Brevet FR2769827A1 — publié le 19990423

IMPLANT POUR ARTHRODESE RACHIDIENNE INTER-SOMATIQUE. La présente invention est relative à un implant pour arthrodèse rachidienne inter-somatique. destiné à entre implanté entre deux corps vertébraux pour rétablir d'une part l'écart nonnal entre ces deux corps et assurer d'autre part leur fusion. Ce genre d'implant doit répondrc à deux exigences contraires. D'une part. il doit assurer la régénération osseuse entre les corps vertébraux et pour cette raison doi présenter un degré de porosité élevé qui affaiblit notablement sa résistance mécanique ct d'autre part doit résister aux efforts dc compression ou de poinçonnagc que lui appliquent les deux corps vertébraux. il faut savoir que l'intensité de ces efforts est relativement élevée et peut conduire à la rupture de l'implant avec les conséquences graves que cela implique. les fragments d'implants pouvant migrer vers Ic canal rachidien et endommager irréversiblement la moelle épinière, ou bien vers le réseau vasculaire et être à l'origine de la perforation d'une artère. Pour ces raisons. les implants sont disposés dans des cages de fusion destinées à encaisser les efforts. Cependant ces cages peuvent ralentir la régénération osscusc et donc la fusion des corps vertébraux l'un à l'autre et de plus elles ne permettent pas l'etablissement d'un contact direct entre l'implant et les corps vertébraux. La présente invention à pour but de pallier les inconvénients précédemment cités en mettant en oeuvre un nouveau hipc d'implant renforcé mcaniquement et présentant un degré de porosité suffisant pour assurer une formation rapide d'un tissu osseux entre les deux corps vertébraux. cet implant étant destiné à venir directement en contact avec les corps vertébraux. À cet effet l'implant selon l'invention pour arthrodèse, destiné à être implanté entre deux corps vertébraux adjacents, se caractérise essentiellement en ce qu'il est constitué d'un greffon poreux, en céramique, constituant l'implant proprement dit, possédant une première face de fusion destinée à venir en contact avec l'un des corps vertébraux, une seconde face de fusion opposée à la précédente, destinée à venir en contact avec l'autre corps vertébral et au moins deux faces latérales opposées jointes aux faces de fusion et se développant sensiblement de manière perpendiculaire à ces dites faces, les pores dans ledit greffon formant un réseau débouchant au moins dans les deux faces de fusion et le dit greffon poreux étant renforcé par une armature de précontrainte disposée à écartement des faces de fusion et en pression contre les faces latérales pour exercer sur ces dernières des efforts normaux de compression. Cet implant, maintenant renforcé par l'armature de précontrainte, peut être disposé entre les deux corps vertébraux et encaisser sans risque de rupturc les efforts exercés par ces corps sur les deux faces dc fusion. Si, par cas, le greffon poreux vient à se romprc. aucun risque de migration des fragments formés n'est cependant à craindre, ces derniers sont rctenus en place par I'armature de précontrainte et peuvent de ce fait assurer la fusion des deux corps vertébraux. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'armature de précontrainte est équipée d'empreintes de préhension destinées à coopérer en emboîtement de forme avec des embouts de forme complémentairc, pratiqués en extrémité d'un instrument de manipulation et de pose. Lors de la manipulation et de l'implantation de l'implant, la préhension de ce dernier par l'armature de renfort permet de reporter tous les efforts sur cette dernière ce qui évite la fissuration du greffon poreux, voire sa cassure. Selon une première forme de réalisation. le greffon poreux se présente sous la forme d'un cylindre présentant, perpendiculairement à son axe de révolution, deux faces planes constituant les faces latérales, ledit greffon, d'une face latérale à l'autre et selon l'axe de révolution étant pourvu d'un perçage traversant, I'armature de précontrainte étant constituée d'une tige rigidc centrale engagée librement dans le perçage traversant. A l'une des extrémités de de cette tige est enracinée une paroi sous forme de disque destinée à venir à pression contre la face latérale correspondante du greffon poreux. A l'autre extrémité de la tige est engagée une seconde paroi sous forme de disque, cette seconde paroi étant destinée à être fixée à la tige et être amenée en pression contre l'autre face latérale afin que le greffon poreux puisse être maintenu en compression