Brevet FR2710520A1 — publié le 19950407

PROCEDE POUR REALISER UN ENSEMBLE TEXTILE RIGIDE ET SOUPLE. PRESENTANT UNE RESISTANCE ELEVEE A LA TRACTION ET UNE BONNE TENUE EN COMPRESSION ET AU FLAMBAGE. L'invention concerne un procédé pour réaliser un ensemble textile rigide et souple, présentant une résistance élevée à la traction et une bonne tenue en compression et au flambage ; elle se rapporte plus particulièrement à un procédé pour enrouler un élément textile, tel qu'un fil, un brin, une tresse, un cordon, autour de deux supports à axe parallèle, tels que des tourillons, des vis, en vue de donner à l'ensemble une solidité à la traction maximum, voisine de celle de l'élément textile de base, et une résistance à la compression et au flambage maximums, tout en restant souple dans tous les plans. L'invention concerne plus précisément un procédé pour réaliser un ligament synthétique vertébral, du type de celui qui est décrit dans la demande de brevet européen EP-A-0 478 470, correspondant au brevet américain US-A-5 180 393. Ce procédé pour réaliser un ensemble textile rigide et souple, présentant une résistance élevée à la traction et une bonne tenue de compression et au flambage, se caractérise en ce qu'il consiste: A - à enrouler un premier élément textile filiforme souple autour de deux axes parallèles en formant une pluralité de boudes continues; B - à nouer les deux extrémités de l'élément textile filiforme en enserrant la pluralité de boucles formées, de manière à réaliser un ensemble en huit tout en mélangeant des bouts libres; C - à retirer les deux axes parallèles; D - à fixer sur ce noeud au moyen des bouts libres l'extrémité d'un second élément textile filiforme E - à entourer en spires ce second élément sur les deux boucles de l'ensemble en huit, de manière à le recouvrir d'une gaine de protection; F - à fixer l'extrémité libre du second élément textile filiforme sur le noeud de l'ensemble en huit au moyen des bouts libres; G - à insérer dans chacune des deux boudes de ce nouvel ensemble en huit un oeillet rigide; H - à enrouler sur l'ensemble textile formé en hélice et sur plusieurs couches un troisième élément textile filiforme formé de brins parallèles, en prenant soin, au moins à l'avant-dernière couche, de ménager une boude recouverte ensuite en partie par ledit enroulement; I - à couper l'un des deux brins au ras de la gaine formée, puis à tirer sur le brin dégagé jusqu'à réduction sensible de la boude selon H; J - à fixer sur ce nouvel ensemble au moyen du brin dégagé selon I, en son milieu, un quatrième élément textile filiforme; K - à enrouler ce quatrième élément textile filiforme en spires jointives sur l'ensemble selon I, mais en sens inverse de l'enroulement selon H, et en prenant soin de dégager l'extrémité du brin dégagé selon I; L - à insérer l'extrémité de ce quatrième élément textile filiforme dans la boucle d'un passe-fil, puis à tirer sur le brin dégagé selon I, de manière à insérer l'une des extrémités du quatrième élément textile sous l'enroulement selon K, et à enrouler l'autre extrémité en une autre couche en sens inverse de la précédente et à introduire cette seconde extrémité dans la boucle du passe-fil, jusqu'à faire disparaitre et bloquer cette extrémité sous les boudes de l'enroulement; M - et enfin, à couper le bout libre au ras de l'ensemble réalisé. Avantageusement, en pratique: - les éléments textiles filiformes sont en un fil de polyester rétractable à haute ténacité, et l'ensemble selon la phase M est rétracté au four pour obtenir les propriétés optimales; - le premier et le troisième éléments textiles filiformes sont constitués par un fil synthétique multifilamentaire, alors que le second élément filiforme se présente sous la forme d'un tresse plate, et le quatrième élément sous la forme d'une tresse à section carrée; - l'un des éléments textiles filiformes est assemblé avec un fil métallique, détectable à la radioscopie. Dans une forme de réalisation pratique, les boudes selon la première étape A épousent la forme d'un huit. En pratique, les deux oeillets selon la phase G sont en métal et présentent d'un côté une ouverture concave et de l'autre une ouverture convexe, et sur la tranche un logement concave destiné à recevoir l'extrémité des bouts de l'ensemble en huit selon l'étape F. Comme déjà dit, l'invention est particulièrement utile à la fabrication des ligaments synthétiques vertébraux conformément aux enseignements de la demande de brevet EP-A-0 478 470 précitée. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit à l'appui des figures annexées. Les figures 1 et 2 montrent respectivement vu en coupe (fig. 1) et vu de face (fig. 2), un oeillet conforme à l'invention. Les figures 3 à 17 montrent schématiquement les différentes étapes du procédé de fabrication conforme à l'invention. Le procédé et le ligament vertébral conformes à l'invention font appel à des tourillons en forme d'oeillet désignés par la référence générale (1), montrés en détail aux figures 1 et 2. Cet oeillet (1) creux en métal, tel qu'acier inoxydable, acier chrome/cobalt, ou de préférence en alliage de titane, épouse la forme générale d'un diabolo. Cet oeillet comprend sur la face externe (2) un logement concave (3) destiné à recevoir la tête de la vis de fixation du ligament. Cette face (2) est associée à un corps (4), dans lequel est ménagée une gorge médiane (5) associé à son tour à un bossage convexe (6) complémentaire du logement concave (3). Ce bossage convexe (6) est destiné à venir s'encastrer dans l'apophyse articulaire. Un canal central (7) permet le passage de la vis de fixation. Dans une forme d'exécution pratique, les oeillets (1) présentent un diamètre externe de dix millimètres et un diamètre interne de cinq, et une gorge de cinq millimètres. Pour réaliser un ligament synthétique vertébral, on opère de la manière suivante. Sur un établi (voir figures 3 et suivantes), on place deux axes parallèles (10,11) de même diamètre. Dans une variante, ces deux axes de montage (10,11) pourraient recevoir des oeillets (1), analogues à ceux détaillés aux figures 1 et 2 et décrits ci-dessus. Autour de ces deux axes de montage (10,11), on réalise une boude en huit (12) avec un noeud coulissant (13) au moyen d'un fil de polyester de 1100 dtex, sans torsion, de 89 brins, à haute ténacité et à fort pouvoir de retrait thermique. On prend soin de ménager un bout libre (14) au noeud coulissant (13) sur une longueur de trente centimètres environ (voir figure 3). Ensuite, toujours à partir d'une bobine du même fil de polyester 1100 dtex/89 brins haute ténacité (voir figure 4), on enroule environ cinquante tours en forme de huit de ce fil autour des axes de montage (10,11). Dans une variante, sur les quatre premiers tours, le fil de polyester est doublé d'un fil d'acier inoxydable de 8/100ème de millimètre de diamètre. Phase B (figure 5) Après le dernier tour (voir figure 5), on fait un noeud en croisillon (15) avec le bout libre précédent (14) et l'extrémité (16) du fil (12) enroulé en huit et ce au centre de l'enroulement en huit. On coupe le bout libre (16) au ras du noeud. La référence (17) désigne l'enroulement en huit obtenu. Phase C Une fois cette opération effectuée, on retire les deux axes de montage (10,11) en l'occurrence les oeillets (1). Phase D (figure 6) Sur cet enroulement (17), au moyen du bout libre (14), on fixe au centre un morceau (20) de tresse plate par son extrémité (21). La référence (22) désigne la portion libre de cette tresse (20). Dans une forme de réalisation pratique, cette tresse plate (20) formant le second élément textile filiforme, peut être obtenue au moyen d'une tresseuse de 17 fuseaux à un bout d'un fil de polyester haute ténacité, ayant les mêmes caractéristiques que le fil (12). Phase E (figure 7) On enroule le grand bout dépassant (22) autour de chaque boucle (18,19) de l'ensemble en huit (17), en spires sensiblement jointives, en léger recouvrement, comme montré à la figure 7, au moyen d'une aiguille (25) à bout rond, le bout (22) étant placé dans le chat de l'aiguille (25). On enroule ainsi par exemple cinq à huit fois la tresse (20) autour de chaque boucle respectivement (18,19), de manière à bien recouvrir complètement chacune de ces deux boucles pour former une gaine de protection. Phase F (figure 8) Au centre (27) de l'ensemble, on fixe l'extrémité (23) de la tresse plate (20) grâce au bout dépassant (14), puis on coupe soigneusement l'extrémité dépassante (22), sans toutefois