Sistema de fijación espinal que tiene dispositivos de bloqueo y desbloqueo para su uso con un tornillo cónico de bloqueo multiplanar.

Un tornillo (3) cónico de bloqueo multiplanar como dispositivo de conexión para fijar una barra de conexión (12) al hueso,

que comprende:

una carcasa interior (28) del tornillo y una carcasa exterior (26) del tornillo, estando dicha carcasa exterior del tornillo circunferencialmente dispuesta alrededor de al menos una porción de dicha carcasa interior y estando dimensionada y configurada para ser capaz de un movimiento deslizante a lo largo de un eje longitudinal común de dicha carcasa interior y carcasa exterior, comprendiendo además dicha carcasa exterior en o cerca de una porción superior de dicha carcasa exterior un reborde anular (62) que sobresale hacia fuera desde al menos una porción de una pared exterior de dicha carcasa exterior;

un tornillo que comprende un cañón del tornillo (14) roscado y una cabeza del tornillo (18) posicionada superiormente, estando configurado dicho cañón del tornillo para facilitar la penetración y unión al hueso, siendo dicha cabeza del tornillo generalmente esférica y teniendo una superficie de agarre (22) de la cabeza del tornillo que está configurada para recibir una herramienta torsional de apriete y/o de aflojamiento;

una cavidad de articulación (38) que está definida en la porción inferior (40) de dicha carcasa interior (28), siendo dicha cavidad de articulación de un tamaño y una configuración complementarios para retener dicha cabeza del tornillo (18) dentro de dicha carcasa interior a la vez que permite que dicha cabeza del tornillo sea capaz de rotar dentro de dicha cavidad de articulación,

un portal de salida (44) del cañón del tornillo, que está definido por dicha carcasa interior (28) en la porción más inferior de dicha cavidad de articulación, dimensionado para retener dicha cabeza del tornillo (18) dentro de dicha cavidad de articulación (38) a la vez que tiene un tamaño suficiente como para permitir la articulación rotacional multiplanar de la cabeza del tornillo y la salida del cañón del tornillo de dicha cavidad de articulación;

una ranura (50) de la barra de conexión de la carcasa interior definida en la porción superior de dicha carcasa interior (28), estando dimensionada y configurada dicha ranura de la barra de conexión de la carcasa interior de tal manera que una fuerza de compresión seleccionada sobre dicha carcasa interior puede efectuar un contacto de bloqueo liberable de dicha ranura de la barra de conexión de la carcasa interior contra una barra de conexión (12) contenida en el mismo;

teniendo dicha carcasa interior (28) y dicha carcasa exterior (26) una forma cónica generalmente complementaria para las respectivas fuerzas opuestas de tal modo que, a medida que dicha carcasa exterior se mueve de manera deslizante en una dirección hacia arriba con relación a dicha carcasa interior, dicha carcasa exterior contacta con dicha carcasa interior de manera que es capaz de producir una fuerza de compresión en la porción de la carcasa interior contactada de ese modo por dicha carcasa exterior;

donde dicha fuerza de compresión es suficiente para ser capaz de comprimir dicha carcasa interior (28) contra dicha cabeza del tornillo (18) contenida dentro de dicha cavidad (38) de la cabeza del tornillo y dicha barra de conexión (28) contenida dentro de dicha ranura (50) de la barra de conexión de la carcasa interior de manera que sujeta dicha cabeza del tornillo y dicha barra de conexión en una posición fija con relación a dicha carcasa interior, caracterizado porque dicha carcasa interior y dicha carcasa exterior tienen cada una una superficie proximal, siendo dicha superficie proximal sustancialmente coplanar cuando dicho tornillo de seguridad cónico multiplanar está en una posición bloqueada.

Sistema de fijación espinal que tiene dispositivos de bloqueo y desbloqueo para su uso con un tornillo cónico de bloqueo multiplanar Campo técnico La presente invención se refiere a cirugía ortopédica, y en particular a dispositivos para la estabilización y fijación de los huesos y las articulaciones del cuerpo. En particular, la presente invención se refiere a un sistema de fijación vertebral que incluye instrumentos quirúrgicos que se pueden utilizar para el bloqueo o desbloqueo de un tornillo cónico de bloqueo, siendo preferiblemente el tornillo multiplanar y útil para fijar una barra o placa espinal a una vértebra.

