Brevet FR2820968A1 — publié le 20020823

La présente invention concerne un implant pour ostéosynthèse de la colonne vertébrale permettant de traiter les différentes pathologies du rachis en fixant les vertèbres les unes aux autres, après avoir effectué les corrections nécessaires, à l'aide d'une tige cylindrique reliant les différents implants. L'invention concerne plus particulièrement des perfectionnements à ce type d'implants. Plusieurs modèles d'implants vertébraux existent actuellement, et malgré les améliorations successives mises au point par les fabricants, aucun système d'ostéosynthèse de la colonne vertébrale ne donne une entière satisfaction. Généralement les implants vertébraux sont munis d'un canal destiné à loger une tige de liaison qui relie les implants entre eux et se fixe à chaque implant par un système de blocage adapté. Le degré d'élasticité de la tige et sa souplesse influent considérablement sur la prise de la greffe osseuse après l'intervention. Ce système de blocage est généralement constitué d'une vis interne ou d'un écrou externe vissés sur les parois délimitant le canal de l'implant vertébral où vient se loger la tige. D'autres systèmes comportent plusieurs éléments assemblés pour bloquer la tige, ce qui rend le montage plus encombrant et plus difficile à mettre en place, avec un fort risque d'apparition de métalloses autour des implants à cause des multiples interfaces métalliques. Dans les cas d'utilisation d'une vis interne ou d'un écrou externe, le problème majeur rencontré est la distraction ou la contraction des parois filetées ou taraudées entraînant la perte de la vis ou de l'écrou et donc de la fixation de la tige. Pour compenser ce fléchissement des parois, les fabricants ont procédé à la diminution du couple de serrage et à l'augmentation de l'épaisseur de ces parois rendant les implants plus volumineux et plus saillants sous la couche musculaire, alors que les résultats des différentes études cliniques actuelles montrent l'intérêt indiscutable d'utiliser des implants à profil très réduit. L'implant selon l'invention permet de remédier efficacement aux différents problèmes précités, à savoir la souplesse des tiges, le volume important de l'implant, l'épaisseur des parois, la limitation du couple de serrage et la complication du montage par l'utilisation de plusieurs éléments avec un risque de métallose due aux différentes interfaces. L'implant selon l'invention peut être constitué d'une vis pédiculaire ou d'un crochet, et possède dans les deux cas le même système de fixation de la tige de liaison. Cet implant possède une partie destinée à l'ancrage osseux et une autre reliée à la tige de liaison par le système de fixation. Selon une disposition avantageuse de l'invention l'implant est fileté sur les faces externes des parois délimitant le canal destiné à loger la tige. Un écrou fermé par le haut, en forme de bouchon de bouteille, vient se visser sur les parois de l'implant jusqu'à la fixation ferme de la tige de liaison. Selon une caractéristique de l'invention l'écrou possède en son centre une partie cylindrique saillante du côté du bord libre destinée à s'encastrer entre les parois de l'implant pour empêcher leur fléchissement durant le serrage. Selon une autre caractéristique de l'invention la partie centrale du bouchon possède la même hauteur que la paroi périphérique de l'écrou et vient s'appuyer fermement sur la tige en même temps que l'écrou augmentant considérablement la surface de contact et par conséquent la force du blocage. Selon une autre disposition avantageuse la partie centrale saillante de l'écrou est munie d'une empreinte femelle permettant son serrage avec un tournevis adapté. Selon une caractéristique primordiale de l'invention l'écrou fermé par le haut et taraudé de l'intérieur ainsi que sa partie centrale sont usinés en monobloc grâce à une technique astucieuse de fabrication. Selon encore une disposition avantageuse de l'invention la hauteur et le diamètre externe de l'écrou, ainsi que l'épaisseur des parois de l'implant sont réduits au minimum du fait de l'impossibilité de fléchissement des parois grâce à la partie centrale de l'écrou. La paroi externe plate du toit de l'écrou permet aux muscles de reposer sur une surface lisse dépourvue de toute aspérité. Cela permet d'obtenir une meilleure cicatrisation et de prévenir d'éventuelles douleurs par irritation. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'adaptation d'une pièce spécifique dans le canal de la tige permet de transformer ce dernier en deux petits canaux pouvant recevoir deux tiges de liaison de plus petit diamètre pour assurer davantage de flexibilité au montage. Selon encore une caractéristique de l'invention, deux crochets à profil très réduit permettent, en les fixant sur les deux tiges de liaison et en les reliant par une barre, d'assurer une stabilité transversale au montage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 à 14 représentent les différentes pièces du système selon l'invention. La figure 1 est une vue de face d'une vis pédiculaire et de l'écrou. La figure 2 est une vue supérieure de l'écrou. La figure 3 est une vue inférieure de l'écrou. La figure 4 est une vue