediante el enroscamiento de los elementos espaciadores, la superficie lateral exterior de los elementos tiene el contorno adecuado para que pueda aplicarse a la misma una llave de torsión, por ejemplo una con forma hexagonal.

El elemento de acoplamiento de barra de este ensamblaje normalmente comprende una parte plana que posee un agujero alargado a través del mismo para su acoplamiento al vástago, y una parte tubular que se puede avanzar, deslizándola a lo largo de la barra hasta alcanzar la posición correcta. Una vez que se encuentra en la posición correcta, se fija el medio de acoplamiento de barra a la barra mediante un tornillo de sujeción con el fin de impedir un movimiento adicional con respecto a la barra. El agujero en la parte plana tiene una naturaleza alargada, de forma que se pueda variar la distancia entre la barra y el vástago. Este elemento también incluye una conformación cóncava en su parte inferior para que se pueda encajar con seguridad en la superficie superior de un espaciador o bien directamente en el manguito (en aquellos casos en los que no se utilice un espaciador).

El primer paso en el proceso de implantación de esta invención es la perforación previa del lugar apropiado en el pedículo donde se va a introducir el eje. A continuación se introduce el eje en el cuerpo vertebral. Después se avanza el manguito hacia abajo en la parte de vástago hasta que alcanza la parte de bola o cavidad. A continuación se colocan juntas las partes de bola y cavidad, de forma que puedan rotar la una en relación con la otra, y se acoplan las roscas de la parte superior del eje y del interior del manguito. Después se angula el vástago hasta que se encuentra en la posición adecuada y se fija el manguito, asegurando así el vástago en relación con el eje. A continuación se avanza el elemento de acoplamiento de barra, deslizándolo a lo largo de la barra hasta que se encuentre en la posición apropiada y el vástago esté colocado en el agujero alargado del mismo. Se aplica el tornillo de sujeción del elemento de acoplamiento de barra para su fijación al mismo. Si se consideran necesarios, se avanzan los espaciadores, enroscándolos en el vástago, antes de la inserción del vástago en el agujero alargado. Una vez que se ha configurado el ensamblaje de manera apropiada, se avanza la tuerca de bloqueo superior hacia abajo, a lo largo del vástago y hasta que quede apretada sobre la parte superior del elemento de acoplamiento de barra, impidiendo así cualquier movimiento lateral o axial del vástago dentro del agujero alargado.

Normalmente se necesitan múltiples ensamblajes de elementos de acoplamiento y tornillo para llevar a cabo la gama completa de anclajes necesarios para un sistema de inmovilización de barra. Sin embargo, el ensamblaje del elemento de acoplamiento y tornillo de la presente invención ha sido diseñado para que sea compatible con otros sistemas de barra alternativos. Así, cuando sea necesario, se puede utilizar la presente invención para rectificar los fallos de otros sistemas cuya implantación ya se haya iniciado.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista superior de una vértebra humana, representativa del tipo para el que resulta útil la presente invención y a la que se puede acoplar un sistema de barra;

la Figura 2 es una vista lateral de un par de vértebras adyacentes del tipo mostrado en la Figura 1;

la Figura 3 es una vista posterior de una secuencia de vértebras del tipo mostrado en las Figuras 1 y 2;

las Figuras 4a y 4b son vistas de sección transversal lateral de ejes alternativos con roscas que constituyen aspectos de la presente invención;

la Figura 5 es una vista lateral de una parte de vástago que posee una bola en su parte inferior y constituye un aspecto de la presente invención;

las Figuras 6a y 6b son vistas de sección transversal lateral de manguitos alternativos de la presente invención;

la Figura 7 es una vista de sección transversal lateral de un elemento espaciador que constituye un aspecto de la presente invención;

la Figura 8 es una vista en perspectiva de un elemento de acoplamiento de barra que constituye un aspecto de la presente invención;

la Figura 9 es una vista de sección transversal lateral de la tuerca de bloqueo superior de la presente invención;

las Figuras l0a y 10b son vistas laterales de dos tornillos pediculares poliaxiales modulares completamente ensamblados de la presente invención.

Descripción detallada de la modalidad preferida de la invención

Aunque más adelante se describirá en detalle la presente invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los que se muestran las modalidades y métodos de implantación específicos, se sobreentenderá desde el principio que los expertos en este campo podrán modificar la invención descrita en el presente, siempre y cuando se sigan obteniendo las funciones y resultados de esta invención. En consecuencia, se entenderá que las descripciones que se muestran a continuación son ejemplos a modo de ilustración de estructuras, características y aspectos específicos incluidos en el extenso ámbito de la presente invención, y no suponen una limitación de dicho ámbito.

