Brevet FR2730918A1 — publié le 19960830

La présente invention a trait à un dispositif de liaison intervertébrale à mobilité et à rigidité contrôlées. Il est destiné à palier aux défauts de posture ou d'affaiblissement de la colonne vertébrale, de nature traumatique ou dégénérative, qui impliquent le système musculoligamentaire, les vertèbres ou les disques intervertébraux. Ce sont principalement les cas de scoliose, de cyphose, de lordose, d'instabilité vertébrale, de lésion discale, de fracture vertébrale. Le présent dispositif caractérisé par une rigidité longitudinale et transversale différenciées permet d'adapter le niveau de réduction de mobilité des segments vertébraux instrumentés, aux indications citées ci-dessus. De plus, cette réduction peut s'appliquer indépendamment aux différents mouvements des segments vertébraux flexion dans le plan sagittal, inflexion latérale et compression-élongation. Par ailleurs, la réduction peut être modulable et adaptée au niveau de chargement des segments rachidiens lié au poids et à l'activité potentielle du patient. On connaît des dispositifs dits amortisseurs ou souples [Brevets FR 2.701.651, FR 2.692.952, FR 2.394.714, FR 2.697.428, FR 2.697.993] qui comprennent généralement un corps creux de section circulaire fixé à une vertèbre, à l'intérieur duquel se déplace un second corps métallique solidaire d'une vertèbre adjacente. De tels dispositifs se distinguent par les mouvements autorisés, et par les amortissements qu'ils procurent. Les mouvements possibles sont soit une translation simple [Brevets FR 2.692.952, FR 2.394.714, FR 2.702.362], soit une combinaison d'une translation et de trois rotations qui autorise un mouvement angulaire appelé angulation [Brevets FR 2.697.993, FR2.701.651, FR2697428]. L'amortissement du mouvement de translation est obtenu par des éléments déformables à caractère élastique [Brevets FR 2.394.714, FR 2.697.428] ou viscoélastique Brevets FR 2.692.952, FR 2.697.428]. Ce sont par exemple des éléments de type rondelle belleville , ou ressort, ou corps élastomère cylindrique ou torique. L' amortissement d'un mouvement de rotation (autre que la rotation autour de l'axe de translation) est obtenu par friction des surfaces du manchon et de la sphère solidaire de la vis pédiculaire [Brevet FR 2.701.651] ou par l'écrasement asymétrique de rondelles belleville [Brevet FR 2.697.428]. Le dispositif décrit dans le brevet FR 2.697.428 autorise un amortissement des mouvements de translation et également de rotation. Mais, la réponse dynamique élastique des mouvements d'angulation, assurée par le pincement de la bague épaulée sous l'action des éléments élastiques placés de part et d'autre, est assujettie à la sollicitation en compression-élongation. Ainsi un chargement selon l'axe du dispositif, résultant de la mise en compression de la colonne vertébrale, entraîne une flexion spontanée du mécanisme qui induit une modification de la courbure anatomique du rachis. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. Le dispositif de stabilisation intervertébrale est constitué selon la présente invention d'un corps creux de section circulaire fixé à une vertèbre, à l'intérieur duquel se déplace un second corps métallique solidaire d'une vertèbre adjacente, comprenant un premier élément déformable détaillé plus loin, qui autorise l'angulation et qui contrôle sa rigidité et son amplitude, indépendamment de la présence ou de l'efficacité d'un deuxième élément déformable qui contrôle le déplacement et la raideur en translation, sans faire intervenir l'action du premier. Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple, permettent de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un stabilisateur intervertébral à rigidité et à mobilité transversale contrôlées. La figure 2 est une coupe transversale montrant l'épaisseur des éléments déformables. La figure 3 est une variante de réalisation du dispositif Fig 1 montrant un mode de réalisation des lamelles avec un profil évasé en forme de tulipe. La figure 4 est une variante de réalisation du dispositif Fig. 1 montrant un mode de réalisation constitué d'une structure filaire déformable. La figure 5 est une variante de réalisation du dispositif Fig. 1 combinant deux éléments déformables. La figure 6 est une variante de réalisation du dispositif Fig 1 montrant un profil intérieur de la bague qui lors de la flexion coopère au profil extérieur des lamelles. La figure 7 est une variante de réalisation du dispositif Fig. 1 autorisant un réglage de la raideur transversale. La figure 8 est une variante de réalisation du dispositif Fig. 1 autorisant un réglage du débattement transversale. La figure 9 est une coupe longitudinale d'un stabilisateur intervertébral à rigidité et à mobilité transversale et longitudinale contrôlées. On a représenté en Fig. 1 un stabilisateur selon l'invention comprenant essentiellement un cylindre 1, un axe 2 à