Brevet FR2712482A1 — publié le 19950524

La présente invention a trait aux prothèses intervertébrales extra- discales agissant en dehors du disque en vue de compenser des défauts du rachis. On connaît des systèmes comportant un ligament en forme d'anneau associé à des vis pédiculaires engagées dans au moins deux vertèbres voisines présentant une pathologie de leur disque intervertébral. De tels systèmes présentent l'inconvénient de se rompre parfois sous l'ac- tion des efforts répétés d'extension qu'ils supportent, du fait qu'ils sont réalisés en textile. En outre, ils provoquent des fibroses, comme tous les textiles implantés dans le corps humain. Ce genre de système contrôle imparfaitement la variation en flexion-extension interverté- brale et ne permet pas une approche précise du repositionnement verté- bral et du contrôle du mouvement résiduel entre les deux vertèbres. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et à per- mettre la réalisation d'une prothèse intervertébrale extradiscale mieux supportée par l'organisme, qui ne présente pas de risque de rupture et contrôle précisément le mouvement résiduel dans le sens de la flexion vertébrale. Ce contrôle est celui de la variation de la distance d'un pédicule à l'autre de deux vertèbres voisines lors du mouvement de flexion. A cet effet, la prothèse suivant l'invention est réalisée sous la forme d'un corps allongé totalement ou partiellement fermé comportant une chambre de compression, l'une des extrémités de la chambre étant pourvue d'un bloc élastique dont la face libre est en appui contre une rotule associée à un moyen de fixation engagé dans une vertèbre, tandis que ledit corps est relié directement ou indirectement par l'intermé- diaire d'au moins un moyen de liaison qui est en appui contre un moyen de fixation implanté dans une autre vertèbre. Dans une forme de réalisation préférée, la face libre du bloc élas- tique affecte la forme d'une portion concave de sphère de même diamètre que la rotule précitée. Pour protéger cette face libre, on peut lui adjoindre une coquille rigide ayant la forme d'une calotte sphérique concave. Suivant une première forme d'exécution, l'extrémité du corps opposée à celle qui porte le bloc élastique est en appui contre la tige d'un crochet solidaire d'un moyen de fixation implanté dans l'autre vertèbre. Il est également possible de relier au crochet l'extrémité en ques- tion du corps, c'est-à-dire celle qui est opposée au bloc élastique, au moyen d'un maillon. Enfin, l'invention concerne encore la combinaison d'une prothèse telle que décrite ci-dessus avec une cale élastique engagée entre les deux vertèbres recevant les vis pédiculaires, ladite cale remplaçant par exemple une partie lésée du disque intervertébral correspondant. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux com- prendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avan- tages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une vue éclatée en perspective montrant les dif- férents éléments d'une prothèse intervertébrale suivant l'invention. Fig. 2 illustre en coupe la prothèse suivant l'invention à l'état assemblé et associée à deux vertèbres voisines. Fig. 3 est une vue semblable à celle de fig. 2, mais illus- trant une variante de la prothèse intervertébrale suivant l'invention. Fig. 4 à 6 sont des vues en perspective montrant des varian- tes de la prothèse intervertébrale suivant l'invention. Fig. 7 est une vue semblable à celle de fig. 4, mais illus- trant une prothèse intervertébrale dont la tige de liaison peut coulis- ser par rapport au corps de ladite prothèse. Fig. 8 et 9 sont des coupes illustrant une autre variante de la prothèse intervertébrale. Fig. 10 est une vue représentant l'association de la prothèse intervertébrale suivant l'invention avec une tige ou plaque d'un fixa- teur d'ostéosynthèse. Fig. 11 est une vue montrant une variante des moyens de fixa- tion dans les vertèbres d'une colonne vertébrale de la prothèse inter- vertébrale. Fig. 