ITRE20120020A1 - Siringa per l'iniezione di materiale granulare solido - Google Patents

Siringa per l'iniezione di materiale granulare solido Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“SIRINGA PER L’INIEZIONE DI MATERIALE GRANULARE SOLIDO“
Il presente trovato riguarda una siringa per iniettare materiale granulare solido duro e rugoso, in particolare una siringa utilizzata in applicazioni chirurgiche, soprattutto nella chirurgia implantologica dentale ed oro-maxillofacciale, atta ad iniettare materiale granulare per la ricostruzione di tessuto osseo.
Una delle tecniche per la ricostruzione del tessuto osseo danneggiato, ormai diffusa da anni, prevede l’utilizzo di materiali biocompatibili in grado di favorire la crescita del tessuto. Questi materiali si dividono principalmente in due categorie, le Idrossiapatiti e i Tri-Calcio-Fosfati che rappresentano i minerali che costituiscono le ossa umane. Questi materiali vengono tipicamente prodotti artificialmente e distribuiti sotto forma di granuli altamente porosi in modo tale da favorire, all’interno delle proprie porosità, la formazione degli osteociti, ovvero le cellule costituenti il tessuto osseo. Come descritto nelle pubblicazioni di brevetto US4769011, US4801263 e US7357789, le tecniche attuali prevedono l’utilizzo di dispositivi, sostanzialmente siringhe, atti ad iniettare questi granulati in cavità in cui occorre ricostruire il tessuto.
Questi dispositivi comprendono quindi una camera d’iniezione avente una bocca distale di uscita del materiale ed una bocca prossimale, nella quale viene inserito il materiale granulare, e uno stantuffo, scorrevole con tenuta lungo la camera di iniezione, avente una faccia operativa, rivolta verso la bocca distale della camera di iniezione, atta a spingere il materiale lungo la camera di iniezione.
Come evidenziato anche nel brevetto US 4801263, esiste la necessità di realizzare camere di iniezione aventi dimensioni geometriche relativamente molto piccole (aventi cioà ̈ diametro della camera di iniezione di pochi millimetri), in modo da garantire una buona maneggevolezza da parte del chirurgo, ed allo stesso tempo capaci di realizzare la fuoriuscita del materiale dalla bocca distale. In effetti la natura porosa e conseguentemente rugosa del materiale, unita alla irregolarità geometrica dei granuli, favoriscono la formazione di agglomerati che possono costituire occlusioni della camera di iniezione e della bocca distale. Inoltre la natura sostanzialmente ceramica e quindi dura del materiale fa sì che questi costituiscano un agente fortemente abrasivo nei confronti delle pareti di detta camera. Detta azione abrasiva influenza negativamente la scorrevolezza del granulato stesso.
La necessità di maneggiare facilmente la siringa e di operare su fratture e lacerazioni di dimensioni ridotte indirizzano i progettisti verso la diminuzione della sezione della camera di iniezione; d’altra parte tanto minore à ̈ la sezione della camera di iniezione, tanto peggiore risulta la scorrevolezza del granulato; di conseguenza la sezione della camera di iniezione non può scendere al di sotto di valori critici senza comportare un elevato rischio di agglomerazione e formazione di occlusioni che, di fatto impediscono lo scorrimento dello stantuffo e quindi la fuoriuscita del granulato dalla siringa.
Il materiale granulare attualmente utilizzato presenta una granulometria compresa tra 0,1 mm e 1,5 mm di diametro, mentre una dimensione ottimale delle siringhe, atta a favorirne la maneggevolezza, à ̈ 4,5 mm di diametro. Questa dimensione rappresenta un valore critico in quanto per valori maggiori il rischio di formazione di occlusioni à ̈ sostanzialmente nullo mentre per valori inferiori il rischio di impaccamento à ̈ molto elevato. La formazione di occlusioni da parte del materiale rimane quindi uno dei principali inconvenienti irrisolti della tecnica nota.
Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di risolvere il menzionato inconveniente tecnico, realizzando una siringa in cui, pur avendo la camera di iniezione un diametro minore di 4,5 mm, rende possibile iniettare materiale granulare contenente granuli aventi diametro compreso tra 0,1 e 1,5 mm .
Detto ed altri scopi sono raggiunti dal trovato in oggetto così come si caratterizza nelle rivendicazioni.
L’invenzione viene esposta in dettaglio nel seguito con l'aiuto delle allegate figure che ne illustrano una forma, a titolo di esempio e non esclusiva, di attuazione.
La FIG. 1 à ̈ una vista dall’alto della siringa.
La FIG. 2 Ã ̈ la sezione secondo il piano II-II di Figura 1 La FIG. 3 Ã ̈ un particolare ingrandito della Fig. 2
La FIG. 4 Ã ̈ un particolare ingrandito della Fig. 3.
