Brevet FR2814936A1 — publié le 20020412

DISPOSITIF DE LIAISON VERTEBRALE SOUPLE ET MONOBLOC FONCTIONNANT DE MANIERE MULTIDIRECTIONNELLE ------------------------------ DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un dispositif de liaison vertébrale postérieure monobloc qui stabilise les vertèbres dans toutes les directions et amortit toutes les sollicitations mécaniques en ne bloquant aucun degré de liberté. Ce dispositif va présenter des avantages fonctionnels qui vont apparaître au cours de la description ART ANTERIEUR : On connait de nombreux systèmes de fixations vertébrales postérieures rigidifiant un certain nombre de vertèbres en les privant de toute mobilité pour permettre ainsi d'encaisser toutes les contraintes mécaniques. Cependant, la première vertèbre adjacente à ce bloc rigide garde toute sa mobilité et cette discontinuité brutale entre le bloc rigide et cette vertèbre libre engendre très souvent une hypersollicitation des éléments de liaison. Il s'en suit une accélération de la dégénérescence de ce niveau. Ce problème n'a été que très partiellement résolu par des systèmes semi-rigides conçus pour créer une rigidité intermédiaire entre les vertèbres mobiles et les vertèbres fixes. Ces systèmes présentent les inconvénients suivants : - soient ils travaillent en traction excluant toute action en flexion et compression. C'est le cas de tous les dispositifs basés sur les ligaments artificiels. Ces systèmes sont peu élastiques et laissent à l'appréciation de l'opérateur le soin de régler la tension rendant a apprec ainsi aléatoire les caractéristiques mécaniques dans les deux modes de fonctionnement possibles. -soient ils travaillent en compression avec une butée en traction, l'assistance en flexion et en torsion étant exclu. Quoiqu'il en soit : aucun des dispositifs connus ne résout entièrement le problème posé, à savoir : amortir toutes les solli- citations mécaniques auquelles une vertèbre mobile peut être soumise en ne bloquant aucun degré de liberté. Nous allons citer comme antériorité la plus proche : le brevet EP 0576 379 Al qui présente un amortisseur qui semble s'approcher le plus près tout au moins du point de vue du schéma général de la présente invention ; la revendication 1 du présent brevet protège"un amortisseur uniaxial travaillant uniquement en compression tout en jouant le rôle d'une butée qui s'oppose à tout déplacement du piston au delà d'une valeur déterminée........ Dans ce cas l'aspect fonctionnement multidirectionnel de la présente invention ne figure pas dans l'antériorité, de plus la imitation exponentielle du déplacement résolue par l'antériorité, est un problème qui n'a rien à voir avec celui que veut résoudre la présente invention. DESCRIPTION Les dessins servant la compréhension de l'invention sont les suivants : La figure 1 de la planche 1/3 présente un schéma du dispositif en coupe verticale avec l'ensemble de ses moyens Les figures 2 et 3 et 3bis de la planche 1/3 (vues en coupe longitudinales et transversales) présentent une variante du dispositif avec une structure fibreuse différente La figure 4 de la planche 2/3 montre une implantation du présent dispositif sur une colonne vertébrale. La figure 5 de la planche 2/3 montre un type de fixation possible du dispositif sur deux vertèbres pas forcément voisines. La figure 6 de la planche 3/3 montre une gamme de dispositifs envisageables pour divers cas. Le dispositif de liaison 1 doit pouvoir offrir une tenue mécanique suffisante en restant du point de vue des contraintes subies, dans le domaine élastique en amortissant et en résistant à tous les modes de travail connus (traction, compression flexion , torsion et cisaillement). Ledit dispositif 1 comprend : Un noyau central 11 constitué d'un réseau de fibres élastiques pouvant travailler en compression. Ses caractéristiques mécaniques et physiques sont préalablement déterminées avant fabrication et mise en place. Il est adaptable au cas par cas. Une structure fibreuse 12 qui participe avec le noyau 11 aux caractéristiques mécaniques qui doivent satisfaire les modes de travaux requis pour le dispositif 1. Des moyens de fixation tels que par exemple : deux tiges rigides 14 (a et b) qui comprennent à leurs extrémités deux filetages 141 (a et b) sur lesquels viennent se visser deux écrous 143 (a et b) et s'enfiler deux rondelles 144 (a et b), à pans coupés. Ces précédents moyens 141, 143, 144 viennent pincer la structure fibreuse 12 en assurant une tenue mécanique en flexion et traction. Un enrobage 13 constitué de préférence par une résine qui en se polymérisant vient lier l'ensemble des moyens, en assurant toutes les fonctions désirées, notamment : tenue mécanique, rigidité relative, souplesse, amortissement, bonne cohésion, et étanchéité avec absence de dégradation dans le temps de l'ensemble du dispositif. Le dispositif 1 ainsi constitué va donc pouvoir se positionner pour fonctionner de manière multidirectionnelle, par le type de conception adopté vérifié par des essais, et grâce à la nature des matériaux qui le constituent. Les matériaux du dispositif 1 répondant aux fonctionnalités précédemment décrites sont pour : le noyau central 11 : un réseau de fibres textiles tridimensionnelles, offrant des caractéristiques de souplesse et d'amor- tissement, renforcées ensuite par l'imprégnation d'une résine qui en se polymérisant assure de bonnes caractéristiques en compression. la structure fibreuse 12 : un textile dont le réseau de fibre est de préférence au départ bidirectionnel, et dont la forme peut être cylindrique adaptable à toutes les formes imposées présentant à ses extrémités deux têtes symétriques que l'on peut enfiler sur les tiges 14 (a et b) pour les rabattre et les bloquer ensuite entre les écrous et les rondelles : 143, 144. (figures 2,2bis et 3) les tiges filetées 14 et les écrous et rondelles 143 et 144 : un matériau rigide (composite ou métallique). 