PT 104813

(11) Número de Publicação:
PT 104813
(51) Classificação Internacional:
A61B 17/62 (2006)
A61B 17/66 (2006)
(12) FASCÍCULO DE PATENTE DE INVENÇÃO
(22) Data de pedido: 2009.11.10
(73) Titular(es):
(30) Prioridade(s):
INSTITUTO POLITÉCNICO DE LEIRIA
RUA GENERAL NORTON DE MATOS,
APARTADO 4133
2411-901 LEIRIA
2010.11.03 20101000083766 PT
PT
2011.09.27 20111000074094 PT
(72) Inventor(es):
(43) Data de publicação do pedido: 2011.11.08
CARLOS ALEXANDRE BENTO CAPELA
PT
PATRÍCIA MANUELA ALCOBIA CAMAÑO
PT
LUÍS MIGUEL SANTANA DE OLIVEIRA
PT
ISABEL VITORIA ALCOBIA CAMAÑO GARCIA
PT
PAULO JORGE DA SILVA BÁRTOLO
PT
(74) Mandatário:
(54) Epígrafe: FIXADOR EXTERNO CIRCULAR COM MOTORIZAÇÃO
(57) Resumo: O PRESENTE INVENTO REFERE-SE A UM FIXADOR EXTERNO CIRCULAR, FABRICADO EM
MATERIAL SANDUÍCHE DE MATRIZ POLIMÉRICA BIOCOMPATIVEL COM FIBRAS DE CARBONO E DIFERENTES
FRACÇÕES VOLÚMICAS DE MICRO-ESFERAS DE VIDRO OCAS. O FIXADOR EXTERNO CIRCULAR POSSUI UM
SISTEMA ELECTROMECÂNICO DE TRANSMISSÃO DE BINÁRIO QUE PERMITIRÁ UTILIZAR CARGAS DE
COMPRESSÃO E TRACÇÃO NO OSSO EM TRATAMENTO. ESTE INVENTO APRESENTA UMA CARACTERÍSTICA
INOVADORA COMPARADO COM O QUE EXISTE ACTUALMENTE, SENDO CONSTITUÍDO POR COMPÓSITO DE
MATRIZ POLIMERICA COM ENCHIMENTO DE MICROESFERAS DE VIDRO E REVESTIDO A FIBRA DE CARBONO
QUE CONTRIBUI PARA A LEVEZA DO MATERIAL CONSTITUINTE DOS ANÉIS DO FIXADOR EXTERNO
CIRCULAR E A SUA PERMEABILIDADE Á RADIAÇÃO RAIO-X, ALÉM DE POSSUIR UM SISTEMA
ELECTROMECÂNICO DE TRANSMISSÃO DE BINÁRIO QUE PERMITE A APLICAÇÃO DE UMA FORÇA
CONSTANTE, DURANTE O PERÍODO DE TRATAMENTO. EM SUMA, O PRESENTE INVENTO APRESENTA UMA
INOVAÇÃO FACE AOS EXISTENTES, UM MATERIAL INOVADOR DE BAIXO PESO QUE PERMITE A
VISUALIZAÇÃO DA ZONA A TRATAR NAS RADIOGRAFIAS ACOMPANHADO DE UM SISTEMA MOTORIZADO
QUE PERMITE CONTROLAR AS FORÇAS DE TRACÇÃO/COMPRESSÃO A APLICAR NA ZONA EM TRATAMENTO.
RESUMO
Fixador externo circular com motorização
O presente invento refere-se a um Fixador Externo Circular,
fabricado
em
material
sanduíche
de
matriz
polimérica
biocompativel com fibras de carbono e diferentes fracções
volúmicas de micro-esferas de vidro ocas. O Fixador Externo
Circular possui um sistema electromecânico de transmissão
de binário que permitirá utilizar cargas de compressão e
tracção no osso em tratamento. Este invento apresenta uma
característica
actualmente,
polimerica
inovadora
sendo
com
comparado
constituído
enchimento
de
por
com
o
que
existe
de
matriz
compósito
microesferas
de
vidro
e
revestido a fibra de carbono que contribui para a leveza do
material constituinte dos anéis do Fixador Externo Circular
e a sua permeabilidade á radiação raio-x, além de possuir
um sistema electromecânico de transmissão de binário que
permite
a
aplicação
de
uma
força
constante,
durante
o
período de tratamento.
Em suma, o presente invento apresenta uma inovação face aos
existentes, um material inovador de baixo peso que permite
a
visualização
da
zona
a
tratar
nas
radiografias
acompanhado de um sistema motorizado que permite controlar
as
forças
tratamento.
de
tracção/compressão
a
aplicar
na
zona
em
1
DESCRIÇÃO
Fixador externo circular com motorização
Domínio técnico da invenção
A
presente
invenção
Circular,
fabricado
polimérica
com
diz
respeito
em
material
fibras
de
carbono
a
um
Fixador
sanduíche
e
Externo
de
diferentes
matriz
fracções
volúmicas de micro esferas de vidro ocas, fracção volúmica
esta que pode variar conforme o doente e a força a ser
aplicada, especificações a serem dadas pelos profissionais
de saúde. O enchimento de microesferas de vidro proporciona
uma diminuição da densidade do material, sendo que quanto
maior for a fracção volúmica de microesferas de vidro menos
denso será o material. O Fixador Externo Circular possui um
sistema
electromecânico
de
transmissão
de
binário
que
permitirá utilizar cargas de compressão e tracção no osso
em tratamento, cargas estas aplicadas de forma constante e
continua no osso.