Antecedentes de la técnica La columna vertebral es un sistema complejo de huesos y tejidos conectivos que proporciona soporte para el cuerpo humano y protección para la médula espinal y los nervios. La columna vertebral de adultos se compone de 24 cuerpos vertebrales, que se subdividen en tres áreas, incluyendo siete vértebras cervicales, 12 vértebras torácicas, y cinco vértebras lumbares. Entre cada cuerpo vertebral hay un disco intervertebral que amortigua y disminuye las diversas fuerzas de traslación y de rotación ejercidas sobre la columna vertebral.

Hay varios trastornos, enfermedades y tipos de lesiones que la columna vertebral puede experimentar en la vida. Los problemas pueden incluir, pero no se limitan a la escoliosis, cifosis, lordosis excesiva, espondilolistesis, desplazamiento o rotura de discos, la enfermedad degenerativa del disco, fractura del cuerpo vertebral y tumores. Las personas que sufren de alguna de las condiciones anteriores suelen experimentar dolor extremo o debilitante y a menudo la función nerviosa está disminuida.

Una de las soluciones más comunes a cualquiera de las condiciones mencionadas anteriormente implica un procedimiento quirúrgico conocido como fusión espinal. Un procedimiento de fusión espinal implica la fusión de dos o más cuerpos vertebrales con el fin de eliminar el movimiento en el disco intervertebral o la articulación. Para lograr esto, hueso natural o artificial, junto con un dispositivo de separación, sustituye parte o todo el disco intervertebral para formar una columna rígida de hueso y piezas mecánicas. De esta manera vértebras dañadas o enfermas se conectan a vértebras adyacentes saludables para estabilizar la columna vertebral mientras el hueso crece y se produce la fusión.

Las piezas mecánicas utilizadas para inmovilizar la columna vertebral implican típicamente una serie de tornillos para hueso y barras de metal o placas. Cuando se realiza posteriormente la cirugía de la columna, es una práctica común colocar tornillos para hueso en los cuerpos vertebrales y luego conectar una barra de metal entre los tornillos de hueso creando por lo tanto una estructura rígida entre cuerpos vertebrales adyacentes. Cuando la cirugía de la columna se lleva a cabo anteriormente, es una práctica común unir una placa metálica delgada directamente a los cuerpos vertebrales y fijarla a cada nivel vertebral utilizando uno o más tornillos de hueso.

Muchos dispositivos convencionales para bloquear una barra espinal a un gancho de fijación o tornillo no ofrecen la variabilidad necesaria para permitir que la barra espinal sea fácilmente conectada a vértebras adyacentes, que no están alineadas en el mismo plano. En algunos casos el uso de estos dispositivos puede implantarse permanentemente en el sujeto. En otros casos, los dispositivos se pueden implantar sólo como un medio temporal de estabilización o fijación de los huesos o fragmentos de hueso, con posterior extracción cuando ya no sea necesario. También es común que los implantes de dispositivos que estaban destinados a ser permanentes puedan requerir subsiguientes procedimientos o revisiones como garantía de la dinámica de la condición del sujeto. Por estas razones, es deseable proporcionar un dispositivo implantado, el cual se puede bloquear y desbloquear fácilmente a voluntad del cirujano.

En los últimos años se han hecho algunos esfuerzos para proporcionar tornillos cónicos de bloqueo para hueso y además proporcionar tornillos cónicos de bloqueo para hueso que son multiplanares; sin embargo, incluso cuando se han desarrollado tornillos de hueso de tipo multiplanar, el uso de esos tornillos ha resultado ser difícil porque los instrumentos de bloqueo y desbloqueo utilizados por el cirujano durante el procedimiento quirúrgico son de un diseño genérico e inadecuado para bloquear o desbloquear rápidamente los tornillos para huesos. Además, con los tornillos convencionales anteriores la manera de bloquear tornillo y barra implica típicamente tornillos o tuercas de estabilización, cuya instalación y apriete genera fuerzas de torsión, es decir, par, que se transmiten a través del tornillo hacia el hueso al que el tornillo ha sido insertado. Tales fuerzas de torsión pueden alterar la disposición del tornillo en el hueso o pueden dañar el hueso, que puede ser de baja resistencia o calidad en los pacientes sometidos a cirugía. Como tal, las fuerzas de torsión pueden afectar negativamente al resultado del procedimiento.

