Brevet FR2656788A1 — publié le 19910712

LAME DE SCIE CHIRURGICALE ET SON PROCEDE D'UTILISATION DESCRIPTION Le domaine de l'invention est celui des lames de scies, et plus particulièrement celui des lames de scies chirurgicales. L'utilisation de l'invention est prévue pour la chirurgie prothétique, par exemple pour la pose d'une prothèse du genou. Dans le cadre de diverses opérations chirurgicales sur les os, les chirurgiens sont amenés à effectuer de nombreuses coupes ou résections osseuses. Ces coupes doivent répondre à des critères précis. En effet, dans le cadre de l'implantation d'une prothèse totale ou partielle du genou, il est nécessaire que ltemboîtement de la prothèse soit sans défaut. Les critères concernés sont donc la géométrie, l'encombrement, mais aussi la rapidité, la sécurité et la température de l'opération. Cette dernière doit être en outre inférieure à 550 C. Jusqu'à maintenant, lors des opérations, le chirurgien doit appuyer la lame de la scie sur un guide support fixé à l'os à scier. De ce fait, la lame de scie participe à sa fonction de guidage. Dans ce mode opératoire, compte tenu que la résistance de l'os peut varier, la lame de scie a tendance à se décoller du guide support, à s'incliner en avant, en arrière ou latéralement. Dans tous ces cas, le chirurgien doit tenter, par déformation de la lame de scie, de revenir appuyer celle-ci sur le guide support. La lame de scie doit donc être nécessairement flexible. Cette flexibilité de la lame de scie, nécessaire pour rattraper les défauts de positionnement, fait que cette lame de scie ne dépasse pas une certaine longueur. Cette limitation en longueur de la lame de scie limite donc la profondeur de la coupe à effectuer. De plus, le matériau utilisé pour la réalisation des lames de scies actuelles est d'une dureté faible pour ne pas limiter cette flexibilité. Cette faible dureté se révèle quelquefois insuffisante, comparée à celle des os à scier. Elle conduit en outre à une usure rapide de la lame de scie, et en particulier de ses dents. Un autre inconvénient est que la faible dureté des matériaux employés pour réaliser les lames de scies a poussé les fabricants à utiliser un simple emboutissage d'une tôle pour réaliser les lames de scies. Il s'ensuit une qualité médiocre de celles-ci, entrainant les inconvénients suivants : - La lame de scie a tendance à se chauffer pendant le sciage, cet échauffement s'ajoutant à celui généré par le frottement sur le guide support. De tels échauffements provoquent des nécroses. - La nature de la denture obtenue par emboutissage favorise le phénomène de bourrage des copeaux qui nuit à la qualité de la coupe. - L'abondance de corps étrangers engendrés par l'opération augmente la probabilité de trouver quelques uns de ceux-ci dans les chairs se trouvant dans l'environnement de la Lame de scie. - Le dessin des dents des lames de scies actuelles obtenues par emboutissage ne permet pas d'affûter les lames de scies et d'améliorer ainsi leurs performances. Le but de l'invention est de remédier à tous ces inconvénients. A cet effet, le premier objet principal de I'invention est une lame de scie chirurgicale destinée à usiner les os, comportant - une première partie de fixation destinée à être adaptée à un organe moteur ; - une deuxième partie de sciage comportant à sa périphérie des dents. Selon l'invention, la lame de scie est en un matériau d'une grande dureté et d'une grande rigidité, les dents possédant une dépouille latérale Conjointement à celui-ci, un deuxième objet principal de l'invention est un procédé d'utilisation d'une lame de scie chirurgicale telle que décrite dans le paragraphe précédent et utilisant des organes de guidage. Selon l'invention, ce procédé consiste à positionner et à guider la lame de scie par rapport à l'os à scier par l'intermédiaire du bloc moteur qui porte cette lame de scie, sans que cette dernière soit en contact avec les organes de guidage. Dans les réalisations préférentielles de l'invention, la scie est soit en carbure de tungstène, soit en acier rapide fritté. Un autre aspect de l'invention est que les dents de la lame de scie sont d'une profondeur égale à environ deux tiers du pas ou de la distance séparant deux dents, pour faciliter l'évacuation des copeaux. Pour optimiser les performances de la scie selon l'invention, certaines caractéristiques techniques peuvent lui être conférées. En effet, une réalisation préférentielle de la lame de scie selon l'invention prévoit que celle-ci possède un