Brevet FR2835174A1 — publié le 20030801

L'invention concerne le domaine des prothèses pour colonne vertébrale, destinées à corriger et stabiliser une scoliose ou à repositionner et stabiliser des vertèbres dans le cas d'un traumatisme ou d'une tumeur. De telles prothèses, dites dispositifs d'ostéosynthèse rachidienne , peuvent être posées soit par la voie postérieure, soit par la voie antérieure. Cette dernière présente notamment la caractéristique de permettre un accès direct aux corps vertébraux, ainsi que de nombreux autres avantages que l'on trouvera résumés dans le document FR-A-2 697 744. De tels dispositifs permettant de réaliser la fusion entre deux vertèbres adjacentes, ou davantage, peuvent être classés en deux catégories : - ceux qui utilisent une ou des pièces en forme de plaques rigides ou similaires, lesdites plaques étant fixées aux différentes vertèbres de la zone à traiter ; - ceux qui utilisent une ou deux tiges métalliques fixées le long de la colonne vertébrale au moyen de dispositifs de connexion adaptés. Dans ce dernier cas, les dispositifs à deux tiges sont souvent préférés, car ils procurent une plus grande stabilité par rapport aux dispositifs à une tige, et réduisent les risques de déformation latérales. En effet, les deux tiges sont reliées transversalement l'une à l'autre au moins à leurs deux extrémités, de façon à former un cadre de forme générale rectangulaire. Cette connexion peut être réalisée soit par des barres rigides (voir le document FR-A-2 658 413), soit par des connecteurs comportant chacun deux orifices, un pour chaque tige, dans lesquels celles-ci sont bloquées après avoir été mises en place par coulissement axial et rotation. Les connecteurs sont eux-mêmes fixés chacun à une vertèbre par l'intermédiaire d'un organe d'ancrage osseux, tel qu'une plaque, une vis ou un crochet. Le document FR-A-2 697 744 montre un exemple de dispositif à deux tiges reliées par des connecteurs comme on vient de le décrire. Ces connecteurs présentent l'inconvénient d'être d'une conception complexe. Surtout leur pose s'avère longue et relativement compliquée. Le document US-A-5 620 443 propose un exemple de dispositif à deux tiges reliées l'une à l'autre par des connecteurs transversaux qui sont emmanchés chacun sur la tête d'une vis d'ancrage osseux. Chaque connecteur est fixé sur la vis d'ancrage par un écrou, et ce serrage provoque une déformation du connecteur qui tend à enserrer les tiges de manière à les bloquer dans leurs logements ménagés dans le connecteur. La qualité du serrage des tiges obtenu par ce connecteur dépend donc de la capacité du connecteur à se déformer sous l'effet du serrage de l'écrou sur la tête de la vis d'ancrage. Un but de l'invention est de proposer un nouveau dispositif d'ostéosynthèse par voie antérieure du type utilisant deux tiges métalliques reliées par des connecteurs transversaux. Ce nouveau dispositif devrait être facile et rapide à mettre en place, tout en procurant une qualité de serrage des tiges toujours optimale. Un autre but de l'invention est de proposer un nouveau connecteur transversal destiné à ce type de dispositif, garantissant en toutes circonstances un excellent serrage des tiges du dispositif. Un autre but de l'invention est de proposer un ensemble connecteur/organe d'ancrage osseux utilisant ce nouveau connecteur. A cet effet, l'invention a pour objet un connecteur pour dispositif d'ostéosynthèse rachidienne, du type permettant de connecter simultanément deux tiges dudit dispositif à un organe d'ancrage osseux fixé dans une vertèbre, caractérisé en ce que : - il comporte un premier orifice débouchant sur deux faces opposées du connecteur, et deux autres orifices débouchant sur deux autres faces opposées du connecteur, chacun desdits autres orifices intersectant ledit premier orifice, lesdits deux autres orifices étant adaptés pour recevoir chacun une tige du dispositif d'ostéosynthèse ; - il comporte des moyens permettant, lorsque le connecteur est emmanché par son premier orifice sur une excroissance d'un organe d'ancrage osseux fixé sur une vertèbre, de