El documento WO 2005/041821 describe un dispositivo ortopédico para fijar y estabilizar huesos para corregir anomalías en la estructura esquelética. Los tornillos del hueso son atornillados en el hueso mediante la aplicación de un par. Unas abrazaderas se fijan a los tornillos, y una barra conectora es fijada entonces a la abrazadera y se usa

para conectar varios tornillos juntos. Las abrazaderas se aprietan entonces mediante el movimiento lineal de un anillo de compresión para sostener la barra conectora en una posición preseleccionada.

Para enfrentarse con el problema de conectar de forma segura vértebras adyacentes que no están en un plano común, existe una necesidad de proporcionar un tornillo cónico de bloqueo multiplanar, que pueda ser fácilmente insertado y fácilmente retirado del hueso vertebral según se desee y de proporcionar la instrumentación especializada que pueda facilitar el bloqueo y desbloqueo rápido de un tornillo de este tipo. También es deseable que un tornillo de este tipo y la instrumentación para bloquear y desbloquear el tornillo estén configurados de modo que el tornillo se pueda bloquear en posición en relación con el hueso y la barra espinal sin la necesidad de ejercer ningún par de torsión adicional sobre el tornillo. Además, el desarrollo de tal tornillo multiplanar y la instrumentación de bloqueo y desbloqueo pueden diseñarse de modo que eliminen la necesidad de una pieza de bloqueo adicional, como el tornillo o tuerca de estabilización convencional y a menudo difícil de manipular que constituye un pequeño elemento separado del tornillo de hueso y que normalmente requiere su roscado mediante aplicación de par de torsión en el tornillo.

Esfuerzos convencionales para satisfacer esta necesidad han sido insuficientes ya que no se ha conseguido ningún procedimiento sistemático para adaptar la barra espinal al entorno multiplanar de la columna vertebral mediante el uso de un tornillo de bloqueo para hueso multiplanar con instrumentos de bloqueo y desbloqueo especialmente diseñados que presentan un procedimiento rápido y sin par para el bloqueo y desbloqueo de la barra al tornillo. Así, aunque a menudo se presta mucha atención al desarrollo de implantes mejorados, los beneficios de las innovaciones a menudo no son plenamente efectivos debido a que en paralelo no se desarrolla de una manera sistemática una instrumentación apropiada.

Por esta razón, un gran reto de la cirugía de columna es el desarrollo de instrumentos quirúrgicos o de instrumentación para que sea utilizada por el cirujano durante la implantación de la estructura de fijación mecánica. La instrumentación debe ser fácil de usar, eficaz, duradera y lo más importante, no debe interferir o causar daños adicionales a la anatomía del paciente.

Si bien la instrumentación quirúrgica a veces puede ser genérica y eficazmente utilizada en una variedad de procedimientos, cada vez es más frecuente que la instrumentación esté diseñada para ser parte de un sistema o procedimiento específico; es decir, la instrumentación está diseñada para trabajar mejor con ciertos implantes.

A menudo, es difícil acceder y agarrar los implantes con instrumentos, lo que aumenta la carga de trabajo del cirujano e incrementa la cantidad de tiempo que el paciente está en cirugía. A medida que se realizan mejoras en los propios implantes espinales, a menudo se descubre que los instrumentos existentes o genéricos son inadecuados para la tarea de manipular el implante espinal de manera eficaz y eficiente. Esto es especialmente problemático cuando se intenta reducir una barra espinal en una parte receptora... [Seguir leyendo]

1. Un tornillo (3) cónico de bloqueo multiplanar como dispositivo de conexión para fijar una barra de conexión (12) al hueso, que comprende:

una carcasa interior (28) del tornillo y una carcasa exterior (26) del tornillo, estando dicha carcasa exterior del tornillo circunferencialmente dispuesta alrededor de al menos una porción de dicha carcasa interior y estando dimensionada y configurada para ser capaz de un movimiento deslizante a lo largo de un eje longitudinal común de dicha carcasa interior y carcasa exterior, comprendiendo además dicha carcasa exterior en o cerca de una porción superior de dicha carcasa exterior un reborde anular (62) que sobresale hacia fuera desde al menos una porción de una pared exterior de dicha carcasa exterior;

un tornillo que comprende un cañón del tornillo (14) roscado y una cabeza del tornillo (18) posicionada superiormente, estando configurado dicho cañón del tornillo para facilitar la penetración y unión al hueso, siendo dicha cabeza del tornillo generalmente esférica y teniendo una superficie de agarre (22) de la cabeza del tornillo que está configurada para recibir una herramienta torsional de apriete y/o de aflojamiento;