La siringa per iniettare materiale granulare solido, duro e rugoso, comprende un corpo tubolare 9 in cui à ̈ ricavata una camera longitudinale di iniezione 10, avente sezione costante e diametro interno Dc minore di 4,5 mm, ed avente una bocca distale 11 di uscita del materiale ed una bocca prossimale 12.
Nella camera di iniezione 10 viene inserito materiale granulare comprendente granuli aventi diametro compreso tra 0,1 e 1,5 mm.
Secondo una forma di attuazione preferita, in corrispondenza della bocca prossimale 12, il corpo tubolare 9 comprende due protuberanze trasversali 13, che si sviluppano più o meno radialmente verso l’esterno della camera di iniezione 10, atte a favorire la presa del corpo 9 stesso da parte delle dita dell’operatore. Ad esempio in questo modo l’operatore può impugnare la siringa con la bocca prossimale 12 rivolta verso il palmo della mano e stringere il corpo tubolare 9 tra il dito indice e il dito medio della stessa mano, che a loro volta aggrappano dette protuberanze.
La camera di iniezione 10 si sviluppa longitudinalmente con una lunghezza molto maggiore rispetto al diametro Dc. Inoltre secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure, la camera 10 presenta una curvatura 14 sostanzialmente in corrispondenza del punto medio di tale lunghezza; in tal modo la siringa risulta più maneggevole ed in grado di raggiungere, con la propria bocca distale 11, siti o cavità in posizioni non facilmente accessibili, permettendo all’operatore di eseguire operazioni anche particolarmente complesse.
Secondo la forma di attuazione illustrata nelle figure, la superficie esterna del corpo tubolare 9, in corrispondenza della bocca distale 11, presenta una forma rastremata in cui il diametro esterno del corpo tubolare 9 diminuisce fino a raggiungere quasi il valore del diametro Dc della camera in corrispondenza della bocca distale 11.
La siringa comprende inoltre uno stantuffo 20 mobile lungo la camera di iniezione 10, scorrevole con tenuta lungo la superficie interna 10a della camera stessa, unito ad uno stelo 21 che entra nella camera di iniezione attraverso la bocca prossimale 12.
Detto stelo 21 à ̈ vantaggiosamente flessibile in modo da poter scorrere all’interno della camera di iniezione 10 seguendo la curvatura 14 di quest’ultima. Di conseguenza un buon materiale per la realizzazione dell’invenzione à ̈ il propilene in quanto si tratta di un materiale a basso costo, lavorabile per stampaggio ad iniezione e dalle ottime caratteristiche meccaniche.
Lo stantuffo 20 ha sezione trasversale che si accoppia con tenuta con la superficie della camera di iniezione 10, vale a dire che ha un diametro sostanzialmente uguale al diametro Dc della camera di iniezione.
Inoltre lo stantuffo 20 ha una faccia operativa 22, rivolta verso la bocca distale 11 della camera di iniezione 10, agente contro il materiale posto entro la camera ed atta a spingerlo, lungo l’intera camera, fino alla bocca distale 11.
Secondo la forma di attuazione illustrata, lo stelo 21 ha sezione sostanzialmente uguale alla sezione dello stantuffo 20 ed à ̈ realizzato in corpo unico con esso. Pertanto, lo stantuffo 20 à ̈ sostanzialmente definito dalla porzione estrema distale di un corpo composto da stantuffo 20 e stelo 21.
In corrispondenza dell’estremità prossimale, opposta alla faccia operativa 22, lo stelo 21 comprende un pulsante 23 avente un diametro maggiore in modo da definire una opportuna superficie di spinta atta ad essere premuta da un dito dell’operatore.
Lo stantuffo 20 comprende un corpo sporgente 24, di forma sostanzialmente cilindrica, che si sviluppa longitudinalmente sporgendo a balzo, in avanti, all’interno della camera di iniezione 10, fissato in modo sostanzialmente assiale alla faccia operativa 22 dello stantuffo 20, avente una estremità operativa anteriore 25. Il diametro Ds del corpo 24 à ̈ minore del 70% del diametro Dc della camera 10 e la lunghezza Ls à ̈ maggiore di 6 mm.
Tra la superficie laterale 24a del corpo sporgente 24 e la superficie interna 10a della camera di iniezione 10, resta definita una intercapedine tubolare 30.
Nell’uso, si provvede dapprima ad introdurre nella camera di iniezione 10 il previsto materiale granulare, in particolare, Idrossiapatiti e Tri-Calcio-Fosfati, nelle tecniche per la ricostruzione del tessuto osseo danneggiato, eventualmente insieme ad un liquido fisiologico.
In Fig. 4 sono illustrati, schematicamente, i granuli di materiale introdotti nella camera 10: con M1 sono indicati i granuli di dimensioni maggiori e con M2 quelli di dimensioni minori.
