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ES2585838T3 - Placa de base tibial con la colocación asimétrica de estructuras de fijación - Google Patents

Placa de base tibial con la colocación asimétrica de estructuras de fijación Download PDF

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ES2585838T3
ES2585838T3 ES12756869.9T ES12756869T ES2585838T3 ES 2585838 T3 ES2585838 T3 ES 2585838T3 ES 12756869 T ES12756869 T ES 12756869T ES 2585838 T3 ES2585838 T3 ES 2585838T3
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Mary S.S. Wentorf
Calie B. GREY
Shaun R. Cronin
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Zimmer Inc
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Abstract

Un sistema de prótesis tibial que comprende: una primera placa de base (100) tibial que comprende: una primera superficie (111) proximal; una primera superficie (134) distal opuesta a la primera superficie proximal, la primera superficie distal dimensionada y conformada para cubrir sustancialmente una superficie resecada proximal de una tibia; una primera cara (160) medial; una primera cara (162) lateral opuesta a la primera cara medial; una primera anchura total medida desde la primera cara medial a la primera cara lateral; y una primera quilla (130) que se extiende distalmente desde la primera superficie distal, la primera quilla separada de la primera cara medial por una primera distancia (164) medial y separada de la primera cara lateral por una primera distancia (166) lateral; caracterizado porque el sistema de prótesis tibial comprende, además una segunda placa de base tibial que comprende: una segunda superficie proximal; una segunda superficie distal opuesta a la segunda superficie proximal, la segunda superficie distal dimensionada y conformada para cubrir sustancialmente una superficie resecada proximal de una tibia; una segunda cara medial; una segunda cara lateral opuesta a la segunda cara medial; una segunda anchura total medida entre la segunda cara medial y la segunda cara lateral, la segunda anchura total que difiere de la primera anchura total mediante la cual la primera y segunda placas de base tibiales comprenden tamaños nominales únicos; y una segunda quilla que se extiende distalmente desde la segunda superficie distal, la segunda quilla separada de la segunda cara medial por una segunda distancia medial y separada de la segunda cara lateral por una segunda distancia lateral, una primera relación de la primera distancia medial a la primera anchura total que difiere de una segunda relación de la segunda distancia medial a la segunda anchura total.

Description

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en una orientación rotacional y espacial apropiada (como se muestra en la figura 1). Como se muestra en la figura 1, el eje AH de origen de la placa 10 de base está situado entre la porción más interna del compartimento 14 lateral y la porción más interna del compartimento 16 medial de la placa 10 de base a lo largo de su longitud. En otras palabras, el eje AH de origen de la placa 10 de base es equidistante de la porción más interior de compartimento 14 lateral y la parte de más interior de compartimento 16 medial de la placa 10 de base para dividir el compartimento 17 interior entre los mismos en mitades sustancialmente iguales.
En la realización ilustrativa de la figura 1, el eje AH de origen de la placa 10 de base bisecta la cara 18 anterior de la placa 10 de base (que se encuentra en la parte anterior en la periferia 12 de la placa 10 de base) y es generalmente perpendicular a la parte 18a plana de la superficie 18 anterior. También, el eje AH de origen de la placa 10 de base bisecta el área 24 PCL de recorte de la placa 10 de base (que se encuentra posteriormente en la periferia 12 de la placa 10 de base) y es generalmente perpendicular al vértice 24a del área PCL 24 de recorte. Se contempla que el eje An de origen de la placa 10 de base puede estar orientado a otras características de la placa 10 de base, quedando entendido que la alineación correcta y la orientación de la placa 10 de base sobre la superficie resecada S de la tibia T posicionarán al eje AH de origen de la placa 10 de base coincide con el eje AH de origen de la tibia T.
El eje de origen An de la tibia T y la placa 10 de base se describen adicionalmente en la publicación de la solicitud de patente de los Estados Unidos No. 2012/0022659, presentada el 22 de julio del 2011, titulada "ASYMMETRIC TIBIAL COMPONENTS FOR A KNEE PROSTHESIS".