couper le bout libre (14). Phase G (figure 9) On réintroduit à nouveau dans les boucles (18,19) les deux oeillets (1,1') à axes parallèles. On prend soin de repérer un des deux oeillets (1) par une marque (29), telle qu'une boucle de fil, afin de déterminer avec certitude le sens d'enroulement des différentes couches de matières textiles. Phase H (figure 10) Sur l'ensemble textile ainsi formé, on enroule en hélice à spires jointives et dans le sens des aiguilles d'une montre, une couche d'un troisième élément textile (30) formé du même fil de polyester haute ténacité analogue à (12). En pratique, on effectue ce guipage à spires jointives à la main, de manière à bien ménager le bout libre (14). A la première couche, à une extrémité, on ménage une boucle (31) avec le bout libre (14) que l'on recouvre par l'enroulement à spires jointives (32) sur trois couches. Ce guipage s'étend d'un oeillet (1) à l'autre (1'), tout en ménageant le bout libre (14). A l'avant-dernière couche, à une extrémité, on ménage une boucle (31) que l'on recouvre par l'enroulement à spires jointives (32). Phase I (figue 11) On passe alors l'extrémité (30) du fil de guipage dans la boucle (31), puis on tire sur le haut libre (14), ce qui réduit la boucle (31) et fait passer l'extrémité (30) sous le guipage réalisé. On coupe alors l'extrémité (30) dépassante. On a ainsi formé un ensemble très cohérent amortisseur à la traction, formant limitateur d'élongation, mais présentant toutefois peu de résistance à la compression longitudinale. Phase T (figures 12 et 13) Sur cet ensemble désigné par la référence générale (35), au moyen de l'extrémité (14) de la boucle (31), on fixe en son milieu un quatrième élément filiforme, à savoir une tresse à section carrée ou ronde (40) obtenue par une tresseuse à six fuseaux à deux bouts, ayant une âme en fil d'acier inoxydable de 8/100ème de millimètres de diamètre et une couverture dans le même fil de polyester que le fil (12) de la figure 3. On coupe alors le bout libre (14). Avec l'un des deux bouts de la tresse (40) (voir figure 13), on effectue un enroulement à spires jointives en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre depuis le point de nouage de cette tresse (40) jusqu'au milieu et ce par dessus l'autre extrémité (41). Phase K (figure 14) Lorsque on arrive au milieu de l'enroulement, on place une boucle (46) de dix centimètres de long en monocrin (45) de un millimètre de diamètre, parallèlement au bout (41). On continue le guipage à la main par dessus cette boucle monocrin (45). En fin de guipage, on introduit l'extrémité libre (42) du bout (40) dans la boude (46). On tire sur l'extrémité dépassante de la boucle (46) jusqu'à amener en contact l'extrémité libre du bout (40) avec la dernière spire du guipage de ce quatrième élément (40). Le sens d'enroulement (50) de la tresse (40), est inverse de celui de l'enroulement précédent (32), c'est-à-dire inverse du sens des aiguilles d'une montre. Cette opération est détaillée aux figures 15 à 17. On tire enfin sur la boucle en monobrin (45) jusqu'à réduire complètement la boucle (46) et bloquer le bout libre (42), puis on coupe le bout (42) presque au ras de la boucle (46), et on extrait en force la boucle (46). Dans une variante, afin de rigidifier plus fortement le montage, on répète cette dernière opération de guipage en inversant le sens d'enroulement au moyen de l'autre bout (41). On ménage ainsi une nouvelle couche (51), fig. 15, 16 et 17. Enfin (figure 17), en tirant, on extrait complètement la boucle (46). L'extrémité (41) de la tresse carrée se trouve bloquée sous la dernière couche (51), et est coupée au ras de sa sortie (52). On place l'ensemble obtenu dans un four chauffé à 150 OC pour provoquer la rétraction des fils de polyester. Le ligament vertébral synthétique ainsi obtenu est alors placé dans un sachet stérile prêt à l'emploi. Dans une variante, lorsque le diamètre des oeillets (1,1') est supérieur au diamètre des boucles (18,19) de la figure 9, il peut être avantageux de réaliser l'enroulement primaire en simple boucle et non plus en huit comme montré aux figures 3 à 5, les autres phases restant identiques. Le procédé selon l'invention présente de nombreux avantages. On peut citer: - l'absence d'investissement en matériel, - une grande régularité des opérations qui sont simples, donc facilement reproductibles, - une grande solidité à la traction et surtout à la compression longitudinale, - une excellente résistance au flambage par rapport à l'axe longitudinal. De la sorte, cet ensemble peut être utilisé avec succès pour la fabrication des ligaments vertébraux. On peut également l'utiliser pour d'autres applications, tels que notamment l'accastillage. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour réaliser un ensembre textile rigide et souple, présentant une résistance élevée à la traction et une bonne tenue en compression et au flambage, caractérisé en ce qu'il consiste: A - à enrouler un premier élément textile filiforme souple (12) autour de deux axes parallèles (10,11) en formant une pluralité de boudes continues B - à nouer (15) les deux extrémités de l'élément textile filiforme en enserrant la pluralité de boucles formées, de manière à réaliser un ensemble en huit tout en mélangeant des bouts libres (14,16); C - à retirer les deux axes (10,11) parallèles; D - à fixer sur ce noeud (15) au moyen des bouts libres (14,16) l'extrémité (21) d'un second élément textile filiforme (20); E - à entourer en spires ce second élément (20) sur les deux boucles (18,19) de l'ensemble en huit, de manière à le recouvrir d'une gaine de protection; F - à fixer l'extrémité libre (22) du second élément textile (20) filiforme sur le noeud de l'ensemble en huit au moyen des bouts libres (14); G - à insérer dans chacune des deux boucles (18,19) de ce nouvel ensemble en huit un oeillet rigide (1,1'); H - à enrouler sur l'ensemble textile formé en hélice et sur plusieurs couches un troisième élément textile filiforme (30) formé de brins parallèles, en prenant soin, au moins à l'avant-dernière couche, de ménager une boucle (31) recouverte ensuite en partie par ledit enroulement I - à couper l'un des deux brins (14) u ras de la gaine formée, puis à tirer sur le brin dégagé jusqu'à réduction sensible de la bouche (31) selon H; J - à fixer sur ce nouvel ensemble au moyen du brin dégagé selon I et en son milieu, un quatrième élément textile filiforme (40); K - à enrouler ce quatrième élément textile filiforme (40) en spires jointives sur l'ensemble selon I, mais en sens inverse de l'enroulement selon H, et en prenant soin de dégager l'extrémité du brin dégagé selon I; L - à insérer l'extrémité (41) de ce quatrième élément textile filiforme (40) dans la boucle (46) d'un passe-fil, puis à tirer sur le brin dégagé selon I, de manière à insérer l'une des extrémités (41) du quatrième élément textile (40) sous l'enroulement selon K et à enrouler l'autre extrémité en une autre couche en sens inverse de la précédente et à introduire cette seconde extrémité dans la boucle du passe-fil, jusqu'à faire disparaitre et bloquer cette extrémité sous les boucles de l'enroulement; M - et enfin, à couper le bout libre (41) au ras de l'ensemble réalisé. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments textiles filiformes (12,20,30,40) sont en un fil textile polyester rétractable et à haute tenacité et en ce que l'ensemble selon M est ensuite rétracté au four. 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier (12) et le troisième éléments (30) textiles filiformes sont constitués par un fil synthétique multi-filamentaire. 4/ Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le second élément filiforme (20) est une tresse plate et en ce que le quatrième élément textile filiforme (40) est une tresse à section carrée. 5/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'un des éléments textiles filiformes (12,40) est assemblé avec un fil métallique détectable à la radioscopie. 6/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les boudes selon A épousent déjà la forme d'un huit. 7/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux oeillets (1) selon G sont en métal et présentent d'un côté une ouverture concave (3) et de l'autre une ouverture convexe (6) et sur la tranche un logement concave (5) destiné à recevoir l'extrémité des bouts de l'ensemble en huit selon F. 8/ Ligament synthétique vertébral obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7.