Quando l’operatore premendo sul pulsante 23, applica una spinta longitudinale sullo stantuffo 20, questo trasla longitudinalmente lungo la camera 10 spingendo il materiale granulare lungo la camera stessa fino alla bocca distale 11 Secondo la tecnica tradizionale, questa traslazione à ̈ però ostacolata dal fatto che i granuli di materiale, M1 ed M2, in particolare nel caso in cui si tratti di Idrossiapatiti e i Tri-Calcio-Fosfati, che hanno una struttura porosa e conseguentemente rugosa, ed una forte irregolarità geometrica, si legano meccanicamente tra loro e formano agglomerati con struttura alquanto rigida che, normalmente, avendo un forte potere abrasivo, creano un attrito elevato contro la superficie interna della camera 10 e quindi bloccano il movimento dello stantuffo verso la bocca distale 11.
Si à ̈ sorprendentemente trovato che la presenza del corpo sporgente 24 à ̈ in grado di rimuovere tali occlusioni, smuovendo i granuli del materiale che formano gli agglomerati, permettendo allo stantuffo di scorrere agevolmente lungo l’intera camera di iniezione 10.
Una spiegazione del fenomeno à ̈ che, essendo il diametro Ds del corpo sporgente 24 inferiore rispetto al diametro Dc della faccia operativa 22, la spinta agente sul materiale da parte dello stantuffo 20 risulta concentrata sulla estremità anteriore 25 producendo una pressione quindi assai maggiore rispetto a quella che eserciterebbe la faccia operativa 22 dello stantuffo 20 a parità di forza applicata dall’operatore.
Inoltre, agendo solamente nella zona centrale dell’agglomerato, l’estremità 25 del corpo 24, rimuove i granuli posti nella zona centrale della camera, mentre avanza, rimuovendo e smontando quindi la struttura dell’agglomerato e quindi annullandone o comunque riducendone l’azione di attrito che il materiale forma contro la superficie interna 10a della camera 10.
Si à ̈ anche trovato che l’efficienza del corpo sporgente 24 nella rimozione delle occlusioni, aumenta con il diminuire del proprio diametro Ds; secondo la forma di attuazione preferita il corpo sporgente 24 ha diametro Ds uguale al 20-50% del diametro Dc della camera di iniezione 10. Naturalmente la diminuzione del diametro Ds non può essere tale da ridurre eccessivamente la resistenza meccanica del corpo sporgente 24.
Si à ̈ anche trovato che, per essere efficiente, il corpo sporgente 24 deve avere una lunghezza Ls relativamente elevata, comunque maggiore di 6 mm.
La lunghezza Ls non può, tuttavia, essere eccessiva, anche per motivi strutturali; di conseguenza secondo la forma di attuazione preferita il corpo sporgente 24 ha lunghezza totale Ls compresa tra 10 mm e 15 mm.
Inoltre secondo la forma di attuazione preferita il corpo sporgente 24 comprende un tratto iniziale avente diametro costante, a partire dalla faccia operativa dello stantuffo, per una lunghezza uguale al 80% della sua lunghezza Ls. Nella parte restante, il corpo 24 può presentare una estremità di forma troncoconica atta a favorire l’effetto di rimozione delle occlusioni.
Ovviamente all’invenzione in oggetto potranno venire apportate numerose modifiche di natura pratico-applicativa, senza con ciò uscire dall'ambito dell'idea inventiva come sotto rivendicata.

Claims (4)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Siringa per iniettare materiale granulare solido, duro e rugoso, contenente granuli aventi diametro compreso tra 0,1 e 1,5 mm, comprendente: - una camera di iniezione (10), longitudinale, avente sezione costante e diametro interno Dc minore di 4,5 mm, avente una bocca distale (11) di uscita del materiale ed una bocca prossimale (12), nella quale viene inserito materiale granulare,. - uno stantuffo (20) mobile con tenuta lungo la camera di iniezione (10), unito ad uno stelo (21) che entra nella camera di iniezione (10) attraverso la bocca prossimale, - detto stantuffo (20) avendo sezione trasversale che si accoppia con tenuta con la superficie della camera di iniezione (10), ed avente una faccia operativa (22), rivolta verso la bocca distale (11) della camera di iniezione (10), atta a spingere il materiale lungo la camera di iniezione (10), caratterizzata dal fatto che comprende un corpo (24) sporgente longitudinalmente all’interno della camera di iniezione (10) , fissato in modo sostanzialmente assiale alla faccia operativa (22) dello stantuffo(20), avente diametro Ds minore del 70% del diametro Dc della camera di iniezione (10) e lunghezza Ls maggiore di 6 mm.
  2. 2. Siringa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il corpo sporgente (24) ha diametro Ds uguale al 20-50% del diametro Dc della camera di iniezione (10).
  3. 3. Siringa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il corpo sporgente (24) ha lunghezza totale Ls compresa tra i 10 mm e i 15 mm.
  4. 4. Siringa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il corpo sporgente (24) comprende un tratto iniziale avente diametro costante, a partire dalla faccia operativa (22) dello stantuffo, per una lunghezza uguale al 80% della sua lunghezza Ls.
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