Brevet FR2785787A1 — publié le 20000519

La présente invention a pour objet un dispositif d'ostéosynthèse d'un segment rachidien par voie antérieure, destiné à la correction de déformations et dégénérescences vertébrales. Ces dispositifs sont particulièrement adaptés à des montages thoraciques, thoraco-lombaires et lombaires. On connaît dans l'état de la technique des systèmes mettant en oeuvre des tiges seules, des plaques seules, et des tiges-plaques raccordées de manière que la plaque prolonge la tige sensiblement dans l'axe longitudinal celle-ci. Ainsi le brevet américain n 5, 507,745 décrit une tige-plaque adaptée à un montage occipito-cervical. Le document EP 0.553.042 enseigne également un dispositif du type tige-plaque, la plaque se trouvant dans le prolongement de l'axe longitudinal de la tige, ce système étant particulièrement adapté à l'articulation lombo-sacrée. Le dispositif visé par l'invention s'étend sur un étage rachidien d'au moins deux vertèbres. Au préalable, le chirurgien procède à l'extraction du disque intervertébral défectueux, puis introduit à sa place une garniture, qui peut tre un greffon osseux ou des cages intersomatiques. II faut procéder à une compression du greffon ou des cages, donc rapprocher les deux vertèbres, qui ensuite doivent tre fixées en place au moyen de vis appropriées. Dans les interventions chirurgicales classiques ouvertes, on pose une cage de fusion ou un greffon pour restaurer la hauteur discale, puis on comprime manuellement les deux vertèbres pour maintenir le greffon ou la cage en place. Par contre, dans le cadre du développement des interventions chirurgicales par endoscopie et par voie antérieure (c'est-à-dire avec une ouverture abdominale de faible section par où sont introduits des trocarts et une micro-caméra de télévision en circuit fermé), la compression des deux vertèbres soulève une difficulté. Jusqu'à présent, les chirurgiens n'ajoutaient pas de matériel ou se contentaient de stabiliser le montage. Un autre inconvénient des systèmes tige ou plaques connus réside dans le fait que l'une des vertèbres peut subir un décalage indésirable par rapport à l'autre. Un but de l'invention est de réaliser un système d'ostéosynthèse du type ci-dessus par voie antérieure, agencé de manière à permettre une réalisation automatique de la compression dans les interventions par endoscopie. Conformément à l'invention, le dispositif d'ostéosynthèse : une tige et une plaque disposée à peu près parallèlement à la tige et reliée rigidement à celle-ci, ainsi que des organes d'ancrage osseux de la tige et de la plaque. Un tel système peut tre équipé de quatre organes d'ancrage au lieu de deux antérieurement, ce qui s'oppose à un déplacement relatif entre les deux vertèbres. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend des moyens coopérant avec la plaque pour rapprocher automatiquement deux vertèbres contiguës dans chacune desquelles est enfoncé à travers la plaque un élément d'ancrage, et pour réaliser ainsi une compression d'un garnissage entre les deux vertèbres remplaçant un disque vertébral enlevé. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, -la plaque et la tige sont reliées à leurs extrémités en vis à vis par des pattes constituant avec la tige et la plaque un cadre sensiblement rectangulaire. -lesdits moyens pour rapprocher deux vertèbres contiguës comprennent une paire de lumières oblongues formées dans-la plaque et s'étendant parallèlement å la tige en regard de chaque vertèbre, des vis adaptées pour tre ancrées dans le corps vertébral correspondant à travers lesdites lumières, ces dernières et les vis étant agencées pour que le vissage progressif des vis provoque automatiquement un rapprochement des deux vertèbres, -chaque lumière présente une paroi délimitant à sa base une rampe inclinée vers la partie centrale de la plaque et en direction de la surface d'appui de la plaque sur les vertèbres, cette rampe inclinée étant prolongée, dans la direction opposée à celle de ladite surface d'appui, par une surface formée d'une succession de segments sphériques, et étant raccordée par un tronçon cylindrique à ladite surface d'appui, et les vis associées à ces lumières ont des ttes sphériques de mme rayon que les segments sphériques des parois. 