Brevet FR2811219A1 — publié le 20020111

l La présente invention concerne les seringues permettant l'injection de ciment pour la fixation de prothèses orthopédiques. Les prothèses orthopédiques sont fréquemment scellées dans une cavité osseuse du patient à l'aide d'un ciment approprié. Les ciments utilisés sont sous forme de poudre que le praticien doit mélanger à un liquide pour obtenir une pâte de consistance appropriée, peu fluide, et susceptible de bien adhérer aux parois de la cavité osseuse et de la prothèse à solidariser. Le ciment, initialement sous forme de cette pâte, prend rapidement, en une durée de l'ordre de deux à trois minutes, pour donner une structure rigide particulièrement résistante. La durée est donc courte entre l'instant o le praticien met au contact la poudre et le liquide, et l'instant o tout doit être en place dans la cavité osseuse et autour de la prothèse. La faible durée constitue une première difficulté, de sorte qu'il faut réduire au maximum le temps de préparation et de manipulation du ciment, pour laisser suffisamment de temps au praticien pour la disposition correcte de la prothèse dans la cavité osseuse et pour la répartition correcte du ciment autour de la prothèse avant sa prise. Une seconde difficulté provient du fait que la pâte formant le ciment est peu fluide, et ne se prête pas aisément à une injection par une seringue. L'injection nécessite en effet une pression importante de poussée pour vaincre les forces de frottement de la pâte sur les parois de la seringue et pour vaincre la faible viscosité de la pâte. Les seringues actuellement utilisées comprennent un piston poussé à la main ou par une crémaillère, présentant une faible section de façon à produire une pression élevée résultant de la force manuelle disponible pour la poussée du piston. Le praticien doit préparer la pâte dans un récipient annexe, en mélangeant la poudre et le liquide, puis introduire la pâte dans le cylindre allongé de la seringue, et enfin injecter la pâte dans la cavité osseuse autour de la prothèse. Un tel dispositif n'est pas satisfaisant, notamment par le fait que le praticien doit appliquer sur le piston une force longitudinale de poussée importante qui conduit fréquemment à un manque de précision du positionnement de la seringue et donc à un manque de précision des points d'injection du ciment dans la cavité osseuse, et par le fait que les opérations de mélange dans un récipient annexe puis d'introduction dans la seringue demandent un temps non négligeable qui réduit d'autant le temps disponible restant pour l'opération médicale de positionnement de la prothèse dans la cavité osseuse et d'injection du ciment autour de la prothèse. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir une nouvelle structure de seringue pour injection de ciment de prothèse, permettant d'augmenter le temps restant disponible au praticien pour le positionnement de la prothèse dans la cavité osseuse et l'injection du ciment autour de la prothèse, et permettant d'augmenter la précision de positionnement de la seringue par réduction de la force longitudinale nécessaire pour l'actionnement du piston. Selon un autre objet de l'invention, la structure de seringue permet de réduire les pertes de ciment, en assurant une injection la plus complète possible du ciment dans la cavité osseuse autour de la prothèse. Un autre objet de l'invention est de concevoir une telle structure de seringue qui soit particulièrement facile à manipuler et précise, pour éviter les fautes d'asepsie. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, une seringue selon l'invention pour injection de ciment de prothèses comprend un cylindre de forme relativement trapue avec un canal de sortie et avec un piston coulissant dans le cylindre et actionné par un organe de manoeuvre; l'organe de manoeuvre comprend une tige filetée axiale sollicitant le piston coulissant en coulissement dans le cylindre et vissée dans un écrou taraudé solidaire du cylindre. Une telle structure d'organe de manoeuvre à vis de poussée permet, à partir d'un couple relativement faible exercé par l'utilisateur, de produire une force axiale de poussée suffisante pour atteindre la pression d'injection nécessaire malgré la section transversale importante du cylindre. En d'autres termes, on peut ainsi utiliser un cylindre de forme trapue, à diamètre relativement grand, permettant de mélanger la poudre et le liquide à l'intérieur du cylindre lui-même. Selon