Brevet FR2763832A1 — publié le 19981204

La présente invention a pour objet une tige vertébrale de section constante sur toute sa longueur pour instrumentation d'ostéosynthèse rachidienne, destinée à recevoir des implants d'ancrage osseux, ainsi que l'instrumentation d'ostéosynthèse incluant au moins une telle tige. Dans ces instrumentations, les implants ancrés dans l'os (vis ou crochets) présentent des surfaces adaptées au diamètre de la tige utilisée. Dans de nombreuses instrumentations, les tiges conformées à l'anatomie des segments vertébraux sur laquelle elles doivent être installées, restent rigides, comme décrit par le brevet français 83 07 450 (2 545 350). Cependant dans certains cas une raideur variable peut s'avérer souhaitable, la tige vertébrale étant par exemple rigide sur une partie de sa longueur et relativement souple sur l'autre partie. Ainsi le brevet européen EP-A-O 612 507 décrit une instrumentation lombo-sacrée comportant des tiges constituées d'une partie rigide et d'une partie terminale souple, de diamètre inférieur à celui de la partie rigide. Cet agencement permet dans ce cas particulier de résoudre les difficultés provoquées par l'existence d'une "néochamière" entre des vertèbres fusionnées et la première vertèbre sus-jacente. Cette solution impose toutefois d'utiliser des implants différents pour chacune des deux parties de la tige, car ces implants doivent en effet être adaptés à des diamètres de tige différents, ce qui entraîne des contraintes et des coûts supplémentaires. L'invention a pour but de réaliser une tige vertébrale de raideur variable avec les mêmes implants sur toute la longueur de la tige, afin d'éliminer cet inconvénient. Conformément à l'invention, la tige vertébrale, de diamètre constant sur toute sa longueur, comporte des moyens pour faire varier sa raideur entre ses extrémités. Suivant une forme de réalisation de l'invention, lesdits moyens consistent en un alésage formé axialement dans la tige, qui s'étend sur au moins une partie de la longueur de celleci. Ainsi la raideur du tronçon de la tige dans lequel est réalisé I'alésage, est inférieure à celle du tronçon plein, sans que cette variation de raideur ne modifie le diamètre de la tige, ce qui permet d'utiliser les mêmes implants sur les parties de raideur différentes. II en résulte un avantage substantiel puisqu'un seul jeu d'implants au lieu de deux est nécessaire, tout en évitant les risques d'erreurs dans le choix des implants. Suivant un autre mode de réalisation, L'alésage présente au moins deux zones axiales de section transversales différentes. Si cet alésage ne s'étend que sur une partie de la longueur de la tige, celleci comportera alors au moins trois zones de raideur différentes. Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, L'alésage axial a une section constante, est rempli d'un matériau métallique et enrobé dans un matériau métallique différent. L'invention permet non seulement d'utiliser les mêmes implants avec une tige de section transversale constante et de raideur variable, mais également de ne pas modifier les organes de connection entre les implants et la tige, ce qui était nécessaire avec la tige de diamètre variable selon le brevet EP A- précité. La variation de raideur peut être obtenue en faisant varier soit la section longitudinale de la tige, suivant son axe longitudinal, soit la section transversale, dans un plan radial, soit par un choix de matériaux différents dans le cas d'association de matériaux différents. 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 plusieurs formes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une première forme de réalisation de la tige vertébrale selon l'invention. La figure 2 est un graphique représentant la variation de la raideur de la tige de la figure 1 le long de son axe longitudinal. Les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe transversale illustrant trois autres formes de réalisation de la tige selon l'invention. La figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'une cinquième forme de réalisation de la tige selon l'invention. La figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une sixième forme de réalisation de la tige selon l'invention. La figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'une