réaliser simultanément un serrage des deux tiges à l'intérieur des deux autres orifices lors du vissage d'un écrou de serrage sur l'excroissance, lesdits moyens permettant de réaliser le serrage des tiges comportant une rondelle insérable dans la partie du premier orifice débouchant sur la face supérieure du connecteur, ladite rondelle comportant une portée destinée à coopérer avec ledit écrou. Ledit connecteur peut comporter une portée conique ménagée sur la partie du premier orifice débouchant sur la face inférieure du connecteur. La rondelle peut avoir une forme générale rectangulaire. Ledit connecteur peut comporter des moyens pour y immobiliser la rondelle. Lesdits moyens pour immobiliser la rondelle peuvent être constitués par une partie déformable du bord supérieur du connecteur. A cet effet, le connecteur peut comporter au moins une rainure traversant de part en part le bord supérieur du connecteur, à un niveau se situant au-dessus de la rondelle lorsque celle-ci est en place L'invention a également pour objet un ensemble pour dispositif d'ostéosynthèse rachidienne du type comportant un organe d'ancrage osseux destiné à être fixé sur une vertèbre et comportant une excroissance filetée sur au moins une partie de sa longueur, un connecteur du type précédent, et un écrou de serrage pouvant être vissé sur l'excroissance pour venir s'appliquer sur ladite rondelle de manière à bloquer simultanément les deux tiges du dispositif d'ostéosynthèse. Ledit connecteur peut être du type comportant une portée conique ménagée sur la partie du premier orifice débouchant sur la face inférieure du connecteur, et l'organe d'ancrage osseux comporte à la base de son excroissance une portion tronconique correspondant à la portée conique du connecteur. Ledit organe d'ancrage osseux peut être une plaque. Ladite plaque peut comporter des pointes destinées à pénétrer dans ladite vertèbre. L'invention a également pour objet un dispositif d'ostéosynthèse rachidienne comportant sur au moins une de ses portions deux tiges, un connecteur comportant un premier orifice débouchant sur deux premières faces opposées dudit connecteur et deux autres orifices débouchant sur deux deuxièmes faces opposées dudit connecteur, lesdits autres orifices intersectant ledit premier orifice et étant aptes à recevoir chacun l'une des deux tiges, et une rondelle insérable dans la partie du premier orifice débouchant sur la face supérieure du connecteur, un organe d'ancrage osseux comportant une excroissance filetée sur au moins une partie de sa longueur et apte à être insérée dans ledit premier orifice, et un écrou apte à s'engager sur l'excroissance et à venir s'appliquer sur ladite rondelle de manière à serrer les tiges dans le connecteur. L'excroissance peut comporter une partie inférieure conique et le connecteur comporte alors une portée conique ménagée sur la partie du premier orifice débouchant sur la face inférieure du connecteur. La rondelle peut avoir une forme générale rectangulaire. Ledit écrou peut comporter une partie supérieure et une partie inférieure superposées séparées par une rainure et peut être rompu selon ladite rainure lorsqu'un couple déterminé est appliqué à la partie supérieure par un outil de serrage. Ladite excroissance peut avoir une portion supérieure sécable. Ledit organe d'ancrage osseux peut être constitué par une plaque. Ladite plaque peut comporter des pointes destinées à pénétrer dans une vertèbre. Comme on l'aura compris, l'invention repose sur l'utilisation d'une pièce de connexion entre les deux tiges, dont la constitution particulière permet de réaliser le maintien simultané en position des deux tiges à l'intérieur de la pièce, au moyen d'une seule opération de serrage qui assure que les tiges seront prise en étau à l'intérieur du connecteur, sans nécessiter de déformation de la pièce de connexion lors de cette opération de serrage. De cette façon, on obtient un serrage à la fois rapide et optimal. Une méthode d'utilisation de l'invention comprend la fixation sur le rachis d'un patient d'un élément d'ancrage osseux comportant une