entre les deux parois sous forme de disque. Selon une autre caractéristique de l'invention. la seconde paroi présente un taraudage traversant, axial, par lequel elle est engagée en vissage sur une portion d'extrémité filetée de la tige. Ainsi l'armature réalise une précontrainte axiale du greffon grâce à laquelle le greffon pourra mieux résister aux efforts radiaux de compression ou de poinçonnages exercés par les corps vertébraux. En variante, la seconde paroi est rivetée sur la tige centrale. Pour accroître l'importance des surfaces en contact avec les corps vertébraux, le greffon selon cette première forme de réalisation, présente un filetage externe par lequel il est engagé en vissage dans une loge taraudée, pratiquée dans l'un et l'autre corps vertébraux. Selon une autre caractéristique de l'invention, la seconde paroi présente deux encoches radialcs constituant empreintes de manipulation par lesquelles l'implant peut être saisi par un outil stérile approprié en vue de sa manipulation et de son implantation entre les deux corps vertébraux. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexes en lesquels - la figure 1 est une sue en coupe longitudinale d'un implant cylindrique pour arthrodèse rachidienne inter-somatique, - la figure 2 est une vue en coupe, selon une échelle agrandie montrant la liaison selon une première forme de réalisation, de la seconde paroi à la tige de l'armature de l'implant selon la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe, selon une échelle agrandie montrant la liaison selon une seconde forme de réalisation de la seconde paroi à la tige dc l'armature de I l'implant selon la figure 1, - la figure 4 est une sue en coupe. selon une échelle agrandie de la première paroi de l'armature de l'implant selon la figure 1, - la figure 5 est une vue en perspective d'un implant pour arthrodèse rachidienne inter-somatique, pouvant être placé sous coelioehirurgie, - la figure 6 est une vue de profil d'une autre forme d'implant pour arthrodèse rachidienne intersomatique, - la figure 7 est une vue en coupe de l'implant de la figure 6 selon une variante de réalisation, - la figure 8 est une vue de profil d'un implant pour arthrodèse rachidienne inter-somatique selon une variante d'exécution. - la figure 9 est une 'vue en coupe d'un instrument de pose d'un implant selon la figure 1. En figure l est représenté un implant I selon une première forme dc réalisation pour arthrodèse rachidienne inter-somatiquc. Lc greffon poreux 2 dc cet implant sc présente sous la forme d'un cylindre pourvu perpendiculairement à son axe de révolution de deux faces planes constituant deux faces latérales Ce greffon cylindrique, d'unc face latérale à l'autre et selon son axe dc révolution est pourvu d'un perçage traversant. L'armature de précontraintc 3 destinée à être associée à ce tvpe de greffon, est constituée d'unc tige rigide 31, centrale, engagée librement dans le perçage traversant du greffon, à l'une des extrémités de laquelle est enracinée une paroi 32 sous forme de disque destinée à venir cn pression contre la face latérale correspondante de ce greffon. De préférence, cette paroi 32 est raccordée à la tige par un congé en arc de circonférence dc cercle pour éviter toute amorce dc rupturc à cc niveau. À l'autre extrémité dc la tige 31, est engagée une seconde paroi 33 sous forme dc disque. La seconde paroi 33 est destinée à être amenée cn pression contre l'autre face latérale et être fixée rigidement à la tige. De cette façon. le greffon poreux 2 est maintenu en compression entre les deux parois sous forme de disque 32, 33 de l'armature 3 cc qui lui confère une résistance accrue à la compression radiale. Les parois sous forme dc disque 32. 33 de l'armature de précontrainte présentent un diamètre inférieur au diamètre du greffon 2, de façon à être écartées par leur périphérie des corps vertébraux et éviter ainsi de léser ces derniers. Selon la forme préférée dc réalisation, les parois latérales 32. 