Brevet FR2827498A1 — publié le 20030124

DISPOSITIF DE LIAISON VERTEBRALE SOUPLE CONSTITUE D'ELEMENTS PERMETTANT DE PALIER A UNE DEFICIENCE DU RACHIS DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un dispositif de liaison vertébrale postérieure qui travaille en traction compression et en flexion, et qui amortit toutes les sollicitations mécaniques. Ce dispositif va présenter des avantages fonctionnels qui vont être décrits. 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 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 uniquement en traction. 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 ainsi aléatoire les caractéristiques mécaniques en particulier dans le mode de fonctionnement traction compression qui nous concerne. - soient ils travaillent en compression avec une butée en traction, ce qui rend ces dispositifs inéfficaces dés qu'ils doivent assister des déplacements en extension. Quoiqu'il en soit : aucun des dispositifs connus ne résout entièrement le problème posé, à savoir : amortir les sollicitations mécaniques existant en traction compression et en flexion auquelles une vertèbre mobile peut être soumise. Nous citerons comme première antériorité : 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 ZD "M amortisseur uniaxial travaillant uniquement en conipression 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 la limitation exponentielle du déplacement résolue par l'antériorité, est un problème qui n'a rien à voir avec celui que veut résoudre la présente invention. Nous citerons une deuxième antériorité : la demande de brevet NO 0012998 qui décrit et revendique dispositif de liaison vertébral souple et monobloc fonctionnant de manière multidirectionnelle" Cette antériorité ne résout pas tout à fait le même problème que celui que veut résoudre la présente invention, dont les moyens et fonctions mis en place sont différents. Dans la présente invention on peut choisir de manière précise le mode de travail désiré : traction compression ou flexion, ou la combinaison des deux modes de travail, ceci afin d'éviter tout contact entre les facettes articulaires. DESCRIPTION Nous listerons les dessins servant à comprendre l'invention. La figure 1 de la planche 1/5 présente une vue en perspective du dispositif dans le cas d'un mode de travail combiné en traction compression et flexion La figure 2 de la planche 1/5 est une vue en coupe longitudinale du même dispositif montrant les moyens mis en oeuvre. La figure 3 de la planche 2/5 est une vue éclatée du dispositif et de ses moyens. La figure 4 de la planche 3/5 est une vue en perspective du dispositiif travaillant uniquement en traction compression. La figure 5 de la planche 3/5 est une vue en coupe du dispositif travaillant en traction compression seules Les figures 6 à 11 de la planche 4/5 représentent l'ensemble des moyens correspondant aux pièces unitaires provenant d'un démontage du dispositif. La figure 12 de la planche 4/5 montre un moyen qui se substitue à un autre moyen pour permettre de travailler seulement suivant le mode de traction compression. La figure 13 de la planche 5/5 montre le dispositif posé sur des vertèbres. Le dispositif 1 est constitué de deux ensembles de moyens : Un premier ensemble de moyens 11 composé de moyens rigides fabriqués en matériau de préférence métalliques biocompatibles assurant une bonne tenue mécanique du dispositif en transmettant intégralement les efforts Un deuxième ensemble de moyens 12 formé de moyens souples ou amortissant fabriqués en matériaux viscoélastiques biocompatibles, acceptant les déformations élastiques répétées. C'est la combinaison de ces deux ensembles de moyens qui permet à l'invention de fonctionner Le premier ensemble de moyens 11 comprend quatre structures mécaniques 110, 112, 114,116 qui ont pour fonction de transmettre les efforts, sans se déformer, et auquels est soumis le dispositif 1. La structure mécanique 110 est constituée d'une tige mécanique 111 dont l'une des extrémités est surmontée d'un plateau circulaire 113b relié à ladite tige 111 avec un large rayon de raccordement 113a, l'ensemble pouvant coulisser dans la partie creuse de la structure 114 qui enferme un élément visco-éléastique 121. La structure mécanique 112 est un capuchon muni d'un taraudage 117 permettant la fixation de ladite structure 112 sur la structure 114 ; le moyen 112 dispose d'un épaulement 118 qui permet d'enfermer entre le plateau 113b et lui-même une rondelle viscoélastique 121. La structure mécanique 114 est constituée de deux cylindres creux dont l'un est taraudé pour permettre la fixation d'une tige 116 à embout fileté Les moyens 110 et 116 viennent se fixer sur les vertèbres pour permettre le fonctionnement du dispositif 1. Le deuxième ensemble de moyens 12 est constitué des deux moyens viscoélastiques 121 et 122. Le premier moyen 121 est de préférence une rondelle qui laisse coulisser en son centre la tige 111 Le deuxième moyen 122 est un disque plein en matériau viscoélastique. Ces deux rondelles 121 et 122 peuvent subir des efforts de compression qui peuvent être non uniformément répartis, elles ont été conçues pour résister sans se rompre à de nombreuses sollicitations cycliques de fatigue, des essais ont été effectués dans ce sens, les moyens 121 et 122 peuvent subir ces épreuves en se déformant élastiquement autant de fois que nécessaire. Le matériau choisi est de préférence