Brevet FR2512341A1 — publié le 19830311

L'invention se rapporte à un dispositif d'injec- tion de ciment pour os dans le canal médullaire d'un os long, préalablement à l'implantation de la tige d'une pro- thèse dans le canal. Des prothèses sont implantées chez les humains et les animaux habituellement pour remplacer des articulations défectueuses en raison d'altération progressive ou de bles- au sure On utilise un ciment chirurgical pour os/méthacrylate de méthyle à durcissement rapide pour former la liaison en- tre la tige de montage de la prothèse et la paroi environ- nante du corps de l'os Le succès de l'implantation d'un dispositif de prothèse dans un canal médullaire utilisant un ciment pour os exige la formation d'une robuste liaison entre le ciment et le corps de l'os. L'os est préparé en vue de la pose d'une prothèse tout d'abord par amputation de l'élément de l'articulation naturelle, puis par soigneuse élimination du tissu mou du canal ainsi mis à jour sur une longueur suffisante pour permettre la réception de la prothèse Après élimination du tissu mou, le canal est soigneusement irrigué et on essaye d'en éliminer les éventuels résidus de tissu mou, le sang et les débris osseux. Après nettoyage du canal medullaire, le chirurgien obture le fond du canal, malaxe le ciment au méthacrylate de méthyle et prépare un pistolet à ciment pour injecter le ciment dans le canal La cartouche du pistolet à ciment comprend une longue tubulure qui est introduite dans le canal presque jusqu'au bouchon d'obturation Par actionnement du pistolet à ciment, le chirurgien fait s'écouler le ciment dans le canal La tubulure est retirée le long du canal à mesure que celui-ci se remplit de ciment Lorsque le canal a été complètement rempli, le pistolet à ciment et sa tu- bulure sont ôtés et un dispositif de compactage est appliqué à l'extrémité proximale de la cavité remplie pour presser le ciment dans le canal et améliorer son insertion dans le corps de l'os Le bouchon empêche le ciment de s'écouler au delà de la portion nettoyée du canal médullaire L'im- plantation de la prothèse est effectuée par engagement de la tige de celle-ci dans le ciment remplissant le canal et 2512341- n'ayant pas encore fait prise. Une des conditions requises pour la réussite de l'implantation d'une prothèse osseuse est que la liaison entre la prothèse et l'os proprement dit soit assez robuste pour transmettre des forces et contraintes comparables à celle que transmet l'os naturel sans dislocation En prati- que, l'implantation de prothèses pour os longs suivant la technique traditionnelle rappelée ci-dessus échoue bien souvent à cause d'une perte de liaison entre le ciment et le corps de l'os Ce phénomène paraît être le résultat d'un grand nombre de facteurs qui empêchent le ciment encore vis- queux de pénétrer parfaitement dans les interstices de l'os. Le nettoyage final du canal médullaire est achevé avant que le chirurgien malaxe le ciment et prépare le pis- tolet pour injecter celui-ci dans le canal Durant cette période, du sang continue à s'écouler à travers le tissu osseux vivant et dans le canal, et forme des caillots sur la surface interne du corps de l'os Ces caillots empêchent le ciment introduit dans le canal de venir en contact tout à fait intime avec l'os et de pénétrer dans les interstices de celui- ci C'est pourquoi la liaison ciment-os manque de solidité. Le ciment chirurgical au méthacrylate de méthyle impose un temps de travail limité à quelques minutes après le début du malaxage La viscosité du ciment augmente durant le temps de travail jusqu'à ce que finalement le ciment durcisse et ne puisse plus être travaillé Au moment o, le canal médullaire ayant été complètement rempli de ciment,le dispositif de compactage est appliqué pour presser le ciment dans le canal, le ciment peut avoir polymérisé suffisament pour que la pression exercée à l'extrémité du canal ne soit pas en mesure de forcer le ciment O pénétrer dans les inters- tices de l'os Tout retard dans la procédure opératoire entraîne pour le ciment une plus grande viscosité lorsque le canal est pressurisé et par conséquent une moindre péné- tration du ciment dans les interstices Il en résulte une liaison de qualité médiocre. Afin d'écarter ces inconvénients, la présente in- vention a pour objet une tubulure d'injection de ciment chirurgical pour os dans le canal médullaire d'un os long, comprenant un tube de sortie allongé dont une première ex- trémité est conçue pour être raccordée à une source de ci- ment chirurgical Selon l'invention, cette tubulure est caractérisée