De forma más específica, por lo que respecta a las Figuras 4a y 4b, los tornillos pediculares poliaxiales modulares alternativos de la presente invención comprenden, en primer lugar, una parte de eje con rosca (100a y 100b) que se inserta en el pedículo. Ambos ejes (100a y 100b) incluyen una parte inferior de espiga (102) que incluye una rosca de tornillo para hueso (104). Esta rosca (104) puede ser estándar o no, pero en cualquier caso deberá ser apropiada para proporcionar la sujeción necesaria al hueso. Específicamente, con respecto a la ilustración 4a, la parte superior (106a) del eje (100a) comprende un entrante en forma de bol (108a) que forma una cavidad. Esta cavidad (108a) comprende una sección menor que una semiesfera. Alternativamente, como se muestra en la Figura 4b, la parte superior (106b) del eje (100b) puede comprender una cavidad (108b) mayor que una sección semiesférica. En dicha cavidad (108b), el borde superior (109) de la misma debería incluir al menos una ranura axial (111) que se extiende por debajo del diámetro máximo (A-A) y que puede expandirse y contraerse de acuerdo con la aplicación de una fuerza radial en el borde superior (109).

En ambas alternativas, las superficies axiales de los extremos superiores (110a y 110b) de los ejes (100a y 100b) (alrededor de las cavidades (108a y 108b) incluyen una segunda rosca (112). Se suministra un anillo ensanchado hexagonal (114), que forma parte integral del eje (100a y 100b) y está dispuesto entre la espiga con rosca (102) y las partes superiores (110a y 110b), de forma que se puede utilizar una llave de torsión apropiada para introducir el eje (100a y 100b) en el cuerpo vertebral a través del pedículo.

Por lo que respecta a la Figura 5, se muestra en la misma una vista lateral de una parte de vástago (120). Más específicamente, el vástago (120) comprende una parte de columna alargada con rosca (122) y una bola ensanchada (124). La bola (124) posee un diámetro más grande que la columna (122). La bola (124) posee sustancialmente el mismo radio de curvatura que la parte de cavidad en forma de bol (108) del eje (100). Estas dimensiones respectivas permiten la libre rotación de la bola (124) en la cavidad (108), una vez que la bola (124) se coloca en la misma, permitiendo así la angulación del vástago (120) en relación con el eje (100) (a través de una gama poliaxial que va desde coaxial a sustancialmente no coaxial).

Por lo que respecta a las Figuras 6a y 6b, los manguitos correspondientes (130a y 130b), que se muestran en vistas de sección transversal lateral proporcionan un acoplamiento mutuo entre los ejes (100a y 100b) y el vástago (120). Los manguitos (130a y 130b) son cilindros huecos con una rosca (132) en la mitad inferior de su superficie interior (134). Esta rosca (132) ha sido diseñada para encajar con la rosca (112) situada en la parte superior (110a y 110b) del elemento de eje (100a y 100b). Por lo que respecta a la modalidad del manguito (130a) que se utiliza en conjunción con el eje (100a) que posee una cavidad que define un área menor que una semiesfera, la mitad superior de la superficie interior (136) del manguito (130a) comprende un estrechamiento semiesférico que forma una cavidad con un extremo abierto. Alternativamente, la modalidad que se utilizará con el eje (100b) que posee una cavidad (108b) que define un área mayor que una semiesfera no posee un estrechamiento interno en su extremo superior. Sin embargo, la parte inferior con rosca puede incluir un estrechamiento invertido, es decir, más estrecho en su parte superior, con el fin de proporcionar una fuerza radial dirigida hacia dentro al borde superior (109). En cada modalidad (130a y 130b), el diámetro interno B-B del extremo abierto (138) de la parte superior del manguito (130a y 130b) es mayor que el diámetro de la parte de columna con rosca (122) del vástago (120), pero más estrecho que el diámetro de la bola (124).