un polyuréthane biocompatible ; grâce à leur intégration à l'intérieur des moyens mécaniques 110,112, 114,116, les moyens viscoélastiques 121 et 122 sont protégés par les précédentes structures mécaniques de l'environnement agressif du corps humain, cela évite notamment la formation de fibres autour de ces moyens qui pourraient altérer les propriétés viscoélastiques du matériau et par conséquent perturber le bon fonctionnement du dispositif 1. Ce dispositif 1 permet d'amortir les sollicitations en traction compression et flexion qu'il subit par l'intermédiaire des tiges 110 et 116. Cette fonction est assurée du fait que le moyen 112 possède un orifice 119 suffisamment large pour permettre un débattement de la tige 111 et qu'il existe un jeu fonctionnel entre le plateau 113 et le corps creux du moyen 114 ; l'épaulement 118 sert de butée et maintient dans son logement la masse viscoélastique ZD 121 ainsi enfermée. Dans le cas où on désire travailler en mode uniaxial de traction compression, le moyen 112 est remplacé par un autre moyen 115 équipé d'un filetage 117, qui comprend un capuchon 115c, dont l'orifice 119 est ajusté au diamètre de la tige 110 en se prolongeant par un guidage 115a Ce dispositif 1 est donc capable de réagir dynamiquement aux sollicitations appliquées. Il est indispensable que la structure 114 comporte un alésage 114a pour permettre un guidage sans frottement excessif de la tige 110 dans ledit moyen 114. L'ajustement du diamètre des rondelles viscoélastiques 121 et 122 doit être effectué avec précision pour leur permettre de s'écraser librement jusqu'à un seuil d'effort correspondant à un point de contact de l'alésage 114a du moyen 114 c REVENDICATIONS 1-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) caractérisé en ce qu'il est constitué de deux ensembles de moyens Un premier ensemble de moyens (11) composé de moyens rigides (110,112, 114,115, 116) fabriqués en matériaux de préférence métalliques et biocompatibles assurant une bonne tenue mécanique du dispositif en transmettant intégralement les efforts sans se déformer Une deuxième ensemble de moyens (12) formé de moyens souples ou amortissant (121 et 122) fabriqués en matériaux viscoélastiques biocompatibles, acceptant les déformations élastiques répétées, la combinaison de ces deux ensembles de moyens permettant de résister aux sollications mécaniques auquelles il sera soumis et en même temps de les amortir, ceci pour pallier à toute déficience des liaisons anatomiques du corps humain 2-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen (110) est une structure mécanique constituée d'une tige (111) dont l'une des extrémités est surmontée d'un plateau circulaire (113b) relié à une tige (111) avec un large rayon de raccordement (113a), l'ensemble pouvant coulisser dans la partie creuse du moyen (114) enfermant l'élément viscoélastique (121). 3-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la structure mécanique (112, 115) est un capuchon muni d'un taraudage (117) permettant de fixer ladite structure (112,115) sur la structure (114), le moyen (112,115) disposant d'un épaulement (118) qui enferme le moyen viscoélastique (121) entre lui-même et un plateau (113b) 4-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen (114) est constitué de deux cylindres creux dont l'un est taraudé pour permettre la fixation d'une tige (116) à embout fileté. 5-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens viscoélastiques sont : pour (121) une rondelle laissant coulisser en son centre la tige (111) pour (122) un disque plein, ces moyens étant conçus pour subir sans se rompre un grand nombre de sollicitations de fatigue en se déformant élastiquement suivant des efforts de compression qui ne sont pas uniformément répartis. 6-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) suivant l'une quelconque des précédentes revendications 1 ou 5 caractérisé en ce que les moyens viscoélastiques (121 et 122) sont intégrés ou enfermés à l'intérieur des structures mécaniques (110,112, 114,115, 116) ainsi protégés de l'environnement du corps humain, ce qui évite la formation de fibres pouvant perturber le fonctionnement du dispositif (1) 7-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) suivant l'une quelconque des précédentes revendications 1,3 ou 6 caractérisé en ce que le moyen (112) est une structure mécanique qui possède un orifice (119) suffisamment large pour permettre un débattement de la tige (11) et qu'il existe un jeu fonctionnel entre le plateau (113) et le corps creux du moyen (114), lesdits moyens permettant ainsi au dispositif (1) de travailler en traction compression et flexion. 8-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le moyen (115) est équipé d'un filetage (117) et comprend un capuchon (115e) dont l'orifice (119) est ajusté au diamètre de la tige (110), en se prolongeant par un guidage (115a), ce qui permet au dispositif (1) de travailler en mode de compression seul. 9-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que le moyen (114) comporte un alésage (114a) permettant un guidage sans frottement excessif de la tige (110) dans ledit moyen (114) 10-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que le diamètre des rondelles viscoélastiques (121 et 122) est ajusté librement pour leur permettre de se comprimer jusqu'a un seuil d'effort correspondant au contact avec l'alésage (114a) du moyen (114)