par le fait qu'elle comprend un écran impermé- able au ciment chirurgical, fixé à la seconde extrémité du tube de sortie de telle manière que le ciment s'écoulant à travers ce tube en sorte au delà de l'écran, et que l'écran possède un bord extérieur flexible et peut se déformer en prenant soit une configuration repliée o il se trouve ad- jacent au tube de sortie, pour l'insertion à l'intérieur du canal, soit une configuration déployée vers l'extérieur o il contient l'écoulement de ciment dans le canal et o le bord extérieur de l'écran forme une jonction étanche avec la paroi du canal. L'écran qui, en configuration déployée, présente de préférence une forme générale tronconique, peut comprendre une membrane souple au moins le long de son bord, capable de se conformer aux irrégularités du canal médullaire, et des éléments de raidissement s'étendant jusqu'à ce bord à partir de la seconde extrémité du tube de sortie. La tubulure comprend d'autre part avantageusement un moyen de commande qui, par manoeuvre dans la région de la première extrémité du tube de sortie, permet de libérer l'écran et de le faire passer de sa configuration repliée à sa configuration déployée, après insertion de l'écran à l'intérieur du canal médullaire. L'écran de la tubulure selon l'invention peut comprendre une pluralité de nervures espacées circonféren- tiellement, qui s'étendent entre la seconde extrémité du tube de sortie et le bord de l'écranune membrane souple entre ces nervures et des liaisons articulées entre les nervures et la seconde extrémité du tube de sortie permet- tant aux nervures de se déplacer par rapport au tube lors- que l'écran passe de sa configuration repliée à sa confi- guration déployée De préférence, lorsque l'écran est re- plié, lesdites nervures et liaisons articulées ont tendance à lui faire prendre sa configuration déployée Il convient par ailleurs que, lorsque l'écran est-replié, les nervures s'étendent parallèlement à l'axe du tube de sortie, la membrane se plissant entre les nervures successives, les plis que forme la membrane entre les nervures successives étant alors de préférence tournés vers l'intérieur en di- rection de l'axe du tube de sortie. Ainsi qu'il a été énoncé plus haut, la tubulure selon l'invention comprend de préférence un moyen action- nable dans la région de la première extrémité du tube de sortie pour libérer l'écran et le laisser se déplacer de sa configuration repliée à sa configuration déployée après insertion de l'écran à l'intérieur du canal médullaire. -Ledit moyen comprend avantageusement un organe pouvant coulisser le long dudit tube de sortie et comprenant un anneau entourant l'écran lorsque celui-ci est replié, cet organe étant de préférence constitué par un long man- chon monté avec possibilité de coulissement sur ledit tube de sortie. En résumé, l'invention se rapporte à une tubulure d'injection de ciment pour os et/Aune procédure opératoire correspondante, en vue d'améliorer la liaison os-ciment. La tubulure est fixée à l'extrémité d'un pistolet à ciment classique et est alors insérée dans le canal médullaire dégagé, nettoyé et obturé, l'extrémité de la tubulure venant au voisinage du bouchon d'obturation Un écran situé à l'extrémité de la tubulure est libéré et s'épanouit dans le canal, cet écran pouvant comprendre une pluralité de nervures espacées circonférentiellement et réunies par une membrane souple. Dans sa configuration d'ouverture, l'écran présente une forme tronconique dont la partie étroite se rattache à l'extrémité du tube de sortie de la tubulure et la-partie large s'appuie par son bord contre la surface interne de l'os L'écran est souple de manière à rester en contact avec l'os malgré les irrégularités de la surface interne de celui-ci. Le ciment injecté dans le fond du canal médullaire maintient ouvert l'écran et le force à venir en appui contre- la surface latérale du canal, de sorte que son bord racle étroitement cette surface tout au long du canal et la dé- 251234 1 débarrasse des caillots de sang, des fragments d'os et de tous autres débris, lesquels sont transportés le long de la surface interne de l'os par la face antérieure de l'écran. De cette manière, la surface interne du corps de l'os se trouve nettoyée immédiatement avant qu'arrive le ciment injecté, ce qui assure un contact os-ciment propre et de grande surface L'écoulement du ciment derrière l'écran et dans le canal médullaire refoule automatiquement la tubulure le long du canal tout en faisant se poursuivre le contact de raclage désiré entre l'écran et l'os Il est possible