septième forme de réalisation de la tige selon l'invention. La figure 9 est une vue en perspective d'une huitième forme de réalisation de la tige selon l'invention. La figure 10 est une vue en élévation longitudinale et coupe partielle d'une tige vertébrale selon un neuvième mode de réalisation de l'invention. La figure 11 est une vue en élévation longitudinale d'une tige vertébrale selon un dixième mode de réalisation de l'invention. La figure 12 est une vue en élévation longitudinale d'une tige suivant un onzième mode de réalisation. Les figures 13, 14 et 15 illustrent une séquence de mise en place sur un segment vertébral par un chirurgien d'une tige conforme à la figure 9 et munie d'implants d'ancrage osseux correspondants. La tige vertébrale 1 représentée à la figure 1 présente une section transversale constante sur toute sa longueur et creuse sur une partie de sa longueur : elle présente en effet un alésage axial 2 constitué d'un premier tronçon 3 ayant un diamètre dl, et d'un second tronçon 4 ayant un diamètre d2 inférieur à dl. L'alésage 2 s'étend dans cet exemple sur une partie de la longueur de la tige 1, sorte que la tige présente trois parties longitudinales de raideur différentes : une première partie de raideur R1 maximum, correspondant au tronçon plein de la tige 1, une seconde partie de raideur R2 inférieure à R1, correspondant au tronçon 4 de l'alésage 2, et enfin une troisième partie de raideur R3 inférieure à R2, correspondant au tronçon 3 de diamètre dl, ce demier tronçon débouchant sur l'extrémité libre de la tige 1. Dans la réalisation de la figure 1, la raideur varie suivant l'axe longitudinal ZZ de la tige 1 en faisant varier la section transversale de l'alésage 2. Dans les réalisations des figures 3, 4 et 5 par contre, la raideur varie dans un plan radial, suivant les axes radiaux XX et YY: la réalisation de la figure 3 correspond à une tige 5 ayant un alésage axial 6 de section circulaire. La tige 7 de la figure 4 comporte un alésage 8 de section transversale également circulaire, mais excentré radialement par rapport à l'axe longitudinal ZZ. Enfin la tige 9 de la figure 5 comporte un alésage 11 s'étendant autour de l'axe longitudinal mais ayant une section transversale non circulaire, par exemple ovale ou elliptique, tous ces différents cas pouvant du reste être combinés. Dans les différentes réalisations des figures 3, 4 et 5, les moment d'inertie sont différents sur les axes XX et YY, ce qui conduit à une raideur différente selon l'axe. La tige 12 de la figure 6 comporte un alésage axial 2 similaire à celui de la tige 1, mais est en outre pourvue, à son extrémité opposée à la première partie 3 de l'alésage 2, d'un embout sécable 13, de même section transversale que le reste de la tige 12. Cet embout 13 est relié à la tige 12 par une zone 14 de moindre résistance, constituant une amorce de rupture. L'embout 13 peut être enlevé par flexion ou torsion à l'aide d'un outil approprié non représenté, après pose sur le segment rachidien de la tige 12 avec les organes d'ancrage correspondants (non représentés). Grâce à la séparabilité de l'embout terminal 13 après pose de l'instrumentation dont fait partie la tige 12, on obtient après la correction vertébrale, une tige de longueur plus courte qu'en début d'intervention, ce qui présente un avantage important dans les cas où la longueur de tige effectivement suffisante en fin d'intervention est inférieure à la longueur initiale nécessaire. Cela est le cas par exemple lorsqu'il s'agit de restaurer une courbure physiologique après l'opération chirurgicale et d'éviter qu'une extrémité de la tige ne fasse saillie inutilement, notamment pour réinstaller une lordose lombaire à la suite d'une intervention sur un dégénératif, c'est-à-dire un disque vertébral endommagé, cause de douleurs. En effet initialement le chirurgien doit alors utiliser une tige rectiligne d'une certaine longueur sur laquelle il procède à une distraction, puis à une compression accompagnée d'un cintrage de la tige. A l'issue de cette compression et de ce cintrage, l'un des organes d'ancrage osseux a coulissé en direction de l'autre, et découvre donc une extrémité libre de la tige, qui devient gênante. Cette extrémité libre doit alors être supprimée d'une manière ou d'une