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 d'une vertèbre sensiblement à l'échelle dans un plan horizontal ainsi qu'une vue de dessus en bout d'une forme de réalisation du dispositif d'ostéosynthèse rachidienne visé par l'invention et mis en place dans cette vertèbre. La figure 2 est une vue en élévation longitudinale à échelle agrandie du cadre tige-plaque constitutif du montage d'ostéosynthèse de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective du cadre tige-plaque de la figure2. La figure 4 est une vue en perspective sous un autre angle du cadre tige-plaque de la figure 3 montrant plus particulièrement les trous oblongs de la plaque. La figure 5 est une vue en perspective à léchette agrandie du dispositif d'ostéosynthèse par voie antérieure des figures 1 à 4 ancré sur un étage rachidien constitué de deux vertèbres. La figure 6 est une vue en coupe partielle suivant 6/6 de la figure 2. La figure 7 est une vue schématique en élévation longitudinale dans un plan sagittal du système d'ostéosynthèse des figures 1 à 6 mis en place sur deux vertèbres écartées l'une de l'autre après extraction du disque intervertébral. La figure 8 est une vue analogue à la figure 7 montrant le rapprochement des deux vertèbres et la compression du greffon osseux ou de la cage intersomatique après vissage complet des vis de la plaque. La figure 9 est une vue en perspective illustrant une seconde forme de réalisation du système tige-plaque selon l'invention. La figure 10 est une vue en élévation longitudinale d'une troisième forme de réalisation du système tige-plaque selon l'invention. La figure 11 est une vue en perspective d'une troisième forme de réalisation du système tige-plaque selon l'invention. Le dispositif d'ostéosynthèse d'un segment rachidien constitué par exemple de deux vertèbres L3, L2 lombaires ou thoraciques (figure 5) mis en place par la voie antérieure comprend : a) au moins deux organes d'ancrage osseux tels que deux vis1 dans les corps vertébraux correspondants ; ces vis 1 peuvent tre par exemple du type à tte 2 en U, dont les faces internes sont taraudées et peuvent recevoir un bouchon fileté 3 muni d'un embout 4 cassant à partir d'un couple de rupture prédéterminé. Un tel organe de blocage est décrit dans le brevet français n 2 723 837 (94 10 377). b) un cadre 5 comprenant une tige 6, de préférence cylindrique, adaptée pour tre reçue dans les ttes 2 en U des vis d'ancrage 1, en prenant appui sur le fond du canal en U et en étant bloquée en position par les bouchons filetés 3 ; le cadre 5 comprend également une plaque 7 disposée à peu près parallèlement à la tige 6, sensiblement de mme longueur et reliée rigidement à celle-ci pour former un cadre fermé 5. La plaque 7 et la tige 6 sont reliées à leurs extrémités en vis à vis par des pattes 8 constituant avec la tige 6 et la plaque 7 un cadre sensiblement rectangulaire. Les pattes 8 sont inclinées d'un angle A déterminé sur le plan P de la plaque 7, par exemple de 30 à 45 degrés environ (figures 3 et 5), de sorte que la tige 6 est décalée par rapport au plan P de la plaque 7. Ces pattes 8 peuvent tre soit monobloc avec la tige 6 et la plaque 7, soit fixées à celles-ci de manière amovible par tout moyen approprié. Par exemple les extrémités des pattes 8 opposées à la plaque 7 peuvent tre agencées en forme de cuvette pour venir s'emboîter sur les extrémités de la tige cylindrique 6 auquel elles sont fixées par tout moyen approprié, permettant éventuellement le démontage des pattes 8 par rapport à la tige 6. Dans la plaque 7 est agencée une paire de lumières oblongues 9 qui s'étendent parallèlement à la tige rectiligne 6 en regard de la position prévue pour chaque vertèbre telle que L2, L3. Chaque lumière 9 présente une paroi 12 délimitant à sa base, la plus proche de la vertèbre correspondante L2 ou L3, au moins une rampe 11, à savoir deux rampes 11 dans l'exemple représenté (une rampe 11 pour chaque paroi 12), inclinée vers la partie centrale de la plaque 7 et dans la direction de la surface d'appui 13 de la plaque 7 sur les vertèbres L2, L3. Les deux paires de rampes 11 des deux lumières 9 ont ainsi une inclinaison convergente l'une vers l'autre, de relativement faible amplitude, par exemple 8 à 10 degrés (figures 4,7 et 8). Dans la direction opposée à celle de la surface d'appui 13, chaque rampe 11 est prolongée par une surface constituant la paroi 12 formée, vue en coupe transversale (figure 6), d'une succession de segments sphériques. Aux extrémités inférieures de ces derniers les rampes 11 constituent des artes prolongées par un court tronçon cylindrique 14 jusqu'à la surface d'appui 13. Ce profil correspond à celui d'une tte 17 de vis 16 à portion sphérique 17a raccordée à un tronçon lisse d'une tige filetée 15 d'une vis d'ancrage osseux 16 et prolongée par une empreinte terminale polygonale 17b, par exemple hexagonale. Ledit profil des lumières 9 est réalisé par usinage au moyen d'une sphère rotative (non représentée), descendant d'une extrémité à l'autre de chaque lumière 9 en usinant les parois sphériques 12 et les rampes 11 avec l'inclinaison voulue. A ces lumières 9 ainsi profilées, sont associées des vis respectives 16 à tte sphérique dont le rayon de courbure est égal à celui des segments sphériques 12, de façon que les ttes 17 des vis 16 (figures 7 et 8) puissent glisser d'une extrémité à l'autre des rampes 11 au