Brevet FR2701651A1 — publié le 19940826

La présente invention a trait à un amortisseur double présentant la fonction de stabilisateur intervertébral. On connalt des amortisseurs de ce genre qui sont généralement à simple ou double effet et qui sont susceptibles de résister progressivement de façon exponentielle à l'avance du piston, de telle manière qu'après une certaine course du piston, l'amortisseur s'oppose à tout déplacement du piston au-delà d'une valeur déterminée de ce déplacement. Pour cela, l'amortisseur renferme de part et d'autre du piston un corps élastique dont le volume est inférieur à celui de la chambre déterminée par la position à L'état libre du piston par rapport au fond du cylindre. La variation du volume de la chambre ou du compartiment entraîne une déformation du corps élastique correspondant à laquelle s'oppose L'indéformabilité de sa paroi, de telle sorte qu'une force antagoniste s'oppose progressivement au déplacement du piston jusqu'à l'arrêter lorsque cette force devient exponentielle. Un tel amortisseur ne permet pas d'obtenir une régulation du mouvement de flexion extension entre deux vertèbres en développant une courbe force-déplacement exponentielle dans les deux directions. En effet Les contraintes mécaniques des corps élastiques ne permettent pas au piston d'être amorti symétriquement soit en compression, soit en traction. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à cet inconvénient et à permettre la réalisation d'un amortisseur comprenant deux éléments séparés identiques assemblés entre eux pour obtenir une régulation du mouvement de flexion-extension entre deux vertèbres en développant une courbe exponentielle dans les deux directions de manière à se rapprocher le plus possible de l'allure physiologique d'un mouvement discal. Ainsi, l'amortisseur suivant la présente invention comprend au moins un cylindre dont L'une des extrémités est fermée par un fond, tandis que l'autre extrémité comporte une bague d'assemblage qui permet la liaison avec un autre cylindre, la partie médiane des cyclindres étant pourvue d'un trou transversal pour la mise en place d'un manchon tubulaire prévu pour recevoir à force une sphère solidaire d'une vis pédiculaire, et en ce qu'entre chaque manchon et le fond est placé un corps élastique alors qu'un autre corps est introduit entre chaque manchon et la bague d'assemblage. En outre, chaque manchon est maintenu élastiquement dans le sens axial des cylindres, les déplacements du manchon dans un sens ou dans L'autre s'effectuant à L'encontre de la réaction élastique du corps correspondant. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre L'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer : Fig. 1 est une vue représentant un amortisseur suivant l'invention. Fig. 2 est une vue illustrant une variante de l'amortisseur pour sa mise en place sur des vis pédiculaires particulières. Fig. 3 est une courbe montrant les variations de la force antagoniste développée par L'amortisseur. On a représenté en fig. 1 un amortisseur suivant l'invention comprenant deux éléments séparés identiques assemblés entre eux. Chaque élément comprend un cylindre 1 ouvert à ses deux extrémités et dont L'une d'entre eLLes est fermée par un fond 2 préférablement vissé, mais qui pourrait être fixé par tout autre moyen. La partie médiane du cylindre 1 est pourvue d'un trou transversal traversant la dans lequel est engagé un manchon tubulaire 3. Le manchon tubulaire 3 est réalisé en une matière plastique appropriée tel que le polyéthylène. Il présente un alésage 3a comportant dans sa partie médiane une creusure 3b de forme correspondant à une partie de sphère. Dans cette creusure 3b est engagée à force une sphère 4 dont le rayon correspond à celui de ladite creusure. Les deux cylindres 1 sont assemblés au moyen d'une bague 5 constituée par une virole cylindrique Sa dont les extrémités se vissent respectivement sur les deux extrémités opposées et voisines des deux cylindres 1. On observe que la bague 5 est pourvue d'une paroi transversale médiane 5b dont l'épaisseur peut varier suivant l'utilisation de l'amortisseur et qui constitue une cloison séparatrice des cylindres 1. Entre chaque manchon 3 et le fond 2 du cylindre correspondant est placé un corps élastique 6 tel qu'un bloc de caoutchouc naturel ou synthétique. Le volume à L'état libre du corps élastique 6 est légèrement inférieur à celui de la chambre dans lequel il est placé et qui est déterminée par le volume intérieur du cylindre 1 défini entre son fond 2 et le manchon 3. Un autre corps élastique 7 de manière identique à celle du corps 6 est placé entre chaque manchon 3 et la cloison séparatri ce 5b de la bague d'assemblage 5. De cette manière, chaque manchon 3 est maintenu élastiquement dans le sens axial des cylindres 1, les déplacements du manchon