12 est une vue illustrant une variante d'accrochage des tiges ou plaques sur la vertèbre voisine à réunir. Fig. 13 et 14 sont des vues représentant une dernière variante de la prothèse intervertébrale. La prothèse suivant l'invention illustrée en fig. 1 et 2 comprend essentiellement un corps rigide 1, affectant une forme allongée et ouverte dont l'extrémité la est épaissie de manière à présenter une hau- teur beaucoup plus importante que le reste du corps pour délimiter une chambre de compression le. L'extrémité épaissie la de la chambre le for- me un fond extrême lb de préférence plat, mais qui pourrait être aussi arrondi. Contre le fond lb on a assemblé par tout moyen approprié un bloc élastique 2 réalisé par exemple en un élastomère naturel ou synthé- tique. De préférence, le bloc est collé contre le fond lb de l'extrémité la du corps 1. Le bloc 2 est avantageusement réalisé sous la forme d'un tronc de pyramide, dont la face libre 2a présente la forme d'une portion concave de sphère. Cette face 2a est destinée à coopérer étroitement avec une rotule 3 présentant une queue 3a assemblée à un moyen de fixation ou une vis pédiculaire 4, par exemple par une vis-pression 5, comme cela est bien connu dans la pratique. Le moyen de fixation dans les vertèbres peut être également réalisé au moyen d'un crochet qui vient se glisser sous Les lames de chaque vertèbre à réunir, comme on Le verra mieux plus loin. La vis 4 est bien entendu implantée dans le pédicule d'une des vertèbres 6 d'un patient. La face 2a peut être revêtue, comme illustré en fig. 2, d'une coquille rigide 2b prévue concave et de diamètre égaL à celui de la rotule 3. Une telle coquille peut être réaLisée en toute matière appropriée et plus particulièrement en acier inoxydable. La seconde extrémité lc du corps 1, qui présente la forme d'un U, est arrondie de manière que sa face interne 1d puisse venir en appui étroit contre une tige cylindrique 7 associée à une autre vis pédicu- laire 4 implantée dans la vertèbre 8 voisine de celle 6. De manière avantageuse, la tige 7 présente une tête 7a s'étendant au-dessus de l'extrémité lc du corps 1, comme parfaitement illustré en fig. 2, de telle sorte qu'en réalité cette extrémité 1c coopère avec un crochet empêchant le corps 1 de basculer vers l'extérieur par rapport à la vertèbre 8. Il va de soi qu'on pourrait, comme illustré en fig. 3, changer la forme du corps référencé alors 1' de manière que sa tête 1'a identi- que à celle la du corps 1 soit associée à une simple anse 1'c corres- pondant à l'extrémité lc du corps 1. Le corps 1' comprend également une chambre de compression l'e dans laquelle est fixé le bloc élastique 2. Dans ces conditions, la liaison entre la rotule 3 et la tige 7, c'est- à-dire entre les vertèbres 6 et 8 est complétée par un maillon 9 entou- rant la tige 7 et l'anse 1'c, l'assemblage de la rotule 3 et du corps 1' restant identique à celui prévu pour le corps 1. En fig. 4 à 6, on a représenté des variantes préférées de l'inven- tion qui consistent à prévoir un corps cylindrique 13 dont l'une des ex- trémités est fermée par un fond 13a délimitant une chambre de compres- sion 14, tandis que celle opposée est ouverte pour la mise en place d'une rotule 3' solidaire d'une vis pédiculaire 4' implantée dans la vertèbre 6. Contre le fond de la chambre de compression 14 est fixé le bloc élastique 2 décrit précédemment de manière que sa face 2a solidaire de la coquille 2b coopère étroitement avec la rotule 3' de la vis 4'. Le corps 13 est solidaire du côté de son extrémité ouverte d'une tige 15 en forme de U de manière que son extrémité arrondie 16 puisse venir en appui étroit contre une vis pédiculaire 4' ancrée dans l'autre vertèbre voisine 8 (fig. 4). La vis pédiculaire 4' comporte au-dessus de sa partie filetée 4'a une butée circulaire 4'b qui délimite avec la rotule 3' un espace 4'c pour la retenue axiale de la partie recourbée 16 de la tige 15 (fig. 4). L'extrémité ouverte du corps 13 peut être fermée par