angle de dépouille par rapport à la direction de coupe de l'ordre de 70. Par contre, une autre réalisation prévoit que le dessus de chaque dent est constitué d'un arrondi qui rejoint perpendiculairement la face avant de la dent. On prévoit également que celle-ci possède un angle d'affûtage d'une valeur comprise entre 110 et 110301. De manière analogue, on prévoit également que la face arrière des dents est inclinée d'un angle compris entre 280301 et 290. Un autre aspect de l'invention est que l'extrémité avant de la lame de scie est arrondie pour permettre une attaque progressive des os à usiner. La caractéristique principale de la lame de scie permet de conférer à celle-ci une longueur égale ou supérieure à 100 mm, de manière à pouvoir effectuer toutes les coupes possibles. De préférence, la lame de scie a une épaisseur égale ou supérieure à 1,2 mm. L'invention et ses différentes caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit, donnée à titre explicatif, mais non limitatif. Les figures qui y sont annexées représentent respectivement - figure 1, une vue de dessus de la lame de scie selon l'invention ; - figure 2, une coupe partielle frontale d'une dent de la lame de scie de la figure 1 ; - figure 3, une vue en coupe longitudinale de la forme détaillée d'une dent de la lame de scie selon l'invention ; - figure 4, un schéma relatif au procédé d'utilisation de la lame de scie selon l'invention. La lame de scie chirurgicale représentée à la figure 1 comporte une partie arrière 2 et une partie avant 4. La partie arrière est destinée à être montée sur un organe moteur, non représenté sur cette figure. Le positionnement de la lame de scie sur cet organe moteur peut se faire au moyen de la surface externe 8 de la partie arrière 2 et éventuellement d'une encoche de positionnement 14 pratiquée sur l'extrémité arrière de la lame de scie. Pour assurer son entraînement, la lame de scie peut comporter un trou d'entrainement 12 pratiqué dans la partie arrière 2 et dans lequel peut être placé un pion d'entra;nement de l'organe moteur. La partie avant 4 comporte à sa périphérie des dents 10. Les dents de droite 10D sont orientées avec leur pointe vers l'extrémité avant 18 de la lame de scie. Les dents de gauche 10G sont orientées avec leur pointe dirigée vers la partie arrière 2 de la scie. De manière analogue, les dents 10E de l'extrémité avant 18 sont orientées avec leur pointe dirigée vers la gauche de la lame de scie. Ces dispositions s'expliquent par le mouvement dont est animée la lame de scie, lors de son fonctionnement. Ce mouvement est schématisé en trait fin par le cycle, repéré 16, placé au centre de la lame de scie. On constate que celle-ci est animée non seulement d'un mouvement de va-et-vient de l'avant vers l'arrière, mais aussi d'un mouvement transversal. Plus précisément, le cycle commence par une avancée de la lame de scie, conjuguée avec un léger mouvement de translation sur la droite. Le cycle se prolonge par un retour de la lame vers la gauche, lorsque celle-ci est en position avancée. Le cycle se termine par un recul de la lame, en même temps qu'un léger mouvement de translation vers la droite pour revenir au point de départ du cycle. Les dents de droite 10D sont donc opérationnelles lors de l'avancée de la scie vers la droite. Les dents de gauche 10G sont opérationnelles lors du retour de la lame vers le départ du cycle. Quant aux dents de l'extrémité 10E, elles sont opérationnelles particulièrement au moment de translation de la droite vers la gauche. Contrairement aux lames de scies chirurgicales de l'art antérieur, qui sont flexibles et relativement minces, la lame selon l'invention est d'une grande dureté et d'une grande rigidité. Bien que la flexibilité relative des lames de scies chirurgicales soit fonction de leur épaisseur, la rigidité de la lame selon l'invention est obtenue par un changement du matériau qui la constitue et non par une augmentation de son épaisseur. Le matériau ayant une grande dureté et une grande rigidité peut être de préférence le carbure de tungstène. De toute façon, il est essentiel que le matériau dur utilisé soit non oxydable, car les scies chirurgicales doivent subir des stérilisations en autoclave. L'acier rapide fritté peut également être avantageusement utilisé pour constituer la lame de scie. Le carbure de tungstène est connu pour l'usinage des métaux et notamment l'usinage de l'acier. Pour l'usinage de ce dernier, l'usinage avec du carbure de tungstène se fait dans des