un mode de réalisation avantageux, l'écrou est constitué par un bouchon d'entrée amovible rapporté à la première extrémité du cylindre. Le bouchon d'entrée peut avantageusement comprendre une jupe de fixation taraudée, s'adaptant par vissage sur la zone filetée de la première extrémité du cylindre. En pratique, l'extrémité intérieure de la tige filetée peut avantageusement être engagée en appui contre la face externe du piston coulissant. Le piston coulissant peut avantageusement comprendre une face de poussée généralement plane, une face latérale cylindrique de guidage dans le cylindre, et une face externe à nervures de rigidification. L'extrémité extérieure de la tige filetée peut avantageusement comprendre une tête de préhension à moyens périphériques anti-glissement, par exemple en forme de roue cannelée. Selon un mode de réalisation préféré, le canal de sortie est prévu dans un bouchon de sortie rapporté sur la seconde extrémité du cylindre. Par exemple, le bouchon de sortie peut comprendre une jupe de fixation taraudée, s'adaptant par vissage sur la zone filetée de la seconde extrémité du cylindre. De préférence, le fond du cylindre est plat. Par exemple, le bouchon de sortie peut comprendre une paroi transversale à surface intérieure plane formant ledit fond plat du cylindre. La surface extérieure de ladite paroi transversale de bouchon de sortie peut avantageusement comprendre des nervures de rigidification, assurant la planéité de la surface intérieure. Une telle disposition, associée à une surface plane de poussée du piston, permet de réduire les pertes de matière, le piston venant chasser l'intégralité de la matière dans le canal de sortie lorsqu'il vient en appui contre le fond plat. La vis peut avantageusement comporter plusieurs filets ayant un pas relativement long, par exemple quatre filets dont le pas est de 8 à 15 mm environ, avantageusement de 12 mm environ. De la sorte, le praticien peut faire avancer le piston selon sa course totale en un nombre de tours relativement réduit de la vis, tout en produisant une force de poussée axiale importante chassant efficacement le ciment par le canal de sortie, sans avoir cependant à exercer un couple important sur la vis. Ainsi, les efforts à déployer par le praticien sont réduits, de sorte que le praticien peut aisément conserver une position précise de la seringue lors de l'injection. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une seringue selon un mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une coupe longitudinale du cylindre de la seringue de la figure 1, selon le plan diamétral A-A de la figure 3; - la figure 3 est une coupe transversale du cylindre de la seringue de la figure 1; - la figure 4 est une vue en perspective du piston de la seringue de la figure 1; - la figure 5 est une vue de la face extérieure du piston de la figure 4; - la figure 6 est une coupe selon le plan B-B de la figure 5; - la figure 7 est une vue de détail de la zone C de la figure 6, à plus grande échelle; - la figure 8 est une vue de côté de la vis de poussée de la figure 1; - la figure 9 est une coupe longitudinale de la vis de la figure 8; - la figure 10 est une vue de dessus de la vis de la figure 8, montrant la forme de la tête de préhension; - la figure 11 est une vue de côté du bouchon d'entrée dans la seringue de la figure 1; - la figure 12 est une vue de dessus du bouchon de la figure 11; - la figure 13 est une coupe longitudinale du bouchon de la figure 11; - la figure 14 est une vue de dessus du bouchon de sortie dans la seringue de la figure 1; - la figure 15 est une coupe selon le plan D-D de la figure 14; et - la figure 16 est une vue en perspective montrant la face externe du bouchon de sortie de la figure 1. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, une seringue pour injection de ciment de prothèse selon l'invention comprend un cylindre 1, un bouchon de sortie 2 avec canal de sortie 3, un piston 4 monté à coulissement dans le cylindre 1, un bouchon d'entrée 5, et une vis de poussée 6. Le cylindre 1 est de forme relativement trapue, c'est-à- dire présentant un diamètre d intérieur relativement important pour une longueur L relativement courte, par exemple une longueur L comprise entre 1,5 fois et 3 fois le diamètre d intérieur. En pratique, dans le mode de réalisation illustré sur les figures, la longueur L est voisine du double du diamètre d intérieur. On pourra choisir pour le diamètre d intérieur une