Durante el ensamblaje, las partes de vástago (120) y de eje (100a y 100b) se mantienen inicialmente coaxiales, con la bola (124) del vástago (120) en la cavidad (108a y 108b) del eje (100a y 100b) (la bola (124) se introduce en la cavidad (108b) al aplicar una fuerza hacia abajo, gracias a la cual la ranura que debe haber como mínimo (111) se expande), mientras que el manguito de fijación (130a y 130b) se avanza hacia abajo a lo largo de la parte de columna del vástago, hasta que se acoplan las roscas (132 y 112) del manguito (130a y 130b) y de la superficie exterior superior (110a y 110b) del eje, respectivamente. Antes del apretamiento o torsión final, se mantienen juntos, aunque no de forma rígida, el vástago (120) y el eje (100a y 100b) gracias a los manguitos 130a y 130b, respectivamente, aunque cada uno puede angularse en relación con el otro mediante la interfaz de la bola (124) y la cavidad (108a y 108b). La gama total de angulación queda establecida mediante los diámetros relativos de la bola (124), la columna (122), (el borde superior (109) de la cavidad (108b)) y la apertura (138) en la parte superior del manguito. No obstante, el apretamiento completo del manguito (130a y 130b) hace que la bola (124) quede acoplada en la cavidad (108a y 108b), impidiendo así cualquier movimiento adicional.

Una parte del exterior (140) del manguito (130a y 130b) comprende un contorno de superficie angulado hexagonalmente, de forma que se puede acoplar fácilmente el manguito (130a y 130b) mediante una llave de torsión. Asimismo, el exterior superior (142) del manguito (130a y 130b) está redondeado (con un radio constante de curvatura) para proporcionar de esta forma un perfil curvado. Ello permite el acoplamiento seguro de elementos de espaciador similarmente redondeados (véase la Figura 7 y su correspondiente descripción más adelante) en relación con la parte superior del manguito (130a y 130b), independientemente de la orientación angular de la columna (122) del vástago (120) en relación con el manguito (130a y 130b) y el eje (100a y 100b).

Más específicamente, por lo que respecta a la Figura 7, dado que puede ser recomendable variar la posición axial de los medios de acoplamiento de barra (véase la Figura 8 y su correspondiente descripción más adelante) a lo largo de la columna (122), se proporcionan elementos espaciadores (150). Los espaciadores (150) son elementos anulares que poseen un diámetro interior C-C que es equivalente al de la columna (122). En la modalidad ilustrada, la superficie interior (152) incluye una rosca (154) que se puede acoplar con la rosca de la columna (122). Sin embargo, no es necesario que los espaciadores (150) posean una rosca. Dicha rosca puede proporcionar una fuerza adicional hacia abajo sobre el manguito (130a y 130b) para asegurar la fijación del vástago (120) y el eje (100a y 100b). La superficie inferior del espaciador (150) es cóncava y posee un radio de curvatura igual al de la parte superior estrechada (142) del manguito (130a y 130b). Este contorno mutuo permite al espaciador (150) asentarse de forma segura contra el manguito (130a y 130b), independientemente de la angulación del vástago (120). La superficie superior (142) del espaciador (150) es convexa y tiene un radio equivalente de curvatura, permitiendo así encajar múltiples espaciadores (150). Con el fin de que el espaciador con rosca (150) pueda avanzarse fácilmente a lo largo de la columna con rosca (122), la superficie lateral exterior (156) posee un contorno que permite su acoplamiento mediante una llave de torsión, por ejemplo una con forma hexagonal.

Por lo que respecta a la Figura 8, el elemento de acoplamiento de barra (160) de este ensamblaje comprende una parte plana (162) que posee un agujero alargado (164) a través del mismo para su acoplamiento al vástago (120). El agujero alargado (164) posee un ancho igual al de la columna (122), pero tiene forma alargada para permitir una posición lateral variable de la columna (122) con respecto a la barra (200). El borde (no mostrado en esta ilustración) del agujero alargado (164), en la parte inferior de la parte plana, se va estrechando de manera cóncava para así poder recibir, de forma ideal, la parte superior curva del espaciador (150) o del manguito (130a y 130b).

El elemento de acoplamiento de barra (160) incluye además una parte tubular (166). El eje central del tubo es sustancialmente perpendicular al eje central alargado del agujero (164). El elemento de acoplamiento de barra (160) se coloca en la barra (200), deslizándolo hacia delante a lo largo del mismo. Una vez que se encuentra en su posición correcta, se fija el elemento de acoplamiento de barra (160) a la barra (200) mediante un tornillo de sujeción (168) con el fin de impedir cualquier movimiento adicional con respecto a la barra. Asimismo, este elemento (160) también incluye una conformación cóncava en su parte inferior (170), de forma que se pueda encajar de forma segura en la superficie superior de un espaciador (150) o directamente sobre el manguito (130a y 130b) (en aquellos casos en los que no se utiliza un espaciador (150)).