excroissance filetée, l'insertion d'une première tige dans un orifice d'un connecteur et d'une deuxième tige dans un autre orifice du même connecteur, l'insertion de l'excroissance de l'élément d'ancrage osseux dans un orifice du connecteur communicant avec les deux autres orifices, et la réalisation d'un serrage du connecteur sur l'élément d'ancrage osseux et des tiges dans le connecteur au moyen d'un écrou s'engageant sur le filetage de l'excroissance, et qui, à la fin de son serrage, vient reposer sur une rondelle disposée dans la partie supérieure de l'orifice du connecteur dans lequel est insérée l'excroissance de l'élément d'ancrage osseux. Selon une variante de la méthode, le serrage de l'écrou force une portée conique du connecteur à coopérer avec une partie conique correspondante ménagée à la base de l'excroissance. L'écrou peut comporter une première et une deuxième parties qui sont aptes à se séparer sous l'effet de l'application d'un couple de serrage déterminé à l'une des parties de cet écrou. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées suivantes : - la figure 1 qui montre, vu en perspective, un organe de connexion transversale de deux tiges, conforme à l'invention ; - la figure 2 qui montre ce même organe de connexion vu en perspective et en coupe selon in-il ; - la figure 3 qui représente en perspective l'organe de connexion des figures 1 et 2, vu en coupe selon !-) !, monté sur une plaque destinée à être fixée sur une vertèbre, l'ensemble enserrant les deux tiges d'un dispositif d'ostéosynthèse rachidienne conforme à l'invention. Un élément du dispositif d'ostéosynthèse rachidienne 101 selon l'invention, qui est représenté sur la figure 3, est représenté isolément sur les figures 1 et 2 dans un exemple de réalisation. Il s'agit d'un connecteur 1 qui, dans l'exemple non limitatif représenté, est de forme générale approximativement parallélépipédique, et présentant, comme montré sur les figures, divers arrondis et troncatures destinés à limiter son encombrement. Il est réalisé en un matériau métallique biocompatible, tel qu'un acier inoxydable ou le titane. Trois orifices traversent de part en part ce connecteur 1. Un premier orifice 2 est ménagé de façon à déboucher sensiblement au centre de deux faces dites supérieure 3 et inférieure 4 opposées du connecteur 1, de façon, comme on le verra, à permettre l'emmanchement du connecteur 1 sur une excroissance 22 solidaire d'une plaque 16 fixée sur une vertèbre. Deux autres orifices 5,6 sont ménagés de manière à déboucher sur deux autres faces opposées 7,8 du connecteur, différentes des faces 3,4 traversées par le premier orifice 2. Ces orifices 5,6 sont disposés en principe sensiblement symétriquement par rapport à l'axe du premier orifice 2, et leurs axes respectifs sont en principe sensiblement perpendiculaires à l'axe du premier orifice 2. Les deux autres orifices 5,6 sont destinés à recevoir chacun une tige 14,15 du dispositif représenté sur la figure 3. Concernant ces divers orifices 2,5, 6, on notera les particularités suivantes : - chacun des orifices 5,6 devant recevoir une tige 14,15 de l'instrumentation intersecte le premier orifice 2 ; - le premier orifice 2 est conformé de façon à ce que sa partie 9 débouchant sur la face supérieure 3 du connecteur ait une forme approximativement rectangulaire dans l'exemple représenté ; quant à sa partie débouchant sur la face inférieure 4 du connecteur 1, elle est conformée de façon à définir une portée conique 10. D'autre part, la configuration du premier orifice 2 permet l'insertion dans sa partie 9 débouchant sur la face supérieure 3 du connecteur 1 d'une rondelle 11 de forme correspondante. Optimalement, la partie supérieure du connecteur 1 présente, dans au moins une zone de sa portion destinée à être située au-dessus de la rondelle 11 après sa mise en place, une certaine possibilité de déformation sous l'effet d'un coup de poinçon. On peut ainsi faire déborder légèrement le bord supérieur 12 pour qu'il surplombe la rondelle 11, de façon à éviter que cette dernière ne s'échappe de l'orifice 2 pendant les