Brevet FR2697991A1 — publié le 19940520

L'invention concerne une instrumentation d'ostéosynthèse lombaire pour la correction du spondylolisthésis. On sait que, en substance, le spondylolisthésis est le déplacement en avant d'une vertèbre par rapport à sa voisine inférieure. En théorie, n'importe quelle vertèbre peut être atteinte mais c'est la cinquième et la quatrième vertèbres lombaires qui sont les plus communément touchées. Atteignant plus fréquemment la femme ou la jeune fille que l'homme, le spondylolisthésis est généralement classé en cinq types : dysplastique, isthmique, traumatique, dégénératif, pathologique. Son degré d'importance est mesuré par la distance parcourue par la vertèbre déplacée par rapport à sa voisine inférieure. Il existe quatre stades - Le premier stade est un déplacement d'un quart du diamètre antéro-postérieur du corps vertébral, - Le quatrième stade correspond à un déplacement complet du corps vertébral, - Le deuxième et le troisième stade sont des stades intermédiaires. Jusqu'à présent, bien qu'il existe certaines techniques chirurgicales pour le traitement du spondylolisthésis, soit par la traction directe de la vertèbre glissée, soit par le vissage des pédicules de cette vertèbre glissée, la réduction du spondylolisthésis n'est pas toujours satisfaisante, surtout dans les cas de spondylolysthésis grave. La chirurgie est en effet indiquée chez ceux qui ont un long passé de lombalgie ou de sciatique, en cas de mise en évidence d'une sténose canalaire vertébrale, d'une compression de la queue de cheval ou d'une lésion motrice sous-jacente, ou bien chez ceux dont le spondylolysthésis évolue rapidement vers un stade 3 ou un stade 4. Généralement, en chirurgie, une fusion vertébrale antérieure ou postérieure, une laminectomie avec décompression des structures postérieures et une excision de la masse hypertrophiée du tissu fibreux au niveau de la lyse peuvent être indiquées. Dans les spondylolysthésis isthmiques, les lyses isthmiques bilatérales sont susceptibles d'être associées avec une pseudarthrose importante en relation avec la racine nerveuse émergente. L'état discal au niveau du spondylolysthésis nécessite parfois un bilan radiculographique ou discographique. Dans les sténoses canalaires vertébrales, la décompression sans fusion peut être 1 'opération chirurgicale. Dans les faits, une chirurgie orthopédique efficace consiste à ramener la vertèbre non seulement dans l'axe rachidien mais également dans une position la plus correcte possible par rapport aux vertèbres voisines. Au cours du temps, ou au cours de son déplacement, cette vertèbre a en effet pu subir des poussées latérales qui l'on fait pivoter horizontalement de façon plus ou moins importante, de sorte qu'une remise en place correcte de la vertèbre implique bien évidemment son rappel vers l'arrière, mais également une dérotation. On a déjà tenté de corriger le spondylolysthésis, par exemple, au moyen de dispositifs composés de deux vis pédiculaires solidarisées l'une à l'autre par une plaque transversale qui, par vissage d'un écrou prenant appui sur la plaque, agissent uniquement par translation de la vertèbre concernée pour la mettre dans l'alignement des vertèbres voisines. Ainsi, le dispositif décrit dans le brevet français 2 615 095 (87 06 864) met en oeuvre deux tiges fixées longitudinalement dans la colonne vertébrale par l'intermédiaire de vis pédiculaires, et qui servent chacune de moyen d'appui à deux vis à double filetage, liées à la vertèbre à corriger. Ces deux vis à double filetage sont reliées transversalement par une plaque rigide qui constitue une prise bipédiculaire. C'est cette plaque transversale qui permet d'agir sur la vertèbre à corriger grâce à un trou médian de réception d'un davier de traction. En fait, un tel dispositif ne permet pas d'agir de façon suffisamment satisfaisante, et ltexpérience a permis de démontrer qu'une traction sur la partie médiane de la plaque avait pour effet de rappeler vers l'arrière de