autre, et peut l'être aisément, sans risques pour le patient, si elle est constituée par un embout détachable tel que l'embout sécable 13. Dans la forme de réalisation de la figure 7, la tige 15 présente un alésage axial 2 comparable à celui de la figure 6, mais la partie 4a de cet alésage se prolonge par un trou axial taraudé 16 débouchant sur l'extrémité libre de la tige 15. Dans le trou 16 vient se visser un doigt fileté 17 faisant saillie axialement d'un embout terminal 30 de même section transversale que le reste de la tige 15, et avec laquelle il fait corps lorsque le doigt 17 est vissé dans le trou 16. L'embout 30 peut être avantageusement identique à l'embout 18 de la figure 10, la tige 15 pouvant avoir une surface à aspérités telle qu'une surface moletée 19. L'embout 18 peut être dévissé manuellement en fin de mise en place de l'instrumentation par le chirurgien grâce par exemple à un moletage ménagé sur la surface de l'embout 18, ou bien au moyen d'un outil de dévissage approprié 42 dont l'extrémité peut être introduite successivement dans des trous 21 ménagés radialement dans l'embout 18 (figure 15). Dans la réalisation de la figure 8, la tige 22 ne comporte pas d'embout terminal séparable mais un alésage axial 23 de section transversale constante, s'étendant sur la plus grande partie de la longueur de la tige. A l'une de ses extrémités, l'alésage 23 est fermé par un obturateur 24, par exemple un bouchon vissé dans l'extrémité de l'alésage 23. Dans le mode de réalisation de la figure 9, la tige 25 comporte un alésage axial s'étendant sur une partie de sa longueur et rempli d'une âme 26, par exemple métallique, le reste de la tige 25 étant constitué en un matériau métallique différent de l'âme 26. Cette dernière peut aussi être constituée en un matériau plastique ou tout autre matériau biocompatible. Dans les différents cas, I'âme 26 a une raideur différente de celle du matériau constituant le reste de la tige 25, ce qui permet de faire varier la raideur suivant l'axe longitudinal. La tige 27 de la figure 11 ne comporte pas d'alésage axial et est donc pleine sur toute sa longueur. Cette tige 27 est munie à l'une de ses extrémités d'un embout sécable 28, relié à l'extrémité de la tige 27 par une zone 29 de moindre section donc de moindre résistance, constituant une amorce de rupture. L'embout 28 peut être muni de moyens de torsion-flexion pour provoquer sa rupture après pose de l'instrumentation incluant la tige 27. Dans l'exemple illustré à la figure 11, ces moyens de torsion sont constitués par une forme terminale 31 faisant saillie sur l'extrémité de l'embout 28 opposée à la zone d'amorce de rupture 29. Cette forme 31 est par exemple hexagonale et apte à recevoir un outil d'entraînement correspondant non représenté. En variante les moyens de torsion peuvent être constitués par des trous formés radialement dans l'embout 28, comme les trous 21 de l'embout 18 (figure 10). Dans la forme de réalisation illustrée à la figure 12, la tige 32 est reliée à l'embout séparable 33 par une pièce intermédiaire 34 formée par un cylindre de même diamètre externe que les tiges 32, 33, à l'intérieur duquel pénètrent des doigts terminaux 35, 36 respectifs de l'embout 33 et de la tige 32. La pièce 34 est fixée aux doigts 35, 36 par tout moyen approprié. Les figures 13, 14 et 15 illustrent les étapes de la pose d'une tige vertébrale 20 munie d'un embout vissé 18 sur deux vertèbres lombaires L3, L2 d'un rachis. Sur la tige 20 sont enfilés deux implants d'ancrage 37, d'un type connu en soi (vis ou crochet d'ancrage osseux). Le chirurgien met temporairement en place sur la tige rectiligne 20, entre les implants d'ancrage 37, une bague 38 en forme de C, fixée à l'extrémité du manche 39 d'un outil. L'implant d'ancrage inférieur 37 est fixé en place sur la tige 20, tandis que l'implant supérieur 37 est laissé libre de coulisser sur la tige. A la figure 14, le chirurgien utilise une pince 41 pour exercer dans l'axe de la tige 20 en prenant appui sur la bague 38 une force de compression qui provoque une descente de l'implant d'ancrage supérieur 37, et le rapproche de l'implant d'ancrage inférieur 37. Une fois cette compression terminée, I'implant d'ancrage supérieur 37 est bloqué sur la tige 19 en un emplacement situé en-deçà