l'intermé- diaire d'un bouchon ou d'une enveloppe ou d'un soufflet non représenté pour éviter toute pénétration de tissus vivants se trouvant à proximité de la chambre de compression 14. Une première variante de celle représentée en fig. 4 consiste en ce que le corps 13 soit solidaire du côté de son extrémité ouverte d'une tige horizontale 15' en forme de canne comportant une partie recourbée 16' dans un plan horizontal qui vient en appui contre une autre vis pédiculaire 4' implantée dans la vertèbre voisine 8 (fig. 5). En fig. 6, on a illustré une seconde variante de la prothèse 13 représentée en fig. 4 qui consiste en ce que le fond 13a de la chambre 14 est solidaire sur sa face extérieure et dans le prolongement du corps 13 d'une tige 15" à profil aplati dont l'extrémité libre 16" présente la forme d'une fourche. A l'intérieur du corps 13 et contre la face interne du fond 13a de la chambre 14 est fixé un bloc élastique 2 dont la face 2a solidaire de la coquille 2b est destinée à coopérer étroitement avec la rotule 3' de la vis pédiculaire 4' implantée dans la vertèbre 6. La fourche 16" de la plaque 15" est prévue pour coopérer avec l'espace 4'c de la vis pédicu- laire 4' implantée dans la vertèbre 8 voisine de celle 6. Le corps 13 représenté en fig. 6 fonctionne rigoureusement en sens inverses de ceux décrits préalablement. En effet, le bloc élastique 2 se comprime lorsque la distance séparant les deux rotules 3' des vis pédi- culaires 4' voisines diminue. En fig. 7, on a montré une variante de fig. 4 qui consiste en ce qu'une tige 15"' est prévue indépendante du corps 13 pour être réglable en longueur par rapport à ce dernier. La tige 15"' coulisse à l'inté- rieur d'un guide 17 solidaire le long du corps 13. La tige 15"' est retenue du côté du fond 13a du corps 13 par un système d'arrêt adapté, comme par exemple un écrou. La tige 15"' comporte une extrémité recourbée 16"' qui coopère avec l'espace libre 4'c d'une vis 4'. En fig. 8 et 9, on a représenté un corps 13' comportant une cham- bre de compression 14' dont l'une des extrémités est fermée par un fond 13'a, tandis que celle opposé est ouverte et présente une déformation 13'b formant butée et réduisant la section d'entrée de la chambre 14'. A l'intérieur du corps 13' est fixé contre son fond 13'a le bloc élastique 2, de manière que la coquille 2b coopère étroitement avec une rotule 3" qui est solidaire d'une queue 3"a coopérant par exemple avec une vis pédiculaire 4 à l'aide d'une vis de pression 5, comme représenté en fig. 1. La rotule 3" présente un méplat équatorial 3"b permettant l'intro- duction de ladite rotule dans la chambre 14'. Le méplat 3"b oblige le chirurgien à introduire la rotule 3" suivant la position montrée en fig. 8, puis à faire basculer ladite rotule 3" autour de son axe pour que la queue 3"a se trouve dans une position verticale (fig. 9). On comprend que dans cette position, la rotule 3" soit retenue à l'intérieur de la chambre 14' du corps 13'. Une seconde rotule 18 comprend un méplat équatorial 18a permettant son introduction dans la chambre 14'. De la même manière que pour la rotule 3", la rotule 18 est introduite suivant la position montrée en fig. 8 et ensuite basculée suivant la position de fig. 9 pour être alors retenue à l'intérieur de la chambre 14' par la déformation 13'b du corps 13'. Le méplat 18a présente un diamètre identique à celui 3"b de la rotule 3". La rotule 18 est solidaire d'une plaque horizontale 19 ou tige qui présente à son extrémité libre 19a, c'est-à-dire à l'opposé de ladite rotule, soit une partie recourbée, soit une fourche ou un système d'amarrage approprié suivant l'utilisation du corps 13'. L'extrémité libre de la plaque 19 est prévue pour coopérer avec l'espace 4'c d'une autre vis 4' implantée dans la vertèbre 8 voisine de celle 6. Les différentes variantes décrites précédemment peuvent être asso- ciées entre elles pour constituer une prothèse intervertébrale extra- discale ayant la qualité d'amortir les déplacements