Brevet FR2805451A1 — publié le 20010831

La présente invention concerne les dispositifs pour déplacer deux corps par rapport à l'autre qui trouvent des applications particulièrement avantageuses dans réalisation de systèmes implantables dans le corps humain ou analogues. II est déjà connu, notamment par le document PCT/FR95101472 un dispositif pour déplacer deux corps l'un par rapport à l'autre ainsi que différentes applications et le fonctionnement dudit dispositif. Le dispositif décrit dans ce document antérieur donne de bons résultats. Cependant la présente invention a pour but de réaliser un perfectionnement à ce dispositif. Le dispositif perfectionné pour déplacer deux corps l'un par rapport à l'autre suivant la présente invention vise notamment à atteindre les buts suivants - offrir une résistance mécanique encore plus grande, - être réalisable plus facilement avec des moyens courants et adaptable tant aux cas rares qu'à la grande série avec des modifications mineures seulement, - émettre des signaux sonores qui renseignent simplement sur le déplacement réellement effectué, pour éviter le recours à des moyens de contrôle externe comme des radiographies et permettre un positionnement encore plus précis des corps lors desdits déplacements, - pouvoir être commandé par un appareil universel de petite taille quelle que soit l'application usuelle considérée. La présente invention à donc pour objet un dispositif comprenant: deux première et seconde pièces, des premiers moyens pour associer la première pièce au premier corps, des seconds moyens pour associer la seconde pièce au second corps, des moyens pour appliquer une force entre les deux dites pièces, une partie en saillie solidaire de l'une des deux pièces, une cavité réalisée dans l'autre pièce, où: # la pièce dans laquelle est réalisée ladite cavité est dans un premier matériau apte à passer d'un premier état indéformable à un second état pâteux déformable, et réciproquement, l'état solide indéformable étant un état dans lequel ladite partie en saillie ne peut pas déformer ledit premier matériau sous l'action de ladite force et l'état pâteux déformable étant un état dans lequel ladite partie en saillie peut, sous l'action ladite force, pénétrer dans ledit premier matériau de façon que ledit premier matériau puise fluer autour de ladite partie en saillie, tandis que pièce portant ladite partie en saillie est en un second matériau substantiellement indéformable, ladite cavité a une forme complémentaire d'au moins partie de ladite partie en saillie, lesdites première et seconde pièces sont montées déplacement l'une par rapport à l'autre de façon que ladite partie plonge dans ladite cavité, - des moyens pour commander le passage de la partie du premier matériau entourant ladite cavité, duqit premier état au second et réciproquement. caractérisé ce que la partie en saillie forme une boucle fermée réalisée dans un matériau conducteur électrique et est reliée par une pluralité de pattes régulièrement réparties son pourtour à la pièce dont elle est solidaire et est traversée par un barreau de matière magnétique douce, telle que de la ferrite douce. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la partie en saillie est située à une extrémité de la pièce dont elle est solidaire. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la partie saillie et le barreau présentent des sections de révolution et sont coaxiaux. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la pièce qui porte la cavité entoure la pièce dont est solidaire la partie en saillie qui saille alors vers l'extérieur. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la pièce porte la partie en saillie, qui saille alors vers l'intérieur, entoure la pièce qui porte la cavite. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la partie en saillie, les pattes et la pièce qui porte ladite partie en saillie sont réalisées dans un même matériaux électriquement conducteur tel que du titane. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le dispositif comporte au moins un cliquet solidaire d'une des deux pièces coopérant avec au moins une crémaillère solidaire de l'autre pièce. Selon une autre caractéristique de la présente invention, les moyens pour commander le passage de la partie du premier matériau entourant ladite cavité du premier état au second et réciproquement comprennent une bobine reliée en parallèle ou en série à un condensateur et un convertisseur apte à exciter le circuit ainsi constitué à une fréquence égale ou peu différente de sa fréquence de résonance. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la fréquence du convertisseur est sensiblement comprise entre 80 et 150 KHz. Trois figures sont proposées pour éclairer la description des caracteristiques et du fonctionnement du dispositif perfectionné pour déplacer deux corps l'un rapport à l'autre suivant l'invention. Dans le but de faciliter la compréhension les memes références y designent les mêmes éléments quelles que soient les figures où elles apparaissent et quel soit le mode de représentation ou la forme de réalisation de ces éléments. En outre les eléments déjà référencés dans le document PCT/FR95/01472 gardent même référence. La figure 1 est une représentation schématique en coupe d'une forme réalisation du dispositif perfectionné suivant l'invention particulièrement adaptée à réalisation de prothèses osseuses. figure 2 représente une section de la pièce qui porte la partie en saillie du dispositif représenté à la figure 1 seule à la hauteur des pattes qui relient la partie en saillie à ladite piece (plus précisément là où pointe le repère (100)) et montre la répartition régulière desdites pattes autour de ladite partie en saillie. figure 3 est une représentation schématique en coupe d'une forme réalisation du dispositif perfectionné suivant l'invention particulièrement adaptée à la réalisation de clous medullaires pour l'allongement osseux et de tiges pour la correction et soutient de la colonne vertébrale. figure 2 montre la répartition régulière des pattes 100 autour de la partie en saillie 14 de pièce 11. Les vides existant entre les pattes 100 peuvent être comblés un matériaux isolant électrique et résistant à la chaleur par exemple du silicone ou de céramique, telle céramique de zircone. figures 1 et 3 montrent deux formes de réalisation préférées du dispositif perfectionné suivant l'invention et les dispositions des éléments constitutifs correspondantes. Dans les deux formes de réalisation représentées respectivement figures 1 3: un corps 1 est relié par des moyens 16 à une pièce 12 qui porte une cavite 13, un corps 2 est relié par des moyens 17 à une pièce 11 qui porte une partie en saillie 14, la partie en saillie 14 pénètre au moins partiellement dans la cavité 13, un barreau de matière magnétique douce 101 traverse l'anneau fermé constitué par la partie en saillie 14, - le moyen d'appliquer une force est un ressort 15 ou une combinaison de ressorts, - la partie en saillie 14 est située à l'extrémité de la pièce 11 à laquelle elle est reliée par une pluralité de pattes 100 régulièrement réparties. Le barreau de matière magnétique douce 101 est toujours situé au coeur du dispositif perfectionné quelle qu'en soit la forme de réalisation, les autres éléments venant se placer autour de différentes manières. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, on trouve autour du barreau de matière magnétique douce 101 dans l'ordre, du plus proche dudit barreau au plus éloigné: le ressort 15, la pièce 11 qui porte la saillie, ladite saillie 14 tournée vers l'extérieur, la pièce 12 qui porte la cavité 13. Alors que dans la forme réalisation représentée sur la figure 2 l'ordre éléments autour du barreau de matière magnétique douce 101 du plus proche dudit barreau au plus éloigné est: la pièce 12 porte la cavité 13 puis la partie en saillie 14 qui tournée vers l'intérieur, puis la pièce 1 qui la porte. Le ressort n'entoure pas le barreau dans cette forme de réalisation mais se trouve toujours comprimé entre, d'une part, pièce 11 qui porte la saillie 14 et la pièce 12 qui porte la cavité 13. Les formes de réalisation représentées sont préférentiellement de révolution. différents éléments étant préférentiellement coaxiaux répartis autour du barreau matière magnétique douce 101. Sur la figure 3, on présente en outre un exemple de combinaison cliquet crémaillère possible. Le cliquet est solidaire de la pièce 12 qui porte la cavité 13. La crémaillère 102 avec laquelle ledit cliquet coopère est solidaire de la pièce 11 qui porte la partie en saillie 14. Des moyens non représentés assurent le guidage en translation et rotation de la pièce 12 portant la cavité 13 par rapport à la pièce 11 qui porte la partie saillie 14 et garantissent que ledit cliquet 103 reste en vis-à-vis de ladite crémaillère 102 tout au long du déplacement. Le cliquet 103 et la crémaillère 102 peuvent aussi être de révolution supprimant le besoin de guidage en rotation quand il n'est pas souhaitable par ailleurs. Les claquements du cliquet 103 quand il se déplace le long de la crémaillère 102 témoignent du déplacement des pièces relativement l'une à l'autre et dispense ainsi de l'utilisation d'autres moyens pour le vérifier. La force qui tend à appliquer le cliquet 103 contre la crémaillère 102 peut être fournie par exemple par un ressort indépendant 104 comme sur la figure 3 ou par une zone de déformation élastique de la pièce qui porte le cliquet ou par une partie élastique du cliquet lui-même ou par tout autre moyen connu de l'homme de l'art. II est bien évident que plusieurs autres