Un par de ejes 26,28 de referencia se presenta en la figura 1. Un primer eje 26 de referencia se extiende diagonalmente a través de la placa 10 de base de la región PM posterior izquierda de la tibia T a la región AL, frontal derecha de la tibia T, que intersecta el eje AH de origen para definir un primer ángulo  con el eje AH de origen, como se muestra en la figura 1. Un segundo eje 28 de referencia se extiende diagonalmente a través de la placa 10 de base y perpendicularmente al primer eje 26 de la región PL posterior derecha de la tibia T a la región AM frontal izquierda de la tibia T, intersectando el eje AH de origen para definir un segundo ángulo β con el eje AH de origen, como se muestra en la figura 1. El primer y segundo ángulos  y β son cada uno de aproximadamente de 45 grados de tal manera que, cuando se combinan, el primer y segundo ángulos  y β en conjunto forman un total de aproximadamente 90 grados.
El primer y segundo ejes 26, 28 de referencia se cruzan entre sí de forma ilustrativa y el eje AH de origen en un punto X común dentro de la periferia 12 de la placa 10 de base. De acuerdo con una realización de ejemplo de la presente descripción, el punto X se centra generalmente dentro de la periferia 12 de la placa 10 de base para maximizar la medida agregada de cada eje 26, 28 de referencia que se encuentra dentro de la periferia 12 de la placa 10 de base, mientras se mantienen el primero y segundo ángulos α y β deseados, como se discutió anteriormente. El punto X está posicionado de forma ilustrativa a lo largo del eje AH de origen entre parte 18a plana de la cara anterior 18 y el vértice 24a del área 24 de corte de PCL.
De forma ilustrativa, un eje 50 medial-lateral también se extiende a través del punto X en una dirección perpendicular al eje AH de origen. Juntos, el eje 50 medial-lateral (por ejemplo, el eje x) y el eje AH de origen anterior-posterior (por ejemplo, el eje y) cooperan para definir un sistema de componentes de coordenadas (por ejemplo, un sistema de coordenadas xy) útil para cuantificar e identificar ciertas características de la placa 10 de base.
3. Forma de la periferia exterior de la placa de base tibial
Como se muestra en la figura 1, la placa 10 de base tiene una periferia 12 asimétrica exterior. La periferia 12 asimétrica exterior puede estar diseñada para que coincida estrechamente con la periferia correspondiente de superficie de resección S de la tibia T. En la realización ilustrada de la figura 1, por ejemplo, el compartimiento 16 medial es más grande que el compartimento 14 lateral. El compartimento 16 medial es más ancho que el compartimento 14 lateral, por lo que la cara 60 medial está espaciada más separada del eje AH de origen anteroposterior de la cara 62 lateral. El compartimento 16 medial es también más profundo que compartimento 14 lateral, por lo que la cara 22 posterior/medial está espaciada más separada en el sentido posterior desde el eje 50 mediallateral de la cara 20 posterior/lateral. Por al menos estas razones, la periferia 12 exterior de la placa 10 de base es asimétrica.
La forma asimétrica de la placa 10 de base se describe con más detalle en la Publicación de la Solicitud de la Patente de los Estados Unidos No. 2012/0022659, presentada el 22 de julio del 2011, titulada "ASYMMETRIC TIBIAL COMPONENTS FORA KNEE PROSTHESIS".
También está dentro del alcance de la presente descripción que la placa 10 de base puede tener una periferia 212 exterior simétrica, como se muestra en líneas de trazos en la figura 1. En esta realización, el compartimiento 14 lateral y el compartimiento 16 medial tienen la misma forma y tamaño. El compartimento 14 lateral y el compartimiento 16 medial son de la misma anchura, por lo que la cara 62 lateral y la cara 260 medial modificado (mostrada en líneas de trazos) son equidistantes del eje AH de origen anterior-posterior. De esta manera, un eje antero-posterior de simetría a través periferia 212 exterior de la placa de base simétrica 10 puede superponer el "Eje de origen" AH y puede servir de referencia para el compartimento 14 lateral, el compartimento 16 medial, la cara 62
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toman fuera de la superficie 34 distal (por ejemplo, cerca del extremo distal de cada clavija 30, 32 inclinada). Por lo tanto, para mantener la coherencia, las mediciones se toman a lo largo de la superficie 34 distal de la placa 10 de base.