una cavidad de articulación (38) que está definida en la porción inferior (40) de dicha carcasa interior (28) , siendo dicha cavidad de articulación de un tamaño y una configuración complementarios para retener dicha cabeza del tornillo (18) dentro de dicha carcasa interior a la vez que permite que dicha cabeza del tornillo sea capaz de rotar dentro de dicha cavidad de articulación, un portal de salida (44) del cañón del tornillo, que está definido por dicha carcasa interior (28) en la porción más inferior de dicha cavidad de articulación, dimensionado para retener dicha cabeza del tornillo (18) dentro de dicha cavidad de articulación (38) a la vez que tiene un tamaño suficiente como para permitir la articulación rotacional multiplanar de la cabeza del tornillo y la salida del cañón del tornillo de dicha cavidad de articulación;

una ranura (50) de la barra de conexión de la carcasa interior definida en la porción superior de dicha carcasa interior (28) , estando dimensionada y configurada dicha ranura de la barra de conexión de la carcasa interior de tal manera que una fuerza de compresión seleccionada sobre dicha carcasa interior puede efectuar un contacto de bloqueo liberable de dicha ranura de la barra de conexión de la carcasa interior contra una barra de conexión (12) contenida en el mismo;

teniendo dicha carcasa interior (28) y dicha carcasa exterior (26) una forma cónica generalmente complementaria para las respectivas fuerzas opuestas de tal modo que, a medida que dicha carcasa exterior se mueve de manera deslizante en una dirección hacia arriba con relación a dicha carcasa interior, dicha carcasa exterior contacta con dicha carcasa interior de manera que es capaz de producir una fuerza de compresión en la porción de la carcasa interior contactada de ese modo por dicha carcasa exterior;

donde dicha fuerza de compresión es suficiente para ser capaz de comprimir dicha carcasa interior (28) contra dicha cabeza del tornillo (18) contenida dentro de dicha cavidad (38) de la cabeza del tornillo y dicha barra de conexión (28) contenida dentro de dicha ranura (50) de la barra de conexión de la carcasa interior de manera que sujeta dicha cabeza del tornillo y dicha barra de conexión en una posición fija con relación a dicha carcasa interior, caracterizado porque dicha carcasa interior y dicha carcasa exterior tienen cada una una superficie proximal, siendo dicha superficie proximal sustancialmente coplanar cuando dicho tornillo de seguridad cónico multiplanar está en una posición bloqueada.

2. El tornillo según la reivindicación 1, donde la extensión más superior de la carcasa interior, la extensión más superior de la carcasa exterior y la parte superior de la barra de conexión están generalmente alineadas cuando el tornillo está en una posición bloqueada.

3. El tornillo según la reivindicación 1, donde dicha carcasa interior comprende al menos una superficie de contacto

(46) de la cabeza del tornillo ubicada en oposición a, y adyacente a, al menos una porción de dicha cabeza del tornillo.

4. El tornillo según la reivindicación 1, donde dicha porción superior de dicha carcasa interior además comprende al menos una superficie de contacto (54) de la barra de conexión.

5. El tornillo según la reivindicación 4, donde cuando dicho tornillo está en una posición bloqueada, la porción más superior de dicha carcasa exterior (26) está sustancialmente al mismo nivel que la porción más superior de dicha carcasa interior (28) y dichas porciones más superiores de dicha carcasa interior y dicha carcasa exterior están sustancialmente al mismo nivel que la porción más superior de la barra de conexión (12) sujetada dentro de dicha carcasa interior.

6. El tornillo según la reivindicación 4, donde dicha cavidad de articulación (38) comprende al menos una superficie de contacto (46) posicionada adyacente a dicha cabeza del tornillo (18) .

7. El tornillo según la reivindicación 5, donde dicha carcasa exterior (26) puede ser posicionada de manera deslizante en una posición completamente superior y bloqueada con relación a dicha carcasa interior (28) , donde dicha carcasa exterior está contacta con dicha carcasa interior con una fuerza de compresión suficiente para forzar dichas superficies de contacto (54, 56, 58) de la barra de conexión y dichas superficies de contacto (46, 48) de la cabeza del tornillo de dicha carcasa interior para que contacten y fijen de manera segura dicha barra de conexión (12) y dicha cabeza del tornillo (18) en sus respectivas posiciones con relación a dicha carcasa interior.