dans un sens ou dans l'autre s'effectuant à l'encontre de la réaction élastique du corps correspondant. En vue de l'application de l'amortisseur décrit ci-dessus à la stabilisation de deux vertèbres voisines d'une colonne vertébrale, on prévoit de percer dans chaque sphère 4 un trou radial 4a dans lequel est introduit une extrémité cylindrique 8b d'une vis pédiculaire 8. En effet, la vis pédiculaire 8 est ancrée dans l'apophyse d'une vertèbre par son extrémité filetée 8a, tandis que son autre extrémité cylindrique 8b est associée à L'alésage 4a de la sphère 4 par l'intermédiaire d'une vis 9. La vis 9 comporte une tête qui présente un diamètre plus grand que celui de la partie cylindrique 8b, de manière à constituer une butée empêchant la séparation de la sphère 4 et de la vis 8 tout en permettant à cette dernière de se déplacer longitudinalement dans l'alésage 4a. Bien entendu, c'est grâce au trou transversal la de chaque cylindre 1 que la vis pédiculaire 8 peut être associée à la sphère 4 correspondante. On a montré en fig. 2, une variante de l'amortisseur afin qu'il puisse être monté sur des vis pédiculaires 8' particulières. L'amortisseur comprend un cylindre 1' ouvert à ses deux extrémités et dont L'une d'entre elLes est fermée par un fond non représenté, mais identique à celui référencé 2 (fig. 1). Dans la partie médiane du cylindre 1' est percé un trou transversal l'a non débouchant. Dans le cylindre 1' est engagé un manchon tubulaire 3' qui est réalisé en une matière plastique appropriée telle que le polyéthylène. Le manchon 3 comporte un alésage 3'a à profil conique dont la base La plus large est tournée vers l'extérieur dudit manchon. L'alésage 3'a débouche dans une cavité 3'6 en forme de sphère. De part et d'autre du manchon 3' sont prévus deux blocs élastiques 6', 7' identiques à ceux décrits dans l'amortisseur de la figure 1. La vis pédiculaire 8' comporte une partie filetée 8'a qui permet son ancrage dans l'apophyse d'une vertèbre de la colonne vertébrale. La base la plus large de la partie filetée 8'a est solidaire d'un profil hexagonal 8'b qui est prolongé suivant l'axe principal de la vis 8' par une tête sphérique 8'c dont le rayon correspond à celui de la cavité 3'6 du manchon 3' Le profil hexagonal 8'b permet à l'opérateur de visser la vis pédiculaire 8' dans l'apophyse de la vertèbre endommagée. Une fois la vis pédiculaire 8' ancrée dans l'apophyse, sa tête sphérique 8'c est engagée à force dans la cavité 3'6 du manchon 3' .On observe que préalablement à la mise en place de l'amortisseur sur la tête sphérique 8'c de la vis pédiculaire 8', il est prévu de placer autour de celle-ci un soufflet 9' qui entoure la partie hexagonale 8'b et qui vient prendre appui sur la face extérieure du cylindre 1' . Le soufflet 9' est comprimé au moment du montage de manière que L'alésage l'a ne soit jamais en contact avec des parties tel que du sang ou de la chair qui risqueraient de bloquer les déplacements angulaires de L'amortisseur. Le fonctionnement est le suivant : deux vis pédiculaires 8 ou 8' étant ancrées dans deux vertèbres voisines dont le disque commun est endommagé, on obtient grâce à l'amortisseur suivant l'invention un amortissement du mouvement relatif des deux vertèbres en extension et en compression. En effet, si les deux vis pédiculaires 8 ou 8' ont tendance à s'écarter, ce qui provoque un écartement des deux sphères 4 ou 8'c, les deux blocs 6 ou 6' sont mis en compression et se déforment. Mais la déformation est contrecarrée par la rigidité des parois de chaque cylindre 1 ou 1', de sorte que le bloc élastique s'oppose au déplacement du manchon 3 ou 3' avec une réaction croissante. Lorsque le manchon 3 ou 3' occupe tout le volume de la chambre dans laquelle il est disposé, la réaction développée par ce bloc devient exponentielle et à la limite forme une butée interdisant tout déplacement subséquent du manchon 3 ou 3' . En conséquence, le déplacement intervertébral est limité. Il en va de même lorsque les deux sphères 4 ou 8'c ont tendance à se rapprocher. A ce moment là, il se produit Le même phénomène que celui décrit plus haut, mais qui est compensé grâce aux deux blocs 7 ou 7' L'amplitude angulaire du déplacement des vis pédiculaires 8 ou 8' peut aller jusqu'à 200 de part et d'autre de leurs axes géométriques en position de repos, de telle sorte que l'amplitude angulaire totale est de L'ordre de 400. En fig. 3, on a représenté la courbe qui illustre la variation de la force de résistance de l'amortisseur suivant la présente invention. La partie gauche de la courbe correspond à un effort de compression appliqué sur l'amortisseur et qui représente en fait un déplacement négatif illustré à partir de l'origine. La réaction N croît pour la majorité du déplacement de manière relativement faible, c'est-à-dire qu'il est tangent à L'axe des