Brevet FR2739773A1 — publié le 19970418

I- TITRE MATERIEL ANCILLAIRE DE PRELEVEMENT DE GREFFONS OSSEUX AUTOGENES CYLINDRIQUES CALIBRES MU PAR MOTEUR PNEUMATIQUE OU ELECTRIQUE. - DESCRIPTION !Inellcallon dt, (tomame technique de l'lnvemlon/ La présente invention intéresse la Chirurgie Orthopédique Osseuse et, d'une manière plus générale, toute Chirurgie Osseuse Plastique Réparatrice ou Esthétique( O.R.L, Chirurgie Maxillo-Faciale et Stomatologique), toutes Chirurgies demandeuses d' os tautologue de comblement ou de remplacement dont les qualités ne sont pas à démontrer face aux succédanés et ersatz qui nous sont proposés de plus en plus nombreux et variés chaque année. Ceci démontre du même coup les besoins accrus en matériaux biocompatibles.Or n'est-il rien de plus biologiquement compatible à un sujet que son propre os? Cependant, nous nous heurtions au problème du prélèvement particulièrement traumatisant avec les techniques classiques (fraises à os, ciseaux frappés ou scies oscillantes chirurgicales) surtout au niveau de la crête iliaque antérieure, site-donneur fréquemment emprunté pour plusieurs raisons chirurgicales. Ceci entraînait un allongement notoire du temps opératoire global, un saignement et des douleurs postopératoires, causes d' une impotence fonctionnelle plus ou moins marquée mais certaine. Il y avait un manque de régularité dans la taille des greffons selon l'usage particulier auquel ils étaient destinés, et, parfois l'impossibilité de revenir sur le site donneur mutilé à jamais. flndîcation de l'état des techniques antérieures] Il existe des tréphines à main utilisées dans le carottage d'os iliaque par certains spécialistes (Rhumatologistes et Orthopédistes). Les résultats nous décevaient : quantité des greffons insuffisante, longueur insignifiante, prélèvement laborieux quand leur nombre augmente avec un risque sceptique directement proportionnel au temps d'exposition de la plaie à l'air. Il y avait des tréphines mues par moteur pneumatique utilisées en Chirurgie Orthopédique permettant de retirer des vis d'ostéosynthèse cassée mais telle qu'elles se présentaient, leur utilisation était rendue dangereuse par le faux-rond engendré par la rotation motorisée pour les outils de plus grand diamètre et aléatoires pour les autres car une imprécision existait par rapport au site attaqué, et, une fois le premier prélèvement réalisé, on retombait à la deuxième prise dans la trépanation première . à moins de s'en éloigner suffisamment d'où inconvénients certains. /I rj é de i'lnvenllt)n/ L'invention réunie quatre matériels indissociables dans son esprit et dans les buts qu'elle se propose d'atteindre, qui en font son originalité. 1. La TREPHINE - 2. La CLE -3. Le PISTON-EXTRACTEUR - 4. Le MOTEUR 1/la tréphine (Fig. 1) Elle est constituée de trois parties vissables entre elles: A - un Outil-Sécant (O-S) ou tréphine proprement dite. B - un Guide-Centreur (G-C) C - une Pièce Intermédiaire (P-I) permettant le raccordement de A et B à l'entraînement motorisé. N.B : toute l'instrumentation ancillaire est réalisée dans un acier chirurgical permettant l'affûtage et la stérilisation. A - 1' Outil-Sécant ou tréphine proprement dite. (Fi2. 1A) I1 est réalisé dans un cylindre creux (1), dont l'extrémité distale (par rapport au moteur ) est porteuse de dents (2), de 2 à 3 mm de hauteur, légèrement avoyées, permettant la coupe osseuse sans échauffement excessif. L'épaisseur du métal (3) est de 5/10 mm (ou moins si cela reste techniquement possible) pour permettre la réalisation de dents affutables et réaffutables. La longueur et le diamètre utile (4) i.e l'alésage interne sont variables et fonctions du diamètre et de la longueur des greffons nécessaires. Nous verrons qu'il peut exister des modalités d'utilisation différente par exemple une trépanation osseuse cylindrique que l'on peut être amené à réaliser dans certaines interventions orthopédiques dans lesquelles on tiendra compte alors de l'alésage externe. A 20 mm environ de la partie proximale se situent deux méplats (5) diamétralement opposés où peuvent s'insérer les mors de la clé plate double (Fig.2) , permettant à l'Outil-Sécant dont la partie proximale interne (6) est taraudée sur 10 mm environ, de se visser et se dévisser facilement et rapidement (par rotation du moteur) sur le taraudage mâle homologue du mandrin d'entraînement. B - le Guide-Centreur (Fig. lB) est constitué d'une tige dont le diamètre correspond