entre les vertèbres 6 et 8 soit en compression, soit en extension. On note que les différents corps représentés en fig. 1 à 8 peuvent être combinés avec une tige ou une plaque 21 d'un fixateur d'ostéosyn- thèse 20 pour constituer un montage protecteur des extrémités d'un système rigide en évitant une trop grande concentration de contraintes sur certains étages. La tige ou plaque 21 comprend à l'une des extrémi- tés libretune retenue 22 qui coopère avec les moyens de liaison 9, 15, ', 15", 15"', 19 des différentes prothèses décrites préalablement (fig. 10). Dans notre exemple, la prothèse intervertébrale extradiscale représentée est celle de fig. 5. Bien évidemment il peut être prévu toutes les autres variantes sans pour cela changer la combinaison. En fig. 11, on a représenté une variante des moyens de fixation dans les vertèbres 6 et 8. En effet, la rotule 3"' par l'intermédiaire de sa queue 3"'a peut être solidaire d'un crochet 3"'c qui vient s'ac- crocher directement sur les lames des vertèbres à réunir, réalisant ainsi un dispositif d'ancrage sous-lamaire. En fig. 12, on a montré une variante de celle de fig. 5 dont l'extrémité de la tige 15' est recourbée en forme de crochet 16"" dans un plan vertical pour venir directement s'accrocher sous une lame osseuse de la vertèbre voisine 8 à réunir. On a illustré en fig. 13 et 14 une variante de celle représentée en fig. 8 et 9. La prothèse extradiscale comprend un corps rigide 13 à profil cylindrique dont le fond 13a de la chambre 14 reçoit le bloc élastique 2. Ce dernier est solidaire d'une coquille ou analogue 2b qui est destinée à coopérer étroitement avec la rotule 3' associée à une vis pédiculaire 4'. L'extrémité opposée au fond 13a du corps 13 est fermée par l'intermédiaire d'un bouchon fileté 30 qui permet de rendre étanche la chambre 14 lorsque la vis 4' est associée à un soufflet d'étanchéité non représenté. Le bouchon 30 présente une face arrière 31 qui vient en appui contre la rotule 3' de manière à maintenir axialement cette der- nière à l'intérieur de la chambre 14. A l'intérieur du bouchon 30 est percé un logement sphérique 32 qui débouche du côté de la face avant 33 opposée à celle arrière 31 par l'intermédiaire d'une ouverture 34. L'ouverture 34 présente un profil cylindrique pourvu de deux méplats opposés et parallèles 34a et 34b distants l'un de l'autre d'une cote inférieure au diamètre du logement sphérique 32 (fig. 14). Le diamètre de l'ouverture cylindrique 34 est égal à ceux du logement sphérique 32 et de la rotule 40. A l'intérieur du logement 32 est retenue une rotule 40 solidaire d'une tige 41 dont l'extrémité libre 42 présente la forme d'un crochet pour venir coopérer directement sous la lame osseuse d'une vertèbre voisine 8. Bien évidemment, l'extrémité libre 42 peut affecter d'autres formes comme par exemple une fourche ou un crochet pour venir coopérer avec une vis pédiculaire non représentée. La rotule 40 comporte un méplat équatorial 43 dont le diamètre est sensiblement équivalent à la distance séparant les méplats 34a et 34b de l'ouverture 34. On constate que le méplat 43 de la rotule 40 permettent son introduction de celle-ci à l'intérieur du logement sphérique 32 est usiné dans un plan perpendiculaire à celui d'accrochage de l'extrémité libre 42 (fig. 13). En effet, le chirurgien oriente la rotule 40 de manière que le méplat 43 corresponde avec ceux 34a et 34b pour sa mise en place à l'in- térieur du bouchon 30. Cette position permet l'introduction de la ro- tule, tandis que pour sa retenue, il suffit de faire pivoter la rotule d'un quart de tour pour que sa partie sphérique vienne en butée contre les méplats 34a et 34b distants d'une cote inférieure au diamètre de la rotule 40 (fig. 13). On constate que les tiges 15, 15', 15", 15"' et 41 et la plaque 19 présentent une forme soit de crochet, soit de fourche qui sont sus- ceptibles de venir en appui contre une vis pédiculaire 4, 4' ou s'ancrer directement dans l'os ou sous les lames des vertèbres à