valeur au moins égale à la valeur permettant de mélanger aisément la poudre et le liquide pour former le ciment à l'intérieur du cylindre. En pratique, le diamètre d intérieur peut être compris entre 3,5 et 5,5 cm environ. Un diamètre d intérieur de l'ordre de 4,5 cm est un compromis avantageux. Le cylindre 1 comporte une première extrémité 10 ayant une zone filetée 11, et une seconde extrémité 12 ayant une zone filetée 13. La face extérieure du cylindre 1 peut comporter des nervures longitudinales de préhension 14. Le bouchon de sortie 2 comprend une jupe de fixation 20 taraudée, s'adaptant par vissage sur la zone filetée 13 de la seconde extrémité 12 du cylindre 1. Le bouchon de sortie 2 comprend également une paroi transversale 21 à surface intérieure 22 plane formant un fond plat pour le cylindre 1. La surface extérieure 23 de paroi transversale 21 comporte des nervures de rigidification 24. Les nervures de rigidification 24 sont radiales, partant du tube axial formant le canal de sortie 3, jusque dans la zone périphérique de la paroi transversale 21. La jupe de fixation 20 comporte une face extérieure munie de nervures longitudinales 25 antiglissement. Le canal de sortie 3 est traversant, avec un orifice de sortie 30 et avec un orifice d'entrée 31 qui débouche dans la cavité interne 32 délimitée par la jupe de fixation 20 et la paroi transversale 21. Le bouchon d'entrée 5 est conformé pour être amovible et rapporté à la première extrémité 10 du cylindre 1. Le bouchon d'entrée comprend une jupe de fixation 50 taraudée, s'adaptant par vissage sur la zone filetée 11 de la première extrémité 10 du cylindre 1. La jupe de fixation 50 comporte une surface périphérique extérieure munie de nervures longitudinales 51 anti- glissement. La jupe de fixation 50 se raccorde à un écrou 52 coaxial qui comporte un trou axial 53 taraudé de plus petit diamètre que le diamètre d du cylindre 1. Par exemple, le diamètre du trou axial 53 taraudé est voisin de la moitié du diamètre d intérieur du cylindre 1. Le piston coulissant 4 comprend une face de poussée 40 généralement plane, une face latérale 41 cylindrique de guidage, adaptée pour coulisser sans jeu dans le cylindre 1 et présentant une longueur de l'ordre de 1 cm pour assurer un bon guidage et une bonne stabilisation du piston coulissant 4 lors de son coulissement longitudinal dans le cylindre 1. Le piston coulissant 4 comporte en outre une face externe 42 à nervures de rigidification 43, avec un logement central 44 cylindrique. Les bords de la face de poussée , par exemple dans la zone C illustrée sur la figure 6, comportent une lèvre souple d'étanchéité 45 mieux représentée en coupe à plus grande échelle sur la figure 7. La vis de poussée 6 constitue un organe de manoeuvre pour l'actionnement du piston coulissant 4 en coulissement dans le cylindre 1. L'organe de manoeuvre à vis de poussée 6 comprend une tige filetée 60 axiale conformée pour se visser dans l'écrou 52 du bouchon d'entrée 5. De préférence, la tige filetée 60 comporte quatre filets ayant un pas de 8 à 15 mm environ, avantageusement de 12 mm environ. L'extrémité intérieure 61 de la tige filetée est cylindrique, dépourvue de filet, et conformée pour s'engager en appui contre la face externe 42 du piston coulissant 4. En pratique, l'extrémité intérieure 61 cylindrique s'engage dans le logement central 44 cylindrique correspondant du piston coulissant 4. L'extrémité extérieure 62 de la tige filetée 60 comprend une tête de préhension 63 à moyens périphériques anti-glissement. Par exemple, la tête de préhension 63 est en forme de roue cannelée, avec six cannelures telles que la cannelure 64. Un mode d'utilisation de la seringue selon l'invention est décrit ciaprès. Le praticien prépare la seringue, avec le piston coulissant 4 engagé dans le cylindre 1 à proximité de sa première extrémité 10, avec le bouchon d'entrée 5 adapté sur ladite première extrémité 10, et avec la vis de poussée 6 légèrement vissée dans l'écrou 52 et en appui contre le piston coulissant 4. Le bouchon de sortie 2 est enlevé. Le praticien introduit le liquide à l'intérieur du cylindre par sa seconde extrémité 12 orientée vers le haut, puis introduit la poudre destinée à former le ciment. A l'aide d'une spatule qu'il introduit dans le cylindre par la seconde extrémité 12, il brasse le mélange à l'intérieur du cylindre 1, déjà en place. On comprend que cela est rendu possible par le diamètre d relativement important du