manipulations du connecteur 1. A cet effet, on peut ménager une ou plusieurs rainures 26,26'traversant de part en part le bord supérieur 12 du connecteur 1, à un niveau se situant au-dessus de la rondelle 11 lorsque celle-ci est en place. Le coup de poinçon doit alors être donné entre la rainure 26,26'et le bord supérieur 12 du connecteur pour obtenir la déformation recherchée. Dans un évidement ménagé sur sa face supérieure, la rondelle 11 présente une portée 13 dont la fonction sera vue plus loin. Sur la figure 3, on a représenté une portion d'un exemple de dispositif d'ostéosynthèse 101 selon l'invention à l'état assemblé. On y retrouve le connecteur 1 et la rondelle 11 (ces deux pièces, et elles seules, étant représentées vues en coupe selon ti-i)). Ce connecteur 1 relie deux tiges 14,15 du dispositif 101. Il est monté sur une plaque 16, d'un type connu en lui-même, destinée à être fixée sur une vertèbre (non représentée) au moyen de deux vis d'ancrage osseux (non représentées) traversant deux orifices 17 ménagés chacun à une extrémité de la plaque 16. Deux pointes 18,19 peuvent être prévues pour s'enfoncer dans la vertèbre et améliorer la fixation de la plaque 16. La plaque 16 comporte, sensiblement dans sa partie centrale, une excroissance sur laquelle peut s'emmancher le connecteur 1. Cette excroissance comporte, en partant de la plaque 16 : - une première portion 20 configurée en tronc de cône, à la forme de laquelle correspond la portée conique 10 du premier orifice 2 du connecteur 1 ; - et une deuxième portion 21 qui est une tige filetée sur au moins une partie de sa longueur, et sur laquelle peut s'engager un écrou 22 qui assure le blocage du dispositif 101 ; dans l'exemple préférentiel représenté, l'écrou 22 est d'un type connu comportant deux parties superposées 23,24 séparées par une rainure 25, la partie supérieure 23 comportant des pans qui viennent en prise avec l'outil de serrage. Le dispositif d'ostéosynthèse rachidienne 101 selon l'invention se pose comme suit. On fixe tout d'abord les plaques 16 sur chacune des vertèbres concernées. Puis on place les connecteurs 1 (sur lesquels on a préalablement préchargé des rondelles 11), en nombre égal à celui des plaques 16, sur les tiges 14,15. Les connecteurs 1 sont ensuite emmanchés sur les excroissances des plaques 16. Les positions relatives exactes des différents organes du dispositif 101 sont ensuite ajustées de manière à procurer la correction désirée des positions des vertèbres concernées, puis l'ensemble est bloqué par le vissage des écrous 22 sur chacune des excroissances des plaques 16. On comprend que lors du vissage des écrous 22, ceux-ci viennent au contact des portées 13 des rondelles 11, et font exercer à la rondelle 13 une pression sur les tiges 14,15. Simultanément, la partie conique 20 de l'excroissance de la plaque 16 exerce une pression sur la portée conique 10 du connecteur 1. Lorsque l'écrou 22 est serré à fond, les tiges 14,15 sont donc prises en étau par la rondelle 11 et la partie inférieure du connecteur 1, et solidement maintenues au fond des orifices 5,6. La présence de la rondelle 11, qui est une pièce indépendante du restant du connecteur 1, permet d'obtenir un serrage des tiges 14,15 de très bonne qualité sans pour autant nécessiter de déformation particulière du connecteur 1. On s'affranchit ainsi des contraintes sur les dimensions du connecteur et sur les propriétés mécaniques de son matériau constitutif dont il était nécessaire de tenir compte dans l'installation décrite par le document US-A-5 620 443 pour obtenir une déformation du connecteur garantissant un bon serrage des tiges du dispositif d'ostéosynthèse rachidienne. La forme approximativement rectangulaire de la rondelle 11 dans l'exemple représenté procure une surface de contact relativement importante entre la face inférieure de la rondelle 11 et les tiges 14,15, plus importante que si, par exemple, la rondelle 11 avait une forme générale circulaire. On obtient ainsi un meilleur serrage des tiges 14,15. Lors du serrage de l'écrou 22, dans l'exemple représenté, les deux parties 