dans sa partie distale (11) à l'alésage interne de l'Outil-Sécant dans lequel il vient se glisser. Du côté proximal il est d'un diamètre moindre pour alléger l'outil et pour lui permettre de se visser aisément par un taraudage mâle (12) dans le mandrin d'entraînement où il est bloqué par l'autre extrémité de la même clé plate s'insérant sur les deux méplats (13) diamétralement opposés pratiqués sur la tige juste en avant du filetage ( 12);; du côté distal le Guide-Centreur dépasse les dents de l'O.S. de 3 mm. et est taillé en forme de lancette (14) sur 5 à 6 mm de hauteur (suivant la hauteur des dents de l'O-S), , les deux plans obliques centrant la tréphine sont affutés pour tailler dans le sens antihoraire ( comme les dents de 1' O-S). La base de la lancette est égale au 1/3 médian du diamètre de la tige ce qui permet de comprendre le rôle du G-C : I'os est "piqué" par la lancette à l'endroit exact où I'on veut prélever - le moteur tournant dans le sens sécant la tréphine s'enfonce progressivement, sur les 3 mm de lancette qui en dépasse d'abord, puis sur 2 à 3 mm encore, ses dents agissant alors.Arrivé à ce niveau de pénétration l'outil ne peut plus progresser car l'épaulement interne (15) situé autour de la lancette interdit toute avance : il faut alors dévisser l'O-S, dévisser le G-C, revisser l'O-S avant de continuer la trépanation, sans aucun risque de dérapage possible, en se replaçant dans le sillon circulaire précédemment réalisé. C - la Pièce Intermédiaire (Fin.lC) entre O-S/G-C et moteur. Elle est d'une forme spécifique au moteur dont on dispose déjà dans la partie toute proximale de sa queue (17); sa partie plus avant peut être purement cylindrique et s'adapter alors à n'importe quel mandrin universel de moteur. La partie distale, le corps (18), d'un diamètre en continuité avec celui de l'O-S, est d'une longueur suffisante à un taraudage interne femelle (21) dans lequel vient se visser centré le G-C et à un taraudage mâle externe (16) sur lequel se visse l'O-S. Il n'y a aucun jeu possible entre les différentes pièces, tout est parfaitement stable : tout repose sur l'Opérateur et non plus sur un matériel non-stabilisable. Aux tréphines préexistantes nous avons adjoint en le créant un Guide-Centreur (G-C) permettant de nous positionner exactement sur le site-donneur, sans erreur possible = le centrage est punctiforme, réalisé par l'extrémité acérée de la mèche (14) du G-C réalisant l'avant-trou. 2/ / La CLE (Fig.2) Le montage et le démontage de l'Outil-Sécant (O-S) et du Guide-Centreur (G-C) sur l'axe d'entraînement ont été accélérés, simplifiés, n'exigeant aucune force physique, donc rendus plus aisés grâce à l'utilisation d'une Clé qui s'y adaptent, les immobilisant tandis que le mouvement de rotation horaire ou antihoraire est fourni par un moteur = d'où risques septiques moindres car la rapidité d'intervention est accrue. Il s'agit d'une Clé plate double chaque extrémité ayant un diamètre différent correspondant d'un côté (9) aux méplats de I' Outil-Sécant, de l'autre coté (8) à ceux du Guide-Centreur. Nous rappelons que la clé n'a pas à tourner : elle sert à immobiliser O-S et G-C tandis que le moteur les visse et les dévisse d'où l'extrême rapidité de ces manoeuvres. 3/ Le PISTON-EXTRACTEUR (Fig.3) Sa création a été rendu nécessaire car les greffons osseux relativement longs n'ont aucune tendance à sortir spontanément de l'Outil-Sécant où ils restent le plus souvent fortement coincés. Cet outil se compose d'une tige pleine (19), d'une longueur légèrement supérieure à celle de l'O-S et d'un diamètre légèrement inférieur à son alésage pour pouvoir glisser aisément dans la lumière dudit O-S . A l'une de ses extrémité est soudée une platine ronde (20) d'un diamètre suffisant pour être empaumé facilement et efficacement pour extraire en poussant les fragments osseux. On peut être amené à utiliser un maillet en cas de blocage de l'os. L'usage de la clé de serrage permet de maintenir plus aisément l'O-S pendant qu'on frappe avec le maillet tenu dans l'autre main. 4/ Le MOTEUR Un moteur pneumatique orthopédique travaillant sous 3,5 Bars de pression convient parfaitement à condition d'avoir un système d'inversion et une détente permettant une accélération et décélération progressive. Le couple doit être suffisant pour qu'il puisse tourner à 500 tours/minute sans échauffement notable pour l'os. Nous rappelons que la partie distale de la queue de la Pièce Intermédiaire