porté sphérique. Dans ce mode d'exécution, le cylindre 1 comporte une surface interne sphérique la qui coopère à la surface extérieure 2a d'une portion de sphère percée en son centre 2b tronquée 2c perpendiculairement au trou, de part et d'autre du plan médian, et rapportée à l'axe 2, afin de constituer une liaison de type rotule. L'extrémité du cylindre 1 possède un profil rétreint en forme de cône creux ouvert lb pourvu de fentes radiales qui définissent de multiples lamelles élastiques 3. Ces lamelles sont au contact de l'axe 2. Elles agissent en multiples ressorts indépendants et fléchissent lorsque l'axe s'incline. La bague cylindrique 4 rapportée à la pièce 1 coiffe l'ensemble de ces lamelles.Les surfaces externe 3a des lamelles 3 et, interne 4a de la bague 4 entrent en contact lors de la flexion et limite leur déformation. La distance (Di) entre l'extrémité libre de deux éléments déformables diamétralement opposés est inférieure au diamètre (De) de l'axe 2. Ainsi lorsque l'axe est en place au centre du cylindre 1, les lamelles se déforment et développent au repos des forces antagonistes. La différence de deux valeurs Di et De définie la raideur de la flexion en position neutre. Lors du montage, on engage la sphère percée et tronquée à l'intérieur du cylindre 1 en présentant la portion de sphère à plat dans les deux encoches latérales îc. Puis par simple rotation sur elle même, on oriente son trou central 2b selon l'axe du cylindre 1. Par ailleurs, on place la bague 4 autour de l'axe 2, puis on introduit l'axe 2 au centre des lamelles 3 de sorte que son extrémité cylindrique 2d s'encastre dans le trou 2b. On a montré en Fig. 2 une section transversale A-A des lamelles élastiques 3. Dans ce plan, l'épaisseur des dites lamelles peut être régulière 3b ou au contraire varier en fonction de leur position périphérique 3~. On a montré en Fig. 3 une variante de réalisation du dispositif Fig. 1. L'axe 2 possède, de préférence à son extrémité, un profil évasé en forme de tulipe 2e pourvu de fentes radiales qui définissent de multiples lamelles élastiques 3' On a présenté en Fig. 4 un autre mode de réalisation favorable des éléments déformables comportant des fils métalliques 3" droits ou courbes répartis à la périphérie du cylindre 1 ou éventuellement disposés autour de l'axe 2. On a présenté en Fig. 5 une variante de réalisation du dispositif Fig. 1, constitué d'une combinaison de moyens d'amortissement en flexion situés de part et d'autre de la liaison rotule. L'extrémité du cylindre 1 possède un profil rétreint en forme de cône creux ouvert 1k, pourvu de fentes radiales qui définissent de multiples lamelles élastiques 3. Ces lamelles sont au contact de l'axe 2. La bague cylindrique 4 rapportée à la pièce 1 coiffe l'ensemble de ces lamelles, elle est prolongée d'une forme qui coopére à un moyen de fixation sur les vertèbres. Les surfaces externe 3a des lamelles 3 et interne 4a de la bague 4, entrent en contact lors de la flexion et limite leur déformation. L'axe 2 possède un profil évasé en forme de tulipe 2e pourvu de fentes radiales, qui définissent de multiples lamelles élastiques 3' On a montré en Fig. 6 une variante de réalisation du dispositif Fig. 1. Lors d'un mouvement d'angulation, le profil extérieur des lamelles 3a offre, en combinaison avec le profil intérieur 4a de la bague 4, une progression du point de contact dans la direction longitudinale. La longueur libre des lamelles sousmises à la flexion diminue progressivement avec le mouvement d'inclinaison. Ainsi, la rigidité augmente lors du mouvement d'inclinaison. Par conséquent, le dispositif développe une courbe forcedéplacement proche du comportement physiologique d'un disque. On a présenté en Fig. 7 une variante de réalisation du dispositif Fig. 1. La bague cylindrique filetée 5 à l'intérieur placée sur l'axe 2 (filétée à l'extérieur et située sur le cylindre 1) présente une face externe (interne) conique 5a orientée vers les lamelles. Sa rotation induit un déplacement longitudinal. Au contact de la surface Sa, les lammelles déformables (3, 3' ou 3") adoptent une position fléchie et dévellopent au repos des forces antagonistes proportionnelles au déplacement de la bague. La bague 5 est immobilisée par le serrage d'un écrou 5', après le réglage de sa position qui a permis d'atteindre le niveau de raideur souhaité. On a présenté en Fig. 8 une variante de réalisation du dispositif Fig. 1. La bague cylindrique 6 filetée à l'intérieur placée sur l'axe l'axe 2 (filétée à l'extérieur et située sur le cylindre 1) présente une face externe (interne) conique 6a. orientée vers les lamelles déformables (3, 3' ou 3"). Sa rotation induit un déplacement longitudinal qui réduit ou au contraire augmente l'espace ménagé entre la surface 6a et la face externe 3a (interne) des lamelles 3. Le débattement transversale de l'axe 2 par rapport au cylindre 1 ,limité par l'interposition de la bague 6, est