9. Prueba de fuerza de las clavijas de fijación asimétrica
Una primera prótesis se fabricó, como se muestra en la figura 7, mediante el montaje de componentes 53 de soporte sobre la placa 10 de base, con la placa 10 de base teniendo una periferia 12 asimétrica exterior y clavijas 30, 32 de fijación lateral y medial asimétricamente dispuestas (figuras 1-3). Una segunda prótesis (no mostrada) fue fabricada mediante el montaje de un componente 53 de soporte similar sobre una placa 10 de base' alternativa, con la placa 10 de base' alternativa que tiene una periferia 12' asimétrica exterior, pero clavijas 30', 32' de fijación lateral y medial alineadas (figura 4). Una tercera prótesis (no se muestra) fue fabricada mediante el montaje de un componente 53 de soporte similar en otra placa de base alternativa 10", con la otra placa 10 de base" alternativa que tiene una periferia 12" simétrica exterior y clavijas 30", 32" de fijación y alineadas lateral y medialmente (la figura 5).
El componente 53 de soporte ilustrativo tiene una superficie 54 lateral articular, la superficie 56 articular medial, y la columna 58 situada entre ellos. Cuando el componente 53 de soporte se monta sobre la placa 10 de base, como se muestra en la figura 7, la superficie 54 articular lateral de componente 53 de soporte se alinea con compartimento 14 lateral de la placa 10 de base, la superficie 56 articular medial del componente 53 de soporte se alinea con el compartimiento 16 medial de la placa 10 de base y la columna 58 se alinea con el compartimiento 17 interior (figura 1) de placa 10 de base. Para la primera y segunda prótesis, el componente 53 de soporte tenía un grosor T de 20 mm. Para la tercera prótesis, el componente 53 de soporte tenía un grosor T de 17 mm. El componente 53 de soporte y sus superficies de articular asociada 54, 56 se describen en detalle en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/561,657, presentada el 18 de noviembre de 2011 y se describen con más detalle en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos Serie No. 61/577,293, presentada el 19 de diciembre de 2011, y se describen con más detalle en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/592.576, presentada el 30 de enero de 2012, y que se describe más adelante en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 611621,361 presentada el 6 de abril del 2012, y se describen adicionalmente en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/621,363 presentada el 6 de abril del 2012, y se describen adicionalmente en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/621,364 presentada el 6 de abril del 2012, y se describen adicionalmente en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/621,366 presentada el 6 de abril del 2012, y se describen adicionalmente en la Solicitud de la Patente de los Estados Unidos serie No. 13/459,037 presentada el abril 27,2012, y se describen adicionalmente en la Solicitud de la Patente de los Estados Unidos serie No. 13/459,041 presentada el 27 de abril, 2012, y se describen adicionalmente en la Solicitud de la Patente de los Estados Unidos serie No. 13/459,048 presentada el 27 de abril del 2012, y se describen con más detalle en la Solicitud de la Patente de los Estados Unidos serie No. 13/459,056 presentada el 27 de abril del 2012, todas tituladas "TIBIAL BEARING COMPONENT FOR A KNEE PROSTHESIS WITH IMPROVED ARTICULAR CHARACTERISTICS".
Como se muestra en la figura 7, una fuerza de compresión lateral FCL se aplicó sobre la superficie 54 articular lateral de cada componente 53 de soporte, y una fuerza FCM de compresión medial se aplicó sobre la superficie 56 medial articular de cada componente 53 de soporte. Las fuerzas de compresión FCL, y FCM midieron 202 N.
Simultáneamente con la aplicación de las fuerzas de compresión FCL, FCM, una fuerza de cara anterior FAP se aplica a la base distal/posterior de la columna 58, como se muestra en la figura 7. L a fuerza de cara anterior FAP mide 725 N para la primera y segunda prótesis y se redujo hasta 791 N para la tercera prótesis teniendo en cuenta el componente 53 de soporte más delgado.