33 sont perpcndiculaircs à la tige 31. Selon une première forme de réalisation telle que représentée en figure 2, l'extrémité libre de la tige 31 est filetée et la seconde paroi 33 est pourvue d'un taraudage traversant axial par lequel elle est engagée en vissage sur la tige pour être amenée en pression contre le greffon. Cette seconde paroi sera pourvue de deux empreintes cn creux, diamétralemcnt opposées, sur Icsquelles. par un outil adapté d'un type connu par exemple une clé dynamométrique, sera exercé un couple dc serragc. Ces empreintes ont également pour fonction de constituer un moyen de préhension par lequel à l'aide d'un outil approprié, du type pince, Ic greffon pourra être saisi, manipulé et implanté dans la loge formée entre les corps vertébraux. Selon une autre forme de réalisation telle que représentée cn figure 3. la seconde paroi 33 est fixée par rivetage sur la tige centrale 31. A cet effet la seconde paroi est pourvue d'un perçage traversant. lisse, doté à l'opposé du greffon, d'un lamage. Selon ce mode de réalisation, la tige comporte une extrémité susceptible d'être déformée radialement en expansion. La fixation de la seconde paroi est opérée lorsque l'effort requis de serrage axial des deux parois sur le greffon est atteint, cette fLxation étant effectuée par déformation de l'extrémité libre de la tige 31 dans le lamage de la seconde paroi 33. Le serrage des deux parois sur le grcffon est réalisé par traction sur l'extrémité libre de la tige 31 ct simultanément par poussée sur la seconde paroi Le contrôle dc la valcur dc la précontrainte est assuré dans ce cas par mesure de l'allongement de la tige 31 sous l'effet dc l'cffort dc traction. Dans cette forme dc réalisation la seconde paroi 33 est également pourvue d'empreintes cn creux diamétralement opposées. Dans ce cas aussi ces empreintes ont pour fonction de constituer un moyen dc préhension par lequel à l'aide d'un outil approprié du type pince. le greffon pourra etre saisi. manipulé ct implanté dans la loge formée. Avantageusement. le greffon poreux présente un filetage 21 creusé dans sa masse depuis sa surface cylindrique de façon à pouvoir être vissé dans une loge taraudée pratiquée dans les deux corps vertébraux. Ccttc disposition. en augmentanl la surface dc contact entre le greffon ct les corps vertébraux, conduit à une meilleure intégration du greffon poreux. De plus les filets en réalisant une liaison par obstaclc s'opposent au mouvement de pure translation de l'implant dans la loge formée. Par ailleurs, pour une meilleurc résistance. le filetage formé dans le greffon présente un profil rond. On a précédemment décrit un implant dont la seconde paroi planc est équipée dc deux empreintes de préhension diamctralcmcnt opposées. Selon une autre forme dc réalisation telle que représentée en figure 4, la première paroi 32 est dotée d'un taraudage ccntral prolongé axialement dans la tige 31. Dans ce taraudage est engagée en vissage la broche filetée Il d'un instrument de pose 10. Cet instrument dc pose 10 est doté d'un fût 12 dans lequel est montée librement la broche filetée 10, la partie filetée dc cette broche étant en débordement axial par rapport à l'extrémité distale du fût. A l'autre extrémité, la broche est équipée d'une mollette de manoeuvre 13. cette mollette formant saillie par rapport à l'extrémité proximale du fût 12. De plus Ic fût de l'instrument de pose est équipé de deux bras radiaux de préhension 14. diamétralement opposés. Par manoeuvre de la mollette 13. la partie filetée de la broche 11 est engagée en vissage dans le taraudage pratiqué dans la première paroi de l'armature dc l'implant et dans la tige dc l'armature et sous l'effet du vissage la première paroi dc l'armature de l'implant est amenée en pression contre l'extrémité distale du fût. Dc cette manière, L'implant est rigidement immobilisé par rapport à l'instrument dc pose ct peut être introduit à l'aide de ce dernier dans la loge préalablement réalisée dans les deux corps vertébraux. Cet instrument de pose peut recevoir des outils appropriés pour forer et tarauder la loge. À cet effet chaquc outil de foragc ou dc taraudage scra équipé d'un taraudage axial destiné à recevoir en vissage la partie filetée dc la broche de l'instrument. En figure 5 est représenté un implant 4 pour arthrodèse rachidienne inter-somatique pouvant être mise en place sous endoscopie. Le greffon 5 de forme cylindrique avec éventuellement filetage externe à profil rond, présente deux rainurcs longitudinales diamétralement opposées et l'armature 6 de précontrainte est constituée par un étrier en U venant par ses deux branches parallèles dans les deux rainures, cn pression contre le fond de ces dernières et par son âme contre l'une des deux faces d'extrémité du greffon poreux. L'âme de l'étrier est pourvue d'une empreinte en creux, centrale, de forme polygonale dans laquelle est destinée à être engagé en emboîtement de forme un embout polygonal porté en extrémité d'un instrument de manipulation et dc pose. En figure 6 est représenté un implant 7 selon une deuxième forme de réalisation