Brevet FR2405063A1 — publié le 19790504

La présente invention concerne un dispositif pour immobiliser ou soutenir les membres de.patîents humains et animaux, qui comporte des pièces de liaison portant des vis a os ou des clous à os et associées par paires opposées, qui sont reliées par des manchons de serrage ou des tiges filetées par l'intermédiaire d'éléments de serrage et qui peuvent être soumises à des forces d'écar- tement ou de compression-par exemple dans une zone de fracture au moyen de dispositifs de serrage, Des dispositifs de ce type sont connus sous le nom de dispositifs extérieurs de tenue des os.Les composants de ces dispositifs, tels que les pièces d'accouplement, les broches, les tringles, etc, sont en principe en métal, Ces dispositifs s'utilisent principalement aujourd'hui dans la stabilisation de pseudo-arthroses infectées, dans le traitement des fractures ouvertes multiples - en particulier des membres inférieurs - ainsi que pour les arthroses d'articulations importantes. Tous les dispositifs de tenue extérieurs connus jusqu'ici présentent l'inconvénient d'être fabriqués en métal et donc de rendre très difficile, voire impossible, un examen radiologique parfaitement satisfaisant de la fracture - en particulier dans le cas d'un agencement tridimensionnel. On ne parvient pas dans bien des cas à déceler les positions incorrectes de l'os et à y remédier, à moins qu'on réalise en plus des prises de vue en biais ou qu'on enlève le dispositif de tenue avant la radiographie. Cette dernière opératinn a cependant pour conséquence une instabilité temporaire dans la zone de la fracture. De plus, les patients se plaignent souvent du poids élevé du dispositif, particulièrement dans le cas des agencements tridimensionnels coûteux.Il en résulte une mobilité réduite des patients, ce qui se répercute sur leur état psychique général et sur la circulation dans les membres blessés, avec les risques connus d'extravasion sanguine. Sur le plan chirurgical, les dispositifs de tenue connus présentent l'inconvénient d'exiger pour leur montage une très grande dextérité, Cela tient au grand ,n,ombre de pièces dont se compose un renfort osseux, mais surtout au fait que les tringles et articulations des systèmes de renfort glissent facilement l'une sur l'autre étant donné que le métal forme des surfaces lisses. Le problème posé est donc de procurer,un dispositif pour immobiliser et/ou soutenir les membres chez l'homme et chez l'animal, qui ne présente pas les inconvénients signalés. Ce problème est résolu selon l'invention en utilisant des matières synthétiques thermoplastiques pour constituer les pièces de liaison, Les éléments de serrage et les tiges de liaison. le dispositif se caractérise par une stabilité élevée, peut sesté- riliser et présente une bonne stabilité dimensionnelle à chaud. Les éléments sont en outre transparents aux rayons X et sont bien tolérés par l'organistne. Ils sont faciles à manipuler et de fabrication économique. On obtient avec seulement quatre composants de base un grand nombre de variantes de montage, Enfin, la réduction importante du poids est un avantage marquant. Gomme matières synthétiques thermoplastiques, conviennent particulièrement Les polyamides, les polyoxyméthylènes, les polytéréphtalates d'éthylène et de butylène, ainsi que des mélanges de ces polymères. Les matières synthétiques contiennent un renforcement de fibres ou d'articles plats textiles, le rapport matière synthétique : fibre étant choisi de manière que l'élément de dispositif fini contienne entre 10 et 70, de préférence entre 20 et 60 % en poids de fibres. Des fibres ou articles plats textiles appropriés sont constitués par exemple de verre, de carbone ou de matière synthétique.Le module d'élasticité de la matière thermoplastique doit se situer entre 5 000 et li 000 N/mm2, suivant les spécifications particulières, Les matières synthétiques thermoplastiques ont une faible densité, sont transparentes aux rayons X, peuvent eotre stérilisées et ont une stabilité dimensionnelle à chaud suffisante. La facilité de manipulation, la tolérance par l'organisme et la possibilité de fabrication économique sont acquises, en supposant obtenue une stabilité suffisante de l'ensemble du dispositif, grâce à une réalisation et à un dimensionnement des quatre composants de base prenant en compte