combinaisons cliquet-crémaillère non représentées sont possibles. II peut en particulier y avoir plusieurs cliquets coopérants avec une même crémaillère. La crémaillère et le cliquet peuvent aussi bien entendu être solidarisés à d'autres parties du dispositif perfectionné que celles choisies pour la représentation tout en produisant le même effet. II est bien évident également que le mode de réalisation du dispositif perfectionné suivant l'invention représenté à la figure 1 peut également bénéficier des meures combinaisons cliquet-crémaillère. Les corps 1,2 et leurs moyens de liaison 16, 17 aux pièces 12,13 peuvent être de tout types. S'ils entourent complètement le barreau de matière magnétique douce 101 ils sont alors avantageusement constitués de matériaux isolants électriques et amagnétiques. pièces 11 qui portent les parties en saillies, lesdites parties en saillies 14 et les pattes qui les relient sont préférentiellement réalisées en un seul bloc dans un métal résistant mecaniquement et bien toléré par l'organisme tel le titane ou l'acier inoxydable. Les pièces 12 qui portent les cavités 13 sont en polymère tel le polyéthylène (PE), le polyacétal (POM) ou le poly-éther-éther-cétone (PEEK). Les ressorts 15 sont préférentiellement réalisés dans un matériau très résistant mécaniquement tel le Phynox (marque déposée). La matière magnétique douce constituant le barreau 101 peut être par exemple une ferrite douce, de préférence sans nickel ou, avantageusement, un composé de poudre de telle ferrite et de polymère bien toléré par l'organisme tel que le poly-éther-éther-cétone (PEEK). Le barreau 101 réalisé dans ladite matière magnétique douce, peut être tubulaire et recevoir en son milieu une tige par exemple métallique qui le renforce mécaniquement. De façon avantageuse, ledit barreau peut être réalisé par surmoulage, extrusion ou frittage de poudre directement autour de ladite barre métallique. barreau ainsi renforcé est apte à servir, outre au guidage lignes de champ magnétique qui est sa vocation première, par exemple au guidage ressort ou système ressort qui constitue le moyen d'appliquer une force 15 dans la forme de réalisation du dispositif perfectionné suivant l'invention représenté sur la figure 1 ou au renforcement mecanique, particulièrement en flexion, de la pièce 12 dans laquelle réalisée la cavité dans la forme de réalisation du dispositif perfectionné suivant l'invention représenté sur figure 3. Ladite pièce 12 dans laquelle est réalisée la cavité pouvant dans la forme de réalisation représentée à la figure 3 être elle-même par exemple surmoulée ou extrudée directement autour du barreau. La longueur du barreau est au moins égale à la longueur de la course de déplacement souhaitée du dispositif augmentée d'un centimètre environ. Préférentiellement, la partie en saillie et le barreau de matière magnétique douce presentent un symétrie de révolution et ont leurs axes confondus, meure quand les autres élements du dispositifs ne sont pas de révolution. La commande d'un tel dispositif perfectionné facilement et précisément réalisée en échauffant la partie en saillie annulaire 14 en présence du barreau de matière magnétique douce 101 par induction en plaçant ledit dispositif dans un champ magnétique rapidement variable dans le temps obtenu au moyen d'une bobine: - d'axe sensiblement confondu avec le barreau de matière magnétique douce qui concentre les lignes de champ magnétique, dont le plan coupe ledit barreau en un point non complètement masqué par la pièce 1 qui porte la partie en saillie 14, - assez grande pour entourer complètement dispositif et son contenant éventuel (en particulier partie de l'organisme telle qu'une jambe), - constituée de quelques spires à quelques dizaines de spires, - parcourue par un courant de fréquence et d'intensité adaptées. La partie en saillie ainsi échauffée par induction échauffe par conduction la partie de la pièce 12 qui entoure la cavité 13 qui se ramolli de ce fait. Le moyen d'appliquer une force tel qu'un ressort ou système de ressort 15 peut ainsi agir et provoquer le déplacement recherché. Pour les dimensions courantes de la saillie à 30 millimètres de diamètre et 1 à 10 millimètres carrés de section environ), la nature des matériaux couramment utilisés (par exemple Ti 6A1 4V ou 316 L pour la saillie, pattes et la pièce dont elle est solidaire et une ferrite douce, de préférence sans nickel, perméabilité relative courante de quelques centaines) et les applications courantes telles prothèses, clous médullaires ou tiges rachidiennes, une bobine de l'ordre de 16 cm diamètre intérieur, constitué de dix à vingt spires de fil divisé 100 brins de 0.2 de diametre chacun parcourue par un courant de fréquence comprise entre 80 et 150KHz et d'intensité crête 60 à 100 ampères, est bien adaptée au