est cylindrique et de ce fait accepte l'utilisation d'un mandrin universel. Le moteur peut être électrique mais doit répondre aux mêmes spécifications de couple et de vitesse de rotation. L'achat d'un moteur ne s'impose absolument pas : il suffit d'en utiliser un du bloc de chirurgie orthopédique. Ce que nous voulions c'est un matériel nous permettant d'obtenir sûrement, aisément et rapidement des greffons osseux cylindriques, calibrés, autologues i.e pris à partir du receveur lui-même. avec un traumatisme chirurgical le plus faible possible, avec une cicatrisation du site donneur ad integrum ce qui autorise d'y réintervenir en cas de nécessité (particulièrement intéressant chez les polytraumatisés à multiopérer). Nous avons évoqué une utilisation différente dans son but à savoir une trépanation osseuse longue et plus ou moins étroite. II est évident que les indications chirurgicales ici mentionnées ne sont pas exhaustives, non plus que son utilisation plus large (dans l'art vétérinaire notamment). Il s'agit bien d'un matériel ancillaire nouveau par les buts qu'il se propose d'atteindre et les transformations certaines apportées pour cela d'une utilisation - sûre dans le maniement une fois l'avant-trou réalisé : pas de dérapage possible (même en position très oblique), - stable et précise : on prélève là où on l'a décidé = les prélévements cylindriques peuvent être tangentiels entre eux (et même se superposer partiellement, mais l'intérêt n'apparaît plus alors dans sa vocation première !), - rapide car motorisée. //'re;xentullon dL'S llfféreonlexyzgures (/tJ cle.sxzn/ Les dessins annexés représentent l'invention. Les proportions entre les différentes parties sont respectées. Par contre les dimensions ne sont pas données car elles restent variables en fonction du diamètre des différentes carottes osseuses qu'on se propose de prendre et du site -donneur considéré: chez l'Homme le diamètre utile de l'Outil sécant se situe entre 3 mm au minimum (au dessous les fragments pris sont trop fragiles et ne peuvent avoir une longueur satisfaisante) et 9 mm au maximum (pour pouvoir prélever dans la plupart des os iliaques). Il va de soit que leur usage en art vétérinaire ou industriel (prélèvement osseux pour greffons hétérologues par exemple) nécessiterait des dimensions idoines. Nous rappelons que les différentes pièces sont réalisées dans un acier de qualité chirurgicale supportant un affûtage durable malgré des stérilisations répétées, au norme de plus en plus draconienne. La figure 1 représente la tréphine complète, prête à être montée sur le moteur. On peut voir ses trois pièces constitutives : I'Outil-Sécant (A) le Guide-Centreur (B) dont on n'aperçoit que la lancette (B4), la Pièce-Intermédiaire (C). La figure 1 A est une coupe schématique de l'Outil-Sécant (A) passant par un diamètre intéressant les deux méplats (5) permettant le montage-démontage rapide par l'extrémité de la Clé (fig.2/1). La lumière (1) est d'un diamètre (4) variable selon l'usage envisagé. L'épaisseur (3) du métal sera de 0,5 mm au minimum : au dessous des dents (2) affutables, légèrement avoyées, évitant un échauffement excessif et néfaste de l'os, seraient difficilement réalisables. Les méplats (5) d'une hauteur de 5 mm (égale à l'épaisseur de la Clé [fig.2]) ont une profondeur suffisante pour une bonne préhension, mais limitée par la présence de l'outil B; en (6) on remarque un taraudage interne sur 10 mm permettant le vissage sur la pièce C. La fig. 1B est une coupe schématique du Guide-Centreur (B) passant par le diamètre xy déterminé tel que sur la fig. 4h. Le diamètre externe (II) répond au diamètre interne (4) de l'outil A. En (13) se trouvent les deux méplats, d'une hauteur de 5 mm (égale à l'épaisseur de la Clé [fig.2]) permettant le montage-démontage rapide par l'extrémité de la dite Clé (8). L'épaisseur de métal restant entre ceux-ci doit être suffisante pour ne pas fragiliser exagérément l'instrument dans les faibles diamètres. En (12) la queue de B vient se visser dans le taraudage femelle (21) de C. A l'autre extrémité nous trouvons la lancette (14) de centrage et de perforation dépassant en action de 2 à 3 mm les dents (2) de A. L'épaulement (15) se trouve lui à 2 à 3 mm au dessous de ces mêmes dents. La figure 2 visualise la Clé de montage-démontage de A sur C par son extrémité (7) qui s'insère par son diamètre (9) dans les méplats (5) de A. L'extrémité (8) vient de la même façon