d'effectuer une pressurisation du ciment dans le canal en résistant à la force d'expulsion de la tubulure et du pisto- let De cette manière, le ciment se trouve pressé à l'inté- rieur de l'os dès qu'il est injecté dans le canal et avant qu'il devienne plus visqueux. La mise en oeuvre de l'invention pour effectuer le remplissage d'un canal médullaire avec un ciment chirurgical élimine la phase de pressurisation du ciment dans le canal après le remplissage de ce dernier Le ciment est pressurisé durant le remplissage du canal et la tige de prothèse peut y être insérée immédiatement Il n'est plus besoin d'un outil spécial pour pressuriser le ciment Le chirurgien bé- néficie d'un temps supplémentaire pour effectuer l'insertion de la prothèse avant que le ciment durcisse et ne puisse plus être travaillé. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une vue latérale d'un dis- positif d'injection de ciment pour os muni d'une tubulure selon l'invention. Les figures 2 et 3 représentent des coupes longitu- dinales de ladite tubulure, l'écran mobile de celle-ci étant respectivement fermé et ouvert. La figure 4 représente une vue frontale prise selon la ligne 4-4 de la figure 3. La figure 5 représente une section prise suivant la ligne 5-5 de la figure 3. La figure 6 représente une vue frontale prise sui- vant la ligne 6-6 de la figure 2. Les figures 7,8,9 illustrent le mode d'utilisation de la tubulure pour le remplissage du canal médullaire d'un os avec du ciment chirurgical pour os. Le dispositif d'injection de ciment 10 comprend un pistolet 12 conçu pour l'extrusion de ciment chirurgical, de type classique, et une cartouche 14 de ciment chirurgical associée à une tubulure d'extrusion-16 La tubulure 16 com- prend un capuchon 18 et un tube de sortie 20 central com- muniquant avec l'intérieur du capuchon Ce dernier est monté de manière classique du côté 22 de la cartouche opposé au pistolet 12. Un écran expansif 24 est prévu à l'extrémité 26 du tube 20 opposée à celle o se situe le capuchon 18 Un man- chon 28 entoure le tube 20 et, comme le montre la figure 2, s'étend vers l'extérieur en recouvrant l'écran 24 pour re- tenir celui-ci en position repliée Le mouvement du manchon vers le capuchon 18 découvre l'écran et lui permet de se déployer comme représenté sur la figure 3 Le capuchon 18, le tube 20 et l'écran 24 peuvent être réalisés en matière plastique Le manchon 28 peut aussi être en matière plastique. L'écran 24 comprend de nombreuses nervures 30 re- lativement rigides, espacées circonférentiellement, qui sont réunies entre elles par une membrane souple 32 Les extré- mités intérieures des nervures 30 sont reliées à l'extrémité 26 du tube de sortie 20 par des liaisons 34 qui permettent le mouvement des nervures entre la configuration repliée de la figure 2 o les nervures s'étendent parallèlement à l'axe du tube de sortie 20 et la configuration de complète ouverture de la figure 3 Dans cette dernière configuration, les nervures divergent vers l'extérieur à partir de l'axe du tube 20, et la membran Jest tendue entre les nervures suc- cessives. Lorsqu'il est ouvert, l'écran prend une forme gé- nérale tronconique autour de l'extrémité 26 du tube de sortie. Dans sa configuration repliée (figure 6), la membrane 32 se plisse entre les nervures successives à l'intérieur du man- chon. Durant la fabrication du tube et de l'écran, les nervures peuvent être en position d'ouverture complète ou partielle Lorsque l'écran est replié, les nervures s'éten- dent contre le manchon Par retrait du manchon de la posi- tion de la figure 2 à celle de la figure 3, les nervures se déploient soudainement et l'écran s'ouvre automatique- ment (à la façon d'un parapluie). La tubulure 16 est utilisée pour introduire du ciment chirurgical à l'intérieur du canal médullaire d'un os long Après remplissage du canal, la tige d'un élément de prothèse est insérée dans le canalde sorte que le ciment assure une liaison entre ledit élément et l'os. L'élément coopère de la manière habituelle avec un autre élément fixé à un os adjacent pour former une articulation artificielle En orthopédie et dans le domaine vétérinaire, il est usuel de sceller des prothèses à des os longs-sui- vant des procédures chirurgicales bien établies. La procédure préférée relativement à la prépara- tion du canal et à l'introduction du ciment dans celui-ci à l'aide de la tubulure 16 va maintenant être décrite, en regard des figures 7 à 9 Le canal médullaire 50 d'un os long 52 a été préparé pour le remplissage avec un ciment pour os préalablement à la mise en place de la tige