DISPOSITIVO IMPLANTABLE, SISTEMA PARA GENERAR CAMPOS ELECTROMAGNETICOS LOCALIZADOS EN LA ZONA DE UN IMPLANTE Y BOBINADO.

Dispositivo implantable para fijar en un hueso, con

- un cuerpo base (10,

12) que presenta al menos dos aberturas pasantes (14) eléctricamente conductoras

- y al menos un par de dispositivos de contacto con forma de eje (16), donde cada dispositivo de contacto (16) atraviesa una abertura pasante (14) del cuerpo base (10, 12) en estado implantado y penetra en una sección del hueso (18),

- donde la superficie de cada dispositivo de contacto (16) presenta una primera y una segunda sección superficial (20, 22) eléctricamente conductoras, como así también una sección superficial eléctricamente aislante (24) que separa entre sí las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22),

- en donde la primera sección superficial eléctricamente conductora (20) de cada dispositivo de contacto (16) contacta eléctricamente el cuerpo base (10, 12) en estado implantado, mientras que la segunda sección superficial eléctricamente conductora (22) de cada dispositivo de contacto (16) está aislada eléctricamente del cuerpo base (10, 12) mediante la sección superficial eléctricamente aislante (24), en estado implantado

- en donde cada dispositivo de contacto (16) presenta un bobinado (26) en su interior, mediante el cual las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22) de cada dispositivo de contacto están acopladas eléctricamente y

- en donde los bobinados (26) de los dispositivos de contacto (16) de un par están arrollados en sentido opuesto

Dispositivo implantable, sistema para generar campos electromagnéticos localizados en la zona de un implante y bobinado.

El presente invento trata de un dispositivo implantable para fijar a un hueso, un sistema para generar campos electromagnéticos localizados en la zona de un implante, como así también un bobinado que puede utilizarse de manera favorable en este contexto.

En el caso de un hueso, que presenta una quebradura complicada o que está patológicamente destruido, la recuperación o la conservación funcional de la forma original es una condición imprescindible para su regeneración fisiológica. En este contexto, desde hace más de seis décadas y aún de manera creciente, se utilizan implantes metálicos, que eliminan el defecto utilizando una fijación por tornillos de la zona del hueso o del muñón del hueso no dañado, para soportar las exigencias mediante la tensión de los músculos y del tendón incluyendo los ejercicios fisioterapéuticos necesarios. Esta actividad de la terapia ósea se denomina "osteosíntesis estable".

La conservación de la forma del hueso largo defectuoso respecto a la presión fisiológica axial, se logra con la implantación de un tubo metálico en la cavidad medular de los huesos largos, entre las articulaciones, que asegura que los fragmentos de hueso no giren (se tuerzan) en su extremo distal y proximal, utilizando para ello fijaciones transversales por tornillo. El ámbito principal de aplicación del clavo medular, denominado también clavo de Küntscher, en mención a su inventor, el cirujano Gerhard Küntscher, son las lesiones del tercio medio del hueso largo (tibia, fémur y húmero).

El clavo medular óseo no es adecuado para la estabilización de lesiones próximas a una articulación, especialmente si las mismas son polifragmentarias. En estos casos, se intenta la recuperación de la forma mediante la fijación por tornillos del hueso, utilizando placas de soporte de acero inoxidable, o aleaciones como Co, Cr, Mo y aleaciones de titanio en la parte exterior, sobre su superficie. Los implantes de soporte del hueso pueden estar provistos de recubrimientos biocompatibles, con una elevada conductividad eléctrica por ejemplo de oxinitrito de titanio y niobio. A diferencia del clavo medular cargado por presión axial, la placa de soporte atornillada de manera transversal respecto al eje del hueso largo está exigida principalmente por flexión. Su efecto de soporte depende así de su resistencia a la fatiga y está limitado por ella. El problema de la osteosíntesis de la placa de soporte se presenta así de la siguiente manera: Con determinadas propiedades del material y de la forma, la placa de soporte y su fijación al hueso mediante tornillos para huesos, deben ganar la carrera entre la curación del hueso y la rotura del implante, por medio de la consolidación, a tiempo y estable, de los huesos respecto a la carga, antes de que la elasticidad del metal de soporte haya alcanzado su fin.

Otra complicación de la curación del hueso, vinculada con la implantación de cuerpos extraños de gran volumen está constituida por la infección bacteriana. Ésta se desarrolla con la eliminación permanente de vasos sanguíneos en la piel del hueso (el periostio) y en la capa más delgada de tejido blando que rodea al implante. Con la creciente resistencia de determinados gérmenes (estafilococos aureus) a los antibióticos, se genera un problema médico clave que por ejemplo, en la zona de las extremidades inferiores, a menudo sólo puede "resolverse" mediante la amputación. Los datos estadísticos indican una frecuencia de amputación de hasta un 10% en el área de la tibia distal y del pie. Desde hace más de tres décadas se ha demostrado, en situaciones abiológicas en la clínica ortopédica y en la cirugía del trauma, que esta progresión catastrófica pueda evitarse utilizando el Procedimiento-Magnetodyn. En los últimos tiempos, particularmente en los últimos tres a cuatro años, se ha logrado además, en experimentos fundamentales, in vitro, demostrar el efecto bactericida y la activación de la antibiosis en el caso de gérmenes resistentes, mediante la aplicación de los campos electromagnéticos del Procedimiento-Magnetodyn y con ello la aclaración de los resultados curativos obtenidos en el caso de defectos óseos con infecciones crónicas, documentados en la clínica.