X représentant les déplacements, puis devient exponentielle pour finir asymptotique à une droite non représentée mais parallèle à l'axe des forces N. Si, au contraire, le déplacement de l'amortisseur est positif (cas d'une traction) la courbe illustrant la résistance antagoniste de l'amortisseur est symétrique par rapport à celle correspondant à une compression, cette partie de la courbe devenant asymptotique à une droite non représentée mais également parallèle à l'axe des forces positives N. On obtient donc une régulation du mouvement de flexion-extension entre deux vertèbres en développant une courbe des forces N et des déplacements X exponentiels dans les deux directions, ce qui correspond à l'allure physiologique du mouvement discal. Bien entendu, la courbe est totalement symétrique si les deux corps élastiques 6, 7 ou 6', 7' présentent les mêmes caractéristiques de volume et de flexibilité et que les chambres qui les reçoivent sont de même volume. Par contre, on peut faire varier et les caractéristiques des blocs élastiques 6, 7 ou 6', 7' et les volumes des chambres les recevant de manière à obtenir des efforts résistants différents à la compression ou à la traction. On note que les deux amortisseurs décrits préalablement peuvent être superposés par rapport au rachis grâce à des vis pédiculaires comportant plusieurs têtes sphériques qui sont alignées suivant l'axe principal de ladite vis. On constate qu'il existe une liaison entre chaque vertèbre qui est totalement stabilisée que ce soit en traction ou en compression par l'intermédiaire de L'amortisseur. On remarque que les deux amortisseurs décrits préalablement consistent en la création d'un dispositif de stabilisation inter-vertébrale, toutefois d'autres applications médicales peuvent être envisagées. Ces amortisseurs peuvent par exemple être utilisés en combinaison avec un système prothétique quel qu'il soit. Il doit d'ailleurs être entendu que La description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Amortisseur du genre comprenant un corps élastique dont le volume est inférieur à celui de la chambre déterminée par la position à l'état libre du piston par rapport au fond du cylindre, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un cylindre (1 ou 1') dont L'une des extrémités est fermée par un fond (2) tandis que l'autre extrémité comporte une bague d'assemblage (5) qui permet la liaison avec un autre cylindre (1 ou 1'), la partie médiane des cylindres (1 ou 1') étant pourvue d'un trou transversal (la ou 1'a) pour la mise en place d'un manchon tubu laire (3 ou 3') qui est prévu pour recevoir à force une sphère (4 ou 8'c) solidaire d'une vis pédiculaire (8 ou 8'), et en ce qu'entre chaque manchon (3 ou 3') et le fond (2) est placé un corps élastique (6 ou 6') alors qu'un autre corps (7 ou 7') est introduit entre chaque manchon et la bague d'assemblage(5). 2. Amortisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon tubulaire (3) est pourvu d'un alésage (3a) comportant dans sa partie médiane une creusure (3b) de forme correspondant à une partie de sphère. 3. Amortisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une sphère (4) est engagée à force dans la creusure (3b) du manchon (3). 4. Amortisseur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le rayon de la sphère (4) correspond à celui de la creusure (3b) du manchon (3). 5. Amortisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux cylindres (1 ou 1') sont assemblés au moyen d'une bague (5) qui est constituée par une virole cylindrique (5a) dont les extrémités se vissent respectivement sur Les deux bouts opposés et voisins des deux cylindres (1 ou 1'). 6. Amortisseur suivant Les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que La bague (5) est pourvue d'une paroi transversale médiane (5b) d'épaisseur variable qui constitue une cloison séparatrice des deux cylindres (1 ou 1'). 7. Amortisseur suivant les revendications 1, 3 et 4 caractérisé en ce que chaque sphère (4) comporte un trou radial (4a) dans lequel est introduit une extrémité cylindrique (8b) de la vis pédiculaire (8) qui est immobilisée par l'intermédiaire d'une vis (9) dont la tête présente un diamètre plus grand que celui de l'extrémité cylindrique (8b). 8. Amortisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon ou piston (3') comporte un alésage (3'a) qui débouche dans une cavité (3'b) en forme de sphère. 9. Amortisseur suivant les revendications 1 et 8, caractérisé en ce que la vis pédiculaire (8') comporte une partie filetée (8'a) qui est solidaire d'un profil hexagonal (8'k) prolongé par une tête sphérique (8'c) dont le rayon est identique à celui de la cavité (3'k). 10. Amortisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un soufflet (9') entoure la vis pédiculaire (8 ou 8') pour protéger le manchon ou piston (3 ou 3').