façon trop rapide la vertèbre à corriger. De plus si cette vertèbre doit être dérotée, il s'est avéré que la présence de la plaque risquait d'empêcher l'action de dérotation recherchée, du fait que celle-ci induit en même temps un certain rappel de la vertèbre. Or l'expérience chirurgicale a fait ressortir qu'il était souhaitable d'agir lentement sur la vertèbre en agissant sur chacune des vis à double filetage prise indépendamment, le chirurgien pouvant pour chaque cas particulier doser progressivement son action de dérotation et/ou de rappel de la vertèbre. De plus, un tel dispositif est relativement complexe et coûteux, en raison du nombre de ses pièces constitutives, qui accroît en outre les difficultés de pose du chirurgien pendant l'opération chirurgicale. En ce qui concerne notamment la vis à double filetage, en plus du fait que sa réalisation technique est longue et coûteuse, son implantation dans les pédicules est très peu commode. En outre, cette vis à double filetage subit des efforts de cisaillement extrêmement élevés, principalement à l'endroit de jonction avec les appareillages d'instrumentation ou dans la partie supérieure du filetage. L'invention a pour but de réaliser une instrumentation d'ostéosynthèse lombaire pour la correction du spondylolysthésis, permettant à la fois de ramener la vertèbre vers l'arrière et de faire pivoter celle-ci dans le sens souhaité de rotation. L'invention a également pour but de réaliser une vis pédiculaire à double filetage, agencée de manière à pallier les inconvénients précités, tout en permettant une fabrication de séries relativement peu coûteuses par rapport aux vis existant dans ce domaine, qui nécessitent une fabrication artisanale. L'instrumentation d'ostéosynthèse visée par l'invention comprend, pour chaque vertèbre lombaire, deux vis pédiculaires à double filetage, dont l'un correspond à la zone de pénétration de la vis dans le pédicule, deux tiges à aspérités, associées respectivement à une vis pédiculaire et solidarisées avec celles-ci par des éléments de liaison équipés d'organes de blocage des tiges. Conformément à l'invention, chaque élément de liaison est monopièce et le filetage correspondant à la zone de pénétration de la vis dans le pédicule se termine sur un épaulement annulaire d'appui de l'élément de liaison. L'action de dérotation exercée au moyen de cette instrumentation présente l'avantage de pouvoir se faire lentement et selon un certain contrôle des mouvements, permettant ainsi d'obtenir globalement dans les deux mouvements une excellente précision du repositionnement de la vertèbre par rapport à ses vertèbres voisines. Par ailleurs, l'aménagement d'un épaulement transversal dans lequel vient mourir tangentiellement le filetage de la partie de vis servant à la pénétration dans le pédicule, permet de réaliser un moyen de renfort résistant aux forces de cisaillement à cet endroit. L'épaulement périphérique continu peut en outre servir d'appui à une pièce rapportée. Suivant une particularité de l'invention, l'ex- trémité du filetage extérieur à la partie de vis servant à la pénétration dans le pédicule se prolonge par une tige filetée destinée à coopérer avec un ancillaire de vissage. L'instrumentation selon l'invention comprend un ancillaire de vissage de la vis pédiculaire à double filetage, lequel ancillaire prend appui sur le prolongement fileté de ladite vis. Cet ancillaire comporte une tige pourvue d'une poignée terminale de préhension, comprenant une partie tubulaire terminale agencée pour y permettre l'introduction de la partie opérationnelle de la vis à double filetage, dont l'extrémité libre opposée à la poignée est conique avec son angle au sommet dirigé vers la poignée et est percée d'au moins une fente longitudinale. Cet ancillaire comprend un tube monté librement coulissant sur la tige de manière à pouvoir venir coiffer et resserrer la partie conique terminale de son extrémité tubulaire, pour la serrer sur la partie opérationnelle de la vis pédiculaire. Avec cet ancillaire la longueur du filetage opérationnel est enserrée presque toute entière dans l'extrémité tubulaire et bloquée grâce au second tube lorsque celui-ci vient coiffer la partie conique terminale du premier tube. Après avoir réalisé un avant-trou dans le pédicule, le chirurgien peut ainsi aisément visser la vis à double filetage. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue en perspective de dessus d'une forme de réalisation de l'instrumentation d'ostéosynthèse lombaire conforme à l'invention, montée sur les premières vertèbres lombaires et sur le sacrum. La figure 2 est une vue en perspective partielle de l'instrumentation de la Fig.l. La figure 3 est une vue en élévation dans la direction transversale avec coupe partielle, de l'instrumentation des Fig.l et 2. La figure 4 est une vue en élévation à échelle agrandie, d'une vis pédiculaire à double filetage faisant partie de l'instrumentation des Fig.l à 3. La figure 5 est une vue en perspective, d'un mode de réalisation de l'ancillaire de montage de la vis pédiculaire représentée à la Fig.4. L'instrumentation d'ostéosynthèse lombaire représentée aux Fig.l à 3 est destinée à la correction du spondylolisthésis par voie postérieure. Elle comprend, pour chaque vertèbre lombaire à redresser, par exemple la vertèbre L5, deux vis pédiculaires 1 à double filetage, deux tiges 2 cylindriques, de préférence deux tiges à aspérités du type dit de Cotrel, s'étendant longitudinalement sur le segment lombaire concerné (vertèbres L5, L4 et sacrum S dans le montage représenté à la Fig.l), des éléments de liaison 3 solidarisant chaque vis pédiculaire 1 à la tige 2 contiguë, des vis pédiculaires 4 de fixation des tiges 2 à la vertèbre L4 et au sacrum S, et enfin des dispositifs 5 de liaison transversale des tiges 2. Tous ces éléments, sauf les vis pédiculaires 1 et les éléments de liaison 3, sont connus en soi et ne nécessitent donc pas de description particulière. Chaque élément de liaison 3 présente, vu en direction transversale, un profil sensiblement en L, constitué d'une base élargie 3a dans laquelle est percé de part en part un canal 10 de réception de la tige 2. Cette partie 3a présente d'un côté une paroi cylindrique, de l'autre côté une paroi plane, et est prolongée par une partie mince 3b. Cette dernière a deux faces planes parallèles et est percée d'un trou 7 de passage de la vis pédiculaire 1. Un trou taraudé 6 débouche transversalement dans l'alésage ou canal 10, et est adapté pour recevoir une vis 20 de blocage radial de la tige 2. Chaque vis 1 comprend, à partir de sa pointe 8, une première partie filetée 9 s'étendant sur la longueur de pénétration de la vis 1 dans le pédicule, et une seconde partie filetée 11 extérieure à la zone de pénétration dans le pédicule dite partie "opérationnelle". Du côté opposé à la partie filetée 9, la partie opérationnelle 11 est prolongée par une extrémité profilée 12, constituée par exemple de deux méplats 13, destinés à permettre à la fois la préhension de la vis 1 à double filetage et son vissage par un ancillaire 14 (Fig.5) qui sera décrit plus loin. Du côté opposé à l'extrémité profilée 12, la partie opérationnelle filetée 11 est prolongée par une zone lisse 15 de courte longueur terminée par un épaulement périphérique continu 16 formant la limite de la zone filetée 9. Le filetage 18 de cette zone filetée est contigu à l'épaulement 16, et la profondeur du filet 21 proche de l'épaulement 16 se réduit progressivement jusqu'à venir se raccorder tangentiellement à un secteur cylindrique 22 bordé par l'épaulement 16, qui forme ainsi une zone de renfort de la vis à cet endroit. L'épaulement 16 peut servir d'appui à un outil ou à l'élément de liaison 3 associé. La partie opérationnelle 11 de la vis 1 est constituée par un filetage à métaux de faible pas, par exemple entre 0,5 et 2mm et de préférence 0,8 à lmm, destiné à recevoir un écrou 23 de blocage de l'élément de liaison 3 sur l'épaulement 16. Cette instrumentation présente