pour arthrodèse rachidienne inter-somatique. Les faces latérales du greffon poreux X de cet implant sont jointes les unes aux autres et forment une enveloppe continue et l'armature de précontrainte 9 est constituée par une ceinture continue appliquée en pression contre les faces latérales par exemple par frettage. Dans ce cas. le contrôle de la précontrainte est assuré par la mesure du jeu initial entre le greffon et la ceinture. Dans cette ceinture 9 sont pratiquées deux empreintes en creux distantes l'une de l'autre. Ces empreintes constituent moyen de préhension. Selon une première variante d'exécution, les faces de fusion sont planes et sont inclinées l'une par rapport à l'autre. Cette disposition permet de conserver l'inclinaison naturelle entre deux vertèbres. Selon une seconde variante d'exécution. telle que représentée en figure 7. les deux faces de fusion sont convexes. Cette disposition permet de reproduire la forme anatomique entre deux corps vertébraux adjacents. Pour éviter tout contact avec les corps vertébraux, la largeur de la ceinture 9 que forme l'armature est inférieure à la largeur de l'enveloppe continue que forment les faces latérales. De préférence la porosité du greffon est dirigée d'une face de fusion à l'autre. En variante. le greffon poreux 8 de l'implant 7 présente une zone centrale 81 à porosité dirigée d'une face de fusion à l'autre et une zone dense 82, disposée autour et au contact de la zone centrale, les faces latérales du greffon étant formées dans cette zone dense. Le greffon de l'implant selon les diverses formes de réalisation qui v viennent d'être décrites est réalisé de préférence en un matériau résorbable par exemple en une céramique de phosphate tricalcique, mais on pourra prévoir un greffon réalisé en un matériau non résorbable. À titre d'exemple. le greffon pourra être réalisé en une céramique hvdroxvapatiíe. L'armature de l'implant selon les diverses formes de réalisation, est réalisée en en titane, en acier inoxydable de qualité appropriée, en carbone tissé ou non tissé ou plus généralement en tout matériau biocompatible présentant des caractéristiques mécaniques aptes à assurer un niveau de précontrainte adéquat. REVENDICATIONS. 1/ Implant (1), (4), (7) pour arthrodèse, destiné à entre implanté entre deux corps vertébraux adjacents. caractérisé en ce qu'il est constitué d'un greffon poreux (2), (5). (X) en céramique, constituant l'implant proprement dit possédant une première face de fusion destinée à v tenir en contact avec l'un des corps vertébraux. une seconde face de fusion, opposée à la précédente destinée à venir en contact avec l'autre corps vertébral et au moins deux faces latérales opposées, jointes chacune aux faces de fusion et se développant sensiblement dc manière transversale à ces dites faces. les pores dans ledit greffon formant un réseau débouchant au moins dans les deux faces de fusion et ledit greffon poreux (2), (5), (8) étant renforcé par une armature de précontrainte (3). (6), (9) en matériau biocompatible. disposée à écartement des faces de fusion et en pression contre les faces latérales pour exercer sur ces dernières des efforts normaux de compression. 2/ Implant (1), (4), (7) selon la revendication I caractérisé en ce que l'armature de précontrainte (3), (6). (9) est équipée d'empreinte de préhension destinée à coopérer en emboîtement de forme avec des embouts de forme complémentaires, pratiqués en extrémité d'instruments de manipulation et de pose. 3/ Implant (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2. caractènsé en ce que le greffon poreux (2) se présente sous la forme d'un cylindre présentant, perpendiculairement à son axe de révolution. deux faces planes constituant les faces latérales, ledit greffon, d'une face latérale à l'autre et selon l'axe de révolution étant pourvu d'un perçage traversant. L'armature de précontrainte (3) étant constituée d'une tige rigide (31) centrale engagée libretnent dans le perçage traversant, à l'une des extrémités de laquelle est enracinée une paroi sous forme de disque (32) destinée à venir à pression contre la face latérale correspondante du greffon poreux et à l'autre extrémité de laquelle est engagée une seconde paroi (33) sous forme de disque, cette seconde paroi (33) étant destinée à ètrc fixée à la tige (31) et être amenée en pression contre l'autre face latérale afin que le greffon poreux (2) puissc être maintenu en compression entre les deux parois sous forme de disque. A/ Implant (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque paroi sous forme de disque (32), (33) de l'armature de précontrainte (3) présente un diamètre inférieur au diamètre du greffon (2). 