11 faut noter que les tiges filetées ne sont pas forcément coaxiales, et peuvent se raccorder à tout système de fixation vertébral postérieur ou antérieur rigide. La rondelle présente au moins un pan coupé de forme adaptée pour que ce dernier puisse se positionner en évitant un déchirement de l'enrobage 13 et déchaussement possible des tiges quand le dispostif 1 travaille en flexion. le moyen d'enrobage 13 : une résine qui de préférence est de nature polyuréthane biocompatible, facile à mettre en oeuvre, moulable, éventuellement usinable pour adaptation et dont les variétés de caractéristiques desdites résines permettent de résoudre toutes les fonctionnalités désirées. L'application industrielle reste bien ciblée, a savoir : la résolution du problème de la dégénérescence par l'implantation du dispositif 1 ; il n'en reste pas moins que ce dispositif amortisseur monobloc peut fonctionner dans toutes les directions peut avoir des dimensions et formes multiples ainsi que des caractéristiques mécaniques variées grâce à la combinaison de tous les constituants. C'est ainsi que la figure 6 de la planche 3/3 représente une gamme possible de dispositifs conçus comme il vient d'être décrit. Dans certains cas, des composants comme le noyau central 11 , la structure fibreuse 12 les écrous ou les rondelles peuvent être supprimés au sein du dispositif 1. Ainsi une multitude de combinaisons possibles permettra à l'opérateur de sélectionner un dispositif précis qui aura la réponse mécanique et la forme appropriées au cas à traiter. Ces dispositifs la, lb, lc, Id, le, If, lg, lh, li, dont chacun dépendra des caractéristiques à respecter (par exemple : tenue mécanique, forme, encombrement, étanchéité...) possédera après fabrication et rangement dans un présentoir une fiche signalétique correspondant à un numéro donné, et l'opérateur pourra ainsi choisir le dispositif adapté, qui lui convient pour l'implantation. Le dispositif 1 se fixe de manière classique sur des vertèbres qui peuvent être voisines ou distantes grâce à un système de fixation composé le plus souvent de vis pédiculaires et d'un système de blocage de la tige sur ladite vis (figure 5). REVENDICATIONS 1-Dispositif de liaison vertébrale monobloc (l) caractérisé en ce qu'il comprend : un noyau central (11) constitué d'un réseau de fibres élastiques pouvant travailler en compression. une structure fibreuse (12) qui participe avec le noyau 11 aux caractéristiques mécaniques qui doivent satisfaire les modes de travaux requis pour le dispositif (1) des moyens de fixation tels que par exemple : deux tiges rigides (14 a et b) qui comprennent à leurs extrémités deux filetages (141 a et b) sur lesquels viennent se visser deux écrous (143 a et b) et s'enfiler deux rondelles (144 a et b), qui peuvent présenter au moins un pan coupé, ces précédents moyens (141), (143), ( 144), venant pincer la structure fibreuse (12) assurant une tenue mécanique en flexion et traction un enrobage (13) constitué de préférence par une résine qui en se polymérisant vient lier l'ensemble des moyens en assurant toutes les fonctions désirées : tenue mécanique rigidité relative souplesse, bonne cohésion, étanchéité dudit dispositif (1) qui une fois constitué va pouvoir se déformer élastiquement de manière multidirectionelle en satisfaisant à tous les modes de travail qui puissent exister, ledit dispositif (l) grâce à la mise en place des précédents moyens étant capable d'amortir les sollicitations mécaniques, en ne bloquant aucun degré de liberté. 2-Dispositif de liaison vertébrale monobloc (1) selon la reven-dication 1 caractérisé en ce que son noyau (11) est constitué d'un réseau de fibres textiles, tridimensionnelles, ayant au départ des caractéristiques de souplesse et d'amortissement admettant l'imprégnation d'une résine, qui en se polymérisant va donner audit noyau (l 1) de bonnes caractéristiques de tenue en compression. 3-Dispositif de liaison vertébrale monobloc (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la structure fibreuse (12) est un textile dont le réseau de fibre est bidirectionnel, et dont la géométrie présente à ses extrémités deux têtes symétriques que l'on peut enfiler sur des tiges (14a et b) pour les rabattre et les bloquer ensuite entre les écrous et les rondelles (143), (144). 4-Dispositif de liaison vertébrale monobloc (1) selon l'une des précédentes revendications caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'enrobage (13) constitué d'une résine dont la nature est de préférence en polyuréthane biocompatible, et non dégradable dans le temps facile à mette en oeuvre, moulable, éventuellement usinable après moulage pour adaptation et dont les variétés de caractéristiques desdites résines permettent de résoudre toutes les fonctionnalités désirées 5-Dispositif de liaison vertébrale monobloc (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les rondelles (143 et 144) présentent au moins un pan coupé qui permet le positionnement de ladite rondelle en évitant un déchirement de l'enrobage (13) et le déchaussement possible des tiges (14a et b)