d'un élément de prothèse à l'intérieur du canal Cette prépara- tion comprend l'amputation de la structure osseuse à uhe extrémité de l'os, l'élimination du tissu mou garnissant le canal, le nettoyage du canal et l'insertion d'un bou- chon 54 au fond du canal ainsi préparé. Après que le canal a été nettoyé et obturé grâce audit bouchon, le chirurgien prépare le ciment en vue de son injection dans le canal en malaxant les ingrédients constitutifs, puis en chargeant le pistolet à ciment Le ciment habituellement utilisé est une composition au métha- crylate de méthyle à durcissement rapide La viscosité d'un tel ciment augmente rapidement après le malaxage initial. Durant le temps o le canal médullaire a été pré- paré et o le chirurgien a malaxé le ciment et chargé le pistolet, du sang a continué à s'écouler à travers l'os 52 et s'est coagulé sur sa surface 56 Si on le laissait de- demeurer sur cette surface pendant le remplissage du canal médullaire avec le ciment, le sang causerait un affaiblis- sement indésirable de la liaison entre le ciment et l'os. Lorsque le pistolet est prêt, la tubulure 16 est insérée dans le canal, comme représenté à la figure 7, son extrémité étant amenée à faible distance dubouchon 54. Durant l'insertion,le manchon 28 est poussé de manière à maintenir l'écran 24 dans sa position repliée Le pistolet 12 est alors actionné pour effectuer l'extrusion d'une peti- te quantité de ciment 58 dans le fond du canal médullaire, contre le bouchon 54 et le long de la surface 56 légèrement au delà de l'extrémité 60 du manchon 28 (figure 8) Le chi- rurgien tire alors le manchon 28 vers le capuchon 18 pour découvrir l'écran 24 tout en continuant à extruder le ciment dans le canal médullaire Les nervures 30 s'écartent radia- lement vers l'extérieur et la membrane 32 se déplisse et s'ouvre jusqu'à ce que les extrémités 60 des nervures et le bord 62 de là membrane rencontrent la surface interne 56 de forme irrégulière (figure 4) L'ouverture de l'écran de 2 o cette manière forme un bourrelet annulaire de ciment 64 sur sa face antérieure entre son bord et la surface 56 Ce bour- relet favorise la formation d'une jonction étanche entre l'écran et l'os 52 et empêche tout emprisonnement d'air derrière l'écran - Le retrait du manchon permet aux nervures, précon- traintes, de réaliser automatiquement une ouverture partiel- le de l'écran La pression du ciment à l'arrière de l'écran assure la complète ouverture de l'écran et maintient celui-ci appliqué contreéla surface 56 La pression du ciment oblige l'écran à s'ouvrir lorsque les nervures ne comportent pas de précontraintes Dans ce cas, les liaisons 34 peuvent être affaiblies pour permettre une flexion aisée des nervures par rapport au tube 20. Le pistolet 12 injecte sous pression le ciment dans l'espace situé à l'arrière de l'écran, pressurisant le ciment contre la surface 56 et le faisant s'écouler dans le canal de manière qu'il soit immédiatement forcé de pénétrer dans les interstices de l'os Tandis que le pistolet continue à injecter le ciment dans le fond du canal, le ciment pressu- risé, agissant sur la face postérieure de l'écran, applique celui-ci contre la surface 56 du canal et cause l'expulsion du pistolet et de sa tubulure en direction de l'extrémité proximale du canal L'écran se déplace le long de la surfa- ce 56 et en élimine par raclage tout caillot de sang ou autre résidu de matière étrangère 66 non prélablement ôté lors du nettoyage du canal De cette manière, l'écran as- sure un nettoyage parfait de la surface 56 immédiatement avant l'arrivée du ciment à l'intérieur de l'os La pression du ciment derrière l'écran peut être modifiée par le chirur- gien en augmentant ou en diminuant la force qu'il oppose au refoulement du pistolet hors du canal. Lorsque le canal a été complètement rempli et que l'écran 24 atteint son extrémité 66 a, le chirurgien recueil- le et enlève les débris apparaissant sur la face antérieure de l'écran, retire l'écran de la cavité 50 et élimine tout ciment en excès Le chirurgien insère alors, de la manière habituelle, la tige du dispositif de prothèse dans le canal rempli de ciment. Un écran 24 de dimension donnée peut être utilisé pour effectuer le remplissage de canaux de différents dia- mètres Après que la tubulure a été insérée dans le canal, comme représenté à la figure 8, le retrait du manchon 28 permet à l'extrémité de la tubulure de s'épanouir à partir de la configuration de fermeture jusqu'à ce que les extrémi- tés 60 des nervures et le bord 62 de la membrane viennent toucher la surface 56, que celle-ci