chauffage de ladite saillie et donc à commande de l'ensemble des formes de réalisation courantes desdits dispositifs. Un tel courant peut être obtenu en reliant la bobine à un condensateur, soit en parallèle, soit en série, et en excitant le circuit résonnant inductance-capacité (LC) ainsi constitué à une fréquence proche de sa fréquence de résonance au moyen d'un convertisseur adapté par exemple. La valeur du condensateur est bien sur choisie pour que ladite fréquence de résonance soit dans la plage de fréquence d'excitation convenable pour le chauffage par induction des parties en saillies considérée et compte tenu du matériau magnétique doux disponible. Le dispositif perfectionné suivant la présente invention peut-être facilement réalisé par l'homme de l'art avec des moyens connus mise en forme des différents matériaux utilisables tel que le fraisage, le tournage, l'injection par exemple. II est particulièrement adapté à la réalisation de clous d'allongement osseux, de tiges pour corriger et soutenir la colonne vertébrale et de prothèses osseuses pour enfant. L'homme de l'art pourra aussi facilement concevoir différentes variantes dudit dispositif adaptées à différents cas particuliers qui ne sortiront pas du cadre de présente invention. REVENDICATIONS Dispositif pour déplacer deux premier et second corps (1,2) l'un rapport à l'autre comprenant: deux première et seconde pièces (11, 1 2), des premiers moyens (16) pour associer la première pièce au premier corps, des seconds moyens (17) pour associer la seconde pièce au second corps, des moyens (15) pour appliquer une force entre les deux dites pièces, une partie en saillie (14) solidaire de l'une des deux pièces (11), une cavité (13) réalisée dans l'autre pièce (12), # la pièce (12) dans laquelle est réalisée ladite cavite 3) est dans un premier matériau apte à passer d'un premier état indéformable à un second état pâteux déformable, et réciproquement, l'état solide indéformable étant un état dans lequel ladite partie en saillie ne peut déformer ledit premier matériau sous l'action de ladite force et l'état pateux déformable étant un état dans lequel ladite partie en saillie (14) peut, sous l'action de ladite force, pénétrer dans ledit premier matériau de façon ledit premier matériau puise fluer autour de ladite partie en saillie (14), tandis que la pièce (11) portant ladite partie en saillie (14) est en second matériau substantiellement indéformable, # ladite cavité (13) a une forme complémentaire d'au moins une partie de ladite partie en saillie (14), # lesdites première et seconde pièces (11,12) sont montées en déplacement l'une par rapport à l'autre de façon que ladite partie (1 plonge dans ladite cavité (13), des moyens pour commander le passage de la partie du premier matériau entourant ladite cavité (13), dudit premier état au second et réciproquement. Caractérisé en ce que la partie en saillie (14) forme une boucle fermee réalisée dans un matériau conducteur électrique et est reliée par une pluralité de pattes régulièrement réparties sur son pourtour à la pièce (11) dont elle est solidaire et traversée par un barreau (101) de matière magnétique douce. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la partie saillie (14) est située à une extrémité de la pièce (11) dont elle est solidaire. 3- Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie en saillie (14) et le barreau (101) présentent des sections de révolution et sont coaxiaux. 4- Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce (12) qui porte la cavité (13) entoure la pièce (11) dont est solidaire la partie en saillie (14) qui saille alors vers l'extérieur. 5- Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pièce (11) qui porte la partie en saillie (14), qui saille alors vers l'intérieur, entoure la pièce (12) qui porte la cavité (13). 6- Dispositif suivant l'une revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie en saillie (14), les pattes 00) et la pièce (11) qui porte ladite partie en saillie sont réalisées dans un même matériau electriquement conducteur. 7- Dispositif suivant l'une revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un cliquet (103) solidaire d'une des deux pièces (11,12) coopère avec au moins une crémaillère (102) solidaire l'autre pièce. 8- Dispositif suivant l'une revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour commander passage de la partie du premier matériau entourant ladite cavité (13) du premier état au second et réciproquement comprennent une bobine reliée en parallèle ou en série à un condensateur et un convertisseur apte à exciter le circuit ainsi constitué à une fréquence égale ou peu différente de sa fréquence de résonance. 9- Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la fréquence du convertisseur est comprise entre 80 et 150 KHz.