5/ Implant (1) selon la revendication 3 ou la revendication A, caractérisé en ce que les parois latérales du greffon poreux sont perpendiculaires à l'axe du perçage traversant et que les parois sous forme de disque (32), (33) sont perpendiculaires à la tige (31). 6/ Implant (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5. caractérisé en ce que la seconde paroi (33) présente un taraudage traversant axial par lequel elle est engagée en vissage sur une portion d'extrémité filetée de la tige (31). 7/ Implant (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5. caractérisé en ce que la seconde paroi (3) est rivetée sur la tige centrale (31). 8/ Implant (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la première paroi (32) est raccordée à la tige (31) par un congé en arc de circonférence de cerclc. 9/ Implant (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la seconde paroi (33) présente deux encoches radiales constituant empreintes de manipulation. 10/ Implant (1) selon l'une quelconque des rovendications 6 à 8 caractérisé en ce que la première paroi (32) est dotée d'un taraudage central prolonge axialement dans la tige (31). 11/ Implant (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 10. caractérisé en ce que le greffon poreux (2) présente un filetage (21) creusé dans sa masse depuis sa surface cylindrique pour un vissage dans les corps vertébraux 12/ Implant (I) selon la revendication Il, caractérisé en ce que le filetage (21) présente un profil rond. 13/ Implant (4) selon la revendication I ou la revendication 2. caractérisé en cc que le greffon (5) de forme cylindrique, présente deux rainures longitudinales diamétralement opposées et que l'armature (6) de précontrainte est constituée par un étrier en U venant par ses deux branches parallèles dans les deux rainures. en pression contre le fond de ces dernières et par son âme contre l'une des deux faces d'extrémité du greffon poreux (5). 14/ Implant (4) selon la revendication 13 caractérisé en ce que le greffon présente un filetage externe de profil rond. 15/ Implant (7) selon la revendication 1 ou la revendication 2. caractérisé en ce que les faces latérales du greffon poreux (X) sont jointes les unes aux autres et forment une enveloppe continue et que l'armature de précontrainte (9) est constituée par une ceinture continue appliquée en pression contre les faces latérales. 16/ Implant (7) selon la revendication 15, caractérisé en ce que les faces de fusion sont planes et inclinées l'une par rapport à l'autre. 17/ Implant (7) selon la revendication 15 caractérisé en ce que les deux faces de fusion sont convexes. 18/ Implant (7) selon l'une quelconque des revendications 15 à 17 caractérisé en ce que la largeur de la ceinture que forme l'armature est inférieure à la largeur de l'enveloppe continue que forment les faces latérales. 19/ Implant (7) selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que la porosité du greffon est dirigée d'une face de fusion à l'autre. 20/ Implant (7) selon la revendication 19. caractérisé cn ce que le greffon poreux (8) présente une zone centrale (81) à porosité dirigée d'une face de fusion à l'autre et une zone dense (82) disposée autour et au contact de la zone centrale (81), les faces latérales du greffon étant formées dans cette zone dense. 21/ Implant (1), (4), (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le greffon (2), (5). (8) est réalisé en un matériau résorbable. 22/ Implant (1), (4), (7) selon la revendication 21 caractérisé cn ce que le greffon (2), (5), (8) est réalisé en une céramique de phosphate tricalcique. 23/ Implant (1), (4). (7) selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 caractérisé en ce que le greffon (2), (5), (8) est réalisé en matériau non résorbable. 24/ Implant (1), (4), (7) selon la revendication 23 caractérisé en cc que le greffon (2), (5), (8) est réalisé en une céramique hydroxyapatite. 2)/ Instrumcnt dc pose (10) pour la pose d'un implant (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 10 caractérisé en ce quc - il est doté d'un fût (12) dans lequel est montée librement une broche filetée (Il), - la partie filetée dc cette broche est en débordement axial par rapport à l'extrémité distale du fût, - à l'autre extrémité. la broche (11) est équipée d'une mollette de manoeuvre (13), cette mollette formant saillie par rapport à l'extrémité proximale du fût (12).