de profil d'un crochet avec écrou. La figure 5 est une vue du blocage de face de la tige par l'écrou. La figure 6 est une vue du blocage de profil de la tige par l'écrou. La figure 7 est une vue de face de l'adaptateur de flexibilité. La figure 8 est une vue de profil de l'adaptateur de flexibilité La figure 9 est une vue supérieure de l'adaptateur de flexibilité La figure 10 est une vue du blocage des deux tiges flexibles par l'écrou. La figure 11 est une vue de profil du crochet transversal. La figure 12 est une vue postérieure du crochet transversal. La figure 13 est une vue supérieure du crochet transversal. La figure 14 est une vue du crochet transversal en montage. Les dessins annexés illustrent l'invention. On décrira ci-après, en faisant référence aux figures 1 à 14, le mécanisme de blocage de la tige de liaison unique ou des deux tiges flexibles par l'écrou, ainsi que le dispositif de renfort transversal. Un montage peut être composé, selon le nombre et la localisation des vertèbres impliquées, d'un nombre variable de vis et de crochets et il est pratiquement toujours effectué de part et d'autre de la ligne médiane constituée par les apophyses épineuses. Selon une caractéristique de l'invention, tous les implants (fig. 1 à 14), ainsi que les tiges de liaison (14) sont usinés avec un alliage métallique biocompatible et résistant pouvant être, par exemple, un alliage de titane. L'implant selon l'invention est formé de deux parties : - Une partie intra-vertébrale à filetage spongieux (1) dans le cas de vis pédiculaire (fig. 1) ou en forme de lame coudée (13) dans le cas d'un crochet (fig. 4). La partie intravertébrale est destinée à fixer l'implant dans l'os et s'opposer aux forces d'arrachement. Le filetage spongieux (1), à profil cylindrique, possède un fond de filet cylindrique au niveau de sa partie distale, puis devient progressivement conique, réduisant ainsi la profondeur du filetage. Cette forme de filetage est résistante, et dépourvue d'amorces de rupture. - Une partie extra-vertébrale destinée à loger la tige de liaison (14) et à la fixer grâce à un écrou de blocage spécifique (fig. 1,. 2 et. 3) exerçant sur elle une force en quatre zones améliorant nettement sa résistance à la rotation et au glissement. L'invention concerne essentiellement l'écrou de blocage en forme de bouchon de bouteille avec une partie cylindrique centrale. La partie extra-vertébrale de l'implant constituant le système de fixation de la tige de liaison (14) est formée de quatre parties : - une paroi horizontale (2) - deux parois verticales ouvertes par le haut (3,4) - un canal (5) délimité par les deux parois verticales et destiné à loger la tige de liaison (14) - un écrou de blocage (fig. 1,. 2 et. 3) assurant la fixation de la tige (14). Selon une conception avantageuse, et afin d'obtenir une meilleure efficacité de serrage et de lutter contre la rotation et le glissement de la tige de liaison (14), une rainure (6) de faible profondeur est effectuée au fond du canal (5). Le but de cette rainure (6) est d'assurer deux lignes de serrage sur la partie inférieure de la tige (14), au lieu d'une seule dans les systèmes de fixation traditionnels. Selon une disposition avantageuse, les parois (3 et 4) du canal (5) sont plates sur leur face interne et cylindriques sur leur face externe. Elles possèdent un filetage (7) partiel sur leurs faces externes destiné à recevoir l'écrou de blocage. Un orifice est réalisé également sur chaque face externe (3 et 4) pour permettre l'adaptation d'instruments spécifiques servant à mettre en place les implants et à introduire la tige de liaison (14) dans son canal (5). L'écrou de blocage (fig. 1, 2 et 3) est cylindrique et vissé sur les faces externes des parois (3 et 4) du canal (5) jusqu'au contact ferme avec la tige (14). Selon une caractéristique de l'invention, l'écrou de blocage est formé de quatre parties : - Une partie périphérique cylindrique (9) lisse sur sa partie externe, munie d'un taraudage (8) sur sa partie interne du même pas que le filetage des faces externes des parois (3 et 4) de l'implant. - Une partie horizontale (10) qui vient fermer l'écrou dans sa partie supérieure. Cette partie renforce la résistance mécanique de l'écrou contre les déformations et permet aux muscles de reposer sur une surface lisse et sans aspérités. - Une partie interne centrale cylindrique (11), parallèle à la paroi périphérique (9) de l'écrou. Cette partie centrale (11) a pour but de s'interposer entre les parois (3 et 4) de l'implant durant le serrage de l'écrou, pour empêcher leur fléchissement et la perte de tenue de l'écrou. - Une empreinte femelle (12) dans la partie cylindrique centrale (11) qui permet de serrer l'écrou avec un tournevis à embout mâle adapté. Selon une caractéristique primordiale de l'invention l'écrou de blocage (fig. 1, 2 et 3) avec ses quatre parties, est usiné en monobloc grâce à des astuces de fabrication très avantageuses. Selon une conception avantageuse de l'invention, la partie cylindrique centrale (11) de l'écrou est de la même hauteur que la partie cylindrique périphérique (9) de ce dernier. Ceci permet à la partie centrale (11) de s'appuyer fermement sur la tige (14) en