réunir. On note que le bloc élastique 2 peut prendre n'importe quelle forme, soit cylindrique ou analogue sans changer ses caractéristiques. De plus, le bloc élastique 2 peut être associé avec un ressort non représenté pour améliorer ses caractéristiques élastiques. En outre, la matière du bloc 2 peut varier suivant les conditions élastiques recher- chées et être combinée avec par exemple des fibres composites. Enfin, au cas o le disque intervertébral 11 situé entre les ver- tèbres 6 et 8 serait partiellement effondré, on pourrait lui adjoindre une cale élastique 12 rétablissant un écartement plus normal entre les vertèbres et qui agirait en combinaison avec la prothèse intervertébrale extradiscale sous quelque forme que ce soit pour soulager le rachis (fig. 3). 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 domai- ne 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 AT I ON S 1. Prothèse intervertébrale extradiscale munie de moyens d'accro- chage directs ou indirects à deux vertèbres du rachis d'un patient, caractérisée en ce qu'elle est réalisée sous la forme d'un corps (1, 1', 13, 13') allongé totalement ou partiellement fermé comportant une cham- bre de compression (le, l'e, 14, 14'), l'une des extrémités de la cham- bre étant solidaire d'un bloc élastique (2) dont la face libre (2a) est en appui contre une rotule (3, 3" et 3', 3"') associée à un moyen de fixation (4 et 4', 3"'c) engagé dans une vertèbre (6), tandis que ledit corps est relié directement ou indirectement par l'intermédiaire d'au moins un moyen de liaison (9, 15, 15', 15", 15"', 19 et 41) qui est en appui contre un moyen de fixation (4 et 4', 3"'c) implanté dans une autre vertèbre (8). 2. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la face libre (2a) du bloc élastique (2) affecte La forme d'une portion concave de sphère de même diamètre que celui de la rotule (3, 3', 3", 3"'). 3. Prothèse suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la face libre (2a) du bloc élastique (2) est pourvue d'une coquille rigide (2b) ayant la forme d'une calotte sphérique concave de diamètre égal à celui de la rotule (3, 3', 3", 3"'). 4. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité (1c) du corps (1) opposée à celle qui porte le bloc élas- tique (2) est en appui contre une tige (7) en forme de crochet solidaire de la vis pédiculaire (4) implantée dans l'autre vertèbre (8). 5. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tige (7) comporte une tête (7a) s'étendant au-dessus de la partie extrême correspondante (1_) du corps (1) et se trouvant en appui sur sa face supérieure. 6. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité (1'c) du corps (1') opposée à celle (W'a) qui porte le bloc élastique (2) est reliée à la vis pédiculaire (4) solidaire de l'autre vertèbre (8) au moyen d'un maillon (9). 7. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps cylindrique (13) solidaire dans son prolongement, soit du côté de son extrémité ouverte, soit du côté de son fond (13a), d'une tige (15, 15', 15", 15"') comprenant une extrémité (16, 16', 16", 16"') qui vient en appui contre une autre vis pédiculaire (4') implantée dans La vertèbre voisine (8). 8. Prothèse suivant La revendication 7, caractérisée en ce que La tige (15) présente La forme d'un U de manière que son extrémité arrondie (16) puisse venir en appui étroit contre une vis pédicuLaire (4') ou anaLogue. 9. Prothèse suivant La revendication 7, caractérisée en ce que La tige (15') présente la forme d'une canne dont l'extrémité recourbée (16') vient en appui contre une vis pédiculaire (4') ou analogue. 10. Prothèse suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la tige (15") présente un profil aplati dont l'extrémité libre (16") est conformée suivant une fourche. 11. Prothèse suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la tige (15"') présente une extrémité libre recourbée (16"'). 