23,24 se séparent selon la rainure 25 lorsqu'un couple de rupture prédéterminé est atteint, ce couple de rupture correspondant au couple de serrage à atteindre et à ne pas dépasser lors de la pose de l'instrumentation. L'existence de ce couple de rupture garantit la valeur du couple de serrage de l'assemblage, donc la résistance aux glissements (aussi bien axialement qu'en rotation) des tiges 14,15 dans le connecteur 1. L'extrémité supérieure 26 de la deuxième portion 21 de l'excroissance de la plaque 16 est conformée de manière à pouvoir venir en prise avec un tournevis ou un outil équivalent pouvant lui appliquer un couple de rotation. A la fin de la pose, on applique un tel couple de manière à faire se briser l'excroissance selon une rainure non visible sur la figure 3. Grâce à ces deux opérations, on peut réduire au strict nécessaire l'encombrement du dispositif une fois sa pose effectuée. L'utilisation d'un tel écrou 22 sécable en deux parties 23,24 n'est qu'une variante préférée, et on pourrait utiliser un écrou en une seule partie non sécable sans s'écarter de l'invention. Un avantage de l'invention est qu'il est possible de réaliser simultanément, au cours d'une seule opération de serrage, le blocage des deux tiges de l'instrumentation. Le temps de pose s'en trouve donc sensiblement réduit. D'autre part, l'invention permet d'obtenir un effet de distraction simultanée et parallèle sur les deux tiges. Des modifications peuvent être apportées au dispositif qui vient d'être décrit sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Ainsi, la portée 13 ménagée sur la face supérieure de la rondelle 11 pour coopérer avec l'écrou 22 peut être simplement constituée par la face supérieure plane de la rondelle 11. Placer, comme représenté sur les figures, ladite portée 13 dans un évidement de la rondelle 11 permet de diminuer l'encombrement en hauteur de l'ensemble plaque-connecteur mis en place. Le connecteur 1 peut avoir une forme générale s'écartant davantage de celle d'un parallélépipède que celle qui a été représentée. Il est suffisant que le connecteur 1 présente deux paires de faces sur lesquelles puissent être ménagés l'orifice 2 d'une part et les orifices 5,6 d'autre part. Les connecteurs 1 selon l'invention et les plaques 16 qui lui correspondent peuvent être utilisés sur des dispositifs d'ostéosynthèse rachidienne 101 comportant deux tiges 15,16 sensiblement parallèles sur toute leur longueur. Ils peuvent aussi être utilisés en association avec des ensembles connecteur/plaque recevant une tige unique, dans le cas connu où le dispositif d'ostéosynthèse rachidienne s'étendrait sur un nombre élevé de vertèbres, et comporterait successivement une ou des portions à deux tiges et une ou des portions à tige unique, ces dernières se situant dans des zones où une moindre rigidité du dispositif est requise. Par ailleurs, au lieu d'une plaque 16 comme décrit jusqu'ici et représenté sur la figure 3, on peut utiliser un autre type d'organe d'ancrage osseux, tel qu'une vis ou un crochet. REVENDICATIONS 1. Connecteur (1) pour dispositif d'ostéosynthèse rachidienne, du type permettant de connecter simultanément deux tiges dudit dispositif à un organe d'ancrage osseux fixé dans une vertèbre, caractérisé en ce que : - il comporte un premier orifice (2) débouchant sur deux faces (3,4) opposées du connecteur (1), et deux autres orifices (5,6) débouchant sur deux autres faces opposées (7,8) du connecteur (1), chacun desdits autres orifices (5, 6) intersectant ledit premier orifice (2), lesdits deux autres orifices (5,6) étant adaptés pour recevoir chacun une tige (14,15) du dispositif d'ostéosynthèse ; - il comporte des moyens permettant, lorsque le connecteur (1) est emmanché par son premier orifice (2) sur une excroissance (21) d'un organe d'ancrage osseux fixé sur une vertèbre, de réaliser simultanément un serrage des deux tiges (14,15) à l'intérieur des deux autres orifices (5,6) lors du vissage d'un écrou de serrage (22) sur l'excroissance (21), lesdits moyens permettant de réaliser le serrage des tiges (14,15) comportant une rondelle (11) insérable dans la partie (9)-du premier orifice (2) débouchant sur la face supérieure (3) du connecteur (1), ladite rondelle (11) comportant une portée (13) destinée à coopérer avec ledit écrou (22). 