les avantages suivants Le fait que l'élément de liaison 3 soit réalisé en une seule pièce non seulement rend celui-ci moins coûteux à la fabrication, mais en outre simplifie sa mise en place par le chirurgien, et surtout accroît la solidité de la liaison entre la tige à aspérités 2 et la vis pédiculaire 1. Comme on l'a précédemment exposé, la vis pédiculaire à double filetage 1 subit des contraintes mécaniques importantes d'origines multiples; elle doit maintenir sa tenue à ces diverses contraintes pendant encore un temps relativement long, dont la durée dépend de chaque patient. La vis 1 doit donc être aussi simple que possible à poser lors des opérations chirurgicales, mais doit également être d'une résistance mécanique suffisante pour tenir à toutes les sollicitations pendant et après l'opération. Or, dans les vis pédiculaires utilisées jusqu a présent, on a observé que les ruptures se produisent généralement dans la zone située entre les deux filetages. L'invention remédie à cette situation en prévoyant de terminer le filetage 18 d'ancrage dans le pédicule dans la zone sensiblement tangentielle 22. De ce fait le filetage 18 ne vient pas "déboucher" sur l'épaulement 16 d'appui de l'élément de liaison 3, et conserve ainsi à cet épaulement 16 une continuité périphérique et une épaisseur suffisante d'appui. Cette épaisseur d'appui offre alors le maximum de résistance mécanique aux efforts transmis à la pièce de connexion 3 et donc exercés par celle-ci. Un autre avantage procuré par cet agencement du filetage d'ancrage 18 réside dans le fait que, désirant effectuer un ancrage bi-cortical en atteignant la partie corticale opposée de la vertèbre et la longueur de filetage correspondant à la longueur de traversée de la vertèbre, le chirurgien est informé de la position finale souhaitée du filetage. L'arrêt de ce dernier dans sa partie supérieure constitue en effet un moyen avertisseur par le fait qu'il doit exercer soudain un couple de rotation plus important. Il doit alors arrêter son effort de vissage. Grâce à l'extrémité profilée 12, la préhension de la vis pédiculaire 1 par l'ancillaire 14 ne s'effectue plus dans la zone centrale de la vis, comme décrit dans le brevet précité 2 615 095, mais à l'extrémité libre de la vis. Cette zone terminale peut se présenter sous la forme du double méplat 13 réalisé sur une partie extrême lisse, ou éventuellement filetée, de façon à permettre l'appui de l'ancillaire 14. Cet ancillaire comprend une tige 24 pourvue d'une partie terminale tubulaire 25 et, à son extrémité opposée, d'une poignée de préhension manuelle 26. La partie tubulaire 25 est dimensionnée pour y permettre l'introduction de la partie opérationnelle 11 de la vis 1, et l'ancillaire 14 est complété par un tube ou douille 27 coaxial à la tige 24 et monté coulissant sur celle-ci, de manière à pouvoir venir coiffer la partie tubulaire 25 en fin de course. La partie tubulaire 25 est percée, à partir de son extrémité libre, de fentes longitudinales 28, au nombre par exemple de trois comme représenté, s'étendant sur une partie de la longueur de la zone 25. L'extrémité libre 29 de cette dernière est conique avec son angle au sommet dirigé vers la poignée 26. Au-delà des fentes 28, à une certaine distance de celles-ci, un profil creux conjugué de l'extrémité profilée 12 de la vis est aménagé, par exemple comme représenté à la Fig.5 un double méplat 31 à faces longitudinales parallèles. Les deux méplats 31 sont adaptés pour recevoir les méplats correspondants 13 et ainsi bloquer la vis 1 en rotation après introduction de sa partie opérationnelle 11 dans la partie tubulaire 25.En direction de la partie terminale conique 29, les méplats 31 sont prolongés par des empreintes longitudinales 32 de réception de la partie opérationnelle 11 de la vis 1. Enfin pour permettre le contrôle visuel du positionnement de l'extrémité profilée 12 sur les méplats 31, la partie tubulaire 25 est percée, au niveau de ces derniers, d'une lumière transversale 