soit relativement proche de la tubulure ou en soit espacée, comme illustré aux fi- gures 8 à 10 L'écran aura certainement une aptitude suffi- sante à se conformer aux irrégularités de la surface 56 si, pour une tubulure de taille donnée, le canal médullaire présente un diamètre maximal légèrement inférieur au diamè- tre maximal de la tubulure, comme montré à la figure 9. La description qui précède est relative à une forme d'exécution préférée de l'invention; on doit toutefois comprendre que celle-ci est susceptible de modifications et que l'invention n'est pas limitée aux détails précis énoncés ci-dessus, mais englobe toutes modifications et variantes dans le cadre du domaine de protection défini par les revendi- cations. REVENDICATIONS 1 Tubulure d'injection de ciment chirurgical pour os dans le canal médullaire d'un os long, comprenant un tu- be de sortie allongé dont une première extrémité est conçue pour être raccordée à une source de ciment chirurgical, caractérisée par le fait qu'elle comprend un écran ( 2 > 4) imperméable au ciment chirurgical, fixé à la seconde extré- mité ( 60) du tube de sortie ( 20) de telle manière que le ciment s'écoulant à travers ce tube en sorte au delà de l'écran ( 24), et que l'écran possède un bord extérieur ( 62) flexible et peut se déformer en prenant soit une configura- tion repliée ou il se trouve adjacent au tube de sortie ( 20), pour l'insertion à l'intérieur du canal ( 50), soit une configuration déployée vers l'extérieur o il contient l'écoulement du ciment ( 58) dans le canal et o le bord extérieur ( 62) de l'écran ( 214) forme une jonction étanche avec la paroi ( 56) du canal ( 50). 2.Tubulure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'écran ( 24) en configuration déployée pré- sente une forme générale tronconique. 3 Tubulure selon la revendication i ou 2, carac- térisée par le fait que l'écran ( 24) comprend une membrane souple ( 32) au moins le long de son bord ( 62), capable de se conformer aux irrégularités du canal médullaire ( 50), et des éléments de raidissement ( 30) s'étendant jusqu'à ce bord ( 62) à partir de la seconde extrémité ( 60) du tube de sortie ( 20). 4 Tubulure selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée par le fait qufelle comprend un moyen de commande ( 28) qui, par manoeuvre dans la région de la première extrémité du tube de sortie ( 20 >, permet de libérer l'écran ( 24 > et de le faire passer de sa configura- tion repliée a sa configuration déployée après insertion de l'écran à l'intérieur du canal médullaire ( 50). Tubulure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit écran ( 24) comprend une pluralité de nervures ( 30) espacées circonférentiellement, qui s'étendent entre la seconde extrémité ( 60) du tube de sortie ( 20) et le bord ( 62) de l'écran,une membrane souple ( 32) entre ces nervures et des liaisons articulées ( 34) entre les nervures ( 30) et la seconde extrémité ( 60) du tube de sortie ( 20) permettant aux nervures de se déplacer par rapport au tube ( 20) lorsque l'écran passe de sa configuration repliée à sa configuration déployée. 6 Tubulure selon la revendication 5, caractérisée par le fait que,lorsque l'écran ( 24) est replié, lesdites nervures ( 30) et liaisons articulées ( 34) ont tendance à lui faire prendre sa configuration déployée. 7 Tubulure selon la revendication 5 ou 6, caracté- risée par le fait que, lorsque l'écran ( 24) est replié, les nervures ( 30) s'étendent parallèlement à l'axe du tube de sortie ( 20) et la membrane ( 32) est plissée entre les ner- vures ( 30) successives. 8 Tubulure selon la revendication 7, caractérisée par le fait que lorsque l'écran ( 24) est replié, les plis que forme la membrane ( 32) entre les nervures ( 30) succes- sives sont tournés vers l'intérieur en direction de l'axe du tube de sortie ( 20). 9 Tubulure selon la revendication 8, caractérisée par le fait qu'elle comprend un moyen ( 28) actionnable dans la région de la première extrémité du tube de sortie ( 20) pour libérer l'écran ( 24) et le laisser se déplacer de sa configuration repliée à sa configuration déployée après in- sertion de l'écran à l'intérieur du canal médullaire ( 50). Tubulure selon la revendication 9, caractérisée par le fait que ledit moyen comprend un organe ( 28) pouvant coulisser le long dudit tube de sortie ( 20) et comprenant un anneau entourant l'écran ( 24) lorsque celui-ci est replié. 11 Tubulure selon la revendication 10, caractérisée par le fait que ledit organe est un long manchon ( 28) monté avec possibilité de coulissement sur ledit tube de sortie ( 20).