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une portée conique (10) ménagée sur la partie du premier orifice (2) débouchant sur la face inférieure (4) du connecteur (1). 3. Connecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rondelle (11) a une forme générale rectangulaire. 4. Connecteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit connecteur (1) comporte des moyens pour y immobiliser la rondelle (11). 5. Connecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens pour immobiliser la rondelle (11) sont constitués par une partie déformable du bord supérieur (12) du connecteur (1). 6. Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une rainure (26,26') traversant de part en part le bord supérieur (12) du connecteur (1), à un niveau se situant au-dessus de la rondelle (11) lorsque celle-ci est en place 7. Ensemble pour dispositif d'ostéosynthèse rachidienne du type comportant un organe d'ancrage osseux destiné à être fixé sur une vertèbre et comportant une excroissance (21) filetée sur au moins une partie de sa longueur, un connecteur (1) selon l'une des revendications 1 à 6, et un écrou de serrage (22) pouvant être vissé sur l'excroissance (21) pour venir s'appliquer sur ladite rondelle (11) de manière à bloquer simultanément les deux tiges (14,15) du dispositif d'ostéosynthèse. 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit connecteur (1) est du type selon la revendication 2, et en ce que l'organe d'ancrage osseux comporte à la base de son excroissance (21) une portion tronconique (20) correspondant à la portée conique (10) du connecteur (1). 9. Ensemble selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit organe d'ancrage osseux est une plaque (16). 10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que la plaque (16) comporte des pointes (18,19) destinées à pénétrer dans ladite vertèbre. 11. Dispositif d'ostéosynthèse rachidienne (101) comportant sur au moins une de ses portions deux tiges (14,15), un connecteur (1) comportant un premier orifice (2) débouchant sur deux premières faces opposées (3,4) dudit connecteur (1) et deux autres orifices (5,6) débouchant sur deux deuxièmes faces (7,8) opposées dudit connecteur (1), lesdits autres orifices (5,6) intersectant ledit premier orifice (2) et étant aptes à recevoir chacun l'une des deux tiges (14,15), et une rondelle (11) insérable dans la partie (9) du premier orifice (2) débouchant sur la face supérieure (3) du connecteur (1), un organe d'ancrage osseux comportant une excroissance (21) filetée sur au moins une partie de sa longueur et apte à être insérée dans ledit premier orifice (2), et un écrou (22) apte à s'engager sur l'excroissance (21) et à venir s'appliquer sur ladite rondelle (11) de manière à serrer les tiges (14,15) dans le connecteur (1). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'excroissance (21) comporte une partie inférieure (20) conique et en ce que le connecteur (1) comporte une portée conique (10) ménagée sur la partie du premier orifice (2) débouchant sur la face inférieure (4) du connecteur (1). 13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la rondelle (11) a une forme générale rectangulaire. 14. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que ledit écrou (22) comporte une partie supérieure (23) et une partie inférieure (24) superposées séparées par une rainure (25) et peut être rompu selon ladite rainure (25) lorsqu'un couple déterminé est appliqué à la partie supérieure (23) par un outil de serrage. 15. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que ladite excroissance (21) a une portion supérieure sécable. 16. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que ledit organe d'ancrage osseux est constitué par une plaque (16). 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite plaque (16) comporte des pointes (18,19) destinées à pénétrer dans une vertèbre.