33. Lorsque la partie opérationnelle 11 est introduite dans la partie tubulaire 25 avec son extrémité 12 bloquée en rotation entre les méplats 31, le chirurgien fait glisser le tube 27 sur la partie tubulaire 25 jusqu'à ce que l'extrémité conique 29 soit resserrée sur la partie opérationnelle 11, la partie conique 29 formant alors une pince de préhension de la vis 1. Les deux méplats 31 constituent un moyen supplémentaire de blocage antirotation de la vis pédiculaire 1 dans l'ancillaire 14. L'ancillaire 14 sert également au vissage de l'écrou 23 de blocage de la vis 1 dans l'élément de liaison 3. Il est muni dans son extrémité 29 d'une empreinte permettant la préhension de l'écrou 23. La mise en oeuvre de l'instrumentation qui vient d'être décrite est la suivante. Avant de mettre en place les tiges 2 d'appui qui sont par exemple des tiges dites tiges de COTREL (marque déposée), le chirurgien installe convenablement avec son ancillaire 14 les vis 1 à double filetage dans chacun des pédicules de la vertèbre L5 à corriger. Puis il fixe les tiges d'appui 2 aux vertèbres voisines ou, comme dans l'exemple représenté à la Fig.1, au sacrum S et à la vertèbre L4. Puis il fixe solidement les éléments de liaison 3 aux tiges 2, par l'intermédiaire d'une vis 20 (Fig.1) de blocage radial. A ce stade, les deux tiges transversales 5 de liaison ne sont pas installées. Pour corriger la vertèbre L5, c'est-à-dire pour la rappeler en arrière (spondylolisthésis) et/ou pour la déroter, le chirurgien agit sur les écrous 23 de blocage des éléments de liaison 3 à l'aide d'un ancillaire et de préférence deux ancillaires, chacun étant disposé sur l'un des écrous 23 des deux vis 1. Il peut alors librement agir à son choix davantage sur le vissage de l'un des écrous 23 que sur le vissage de l'autre, selon le mouvement qu'il désire donner à la vertèbre L5, comme il peut agir de façon identique sur les deux écrous 23. Chaque fois que le chirurgien agit sur l'un des écrous 23, il provoque par appui du système filetage-écrou sur l'élément de liaison 3 fermement lié à la tige d'appui 2, une traction de la vertèbre L5 vers l'élément de liaison 3. Lorsqu'il agit sur un seul des écrous 23, il provoque également une légère rotation de la vertèbre L5 sur elle-même. Lorsqu'il agit de façon égale sur les deux écrous 23, il provoque un rappel en arrière de la vertèbre L5. Dans tous les cas, le faible pas du filetage 11 supportant l'écrou de correction 23 permet d'agir très progressivement sur la vertèbre. Lorsque la vertèbre est enfin dans la position souhaitée par le chirurgien, celuici sectionne la vis 1 à double filetage au-dessus de l'écrou 23. Ce n'est qu'à ce moment là que l'on peut alors monter les tiges transversales 5 de solidarisation des tiges 2 l'une avec l'autre, réalisant ainsi une rectangulation de l'ensemble de l'instrumentation finale. L'instrumentation conforme à l'invention est plus aisée à mettre en place par un chirurgien que celle du brevet français précité 2 615 095, moins onéreuse à la fabrication de la vis, et plus fiable à l'utilisation; elle ne nécessite plus de plaque transversale de manipulation au niveau des éléments de liaison 3. La commande des vis pédiculaires 1 par leurs extrémités profilées 12, plutôt que par leurs zones centrales comme dans l'instrumentation antérieure précitée, est également plus commode pour le chirurgien. L'invention est susceptible de diverses variantes d'exécution. Ainsi par exemple il est évident que l'extrémité 12 peut être profilée de toute manière appropriée autre que celle décrite, de même que le double méplat correspondant 31 de l'ancillaire 14. REVENDICATIONS 1. Instrumentation d'ostéosynthèse lombaire pour la correction du spondylolisthésis par voie postérieure, comprenant pour chaque vertèbre lombaire (L5) deux vis pédiculaires (1) à double filetage (9, 11) dont l'une (9) correspond à la zone de pénétration de la vis dans le pédicule, deux tiges (2) cylindriques associées respectivement à une vis pédiculaire et solidarisées avec cellesci par des éléments de liaison (3) équipés d'organes de blocage des tiges, caractérisée en ce que chaque élément de liaison (3) est monopièce et le filetage (9) correspondant à la zone de pénétration de la vis dans le pédicule se termine sur un épaulement annulaire (16) d'appui de l'élément de liaison. 2. Instrumentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaulement (16) est séparé par une partie lisse (15) du filetage (11) extérieur à la zone de pénétration dans le pédicule. 3. Instrumentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité du filetage (11) extérieur à la zone de pénétration de la vis (1) dans le pédicule se prolonge par une partie terminale (12) profilée pour pouvoir coopérer avec un ancillaire (14) de vissage, par exemple un double méplat(13). 4. Instrumentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pas du filetage est de l'ordre de 0,5 à 2mm et de préférence de 0,8 à lmm. 5. Instrumentation selon la revendication 3, comprenant un ancillaire (14) de vissage de la vis pédiculaire (1) par sa partie (11, 12) extérieure à la zone de pénétration (9) dans le pédicule, dite partie opérationnelle, caractérisée en ce que cet ancillaire comporte une tige (24) pourvue d'une poignée terminale (26) de préhen sion et comprenant une partie tubulaire terminale (25) agencée pour y permettre l'introduction de la partie opérationnelle (11) de la vis, dont l'extrémité libre (29) opposée à la poignée (26) est conique avec son angle au sommet dirigé vers la poignée et percée d'au moins une fente longitudinale (28), et cet ancillaire comprend un tube (27) monté librement coulissant sur la tige de manière à pouvoir venir coiffer et resserrer la partie conique terminale (29) de son extrémité tubulaire pour la serrer sur la partie opérationnelle (11) de la vis pédiculaire (1) ou pour serrer l'écrou (23). 6. Instrumentation selon la revendication 5, caractérisée en ce que dans ladite partie tubulaire (25) et au-delà de sa partie terminale conique (29), est aménagé un profil creux conjugué de l'extrémité profilée (12) de la vis pédiculaire (1), afin de bloquer celle-ci en rotation, par exemple un double méplat (31) à faces parallèles, si l'extrémité de la vis est constituée par un double méplat (13). 7. Instrumentation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le profil creux (31) est prolongé, en direction de la partie terminale conique (29), par des empreintes longitudinales (32) de réception de la partie filetée opérationnelle (11) de la vis pédiculaire (1). 8. Instrumentation selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'une lumière transversale (33) de contrôle visuel du blocage en rotation de la vis (1) est ménagée dans ladite partie tubulaire (25) au niveau dudit profil creux (31) 9. Vis pédiculaire (1) destinée à faire partie de l'instrumentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant deux filetages (9, 11) dont l'un (9) s'étend sur la longueur de pénétration dans le pédicu le, caractérisée en ce que le filet extrême (21) du filetage (9) de pénétration se termine tangentiellement sur un secteur cylindrique (22) d'un épaulement transversal (16) d'appui d'un élément de liaison (3). 10. Ancillaire (14) destiné à l'instrumentation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, pour visser une vis pédiculaire (1), caractérisé en ce qu'il comprend une tige (24) comprenant une partie tubulaire terminale (25) terminé par une poignée (26) de préhension, dimensionnée pour y permettre l'introduction de la partie opérationnelle (11) de la vis , dont l'extrémité libre (29) opposée à la poignée (26) est conique avec son angle au sommet dirigé vers la poignée et percée d'au moins une fente longitudinale (28), et cet ancillaire comprend un tube (27) monté librement coulissant sur la tige de manière à pouvoir venir coiffer et resserrer la partie conique terminale (29) de son extrémité tubulaire pour la serrer sur la partie opérationnelle (11) de la vis pédiculaire.