A reconstituição e crescimento ósseo é uma área bastante
importante na medicina, pois possibilita, com equipamentos
adequados, ajudar na reabilitação de pessoas que sofreram
perdas
ósseas
ou
múltiplas
fracturas
no
mesmo
osso.
A
regeneração do osso e avaliação da sua regeneração exige
uma
versatilidade
de
equipamentos,
materiais
dos
equipamentos
encontram
em
contacto,
com
os
compatibilidade
tecidos
permeabilidade
aos
em
que
raios-x
dos
se
e
motorização. Assim o objectivo consiste em desenvolver um
novo sistema para a reconstituição óssea que desempenha
várias funções.
Os
fixadores
circulares
externos
enquadram-se
nos
equipamentos de reconstituição e regeneração óssea, devido
2
a ajudarem ao crescimento e suporte do osso em regeneração
ou reconstituição. A perda óssea ou fracturas múltiplas no
mesmo osso podem dever-se a acidentes ou a problemas de
saúde que ocorrem durante a vida. Os fixadores circulares
externos existentes no mercado podem ser de ligas metálicas
ou de materiais poliméricos. A diferença entre estes dois
tipos de fixadores circulares externos é o peso que cada um
deles tem, com todos os seus constituintes acoplados e o
facto de serem ou não permeáveis aos raios-x. No seguimento
da pesquisa, constatou-se que estes equipamentos possuem
algumas
limitações,
tais
como:
rádio-opacidade,
peso
e
necessidade de assistência por parte da equipa prestadora
de cuidados de saúde para afinação do crescimento do osso.
Como
tal,
o
terapêutico
objectivo
assim,
desenvolvimento
multifuncional
colmatar
abranger
as
é
lacunas
diversas
de
um
novo
um
desafio
e
existentes,
terapias
e
equipamento
faixas
tem
como
permitindo,
etárias
que
possuem diferentes alturas e patologias.
Nesta
patente,
propõe-se
um
novo
conceito
de
fixador
circular externo que consiste num sistema multifuncional
para
a
reconstituição
e
regeneração
óssea,
que
tem
o
objectivo de melhorar a qualidade de vida da pessoa que o
utiliza,
melhorar
a
qualidade
da
análise
visual
da
superfície de fractura, utilizando raio-x, por parte da
equipa médica e diminuir a frequência da necessidade de
assistência
especializada
para
definir
a
velocidade
de
crescimento do osso através da motorização.
Antecedentes da Invenção
Segundo
a
pesquisa
reconstituição
e
realizada
regeneração
sobre
óssea,
dispositivos
existem
de
quatro
equipamentos patenteados que possuem princípios semelhantes
ao
do
sistema
multifuncional
para
a
reconstituição
e
3
regeneração
óssea.
referenciados,
Estes
sendo
sistemas
o
de
reabilitação
equipamento
A
estão
respectivo
ao
documento WO2007122385A2, o B ao documento WO2008002992A1,
o
C
ao
documento
US20080255554A1.
O
EP0740927A1
e
dispositivo
A
o
D
ao
descreve
documento
um
fixador
externo que pode ser moldado segundo a forma desejada,
fabricado em materiais termoplásticos reforçados com fibras
de
carbono
ou
de
vidro
que
podem
ser
reaquecidos
para
modificar a forma. O dispositivo B descreve um fixador
circular
externo
epoxy/fibra
de
realizado
carbono
em
material
maioritariamente
compósito
permeável
aos
raios-x, sendo os restantes componentes constituídos por
ligas
metálicas.
fixador
ósseo
O
feito
dispositivo
de
C
material
é
constituído
resistente
á
por
um
corrosão,
lavável, esterilizavel e permeável aos raios-x capaz de
registar, com rigor, dados relativos ao crescimento ósseo.
O dispositivo D é um fixador externo, aplicável aos ossos
constituintes do esterno e permeáveis aos raios-x.
Descrição geral da invenção
O
sistema
multifuncional
para
a
regeneração
e
reconstituição óssea é um equipamento que possibilita o
crescimento ósseo assistido mecanicamente por um motor que
transmite um binário, permitindo assim um crescimento do
osso contínuo, com diminuição do número de intervenções da
equipa médica, melhor monitorização da zona de fractura
devido á permeabilidade aos raio-x e um conforto maior para
o paciente devido ao baixo peso. A regulação do crescimento
do
osso
é
feita
pelo
técnico
de
saúde,
programando
os
motores para a velocidade de crescimento do osso desejada.