El uso de placas de soporte para huesos y de tornillos para huesos, implantados como electrodos de corriente alterna mediante su contacto con las salidas de una bobina secundaria, los denominados transportadores se ha descrito ya en la DT 1 918 299.

Según la DT 26 11 744 A1, la técnica del Procedimiento-Magnetodyn se integró con la osteoestimulación eléctrica, inducida magnetodinámicamente, en el eje y en la copa de la prótesis de la articulación de cadera.

El clavo medular eléctrico con bobina secundaria y electrodos en el cilindro hueco de un clavo medular se ha descrito en la DE 26 36 818.

La DE 199 28 44 9 Cl se refiere a la instalación de la bobina secundaria en la perforación axial de un tornillo para huesos en contacto eléctrico con el eje del tornillo y con una punta aislada del eje. En la práctica, este sistema se denomina sistema de tornillos de inducción bipolar. El tornillo de inducción bipolar se limitó como implante solitario a longitudes de tornillo de 75 a 110 mm. En la clínica quirúrgica, se lo utiliza para la osteoestimulación eléctrica, inducida magnetodinámicamente, por ejemplo, en el caso de necrosis del hueso de la cabeza femoral o de fracturas del cuello femoral.

Por la US 3 745 995 se conoce una placa fijada a un hueso mediante tornillos.

Por consiguiente, el objetivo del invento es acelerar la consolidación de un hueso quebrado, provisto de un implante de soporte y evitar problemas bacterianos en la osteosíntesis como así también en la endoprótesis.

Esta tarea se resuelve con las características de las reivindicaciones independientes.

Modelos de fabricación favorables del invento están indicados en las subreivindicaciones.

El invento consta de un dispositivo implantable para fijar en un hueso, con un cuerpo base eléctricamente conductor que presenta al menos dos aberturas pasantes y al menos un par de dispositivos de contacto con forma de eje, en donde cada dispositivo de contacto atraviesa una abertura pasante del cuerpo base y penetra, en estado implantado, en una sección del hueso en donde la superficie de cada dispositivo de contacto presenta una primera y una segunda sección superficial eléctricamente conductora como así también una sección superficial eléctricamente aislante que separa las secciones superficiales eléctricamente conductoras entre sí, en donde, en estado implantado, la primera sección superficial eléctricamente conductora de cada dispositivo de contacto contacta eléctricamente el cuerpo base en tanto que, , en estado implantado, la segunda sección superficial eléctricamente conductora de cada dispositivo de contacto está aislada eléctricamente del cuerpo base mediante la sección superficial eléctricamente aislante y en donde cada dispositivo de contacto presenta un bobinado en su interior, mediante el cual las secciones superficiales eléctricamente conductoras de cada dispositivo de contacto están acopladas eléctricamente y en donde los bobinados de los dispositivos de contacto de un par están arrollados en sentido opuesto. Si se fija un dispositivo de este tipo a un hueso, de la manera prevista para tal fin, y se lo expone a un campo electromagnético externo, que presente por ejemplo una intensidad de 1 a 5 mT y un régimen sinusoidal con una frecuencia de 1 a 20 Hz, se induce entonces una tensión eléctrica en el bobinado, que se extiende a lo largo del dispositivo de contacto con forma de eje y en donde, para este propósito, el campo magnético debe presentar una componente en la dirección de la extensión del eje del dispositivo de contacto. Debido a que los dos polos de un bobinado están conectados con zonas de dispositivos de contacto aisladas eléctricamente entre sí, se forma un campo eléctrico entre las respectivas secciones superficiales conductoras. Debido a que además una de la secciones superficiales está conectada eléctricamente de manera conductora con el cuerpo base eléctricamente conductor y que además el bobinado está arrollado en sentido opuesto, en el par del dispositivo de contacto con forma de eje se generan tensiones con diferente polaridad, en donde las primeras secciones superficiales de los respectivos dispositivos de contacto están al mismo potencial. Consecuentemente, la tensión entre las segundas secciones...