de l'embout 18. La compression permet de restaurer par exemple l'alignement du rachis. A la dernière étape (figure 15), un outil 42 est utilisé pour dévisser l'embout 18 et le séparer de la tige 20, en introduisant la pointe de l'outil 42 dans les trous successifs 21 prévus à cet effet sur l'embout 18. La bague 38 est enlevée de la tige 20. Une fois l'embout 18 retiré, les organes d'ancrage 37 se trouvent positionnés aux deux extrémités de la tige sans qu'aucune partie de celle ne fasse saillie des organes 37, et sans que le retrait de l'embout 18 ne fasse courir un risque quelconque au patient. L'invention n'est pas limitée aux différents modes de réalisation décrits et peut comporter de nombreuses variantes d'exécution. Ainsi par exemple la tige 20 peut être soit pleine comme représentée à la figure 10, soit pourvue d'un alésage axial conforme à l'une quelconque des réalisations des figures 1 à 9. II en est évidemment de même pour les tiges 27 et 32. L'alésage 26 peut être rempli d'un matériau métallique, biocompatible ou non, et enrobé dans un matériau plastique biocompatible. De même la tige pourrait être constituée d'au moins trois couches réalisées en au moins deux matériaux différents, par exemple suivant la distribution a-b-a ou avec. REVENDICATIONS 1. Tige vertébrale (1; 5...) de diamètre constant sur toute sa longueur pour instrumentation d'ostéosynthése rachidienne, destinée à recevoir des implants (37) d'ancrage osseux, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (2; 6; 8...) pour faire varier sa raideur entre ses extrémités. 2. Tige selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens consistent en un alésage (2; 23...) formé axialement dans la tige (1; 5...) qui s'étend sur au moins une partie de la longueur de celleci. 3. Tige selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'alésage (2) présente au moins deux zones axiales (3, 4) de sections transversales différentes. 4. Tige (25) selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'alésage axial (26) a une section constante, est rempli d'un matériau métallique et enrobé dans un matériau métallique différent. 5. Tige selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'alésage axial (26) a une section constante, est rempli d'un matériau plastique et est enrobé dans un matériau métallique biocompatible ou inversement. 6. Tige selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens consistent en un alésage décalé radialement (8) par rapport à l'axe longitudinal (ZZ) de la tige (7). 7. Tige (9) selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'alésage (11) a une section transversale ovale ou elliptique ou complexe. 8. Tige (19...) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un embout terminal (18; 30; 28; 33) de même section que le reste de la tige et détachable. 9. Tige (19) selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'embout (18) comporte un doigt axial fileté (17) pouvant être vissé dans un trou taraudé complémentaire (16) formé dans une extrémité de la tige. 10. Tige selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'embout (13; 28) est lié à une extrémité de la tige (12; 37) par une zone de moindre résistance (14; 29) formant une amorce de rupture, grâce à laquelle l'embout est rendu sécable. 11. Tige selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'embout (13; 28) est pourvu de moyens de torsion-flexion pour provoquer sa rupture. 12. Tige selon la revendication 11, caractérisée en ce que lesdits moyens de torsion sont des trous (21) répartis sur la surface de l'embout (18) et s'étendant radialement pour recevoir un outil d'entraînement (42). 13. Tige selon la revendication 11, caractérisée en ce que lesdits moyens de torsion sont constitués par une forme terminale (31) de l'embout (28) apte à recevoir un outil d'entraînement correspondant. 14. Tige selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'au moins trois couches réalisées en au moins deux matériaux différents. 15. Instrumentation d'ostéosynthèse rachidienne comprenant au moins une tige vertébrale (1; 5; 7...) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, et des implants (37) d'ancrage osseux pouvant coulisser sur ladite tige et pourvus de moyens de fixation sur celleci à des emplacements choisis.