Las fuerzas FCL, FCM y FAP se diseñaron en magnitud y área de aplicación para replicar fuerzas ejercidas sobre el componente 53 de soporte tibial por un componente protésico femoral, por ejemplo, el componente 70 femoral, durante un movimiento de inclinación. Un componente femoral a modo de ejemplo que se articula con componente 53 de soporte tibial se describe en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/561,658, presentada el 18 de noviembre de 2011, y se describe adicionalmente en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/579,873, presentada el 23 de diciembre de 2011, y se describe adicionalmente en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/592,575, presentada el 30 de enero de 2012, y que se describe más adelante en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/594,113 presentada el 2 de febrero de 2012 y se describe adicionalmente en y en la Solicitud de la Patente provisional de los Estados Unidos serie No. 61/621,370 presentada el 6 de abril del 2012, y se describen con más detalle en la Solicitud de la Patente provisional de los Estados Unidos serie No. 61/621,372 presentada el 6 de abril del 2012, y se describen adicionalmente en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/621.373 presentada el 6 de abril del 2012, y se describen adicionalmente en la Solicitud de la Patente de los Estados Unidos serie No. 131459,061 presentada el 27 de abril del 2012, y se describen adicionalmente en la solicitud de patente de los Estados Unidos serie No. 13/459,064 presentada el 27 de abril del 2012, y se describen con más detalle en la Solicitud de la Patente de los Estados Unidos serie No. 13/459,060 presentada el 27 de abril del 2012, todas tituladas "FEMORAL COMPONENT FOR A KNEE PROSTHESIS WITH IMPROVED ARTICULAR CHARACTERlSTICS".
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ahusado, cónico, en particular para los tamaños de la placa de base de pequeña estatura. El ángulo de conicidad puede formarse, por ejemplo, por el núcleo 131 ahusado de la quilla 130 desde un diámetro exterior circular de 17.1 mm en el extremo proximal de la quilla 130 (es decir, en la unión entre la quilla 130 y la superficie 134 distal de la placa 10 de base tibial) a un diámetro circular de 13.4 mm en el extremo distal de la quilla 130. Una quilla cónica a modo de ejemplo se utiliza en conjunción con una placa de base tamaño-estatura pequeña que se describe en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/ 592,574 presentada el 30 de enero 2012 y en la Solicitud de la Patente Provisional de los Estados Unidos serie No. 61/621,374 presentada el 6 de abril de 2012 ambas tituladas ASYMMETRIC TIBIAL COMPONENTS FOR A KNEE PROSTHESIS.
Las placas de base tibiales de la técnica anterior incluyen las quillas de diámetro constante en este rango de diámetro, tales como el Zimmer NexGen Stemmed Tibial Plates and Natural Knee II Modular Cemented Tibial Plates. The NexGen Stemmed Tibial Plates and Natural Knee II Modular Cemented Tibial Plates se muestran en las páginas 14 y 28, respectivamente, de "Zimmer® Tibial Baseplate, Pocket Guide United States Version".
En la figura 8, la quilla 130 se representa por un óvalo punteado para mostrar la ubicación general de la quilla 130, no necesariamente el tamaño o la forma de la quilla 130. En lugar de ser de forma cilíndrica, que también está dentro del alcance de la presente descripción el núcleo 131 de quilla 130 puede ser de forma cónica, con un diámetro exterior que se estrecha distalmente.
Como se discutió anteriormente, las clavijas 30, 32 de fijación de la placa 10 de base (figuras 1-3) pueden estar diseñadas para interactuar con el hueso esponjoso que rodea el canal intramedular de la tibia T del paciente. Para mejorar esta interacción con el hueso esponjoso, las clavijas 30, 32 de fijación pueden estar construidas de un biomaterial altamente poroso que acepte el crecimiento del hueso. La quilla 130 de la placa 10 de base (figuras 8 y 9), por el contrario, puede estar diseñada para encajar en el canal intramedular de la tibia T del paciente. Al igual que las clavijas 30, 32 de fijación la quilla 130 también puede estar construida de un biomaterial altamente poroso que acepte el crecimiento del hueso. Alternativamente, en lugar de lograr la fijación a través de crecimiento interno del hueso, la quilla 130 se puede construir de un metal sólido que logre la fijación a través de un apretado ajuste de interferencia con el hueso circundante del paciente.