conditions particulières, en particulier concernant la vitesse de coupe, l'échauffement des outils, la forme des arêtes d'attaque de l'outil, la formation et l'évacuation des copeaux. L'usage d'un tel alliage métallique comme le carbure de tungstène, non seulement avec la forme des dents des outils usinant l'acier, mais avec la forme habituelle des dents des lames de scies chirurgicales, ne donne pas de résultats satisfaisants. En conséquence, en référence à la figure 2, une modification importante de la forme des dents a été apportée à celles-ci. Elle concerne la présence d'une dépouille latérale 6 de chaque côté de la dent 10. Cette dépouille joue un rôle très important quant à l'évacuation efficace des copeaux. Sur la figure 2, cette dépouille 6 a été représentée comme étant formée par un léger fraisage latéral à l'aide d'une fraise ayant le diamètre correspondant au rayon de courbure de la dépouille 6. Ceci n'est qu'un exemple de réalisation de cette dépouille 6, cette dernière pouvant être réalisée par une surface plane légèrement inclinée de quelques degrés à l'intérieur par rapport aux surfaces recto et verso de la lame de scie. La conception de la lame de scie selon l'invention, lui conférant une grande rigidité et une grande efficacité grâce à sa dureté, procure à celle-ci un avantage important. En effet, il est possible de doter la lame de scie selon l'invention d'une longueur accrue par rapport aux lames de l'art antérieur, sans pour cela augmenter considérablement son épaisseur. Il est ainsi possible de dépasser la longueur de 100 mm, ce qui permet d'atteindre toutes les profondeurs de coupe recontrées avec une épaisseur de l'ordre de 1,2 mm. En référence à la figure 3, sur laquelle le profil des dents de la lame de scie a été représenté, la distance L, ou le pas, entre deux dents 10 est de l'ordre de 1,5 mm. Une caractéristique de l'invention est de séparer les dents 10 par des espaces 22 qui ont une profondeur P égale à environ les deux tiers de la distance L, c'est-à-dire environ 1 mm. Ceci permet de ménager un espace suffisant pour le dégagement des copeaux formés pendant le sciage. La forme des dents est telle que L'angle F, appelée angle d'affûtage, a une valeur comprise entre 110 et 110301. De préférence, cet angle F a pour valeur 110181. Dans une première forme représentée en trait fort, le dessus de chaque dent 10 est défini par l'angle de dépouille frontale D de l'ordre de 70 (70 + 30'). Le dessus de la dent peut également avoir une partie arrière 24 plus inclinée pour faciliter l'évacuation des copeaux vers l'espace 22. Cette partie arrière supérieure 24 de la dent 10 ne doit pas être trop importante, car il est nécessaire que la partie avant 26 inclinée d'une valeur égale à l'angle D ait une longueur au moins égale 0,3 mm. Dans une deuxième forme représentée en traits mixtes, le dessus de chaque dent 10 est un arrondi 25 qui se raccorde tangentiellement à la face arrière 28 de la dent 10. Cet arrondi 25 forme L'arête de coupe en rejoignant perpendiculairement la face avant 30 de la dent 10. Le rayon de cet arrondi 25 peut être de l'ordre de 0,7 mm. Les espaces 22 entre les dents 10 se complètent par une face arrière des dents 28 plus inclinée que la face avant 30, c'est-à-dire inclinée d'un angle A compris entre 280301 et 290, de préférence égal à 280481. L'extrémité avant 18 de la lame de scie qui est arrondie est suffisamment large pour comporter un trou 32 dont la fonction est de faciliter la fabrication de la lame. Il peut en effet permettre le positionnement de la lame de scie par rapport à l'outillage utilisé, lors de l'usinage de celle-ci. Compte tenu du matériau utilisé pour constituer la lame de scie selon l'invention, le profil de la denture décrit sur la figure 3 est particulièrement adapté aux caractéristiques mécaniques et thermiques des os à scier. En outre, ce profil facilite L'affûtage des dents 10. On peut donc maintenir facilement et fréquemment une haute efficacité de ces dents pour obtenir une bonne qualité de la coupe. Ce profil permet d'éviter le bourrage des copeaux, les échauffements parasites et le dépôt éventuel de corps étrangers dans les chairs voisines de l'os à scier. Conjointement aux espaces 22, la dépouille latérale 6, représentée sur la figure 2, contribue largement à l'évacuation des copeaux. La grande rigidité de la lame de scie selon l'invention permet d'éviter que, pendant l'opération de sciage, elle ne puisse être déviée de son plan de coupe par des efforts résistants