Por lo que respecta a la Figura 9, se utiliza una tuerca de bloqueo superior (170) para fijar el elemento de acoplamiento de barra (160) a la columna (122). Más específicamente, la tuerca de bloqueo superior (170) posee una superficie inferior (172) que está adaptada idealmente para acoplarse e impedir el movimiento axial o lateral de la columna (122) y el elemento de acoplamiento de barra (160). Específicamente, la tuerca de bloqueo superior (170) está diseñada para aplicar una presión hacia abajo que resulta suficiente para fijar el manguito (130a y 130b) en el borde curvo que se va estrechando del agujero alargado (164), de forma que la fuerza de fijación de fricción del espaciador (150) o del manguito (130a y 130b) contra el mismo es suficiente para impedir el movimiento lateral o axial del elemento de acoplamiento de barra (160).

Por lo que respecta a las Figuras 10a y 10b, se describirán a continuación los pasos para la implantación de este ensamblaje. En primer lugar, se taladra previamente un agujero en el sitio adecuado en el pedículo para que éste pueda recibir el eje (100a y 100b). A continuación se introduce el eje (100a y 100b) en el cuerpo vertebral. El manguito (130a y 130b) se avanza hacia abajo en el vástago (120) hasta que alcanza la bola (124). Después se coloca o introduce la bola (124) en la cavidad (108a y 108b) y se acoplan las roscas (112 y 132) en la parte superior (110a y 110b) del eje (100a y 100b) yen el interior del manguito (130a y 130b), respectivamente. A continuación, se angula la columna (122) en su posición apropiada y se fija el manguito (130a y 130b), asegurando de esta forma el vástago (120) en relación al eje (130a y 130b). La bola (124) se engancha por impacto entre el manguito (130a) y la cavidad (108a). Alternativamente, la bola (124) se puede introducir en la cavidad (108b) al acercar y colocar la propia cavidad alrededor de la bola (124)). Si es necesario, se colocan espaciadores (150) por encima del manguito (130a y 130b) en la columna (122). A continuación se desliza el elemento de acoplamiento de barra (160) a lo largo de la barra (200) hasta que alcanza la posición correcta y se coloca la columna (122) en el agujero alargado (164) del mismo. Se acopla el tornillo de sujeción (168) del elemento de acoplamiento de barra (160) para fijarlo a la barra (200). Por último, se avanza hacia abajo la tuerca de bloqueo superior (170), a lo largo de la columna (122), hasta que la tuerca se sitúa contra el elemento de acoplamiento de barra (160), impidiendo de esta forma cualquier movimiento lateral o axial de la columna (122) dentro del agujero alargado (164).

Un sistema de implante de barra posterior completo incluye al menos dos, y generalmente cuatro o más, ensamblajes de tornillo. Sin embargo, este ensamblaje, como se ha indicado anteriormente, también puede utilizarse en conjunción con otros ensamblajes de tornillo del estado anterior de la técnica cuando se requieren inmediatamente las propiedades beneficiosas de este ensamblaje para corregir las deficiencias de otros ensamblajes. Por consiguiente, se prevé que este tornillo pedicular poliaxial modular pueda ser usado individualmente o en conjunción con otros.

Aunque se han descrito e ilustrado modalidades de un ensamblaje de tornillo pedicular poliaxial modular para su uso con un sistema de implantación de barra posterior en la columna vertebral, resultará evidente para los expertos en este campo que se pueden realizar variaciones y modificaciones sin desviarse del principio general de la presente invención. Por consiguiente, la presente invención estará limitada únicamente por el ámbito de las reivindicaciones adjuntas al presente.

Claims

1. Un ensamblaje de tornillo pedicular poliaxial modular que comprende:

un eje (100a y 100b) que posee una cavidad curva (108a y 108b) en su parte superior;

un vástago (120) que posee una parte superior de columna (122) y una parte inferior de bola (124). La parte de bola (124) posee un diámetro mayor que la parte superior de columna (122), y la mencionada parte de bola (124) tiene la forma adecuada para encajarse y rotar inicialmente en la mencionada cavidad curva (108a y 108b);

un manguito (130a y 130b) que posee un cuerpo cilíndrico hueco y una apertura (138) en su parte superior con un diámetro mayor que la parte superior de columna (122) y menor que la parte de bola (124);

medios (160) para el acoplamiento de una barra al vástago, en los que:

(i): se sitúa una rosca (112) en la superficie circunferencial superior del mencionado eje (100a y 100b);