Aunque la quilla 130 puede ser la única estructura de fijación en la placa 10 de base, también está dentro del alcance de la presente descripción para combinar la quilla 130 con estructuras de fijación adicionales. En una realización, la quilla 130 se puede combinar con las clavijas 30, 32 de fijación descritas anteriormente (figuras 1-3). En otra forma de realización, la quilla 130 se puede combinar con puntas afiladas (no mostrado). Tales puntas pueden estar situadas en las mismas áreas generales discutidas anteriormente con respecto a las clavijas 30, 32 de fijación. Sin embargo, a diferencia de la fijación de las puntas y porosas de las clavijas 30, 32, las puntas pueden estar afiladas agudas para perforar el hueso del paciente y puede ser sólido en la construcción. Los picos también pueden tener nervios externos o púas para mejorar la fijación con el hueso del paciente.
La quilla 130 también puede incluir un agujero cónico (no mostrado) que se extiende de manera proximal dentro de la punta distal de la quilla 130, diseñado para acoplarse con una superficie de sellado cónico correspondiente de una extensión del vástago tibial.
12. Posicionamiento lateral/medial de la quilla de fijación
Como se muestra en la figura 9A, la quilla 130 está dispuesta asimétricamente en la superficie distal 134 de la placa 10 de base con respecto al eje AH de origen. Más particularmente, el eje AK de la quilla longitudinal de la quilla 130 se polariza en sentido medial con respecto al plano vertical que contiene el eje AH de origen, es decir, el eje AK de la quilla está desplazado hacia el compartimento 116 medial y lejos del compartimento 114 lateral por distancia 163 de desplazamiento. A lo largo de los siguientes párrafos, el eje AH de origen y el plano vertical que contiene el eje AH de origen se usan indistintamente.
De acuerdo con una realización de ejemplo de la presente descripción, la distancia 163 de desplazamiento se mide a lo largo de la superficie 134 distal de la placa 10 de base. Como resultado, la distancia 163 de desplazamiento se mide medialmente desde la intersección del eje AH de origen y la superficie 134 distal a la intersección del eje AK de la quilla y la superficie 134 distal (por ejemplo, cerca del extremo proximal de la quilla 130). En realizaciones en las que el eje AK de la quilla es perpendicular a la superficie 134 distal, distancia 163 de desplazamiento también se podría medir fuera de la superficie 134 distal (por ejemplo, cerca del extremo distal de la quilla 130) sin afectar la medición. En realizaciones en las que el eje AK de la quilla está inclinado respecto a la superficie 134 distal, sin embargo, la medición puede variar si se toma fuera de la superficie 134 distal (por ejemplo, cerca del extremo distal de la quilla 130 inclinada). Por lo tanto, para la coherencia de la medición se toma a lo largo de la superficie 134 distal de la placa 10 de base.
En realizaciones en las que la placa 10 de base tiene una periferia 112 exterior simétrica, un eje anterior-posterior de simetría a través de la periferia 112 exterior puede ser utilizado como un "eje de origen" AH para hacer referencia a la cara 160 medial, la cara 162 lateral, la quilla 130, y otros componentes de placa 10 de base. Este eje AH de origen sería sustancialmente centrado entre la cara 160 medial y la cara 162 lateral. Con eje AK de la quilla siendo
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De acuerdo con una realización de ejemplo de la presente descripción, la distancia 147 de la quilla se mide a lo largo de la superficie 134 distal de la placa 10 de base. Como resultado, la distancia 147 de la quilla se mide posteriormente desde la intersección de la porción 118a plana de la cara 118 anterior y la superficie 134 distal a la intersección del eje AK de la quilla y la superficie 134 distal (por ejemplo, cerca del extremo proximal de la quilla 130). En realizaciones en las que el eje AK de la quilla es perpendicular a la superficie 134 distal, la distancia 147 de la quilla también podría ser medida alejada desde la superficie 134 distal (por ejemplo, cerca del extremo distal de la quilla 130) sin afectar la medición. Realizaciones en las que el eje AK de la quilla está inclinado respecto a la superficie 134 distal, sin embargo, la medición podría variar si se toma fuera de la superficie 134 distal (por ejemplo, cerca del extremo distal de la quilla inclinada 130). Por lo tanto, para mantener la coherencia, la medición se toma a lo largo de la superficie 134 distal de la placa 10 de base.