par son diamètre (10) se glissant dans les méplats (16) visser-dévisser B de C. La figure 3 représente le Piston-Extracteur avec son extracteur (19) dont la section répond au calibre de A auquel il est attaché, et son poussoir (20) d'un diamètre de 20 à 30 mm permettant l'expulsion aisé du greffon prélevé. La figure 4 reprend la figure 1 en coupe schématique. Elle permet de localiser les trois pièces A, B, C et de visualiser précisément leurs rapports respectifs. Une coupe transversale passant par le plan h réalise la figure 4h. Elle objective le sommet de l'outil B avec sa lancette (14) et son méplat (15) dont nous avons déjà parlé. REVENDICATIONS 1. - Matériel de prélèvement osseux du type tréphine mû par un moteur pneumatique ou électrique. permettant le carottage de greffons osseux cylindriques calibrés, de longueur et de diamètre variables selon les besoins de l'opération, caractérisé par le fait qu'il comporte un outil sécant et un système de centrage ou guide centreur amovible permettant une localisation parfaite du site et un ancrage précis et définitif de l'outil sécant sur le site donneur (os iliaque par exemple) par un moyen mécanique capable de pénétrer le site donneur de façon précise et sur une profondeur juste suffisante pour fournir à l'outil sécant un point d'appui pour son ancrage de telle façon que la mise en rotation de l'outil sécant ne soit soumise à aucun risque de dérapage à l'attaque de l'os malgré la rotation relativement élevée imprimée à la tréphine de prélèvement, et des moyens pour retirer ensuite le système de centrage, ainsi que des moyens pour connecter l'outil sécant ainsi positionné ou ancré à un moteur d'entraînement en rotation, pour le prélèvement du greffon. 2. - Matériel selon la revendication 1 caractérisé en ce qu il consiste en une tréphine constituée de trois parties vissées entre elles à savoir l'outil sécant (A), vissé sur la pièce intermédiaire à son extrémité proximale, porteur de dents (2) affutées et avoyées sur le pourtour de son extrémité libre travaillante à travers laquelle passe le guide centreur (B). 3. - Matériel selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par son guide centreur (B) dont la partie active est constituée dans son tiers moyen d'une pointe (14) triangulaire isocèle sécante et perforante, tandis que l'épaulement (15) existant sur les tiers externes arrétent la progression de l outil une fois le centrage et l'amorçage de coupe (ou ancrage) par l'outil sécant (A) réalisés. sans risque de dérapage pour celui-ci et en ce que le guide centreur se visse à I'intérieur et au centre (21) de l'extrémité distale (16) de la pièce Intermédiaire (C) 4. - Matériel selon les revendications 1. 2 et 3 caractérisé par sa pièce Intermédiaire (C) laquelle vient se visser dans l'outil sécant (A) en (6), tandis que par son extrémité proximale, la queue (17), elle se rattache au moteur et permet la transmission d'un mouvement rotatif horaire et antihoraire permettant un prélèvement rapide et sans efforts, risque d'imprécision. 5. - Matériel selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé par la queue (17) de la Pièce-lntermédiaire qui peut avoir une forme spécifique pour s'enclencher et répondre à un mandrin-moteur homologue ou bien, être serrée dans un mandrin-moteur universel grâce à la forme simplement cylindrique de sa portion la plus distale. 6. - Matériel selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par une clé (7, 8) plate double usage i.e. pour l'outil sécant [par son extrémité (8)] et le guide centreur [par son extrémité (9)] pour une même tréphine. 7. - Matériel selon les revendications 1, 2, 4, 5 et 6 caractérisé par la solidarisation parfaite entre les trois parties de la tréphine entre elles par vissage, ce vissage (et donc le dévissage) pouvant être réalisé très rapidement et sans efforts par la clé qui bloque et immobilise la partie à visser/dévisser grâce aux méplats diamétralement usinés sur l'outil sécant (5) ou guide centreur(13), le moteur. en mobilisant la pièce intermédiaire, réalisant serrage et desserrage aisément. 8. - Matériel selon les revendications 1 et 2 caractérisé par la coopération d'un piston extracteur du greffon constitué d'une tige (19) pleine d'un diamètre égal à l'alésage (4) de l'outil sécant homologue et d'une platine (20) ronde soudée à l'une quelconque de ses extrémités d un diamètre de 25 mm (+ ou - 5 mm) pour chasser le greffon hors de l'outil sécant