réglé par la positon longitudinale de la bague 6.La bague 6 est immobilisée par le serrage de l'écrou 6' On a présenté en Fig. 9 une variante de réalisation du dispositif Fig 1 comprenant essentiellement un cylindre 1', un axe 2' à potée sphérique et une coquille 7 intercalée entre l'axe et le cylindre. Dans ce mode d'exécution, le cylindre 1' comporte une surface interne courbe ld de révolution qui coopère à la surface extérieure 7a de la coquille 7. Ladite coquille présente une surface interne courbe 7b de révolution et épaulée 7c.Le rayon de courbure de ces surfaces le 7a et 7b est décalé par rapport à l'axe géométrique du cylindre 1' La pièce 7 est positionnée autour de la portée sphérique 2h de l'axe 2' L'épaulement 7a se loge dans la gorge 2g située dans le plan médian de la portée spérique. Ladite coquille est pourvue de fentes radiales qui définissent des languettes déformables. On a présenté en Fig. 10 une variante de réalisation du dispositif Fig 9 comprenant essentiellement un cylindre 1', un axe 2' à portée courbe de révolution et une coquille 7' intercalée entre l'axe et le cylindre. Dans ce mode d'exécution, le cylindre 1' comporte une surface interne sphérique lb qui coopère à la surface extérieure 7a de la coquille 7. Ladite coquille présente une surface interne sphérique 7k et comporte un épaulement 7c situé dans le plan médian. La pièce 7' est positionnée autour de la portée courbe de révolution 2h de l'axe 2' L'épaulement 7a se loge dans la gorge 2g située dans le plan médian de la portée de l'axe 2' Ladite coquille est pourvue de fentes radiales qui définissent des languettes déformables. Lors du montage, on engage la sphère percée et tronquée, coiffée de la coquille à ailettes élastiques (7 ou 7'), à l'intérieur du cylindre 1 en présentant la portion de sphère et la coquille à plat dans les deux encoches latérales ic. Puis par simple rotation sur elle même, on oriente son trou central 2c selon l'axe du cylindre. On place la bague 4 autour de l'axe 2, puis on introduit l'axe au centre des lamelles 3 de sorte que la portée cylindrique terminale 2d de l'axe 2 s'encastre dans le trou 2c de la sphère. REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison intervertébrale à mobilité et à rigidité contrôlées du genre comprenant un cylindre creux (1 ou 1') et un piston (2 ou 2'), prolongés chacun à leur extrémité d'une forme, de préférence un trou oblong ou une tige, qui coopère à un moyen de fixation sur les vertèbres connu en soi pour le maintien d'une plaque de liaison ou d'une tige, de préférence une vis pédiculaire, caractérisé en ce qu'il comprend un ou deux moyen(s) d'amortissement (3 ou 3') spécifique(s) aux mouvements d'angulation de l'axe par rapport au cylindre, solidaire du cylindre (1) ou de l'axe (2), en ce qu'il comporte éventuellement un moyen d'amortissement additionnel (7 ou 7') spécifique au mouvement de translation en compression et/ou en extension. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le(s) moyen(s) d'amortissement en angulation est(sont) constitué(s) d'un cône ouvert (1k) pourvus de fentes radiales qui définissent des lamelles élastiques périphériques (3), et/ou d'un profil évasé en forme de tulipe (2e), pourvus de fentes radiales qui définissent des lamelles élastiques périphériques (3'), et/ou d'un ou plusieurs fils métalliques (3") droits ou courbes disposés à la périphérie du cylindre (1) ou de l'axe (2). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la distance entre l'extrémité libre de deux éléments déformables diamétralement opposés est inférieure au diamètre de l'axe 2. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur des lamelles dans le plan transversal varie selon la position périphérique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que une bague (4) coiffe les éléments déformables (3, 3' ou 3"), les surfaces interne du premier (4) et externe du second (3) entrant en contact lors de la flexion et limitant leur déformation. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le profil intérieur (4a) de la bague (4) offre, en combinaison avec le profil extérieur (3a) des éléments déformables (3, 3' ou 3"), une augmentation de la rigidité transversale avec le déplacement angulaire. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il présente une bague de réglage (5) coulissant le long de l'axe 2 ou du cylindre 1, pourvue d'une face conique (5a) au contact de l'extrémité des éléments déformables (3, 3' ou 3"). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il présente une bague de réglage (6) coulissant le long de l'axe 2 ou du cylindre 1, pourvue d'une face conique (6a) qui lors de la flexion, rentre au contact de la surface (3a) de l'élément déformable (3) située en regard. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'amortissement en translation, indépendant de celui en angulation, constitué d'une coquille à ailettes déformables (7 ou 7').