la matière synthétique utilisée et les fonctions respectives. La facilité de manipulation du dispositif selon l'invention tient au fait que toutes les variantes de montage envisageables pour l'immobilisation ou le soutien sont obtenues à partir de quatre composants de base et que quatre vis à six pans creux suffissent pour la fixation de l'ensemble du dispositif. Pour éviter un glissement indésirable des composants individuels au montage, ceuxci sont légèrement gauchis de façon élastique l'un par rapport à l'autre. leurs surfaces de glissement et les points de raccordement des vis à os sont structurés de façon appropriée pour que le dispositif soit suffisamment stable après le blocage des quatre vis â six pans creux. La réduction de poids souhaitée résulte du choix de la matière ainsi que du fait que les composants de base sont conçus en fonction des contraintes et que 1 dispositif de serrage, qui écarementque permet d'exercer aussi bien des forces/de compression, peut être retiré de l'ensemble de montage. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que les pièces de liaison (4) et les éléments de serrage (5) sont reliés par l'intermédiaire d'articulations à rotule (10, il) blocables. On parvient ainsi à obtenir les degrés de liberté nécessaires pour toutes les variantes de montage pluridimensionnelles dans ltespace le plus restreint. On évite en outres les contours à arêtes vives et les formes en saillie sur tous les composants de base. Grâce à leur conductibilité thermique plus faible, les composants de base en matière synthétique thermoplastique ont moins le caractère de corps étrangers pour ltorganisme. les composants du dispositif peuvent être fabriqués à partir de semi-produits extrudés réduits ensuite en copeaux, et de façon particulièrement avantageuse, de façon connue, par moulage par injection. Les composants de base sont dimensionnés de manière que la résistance admissible de la matière thermoplastique ne soit pas dépassée pour obtenir une stabilité suffisante. Les résultats d'une étude de contraintes expérimentale confirment qu'en aucun point l'allongement - même en essai de longue durée - ne dépasse 0,5 %. Une analyse de système montre en outre qu'il n'existe aucune différence essentielle entre les renforts en métal et ceux en matières synthétiques thermoplastiques. On va maintenant décrire à titre d'exemple une forme de réalisation du dispositif selon l'invention, en se référant au dessin annexé, dans lequel - la fig. L est une vue en perspective du dispositif, - la fig. 2 représente une vis à os, - les figs. 3a et 3b représentent une pièce de liaison en plan et en élévation, - les figs. 4a et 4b représentent un élément de serrage en plan et en élévation, - la fig. 5 représente un noyau de rotule, - la fig. 6 représente en coupe longitudinale un dispositif de serrage extérieur démontable, et - la fig.7a représente schématiquement un dispositif de serrage intégré, la fig. 7b étant une vue éclatée. On a représenté à la fig. 1 l'os à traiter avec le trait de fracture 2. Les vis à os 3 sont vissées au-dessus et au-dessous du trait de fracture. Les groupes de vis sont rassemblées par quatre pièces de liaison 4. Ces pièces de liaison 4 sont reliées par l'intermédiaire de huit éléments de serrage 5 aux tiges de liaison de manière à former un cadre extérieur stable. A l'état non fixé, les composants de base peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre dans ltespace. Grâce à"l'adhérence par succion" entre les composants de base, décrite ci-après, on empoche des glissements indésirables entre les dits composants. Pour la fixa~ tion dans les positions choisies, on utilise des vis à six pans creux 7 appliquées sur l'élément de serrage 5. Pour réaliser une liaison de forme avec pré-contrainte entre les vis à os 3 et La pièce de liaison 4, copte le montre la fig. 2, les vis à os sont munies sur les parties non filetées d'un moletage 8, Si bien qu'elles s'enfoncent dans les alésages 9 de la pièce de liaison 4 en les "griffant" du fait d'une déformation plastique Locale. Une vis de fixation supplémentaire n'est donc pas nécessaire. Comme on Le voit sur la fig. 3b, les alésages 9 de la pièce de liaison 4 sont en partie coniques pour faciliter l'introduction des vis à os 3 qui pourraient facilement se désaxer. Les surfaces de glissement des rotules 