variables. En conséquence, pour ne pas perdre les avantages que procure cette grande rigidité, du point de vue de la qualité de la coupe et surtout de la précision, il est nécessaire de positionner celle-ci par rapport à l'os à scier. A cet effet, et en référence à la figure 4, le guidage de la lame de scie 34 se fait par l'intermédiaire du bloc moteur 36 auquel elle est fixée. Dans le procédé d'utilisation selon l'invention, le bloc moteur 36 est équipé d'organes de guidage 38 montés amovibles ou coulissants dans le bloc moteur 36. Ces organes de guidage 38 possèdent une surface de positionnement 42 à appliquer contre une partie de l'os 40. La schématisation du procédé selon l'invention, représentée sur cette figure 4, n'est qu'un exemple de mise en oeuvre. Le concept principal de ce procédé est que le bloc moteur 36 portant la lame de scie 34 soit équipé d'organes de guidage et de positionnement de la lame de scie 34 par rapport à l'os 40. Plusieurs avantages ressortent de l'utilisation d'une lame de scie chirurgicale selon l'invention ; ils sont les suivants - les coupes obtenues ont des qualités requises au niveau de la planéité, de l'état de surface et des cotes ; - les dépôts éventuels de corps étrangers, tels que la limaille, sont évités ; - la constitution de la lame de scie, son affûtage, et en particulier l'utilisation d'un matériau très dur tel que le carbure de tungstène, permettent d'éviter que la lame ne chauffe. Il n'y a donc pas d'échauffement de l'os traité ; - la longévité de la lame de scie selon l'invention est accrue par rapport aux lames de l'art antérieur, plus flexibles ; - la facilité d'utilisation de la lame de scie et son efficacité due à sa rigidité permettent un gain de temps considérable ; - le mode opératoire décrit dans le procédé selon l'invention est plus efficace que le mode opératoire consistant à guider une lame flexible par la seule action du chirurgien agissant sur le bloc moteur. REVENDICATIONS 1. Lame de scie chirurgicale, destinée à usiner les os, et comportant : - une première partie arrière (2) comportant des moyens de fixation et d'entraînement (8, 12, 14), destinée à être adaptée à l'organe moteur (36) ; et - une deuxième partie avant (4) comportant à sa périphérie des dents (10), caractérisée en ce qu'elle est en un matériau d'une grande dureté et d'une grande rigidité, les dents (10) possédant une dépouille latérale (6). 2. Lame de scie chirurgicale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau est du carbure de tungstène. 3. Lame de scie chirurgicale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau est de l'acier rapide fritté. 4. Lame de scie chirurgicale selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que les dents (10) sont d'une profondeur (P) de l'ordre des deux tiers de la distance (L) séparant deux dents (10) pour faciliter, en coopération avec La dépouille latérale (6), l'évacuation des copeaux. 5. Lame de scie chirurgicale selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'angle de dépouille (D) des dents (10), par rapport à la direction de coupe, est égal à 70 + 30'. 6. Lame de scie chirurgicale selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dessus de chaque dent (10) est constitué par un arrondi (25) rejoignant perpendiculairement la face avant (30) de la dent (10). 7. Lame de scie chirurgicale selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que l'angle d'affûtage (F) a une valeur comprise entre 110 et 11030'. 8. Lame de scie chirurgicale selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la face arrière (28) des dents (10) est inclinée d'un angle dont la valeur est comprise entre 28030i et 290. 9. Lame de scie chirurgicale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une extrémité avant (18) arrondie, pour permettre une attaque progressive des os à scier. 10. Lame de scie chirurgicale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle a une longueur égale ou supérieure à 100 mm. 11. Lame de scie chirurgicale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle a une épaisseur égale à 1,2 mm + 0,1 mm. 12. Procédé d'utilisation d'une lame de scie chirurgicale selon l'une quelconque des revendications précédentes, utilisant des organes de guidage (38), caractérisé en ce qu'il consiste à positionner et à guider la lame de scie (34) par rapport à l'os à scier (40) par l'intermédiaire du bloc moteur (36) portant la lame de scie (34), sans que la lame de scie (34) ne soit en contact avec les organes de guidage (38).