1. Dispositivo implantable para fijar en un hueso, con

- un cuerpo base (10, 12) que presenta al menos dos aberturas pasantes (14) eléctricamente conductoras

- y al menos un par de dispositivos de contacto con forma de eje (16), donde cada dispositivo de contacto (16) atraviesa una abertura pasante (14) del cuerpo base (10, 12) en estado implantado y penetra en una sección del hueso (18),

- donde la superficie de cada dispositivo de contacto (16) presenta una primera y una segunda sección superficial (20, 22) eléctricamente conductoras, como así también una sección superficial eléctricamente aislante (24) que separa entre sí las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22),

- en donde la primera sección superficial eléctricamente conductora (20) de cada dispositivo de contacto (16) contacta eléctricamente el cuerpo base (10, 12) en estado implantado, mientras que la segunda sección superficial eléctricamente conductora (22) de cada dispositivo de contacto (16) está aislada eléctricamente del cuerpo base (10, 12) mediante la sección superficial eléctricamente aislante (24), en estado implantado

- en donde cada dispositivo de contacto (16) presenta un bobinado (26) en su interior, mediante el cual las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22) de cada dispositivo de contacto están acopladas eléctricamente y

- en donde los bobinados (26) de los dispositivos de contacto (16) de un par están arrollados en sentido opuesto.

2. Dispositivo implantable según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un dispositivo de contacto (16) de un par, es un tornillo de fijación que contacta el cuerpo base (10) con una cabeza del tornillo (28) y que puede fijarse mediante tornillos al hueso (18) por medio de un eje del tornillo (30).

3. Dispositivo implantable según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los dos dispositivos de contacto (16) de un par son tornillos de fijación.

4. Dispositivo implantable según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque la sección superficial eléctricamente aislante del tornillo de fijación (16) aísla eléctricamente la cabeza del tornillo (28) alrededor de la pieza principal del eje del tornillo (30).

5. Dispositivo implantable según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por presentar varios pares de dispositivos de contacto con forma de eje (16), donde los dispositivos de contacto (16) respectivamente adyacentes presentan bobinados (26) arrollados en sentido opuesto.

6. Dispositivo implantable según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo base es un dispositivo de osteosíntesis (10).

7. Dispositivo implantable según la reivindicación 6, caracterizado porque el dispositivo de osteosíntesis es una placa para huesos (10) implantable.

8. Dispositivo implantable según una de las reivindicaciones de 1 a 5, caracterizado porque el cuerpo base es una endoprótesis (12).

9. Dispositivo implantable según la reivindicación 8, caracterizado porque el cuerpo base es la copa (12) de una articulación artificial.

10. Sistema para generar campos electromagnéticos localizados en la zona de un implante

- con un dispositivo implantable para fijar en un hueso, en particular según una de las reivindicaciones anteriores, con

- un cuerpo base (10, 12) electroconductor que presenta al menos dos aberturas pasantes (14) y

- al menos un par de dispositivos de contacto con forma de eje (16), atravesando cada dispositivo de contacto (16) una abertura pasante (14) del cuerpo base (10, 12) y penetra en una sección del hueso (18) en estado implantado,

- donde la superficie de cada dispositivo de contacto (16) presenta una primera y una segunda sección superficial eléctricamente conductora (20, 22), como así también una sección superficial eléctricamente aislante (24) que separa entre sí las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22),

- donde la primera sección superficial eléctricamente conductora (20) de cada dispositivo de contacto (16) contacta eléctricamente el cuerpo base (10, 12) en estado implantado, mientras que la segunda sección superficial eléctricamente conductora (22) de cada dispositivo de contacto (16) está aislada eléctricamente del cuerpo base (10, 12) mediante la sección superficial eléctricamente aislante (24), en estado implantado

- presentando cada dispositivo de contacto (16) un bobinado (26) en su interior, mediante el cual las secciones superficiales eléctricamente conductoras (20, 22) de cada dispositivo de contacto están acopladas eléctricamente y

- estando los bobinados secundarios (26) de los dispositivos de contacto (16) de un par, arrollados en sentido opuesto, y con

- un bobinado primario (32, 34, 36) que está preparado para generar un campo electromagnético en el área del dispositivo de contacto (16), como así también

- un generador de oscilación (62) para generar una corriente alterna en el bobinado primario (32, 34, 36).

11. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque el bobinado primario (36) presenta un arrollamiento de la bobina con un punto de cruce (38), que define dos superficies (40, 42) mediante una configuración con forma de ocho, donde al menos durante el uso del bobinado primario (36), las superficies (40, 42) están alineadas de modo que los campos magnéticos (44, 46) que atraviesan las superficies y que están generados por un flujo de corriente en el bobinado primario (36), están básicamente alineados.

12. Sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque el bobinado primario (36) puede deformarse elásticamente, de modo que las superficies puedan disponerse en lados opuestos del dispositivo implantable.

13. Sistema según la reivindicación 11 o 12, caracterizado porque en dos posiciones del bobinado primario adyacentes al punto de cruce (38) se han provisto dispositivos de fijación (48, 50) de acción conjunta, mediante los cuales la alineación de las superficies (40, 42) entre sí puede mantenerse de manera firme y sostenible.

14. Sistema según la reivindicación 12 o 13, caracterizado por un dispositivo de acoplamiento (60), mediante el cual el punto de cruce (38) puede fijarse al bobinado primario.

15. Sistema según una de las reivindicaciones de 12 a 14, caracterizado porque la posición del punto de cruce (38), y con ello las dimensiones de las superficies (40, 42) son variables.