(ii): se sitúa una rosca (132) en la superficie inferior interior del mencionado manguito (130a y 130b); esta rosca (132) es acoplable a la mencionada rosca (112) en dicha superficie circunferencial superior del susodicho eje (100a y 100b);

(iii): el manguito (130a y 130b) incluye una superficie exterior superior que se va estrechando;

(iv): la mencionada apertura (138) y el mencionado diámetro de la parte superior de columna son tales que antes del aseguramiento completo del manguito (130a y 130b) en el eje (100a y 100b), el vástago (120) puede rotar poliaxialmente en relación con el eje (100a y 100b) a través de una gama de orientaciones, entre las que figuran coaxiales y no coaxiales; mediante el aseguramiento completo del manguito (130a y 130b) en el eje (100a y 100b), la parte de bola (124) se engancha por impacto en la cavidad curva (108a y 108b), impidiendo de esta manera un movimiento adicional del vástago (120) en relación con el eje (100a y 100b); y

se sitúa al menos un elemento espaciador (150) entre la superficie exterior superior que se va estrechando del manguito (130a y 130b) y los medios (160) de acoplamiento de la barra al vástago; el mencionado elemento espaciador (150) posee una superficie inferior que se va estrechando que se corresponde con la superficie exterior superior que se va estrechando del manguito.

2. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 1, en el que el eje (100a y 100b) incluye una segunda rosca (104) ubicada en una superficie circunferencial inferior del mismo.

3. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 1, en el que la mencionada cavidad (108a y 108b) ubicada en la parte superior del mencionado eje (100a y 100b) es un entrante que posee un radio constante de curvatura.

4. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 3, en el que el mencionado entrante define una superficie que es menor en extensión que una semiesfera.

5. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 3, en el que el mencionado entrante define una superficie que es mayor en extensión que una semiesfera.

6. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 5, en el que la parte superior del mencionado eje (100a y 100b) incluye al menos una ranura axial (111) en el mismo. Dicha ranura (111) se extiende axialmente hacia abajo desde la mencionada parte superior del mencionado eje (100a y 100b) hasta alcanzar una posición inferior al diámetro máximo del mencionado entrante.

7. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 6. en el que la superficie interior inferior se va estrechando hacia arriba y radialmente hacia dentro.

8. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 1, en el que el mencionado eje (100a y 100b) también comprende una parte de anillo. que forma parte integral del mismo, situado debajo de la parte circunferencia) superior con rosca. Dicho anillo posee una conformación exterior hexagonal.

9. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 1, en el que la parte de columna superior (122) comprende una rosca de superficie.

10. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 1, en el que el mencionado manguito (130a y 130b) incluye una parte de superficie circunferencia) externa que define una conformación hexagonal.

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11. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 4, en el que el mencionado manguito (130a y 130b) incluye una superficie interior superior que se va estrechando axialmente para definir una superficie interior en forma de copa redondeada que posee el mismo radio de curvatura que el entrante.

12. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 1, en el que la superficie exterior superior que se va estrechando del manguito (130a y 130b) y la superficie inferior que se va estrechando del elemento espaciador (150) presentan una conformación redondeada.

13. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 12, en el que al menos un elemento espaciador (150) comprende una arandela con una superficie inferior cóncava que posee una primera curvatura cóncava y una superficie superior convexa que posee una segunda curvatura. Las mencionadas primera y segunda curvaturas poseen una curvatura absoluta equivalente a la mencionada superficie superior exterior del mencionado manguito.

14. Un ensamblaje, tal y corno se describe en la reivindicación 13. en el que la mencionada parte de columna superior (122) del mencionado vástago (120) incluye una rosca de superficie exterior y en el que la mencionada superficie circunferencial interior del mencionado elemento espaciador (150) que debe contener como mínimo también incluye una rosca (154).

15. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 14, en el que el mencionado elemento espaciador (150) que debe contener como mínimo comprende una conformación circunferencia (exterior que define una forma hexagonal.

16. Un ensamblaje, tal y como se describe en la reivindicación 1, en el que los mencionados medios (160) para el acoplamiento de una barra al mencionado vástago comprenden un elemento de acoplamiento de barra que se puede montar en la mencionada parte superior de columna (122) del mencionado vástago (120) y una tuerca de bloqueo superior (170) que se puede asegurar a la mencionada parte superior de columna, por encima del mencionado elemento de acoplamiento de barra (160), asegurando así el mencionado elemento de acoplamiento de barra (160) entre la tuerca de bloqueo superior (170) y el mencionado espaciador (150).