cylindre 1, combiné à sa longueur L relativement réduite. Après brassage, le praticien adapte le bouchon de sortie 2 sur la seconde extrémité 12 du cylindre 1, et visse la vis de poussée 6. La seringue est alors prête à l'emploi. Lors de l'injection, l'utilisateur dispose le canal de sortie 3 dans la zone d'injection de la cavité osseuse, et visse la vis de poussée 6 en manoeuvrant la tête de préhension 63. Il lui suffit d'exercer un couple relativement réduit pour réaliser une force de poussée importante grâce aux filets de la tige filetée 60 engagée dans l'écrou 52. En fin de vissage, la face de poussée 40 plane du piston coulissant 4 vient en appui contre la surface intérieure 22 plane et parallèle du bouchon de sortie 2, chassant la totalité de la pâte à travers le canal de sortie 3. Si nécessaire, le praticien peut également dévisser le bouchon de sortie 2, puis pousser à l'aide d'un outil le reliquat de pâte à travers le canal de sortie 3. On évite ainsi toute perte de matière. On remarquera que la structure de seringue illustrée sur les dessins est destinée à être fabriquée par moulage de matière plastique, avec une économie non négligeable de matière. Par exemple, la vis de poussée 6 est une structure creuse, avec une cavité intérieure longitudinale 65 ouverte à travers la tête de préhension 63. De même, le piston coulissant 4 est une structure creuse rigidifiée par les nervures de rigidification 43. Il en est de même aussi du bouchon de sortie 2 avec ses nervures de rigidification 24. La structure de seringue selon l'invention permet le mélange du ciment directement dans le cylindre 1, puis une poussée aisée par vissage de la vis de poussée 6. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Seringue pour injection de ciment de prothèses, comprenant un cylindre (1) de forme relativement trapue avec un canal de sortie (3) et avec un piston (4) coulissant dans le cylindre (1) et actionné par un organe de manoeuvre, caractérisée en ce que l'organe de manoeuvre comprend une tige filetée (60) axiale sollicitant le piston coulissant (4) en coulissement dans le cylindre et vissée dans un écrou (52) taraudé solidaire du cylindre (1). 2 - Seringue pour injection de ciment de prothèses selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'écrou est constitué par un bouchon d'entrée (5) amovible rapporté à la première extrémité (10) du cylindre (1). 3 - Seringue pour injection de ciment de prothèses selon la revendication 2 caractérisée en ce que le bouchon d'entrée (5) comprend une jupe de fixation (50) taraudée, s'adaptant par vissage sur la zone filetée (11) de la première extrémité (10) du cylindre (1). 4 - Seringue pour injection de ciment de prothèses selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que l'extrémité intérieure (61) de la tige filetée (60) est engagée en appui contre la face externe (42) du piston coulissant (4). - Seringue pour injection de ciment de prothèses selon la revendication 4 caractérisée en ce que le piston coulissant (4) comprend une face de poussée (40) généralement plane, une face latérale (41) cylindrique de guidage dans le cylindre, et une face externe (42) à nervures de rigidification (43). 6 - Seringue pour injection de ciment de prothèses selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que l'extrémité extérieure (62) de la tige filetée (60) comprend une tête de préhension (63) à moyens périphériques anti-glissement. 7 - Seringue pour injection de ciment de prothèses selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que le canal de sortie (3) est prévu dans un bouchon de sortie rapporté sur la seconde extrémité (12) du cylindre (1). 8 - Seringue pour injection de ciment de prothèses selon la revendication 7 caractérisée en ce que le bouchon de sortie (2) comprend une jupe de fixation (20) taraudée, s'adaptant par vissage sur la zone filetée (13) de la seconde extrémité (12) du cylindre (1). 9 - Seringue pour injection de ciment de prothèses selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8 caractérisée en ce que le bouchon de sortie (2) comprend une paroi transversale (21) à surface intérieure (22) plane formant un fond plat de cylindre (1) et à surface extérieure (23) comportant des nervures de rigidification (24). 10 - Seringue pour injection de ciment de prothèses selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que la vis comporte quatre filets ayant un pas de 8 à 15 mm environ, avantageusement de 12 mm environ.