10 de la pièce de liaison 4 sont recouvertes de farine de quartz. Cela permet d'obtenir sans mesures supplémentaires une solide adhérence entre La pièce de liaison 4 et la pièce de serrage 5. La pièce de serrage 5 représentée aux figs. 4a et 4b comporte une cavité 11 qui peut être élargie élastiquement. La pièce de serrage 5 peut être placée sur la rotule 10 de la pièce de liaison 4 en n'appliquant qu'une force minime, Auparavant, on introduit la tige de liaison 6 dans l'alésage 21 de la pièce de liaison 5 par "succion". La force d'application due à la déformation élastique de la pièce de serrage 5 engendre "l'adhérence par suc ciron". Il suffit ensuite d'une force réduite pour pousser la pièce de serrage 5 sur la pièce de liaison 4, La vis à six pans creux 7 desserrée n'est pas vissée directement dans la pièce de serrage 5, mais dans la pièce rapportée métallique 12, pour éviter l'usure du filetage.Les positions définitives de la pièce de liaison 4, de la pièce de serrage 5 et de la tige de liaison 6 sont fixées au moyen des vis à six pans creux 7. le noyau de rotule 13 représenté à la fig. 5, dont les rotules 14 sont également recouvertes de farine de quartz, permet les variantes de montage souhaitées en combinaison avec les autres composants de base. La fig. 6 représente le dispositif de serrage extérieur démontable destiné à exercer des forces d'écartement et de compression, qui, pour appliquer ces forces sur les extrémités libres des tiges de liaison 6 représentées à la fig. L, est poussé frontalement parallèlement à la direction de déplacement et est fixé à l'aide d'un écrou 15 ainsi que d'un cone 16 en plusieurs parties. la fourchette d'entratnement 17 est montée pivotante sur la pièce de serrage 5. Les ergots 19 sur la partie 17 et les rainures 20 ménagées dans la pièce de serrage empêchent un glissement du dispositif de serrage. En tournant la tige filetée 18, on réduit ou on augmente la distance entre la partie réceptrice 22 du cône et la fourchette d'entratnement 17. On peut ainsi exercer des forces d'écartement ou de compression. Ce dispositif de serrage extérieur peut être fabriqué en matière synthétique thermoplastique ou en métal. Le dispositif selon l'invention peut également être muni d'organes de serrage intégrés, qui sont introduits dans la pièce de serrage 5 à la place de la tige de liaison 6 du renfort osseux extérieur. Comme le montre la fig. 7a, ces organes se composent d'un manchon de serrage 23 muni d'un filetage intérieur à gauche et d'un filetage intérieur à droite, dans lequel on visse les tiges 25 et 26 munies de filetages extérieurs correspondants. On applique des forces d'écartement et de compression en tournant le manchon de serrage à la main. On applique des forces de compression particulièrement élevées par l'intermédiaire d'une clé qu'on introduit dans des alésages de réception correspondants 24 du manchon de serrage. A la place des tiges de liaison rondes 6, on peut aussi envisager des éléments en forme de rubans, des demi-coquilles ou des tubes. leur utilisation n'est cependant avantageuse que dans des cas particuliers. Le gain de stabilité qui est alors possible ne peut être réalisé que par l'introduction d'autr~ vis à os, mais cela conduit à une réduction du nombre de variantes de montage possibles. REVENDICATIONS 1,- Dispositif pour maintenir au repos et/ou soutenir les membres chez lthomme et chez l'animal, comprenant des pièces de liaison associées par paires opposées et portant chacune au moins une vis ou un clou à os, lesquelles pièces sont reliées à des tiges de liaison ou des tiges filetées par l'intermédiaire d'éléments de serrage, caractérisé par le fait que les pièces de liaison (4), les éléments de serrage (5) et les tiges de liaison (6), ainsi que les mandrins de serrage intégrés sont constitués de matières synthétiques thermoplastiques renforcées par des fibres. 2.- Dispositif selon la revendication L, dans lequel Les pièces de liaison (4) et les éléments de serrage (5) sont reliés par des rotules susceptibles d'être bloquées. 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les vis à os sont moletées sur leurs parties non filetées et sont décalées l'une par rapport à l'autre. 4,- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les manchons#de serrage (23) peuvent être intégrés aux tiges de liaison (6).