8. El tornillo según la reivindicación 5, donde dicha carcasa exterior (26) puede ser posicionada de manera deslizante en una posición completamente inferior y desbloqueada con relación a dicha carcasa interior (28) , donde dicho contacto compresivo entre dicha carcasa exterior y dicha carcasa interior es atenuado o minimizado de tal manera que dicha barra de conexión (12) es libre para ser movida dentro de dicha ranura (50) de la barra de conexión de la carcasa interior, o eliminada de dicha ranura de la barra de conexión de la carcasa interior y dicha cabeza del tornillo (18) es libre de articularse dentro de dicha cavidad (28) de articulación de dicha carcasa interior.

9. El tornillo según la reivindicación 5, donde dicha carcasa exterior (26) puede ser posicionada de manera deslizante en una posición totalmente bloqueada donde dicha barra de conexión (12) y dicha cabeza del tornillo (18) están bloqueadas de manera que se pueden liberar en una posición relativa a dicha carcasa interior (28) , y dicha carcasa exterior puede ser posicionada de manera deslizante en una posición completamente abierta donde dicha barra de conexión y dicha cabeza del tornillo pueden moverse libremente con relación a dicha carcasa interior, y dicha carcasa exterior puede ser posicionada de manera deslizante en una posición intermedia o parcialmente bloqueada, donde dicha carcasa exterior ejerce fuerzas de compresión sobre dicha carcasa interior suficientes para bloquear dicha cabeza del tornillo en una posición con relación a dicha carcasa interior y las fuerzas de compresión ejercidas por dicha carcasa exterior sobre la porción superior de dicha carcasa interior son mitigadas de manera que es posible el movimiento de dicha barra de conexión dentro de dicha ranura (50) de la barra de conexión de la carcasa interior.

10. El tornillo según la reivindicación 1, donde dicho reborde anular (62) sobresale hacia fuera desde una porción proximal de dicha carcasa exterior (26) , estando dicho reborde anular posicionado y configurado para ser fácilmente accesible y agarrado por una herramienta de agarre para facilitar el bloqueo de dicho tornillo, de modo que dicha carcasa interior (28) y dicha carcasa exterior (26) pueden ser movidas desde una posición desbloqueada hasta una posición parcialmente bloqueada permitiendo el movimiento de dicha barra de conexión (12) dentro de dicha carcasa interior o pueden ser movidas aún más hasta una posición totalmente bloqueada que no permite el movimiento de dicha cabeza del tornillo (18) o dicha barra de conexión en relación con dicha carcasa interior.

11. El tornillo según la reivindicación 10, donde dicho reborde anular (62) está posicionado para sobresalir por encima de una ranura anular de agarre (64) definida circunferencialmente, estando dicha ranura de agarre configurada para facilitar un contacto de agarre de dicha herramienta de agarre para facilitar el bloqueo de dicho tornillo.

12. El tornillo según la reivindicación 1, donde dicha carcasa exterior (26) además comprende ranuras (60) de acceso de la carcasa interior opuestas que están definidas a través de las paredes opuestas de dicha carcasa exterior, estando dimensionada y configurada dicha ranura de acceso de la carcasa interior para permitir el acceso a una herramienta de desbloqueo configurada de manera complementaria, incluyendo la herramienta de desbloqueo elementos de agarre (150) que están dimensionados y configurados para pasar a través de dichas ranuras de acceso de la carcasa interior y hacer contacto de agarre con un respectivo receptor (61) de la herramienta de la carcasa interior que es accesible a través de dichas ranuras de acceso de la carcasa interior, de manera que dicha carcasa interior puede ser agarrada por dicha herramienta (5) de desbloqueo y movida con relación a dicha carcasa exterior desde una posición de bloqueo hasta una posición parcialmente bloqueada o movida aún más hasta una posición completamente bloqueada.

13. El tornillo según la reivindicación 10, donde dicho reborde anular (62) está posicionado para sobresalir por encima de una ranura anular de agarre (64) , estando dicha ranura de agarre circunferencialmente definida en una superficie exterior de al menos una porción de la carcasa exterior (26) .

14. Un sistema (1) de fijación espinal que comprende un tornillo (3) cónico de bloqueo multiplanar según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.