12. Prothèse suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le corps (13) est solidaire d'un guide (17) pour le coulissement de la tige (15"'), ladite tige étant retenue par un système adapté sur le corps (13). 13. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps cylindrique (13') dont la chambre de compression (14') est prévue pour recevoir une seconde rotule (18) qui vient en appui contre la première (3"), ladite rotule (18) étant solidaire d'une plaque (19) qui présente à son extrémité libre soit une partie recour- bée, soit une fourche (19a). 14. Prothèse suivant la revendication 13, caractérisée en ce que le corps (13') comporte du côté de son extrémité ouverte (13'_) une réduc- tion de diamètre formant butée. 15. Prothèse suivant la revendication 13, caractérisée en ce que les rotules (3" et 18) comportent respectivement un méplat équatorial (3'b et 18a) et dont le diamètre est sensiblement équivalent à celui de l'extrémité (13'b) pour leur introduction à l'intérieur de la chambre (14'). 16. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée par sa combi- naison avec une cale élastique (12) engagée au niveau du disque inter- vertébral (11) entre les deux vertèbres (6, 8) qui reçoivent les vis pédiculaires (4, 4'). 17. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les corps (1, 1', 13, 13') peuvent être associés entre eux pour constituer une prothèse intervertébrale extradiscale ayant la qualité d'amortir les déplacements entre les vertèbres (6 et 8) soit en compression, soit en extension. 18. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les corps (1, 1', 13, 13') sont combinés avec une tige ou une plaque (21) d'un fixateur d'ostéosynthèse (20) pour constituer un ensemble rigide sur certains étages et libre mais controlé sur les autres. 19. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les corps (1, 1', 13, 13') sont protégés par l'intermédiaire d'un bouchon, d'une enveloppe ou d'un soufflet pour éviter toute pénétration de tissus vivants se trouvant à proximité de la chambre de compression (le, 1'e, 14, 14'). 20. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de fixation sont constitués d'une vis pédiculaire (4) dans les- quelles sont introduites des tiges (3a, 3"a et 7) comprenant respec- tivement une rotule (3, 3") et une tête (7a). 21. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de fixation sont constitués de vis pédiculaires (4') comprenant au-dessus de la partie filetée (4'a) une butée circulaire (4'b) qui délimite avec la rotule (3') un espace (4'c). 22. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de fixation sont constitués d'une rotule (3") solidaire d'un cro- chet (3"'c) par l'intermédiaire de sa queue (3"'a) pour sa mise en place directement sur la vertèbre à réunir. 23. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tige (15') comprend une extrémité recourbée (16"") dans un plan vertical pour venir s'accrocher directement sous une lame osseuse de la vertè- bre à réunir. 24. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le corps (13) est solidaire du côté opposé à son fond (13a) d'un bouchon (30) comprenant des moyens pour la retenue d'une tige (41). 25. Prothèse suivant la revendication 24, caractérisée en ce que le bouchon (30) comporte une face (31) qui vient en appui contre la rotule (3') préalablement placée dans le corps (13), tandis que sa face opposée (33) est percéed'un logement sphérique (32) pourvu d'une ouverture cy- lindrique (34) comprenant deux méplats opposés et parallèles (34a, 34b). 26. Prothèse suivant la revendication 25, caractérisée en ce que le logement (32) est prévu pour recevoir une rotule (40) solidaire de la tige (41), ladite rotule comprenant un méplat équatorial (43) pour per- mettre son introduction dans ledit logement. 27. Prothèse suivant la revendication 26, caractérisée en ce que le méplat (43) de la rotule (40) est usiné suivant un plan perpendiculaire à celui d'accrochage (42) de la tige (41). 28. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le bloc élastique (2) est associé à un ressort.