même temps que la partie périphérique (9) et d'assurer un blocage très solide de la tige (14) en augmentant considérablement la surface de contact entre cette dernière et l'écrou (fig. 6). La surface de blocage selon l'invention est formée de quatre zones de contact entre l'écrou la tige (fig. 6) alors qu'elle n'est que de deux zones avec des systèmes de blocage traditionnels. Une fois le montage réalisé de part et d'autre de la ligne médiane et les tiges de liaison (14) fixées, la mise en place d'un dispositif transversal de renfort permet d'augmenter la résistance de l'ensemble. Ce dispositif transversal est composé de deux crochets appelés crochets transversaux (fig. 11, 12 et 13) et d'une barre les unissant appelée barre transversale (15). Selon une caractéristique importante de l'invention, le crochet transversal (fig. 11) muni d'une ouverture latérale qui lui permet d'entourer la tige de liaison (14) est formé de trois parties : - Une partie horizontale inférieure (16), en forme de lame, destinée à accrocher la tige de liaison (14). - Une partie verticale (17) élargie, comportant, dans sa partie postéro-supérieure opposée à l'ouverture, une gorge (18) ouverte vers le haut, délimitée par deux parois aux faces internes taraudées, destinée à recevoir la barre transversale (15) et une vis de blocage (21) pour fixer cette dernière. - Une partie horizontale supérieure (19) comprenant une vis de blocage incorporée (20) pour fixer le crochet (fig. 11 et 13) à la tige de liaison (14). Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, il est possible de fixer séparément un crochet transversal (fig. 10, 11 et 12) sur chaque tige de liaison (14) puis les relier ensemble par la barre transversale (15). Dans les systèmes traditionnels la barre transversale est solidaire du crochet ou montée en même temps que lui. Selon une conception avantageuse de l'invention, le crochet transversal (fig. 10, 11 et 12) possède un profil réduit au minimum au dessus de la tige de liaison (14) pour une efficacité optimale. Selon une conception avantageuse, et dans le but de remédier à la rigidité des tiges de liaison (14) traditionnelles, l'implant selon l'invention propose d'insérer dans le canal (5) de la tige (14) un adaptateur permettant de transformer ce canal (5) large en deux petits canaux (22) qui recevront deux tiges (26) de diamètres réduits pour augmenter la flexibilité du montage. Selon une caractéristique de l'invention, l'adaptateur permettant de réduire le diamètre des tiges de liaison flexibles (26) est formé de trois parties : - Une partie horizontale possédant une base cylindrique (23) du même diamètre que la tige de liaison (14) et munie de deux parois parallèles verticales (24) pour assurer sa stabilité contre une éventuelle rotation dans le canal (5). - Une partie périphérique (25) de chaque côté de la partie horizontale (16 et 17) et plus large que cette dernière, assurant sa stabilité contre le glissement dans le canal (5) en venant buter contre les parois (2,3 et 4) de l'implant. - Deux canaux (22) de faible diamètre, sur la face supérieure de la partie horizontale (23 et 24), destinés à recevoir deux tiges de liaison flexibles (26) à diamètre réduit pour assurer la flexibilité du montage. REVENDICATIONS 1-Implant pour ostéosynthèse rachidienne destiné à s'attacher d'un côté aux vertèbres par un filetage (1) ou une lame coudée (13), et de l'autre à une tige (14) grâce à un canal (5) ouvert vers le haut avec deux parois verticales (3 et 4) aux faces externes filetées (7) sur lesquelles vient se visser un écrou de blocage (fig. 1, 2 et 3) caractérisé par une partie périphérique (9) cylindrique taraudée (8) de l'intérieur, une partie horizontale (10) fermant l'écrou du côté supérieur et une troisième partie centrale cylindrique (11) à l'intérieur de l'écrou venant s'interposer entre les parois (3 et 4) de l'implant durant le serrage pour empêcher leur fléchissement. 2-Implant selon la revendication 1 caractérisé en ce que L'écrou de blocage (fig. 1, 2 et 3) formé par une partie périphérique (9) cylindrique taraudée (8) de l'intérieur, une partie horizontale (10) fermant l'écrou du côté supérieur et une troisième partie centrale cylindrique (11) à l'intérieur de l'écrou est usiné en monobloc. 3-Implant selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la partie centrale cylindrique (11) à l'intérieur de l'écrou possède la même hauteur que la partie périphérique cylindrique (9) pour s'appuyer en même temps qu'elle, durant le serrage, sur la tige de liaison (14) et augmenter considérablement la force de blocage. 4-Implant selon les revendications 1 et 2 caractérisé " en ce que la partie centrale cylindrique (11) à l'intérieur de l'écrou possède une empreinte femelle (12), pouvant être par exemple un hexagone, servant à visser fermement l'écrou de blocage avec un tournevis ayant une empreinte mâle. 5-Implant slun les revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il peut loger un adaptateur de flexibilité (fig 7, 8 et 9) destiné à transformer le canal (5) large de logement de la Lige de liaison (14) en deux canaux (22) plus étroits avec deux tiges de faible diamètre pour rendre le montage plus flexible.