A través de un conjunto de diferentes placas de base 100 tibiales que tiene diferentes tamaños nominales, el posicionamiento anterior/posterior de la quilla 130 puede variar. En la figura 12, por ejemplo, a modo de ejemplo la distancia 147 anterior/posterior de la quilla se muestra para un conjunto de prótesis de diferentes tamaños. La tendencia general en la figura 12 es que la distancia 147 de la quilla aumenta a medida que la profundidad 144 lateral aumenta. Moviendo la quilla 130 más y más desde cara anterior 118 mientras aumenta el tamaño de la placa 10 de base puede evitar el pinzamiento del hueso cortical anterior de la quilla 130, especialmente si quilla 130 también aumenta de tamaño (por ejemplo, diámetro, longitud) junto con la placa 10 de base. La figura 12 representa la distancia 147 de una quilla de ejemplo, pero para cualquier tamaño dado, la distancia de la quilla 147 puede variar por +/- 0.5 mm, +/- 1.0 mm, +/- 1.5 mm, o +/- 2.0 mm, por ejemplo.
15. La expansión proximal de la quilla
Como se muestra en la figura 9A, la quilla 130 ilustrativa incluye un agujero 180 ciego proximal, el mismo que está dimensionado para recibir una estructura de fijación, como un tornillo de ajuste (no mostrado), desde la superficie 111 proximal de la placa 10 de base. La estructura de fijación se puede utilizar para conectar un componente de soporte tibial sobre la superficie 111 proximal de la placa 10 de base, por ejemplo.
El agujero 180 ilustrativo de la figura 9A está centrado a lo largo del eje AH de origen. Sin embargo, debido a que el eje AK de la quilla está desplazado del eje AH de origen, el agujero 180 queda compensado en quilla 130. Para asegurarse de que las paredes de la quilla 130 que rodea el agujero 180 son adecuadamente gruesa a lo largo de la extensión axial del agujero 180 (por ejemplo, 1,5 mm), la quilla 130 se puede expandir radialmente hacia fuera alrededor de agujero 180 para formar un abultamiento 182.
Como la quilla 130 se desplaza más y más del eje AH de origen y del agujero 180, el abultamiento 182 puede llegar a ser más grande y de mayor tamaño. Por ejemplo, para los tamaños de prótesis nominales medias (por ejemplo, tamaños 5 y 6) teniendo medios para compensar distancias 163 entre el eje AK de la quilla y el eje AH de origen (por ejemplo, 3 mm), el abultamiento 182 puede aumentar el diámetro de la quilla 130 en 0,5 mm. Para grandes tamaños de prótesis nominales (por ejemplo, tamaños 7-9) que tienen grandes distancias 163 de compensación entre el eje AK de la quilla y el eje AH de origen (por ejemplo, 4 mm, 5 mm), el abultamiento 182 puede aumentar el diámetro de la quilla 130 en 1,4 mm. Para los pequeños tamaños de prótesis nominales (por ejemplo, tamaños 1-4) con pequeñas distancias 163 de desplazamiento entre el eje AK de la quilla y el eje AH de origen (por ejemplo, 1 mm, 2 mm), el abultamiento 182 puede ser excluido.
Si bien esta invención se ha descrito como que tiene diseños de ejemplo, la presente invención puede modificarse adicionalmente dentro del alcance de esta descripción.
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