O
sistema
mecânico
pode
ser
programado
para
que
o
crescimento do osso se faça de acordo com determinados
parâmetros,
como
por
exemplo
velocidade
de
4
aproximação/afastamento
unir/separar.
das
Dado
superfícies
que
o
de
mecanismo
osso
a
procede
á
aproximação/afastamento das extremidades ósseas da fractura
automaticamente,
para
que
o
o
mesmo
osso
não
possui
seja
mecanismos
sujeito
a
de
segurança
sobrecargas
nem
subcargas.
A
funcionalidade
sendo
presente
no
independente,
fixador
confere
circular
ao
externo,
equipamento
multifuncionalidade, tornando-o flexível na sua adequação a
diversas patologias e faixas etárias.
A
inovação
presente
no
equipamento,
fixador
circular
externo com motorização, substitui a necessidade de várias
visitas por parte da equipa médica para calibração manual
do crescimento ósseo, sendo assegurado um crescimento em
contínuo
e
a
densidade
variável
consoante
a
fracção
volúmica de microesferas de vidro utilizadas no enchimento
do material compósito de matriz polimérica.
Outras vantagens deste sistema residem na permeabilidade
aos
raios-x,
facilitando
o
diagnóstico
e
seguimento
do
paciente e da evolução da superfície óssea; na leveza do
material, tornando-o mais confortável para o paciente.
O fixador circular externo com motorização é constituído
por vários componentes, tais como:
- Um chassi (1) que é a estrutura base do fixador circular
externo,
polimerica
realizado
com
em
enchimento
material
de
micro
compósito
esferas
de
de
matriz
vidro
e
reforço de fibra de carbono e têm como principal objectivo
suportar todos os componentes da invenção.
- As hastes roscadas (2) que auxiliam o apoio dos diversos
anéis
(1)
e
onde
estão
colocados
os
motores.
A
sua
configuração adequa-se às várias configurações necessárias
para cada paciente.
5
Descrição das Figuras
Figura 1: Esquema representativo do fixador externo com
motorização:
1. Anéis
2. Hastes motorizadas
3. Fios de Kirchner
Descrição detalhada da invenção
O Fixador Circular Externo é constituído por anéis (1) em
material compósito de matriz polimérica com enchimento de
microesferas de vidro, em que essa matriz é de um material
polimerico biocompativel e é reforçada por fibra de carbono
na sua superfície. O esqueleto dos anéis é realizado em
material compósito de matriz polimérica biocompativel com
enchimento
de
micro
esferas
de
vidro,
em
fracção
volumétrica variável, consoante as necessidades especificas
do paciente, através da moldação dos mesmos. Após a cura do
material no interior do molde, tem que se proceder á pós
cura do mesmo. A seguir á pós cura do esqueleto dos anéis,
este é revestido com fibra de carbono bi-direccional 0-90º.
Os diversos anéis encontram-se ligados por meio de hastes
roscadas
e
porcas
ajustáveis.
As
porcas
encontram-se
acopladas motores que transmitem um binário igual a todas
as porcas. Esta união permite a transmissão de um binário
para as hastes (2), através do movimento das porcas, as
quais transmitem aos anéis o movimento esperado, promovendo
assim
o
alongamento
contínuo.
Cada
haste
do
osso
(2)
ao
possui,
longo
do
tempo
e
em
obrigatoriamente,
um
motor. Cada motor possui sistemas se segurança incorporados
por
forma
carregado,
a
garantir
garantindo
que
a
o
osso
não
velocidade
é
de
sobre
ou
extensão
sube,
6
consequentemente, de crescimento do osso. A ligação dos
anéis ao osso é realizada através de fios de Kirchner (3).
Exemplos de aplicação
O
fixador
circular
externo
com
foi
desenvolvido
com
o
intuito de, num só equipamento, englobar várias etapas e
solucionar
várias
questões
dos
sistemas
de
auxílio
ao
crescimento e regeneração óssea para assim reabilitar um
maior número de patologias em pessoas com perdas ósseas.
Este
equipamento
tem
a
capacidade
de,
devido
á
permeabilidade aos raios-x, permitir á equipa médica uma
melhor avalização da zona afectada; de, devido ao material
compósito que o constitui, ser mais leve, levando a um
maior conforto por parte do paciente; de, devido ao motor
incorporado, reduzir-se a necessidade de visitas á equipa
médica para afinação manual do fixador, a fim de definir o
ritmo de regeneração óssea.
Leiria, 29 de Outubro de 2010
1
REIVINDICAÇÕES
1.
Fixador
externo
circular
com
motorização
caracterizador por ser constituído em material compósito de
matriz
polimérica
biocompatível
com
enchimento
de
micro
esferas de vidro em fracções volúmicas variáveis, consoante
o doente onde se aplicará o fixador, revestimento em fibra
de carbono e motores em todas as hastes.
Leiria, 29 de Outubro de 2010
1/1
Desenhos
1
2
3
2
1
2
2
Figura 1