fur et à mesure du vissage des vis 16 dans les vertèbres respectives L2, L3. Le montage du dispositif d'ostéosynthèse rachidienne qui vient d'tre décrit s'effectue de la manière suivante. -Le chirurgien pose les deux vis 1 en les ancrant par voie antérieure dans les vertèbres considérées, par exemple L2 et L3. -II dispose la tige cylindrique 6 dans les tètes 2 des vis 1, et met en place les éléments de blocage (4,3) dans les ttes 2 ; -Le chirurgien place ensuite la plaque 7 du cadre 5 en appui sur les corps vertébraux, et introduit les vis 16 dans les lumières 9 à leurs extrémités opposées, là où les ttes 17 prennent appui sur les extrémités les plus hautes des rampes 11 (figure 7). II procède au vissage des vis 16 jusqu'à ce que celles-ci viennent effectivement en appui sur les extrémités des parois sphériques 12 et des rampes11, en prenant soin de diriger approximativement les tiges filetées 15 vers le centre de gravité des vertèbres, ce qui facilite la compression ultérieure. -Deux cas peuvent alors se présenter : soit les vis 16 sont autotaraudeuses, soit elles ne sont pas autotaraudeuses. -Dans le cas où les vis 16 sont autotaraudeuses, le chirurgien les visse directement dans les corps vertébraux sans relever la plaque 7. Au fur et à mesure du vissage les tètes 17 glissent sur les parois sphériques 12 et les rampes 11 en direction du centre de la plaque 7, ce qui provoque un rapprochement des vertèbres L2, L3 entraînées par les vis 16. Ce rapprochement et la compression corrélative du greffon intervertébral G (figures 5 et 8) (ou des cages intersomatiques) prend fin lorsque le chirurgien estime que les greffons sont suffisamment comprimés. -Dans le cas où les vis 16 ne sont pas autotaraudeuses, le chirurgien relève au préalable la plaque 7, perce et taraude les trous nécessaires aux vis (après avoir pointé l'emplacement exact de celles-ci). Puis il rabat la plaque 7 et procède au vissage des vis 16, avec rapprochement corrélatif des vertèbres et compression du greffon G. En dernier lieu le chirurgien termine le vissage des bouchons (4,3) jusqu'à rupture des embouts autocassants 4 au niveau de leur ligne de rupture 20, lorsque le couple de rupture prédéterminé est atteint. La mise en place du système d'ostéosynthèse rachidienne par voie antérieure est alors terminée. L'agencement des lumières oblongues 9 avec leurs parois sphériques 12 et leurs rampes 11 inclinées de manière convergente vers le centre de la plaque 7 permet le rapprochement des corps vertébraux et par conséquent la compression automatique du greffon ou de la (des) cage (s) intervertébrale (s), au fur et à mesure du vissage des vis 16. Ceci constitue un avantage important dans le cadre d'une intervention chirurgicale par endoscopie. Un autre avantage appréciable du dispositif selon l'invention résulte de l'association de la tige 6 et de la plaque 7 en parallèle pour former un cadre. En effet celui-ci assure quatre points d'ancrage vertébral (les quatre vis 1 et 16) qui empchent tout déplacement ou décalage d'une vertèbre par rapport à l'autre, un tel décalage pouvant se produire de manière indésirable avec les dispositifs antérieurs commentés précédemment. Le cadre 5 est réalisé en un matériau biocompatible tel qu'un alliage de titane. Dans le mode de réalisation de la figure 9 la tige 6 est reliée rigidement à la plaque 21, dans leur partie centrale par une entretoise 22, de sorte que l'ensemble forme un H. Le troisième mode de réalisation du système tige 6-plaque 7 illustre à la figure 10, est adapté pour que la tige et la plaque s'étendent sur une longueur correspondant à un segment rachidien de trois vertèbres (non représentées). La plaque 7 est munie dans sa partie centrale d'un élément d'ancrage osseux 20 (vis) dans la vertèbre centrale, traversant un trou de la plaque 7. De part et d'autre de la partie centrale la plaque sont percées des lumières oblongues 9 recevant les vis 16. La tige 6 est équipée de trois vis 1 d'ancrage osseux à raison d'une par vertèbre. La vis centrale 20 sert à fixer le cadre (6,7) sur la vertèbre centrale. Le vissage des vis 16 dans les lumières 9 rapproche progressivement les deux vertèbres d'extrémités de la vertèbre centrale, jusqu'à ce que le chirurgien estime que le greffon est suffisamment comprimé. Cet agencement peut tre prévu sur la réalisation de la figure 9, afin que l'ensemble tige-plaque s'étende aussi sur trois vertèbres. Dans le quatrième mode de réalisation de l'invention (figure 11), la plaque 21 est inclinée d'un angle 0 par rapport à l'axe longitudinal (XX) de la tige 6. Les lumières oblongues 9 s'étendent dans la plaque 20 suivant un mme axe longitudinal (YY) parallèle à l'axe longitudinal de la tige 6. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et peut comporter diverses variantes d'exécution. Ainsi la tige 6 pourrait tre non cylindrique, l'inclinaison A des pattes 8 sur le plan de la plaque 7 peut largement varier, de mme que la géométrie des parois des lumières 9 et des vis 16, tout profil permettant le glissement des vis afin de réaliser une compression automatique du greffon ou de la cage intersomatique étant approprié. Les lumières 9 peuvent tre agencées sans les rampes inclinées 11 en n'assurant pas dans ce cas une compression automatique du greffon. Les organes d'ancrage osseux de la tige 6 peuvent tre différents des vis 1 en U ; par exemple ils peuvent tre du type décrit dans le brevet européen EP 0 612 507 ou dans le brevet français 2 692 471 (92 07 504). La garniture intervertébrale peut tre une allogreffe, une autogreffe, une xénogreffe, ou une substance ostéogénique favorisant la fusion des vertèbres adjacentes, ou une cage intersomatique. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ostéosynthèse d'un segment rachidien d'au moins deux vertèbres par voie antérieure, caractérisé en ce qu'il comprend : -une tige (6) et une plaque (7) disposée à peu près parallèlement à la tige et reliée rigidement à celle-ci, ainsi que des organes d'ancrage osseux (1,16) de la tige et de la plaque. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il comprend des moyens (16,9) coopérant avec la plaque (7) pour rapprocher automatiquement deux vertèbres contiguës dans chacune desquelles est enfoncé à travers la plaque un élément d'ancrage (16), et pour réaliser ainsi une compression d'un garnissage (G) entre les deux vertèbres remplaçant un disque vertébral enlevé. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (4,3) pour bloquer la tige (6) dans les organes d'ancrage (1). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (7) et la tige (6) ont sensiblement la mme longueur et la plaque est pourvue de pattes (8) reliées à la tige et constituant avec celle-ci et la plaque un cadre (5) sensiblement rectangulaire. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige (6) et la plaque (7) sont reliées rigidement dans leur partie centrale par une entretoise (22). 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plaque (7) s'étendant dans un plan (P), les pattes (8) sont inclinées sur le plan (P) de sorte que la tige est décalée par rapport à ce plan. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pattes (8) de liaison sont monobloc avec la tige (6) et la plaque (7). 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pattes de liaison (8) sont solidarisées de manière amovible avec les extrémités de la tige (6) et de la plaque (7). 9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens pour rapprocher deux vertèbres contiguës (L2, L3..) comprennent une paire de lumières oblongues (9) formées dans la plaque (7) et s'étendant parallèlement à la tige (6), en regard de chaque vertèbre, et des vis (16) adaptées pour tre ancrées par voie antérieure dans le corps vertébral correspondant à travers lesdites lumières (9), ces dernières et les vis étant agencées pour que le vissage progressif des vis provoque automatiquement un rapprochement de celles-ci et des deux vertèbres. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque lumière (9) présente une paroi (12) délimitant à sa base une rampe (11) inclinée vers la partie centrale de la plaque (7) et en direction de la surface d'appui (13) de la plaque sur les vertèbres (L2, L3 ;..), cette rampe inclinée étant prolongée, dans la direction opposée à celle de ladite surface d'appui, par une surface formée d'une succession de segments sphériques (12), et étant raccordée par un tronçon cylindrique (14) à ladite surface d'appui (13), et les vis (16) associées à ces lumières ont des tètes sphériques (17) de mme rayon que les segments sphériques (12) des parois. 11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (6) est cylindrique. 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes d'ancrage sont des vis (1) à tètes (2) en U, équipées de bouchons filetés (3) de blocage de la tige (6) venant se visser sur des filets internes des ttes en U. 13. Dispositif selon les revendications 1 et 9, caractérisé en ce que la plaque (21) est inclinée par rapport à l'axe longitudinal (XX) de la tige (6) et les lumières oblongues (9) s'étendent, dans la plaque, suivant un mme axe longitudinal (YY) parallèle à l'axe de la tige. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la tige (6) et la plaque (7) s'étendent sur une longueur correspondant à un segment rachidien de trois vertèbres, la plaque est munie dans sa partie centrale d'un élément d'ancrage osseux (20) dans la vertèbre centrale, et de part et d'autre de la partie centrale est percée de lumières oblongues (9) s'étendant parallèlement à la tige, et des vis (16) sont prévues pour pouvoir tre ancrées dans les corps vertébraux à travers lesdites lumières.