Brevet FR2867375A1 — publié le 20050916

La présente invention concerne un organe d'ancrage osseux pour matériel d'ostéosynthèse vertébrale et un procédé pour la fabrication de cet organe d'ancrage. Un matériel d'ostéosynthèse vertébrale comprend généralement des organes d'ancrage osseux, tels que des vis pédiculaires, des pinces ou des crochets, une ou deux tiges de liaison des vertèbres, destinées à être reliées à ces organes d'ancrage, et des pièces de connexion de cette ou ces tiges de liaison à ces organes d'ancrage. Le matériel peut également comprendre des traverses réglables en longueur, qui relient transversalement deux tiges de liaison pour maintenir ces tiges l'une par rapport à l'autre. Dans un type de matériel existant, chaque organe d'ancrage est "polyaxial", c'est-à-dire comprend une partie de base destinée à l'ancrage osseux et une partie proximale d'assemblage, articulée sur cette partie de base. Cette articulation facilite l'assemblage d'une tige de liaison à l'organe d'ancrage. La partie proximale d'assemblage peut être sous forme d'un pion fileté sur lequel peut être vissé un écrou; chaque pièce de connexion est alors sous forme d'un étrier comprenant une partie d'articulation destinée à entourer une tige de liaison et deux ailes parallèles percées de trous, ces ailes étant destinées à être engagées sur le pion fileté et à être serrées, au moyen de l'écrou, contre une surface d'appui aménagée sur l'organe d'ancrage. Ce serrage provoque le serrage de ladite partie d'articulation autour de la tige de liaison et assure ainsi l'immobilisation longitudinale de cette tige par rapport à l'organe d'ancrage. La pièce de connexion peut également être sous forme d'une tête élargie, dite "tulipe", pouvant recevoir une tige de liaison au travers d'elle grâce à un passage qu'elle comprend; la partie proximale d'assemblage relie alors cette "tulipe" à ladite partie de base. L'articulation de la partie proximale d'assemblage par rapport à la partie de base est généralement réalisée en aménageant une sphère à l'extrémité distale de la partie proximale d'assemblage et une cavité dans la partie de base, cette cavité recevant la sphère de la partie proximale d'assemblage et étant refermée pour retenir cette sphère. Les matériels d'ostéosynthèse vertébrale existants sont destinés à immobiliser deux vertèbres l'une par rapport à l'autre, pour éliminer tout mouvement relatif de ces vertèbres, susceptible d'être douloureux, ou pour rétablir la position adéquate d'une vertèbre par rapport à l'autre. Pour l'obtention de cette immobilisation, ces matériels sont conçus pour assurer un assemblage parfaitement rigide des tiges de liaison avec les organes d'ancrage. Cet assemblage rigide peut cependant ne pas être souhaitable dans tous les cas. II conduit en particulier à l'exercice de sollicitations importantes au niveau des zones osseuses d'ancrage desdits organes d'ancrage, ainsi qu'à des sollicitations augmentées au niveau des articulations vertébrales situées de part et d'autre du segment vertébral traité, qui peuvent conduire à des dégénérescences de ces articulations. En outre, il n'est pas adapté à des traitements d'affections non dégénératives, notamment au traitement de scolioses chez des patients jeunes. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients essentiels. L'objectif principal de l'invention est donc de fournir un organe d'ancrage osseux pour matériel d'ostéosynthèse vertébrale, permettant un assemblage non rigide, voire souple, d'une pièce de connexion avec luimême. Cet organe d'ancrage comprend, de manière connue en soi, une partie de base destinée à l'ancrage osseux et une partie proximale d'assemblage, articulée sur cette partie de base, cette articulation étant réalisée en aménageant une partie d'articulation sur ladite partie proximale d'assemblage ou ladite partie de base et une cavité dans, respectivement, ladite partie de base ou ladite partie proximale d'assemblage, cette cavité délimitant une surface d'articulation correspondant à la partie d'articulation. Selon l'invention, l'organe d'ancrage comprend un élément en matériau compressible placé entre une paroi d'appui que forme la partie d'articulation et une paroi d'appui au niveau de ladite cavité. La compressibilité de cet élément compressible permet ainsi le débattement articulé de la partie proximale d'assemblage, avec amortissement, et cet élément compressible tend à ramener la partie proximale d'assemblage dans une position neutre déterminée, en particulier, lorsque que la partie de base est une vis, dans une position coaxiale à cette vis. La partie d'articulation peut présenter une face distale formant ladite paroi d'appui, et ladite cavité peut être délimitée, au niveau de son fond, par 5 une paroi formant ladite paroi d'appui. L'élément en matériau compressible est ainsi situé entre la face distale de la partie d'articulation et le fond de la cavité. Selon une autre possibilité, la partie d'articulation présente une face arrondie proximale, formant ladite paroi d'appui, et la surface d'articulation que 10 forme la cavité est aménagée du côté proximal de cette cavité. L'élément en matériau compressible et alors situé entre la face arrondie proximale de la partie d'articulation et la surface d'articulation que forme la cavité. Selon une autre possibilité encore, l'élément en matériau compressible 15 présente un fond et une paroi périphérique propres à envelopper au moins partiellement la partie d'articulation. La paroi périphérique de l'élément en matériau compressible peut notamment s'étendre jusqu'entre une face arrondie que présente la partie d'articulation et une surface d'articulation que présente la partie de base. L'organe d'ancrage peut comporter, dans ce cas, un organe de pression lié coaxialement à la partie proximale d'assemblage et prenant appui contre la partie de base, cet organe de pression permettant ainsi de créer une tension axiale sur la partie proximale d'assemblage, réalisant un serrage de la paroi périphérique de l'élément en matériau compressible entre ladite face arrondie de la partie d'articulation et ladite surface d'articulation que forme la partie de base. Le procédé de fabrication d'un organe d'ancrage selon l'invention comprend les étapes consistant à : - aménager dans la partie de base ou la partie proximale d'assemblage une cavité délimitée par une paroi périphérique déformable par sertissage; - insérer un élément en matériau compressible dans cette cavité ; - engager dans cette cavité la partie d'articulation que forme, respectivement, la partie proximale d'assemblage ou la partie de base, et - refermer la cavité sur cette partie d'articulation par sertissage de ladite paroi périphérique. Le procédé peut comprendre les étapes consistant à : - déterminer la hauteur de l'élément en matériau compressible de telle 5 sorte que cette hauteur soit supérieure à l'espace destiné à être occupé par cet élément dans l'organe d'ancrage; - après engagement de l'élément en matériau compressible dans la cavité, exercer une contrainte axiale sur cet élément en matériau compressible au moyen de la partie d'assemblage; - refermer la cavité en maintenant cette contrainte axiale. La hauteur de l'élément en matériau compressible détermine ainsi le degré de précontrainte de ce matériau ainsi que la limitation du débattement angulaire de la partie proximale d'assemblage par rapport à la partie de base. L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes de réalisation possibles de l'organe d'ancrage qu'elle concerne. La figure 1 en est une vue en coupe longitudinale, selon une première forme de réalisation, avant assemblage; d'autres éléments d'un matériel 20 d'ostéosynthèse vertébrale sont également représentés; la figure 2 en est une vue similaire à la figure 1, après assemblage; la figure 3 en est une vue en coupe longitudinale, selon la deuxième forme de réalisation, avant assemblage, d'autres éléments d'un matériel d'ostéosynthèse vertébrale étant également représentés; la figure 4 en est une vue similaire à la figure 3, après assemblage. Les figures 1 et 2 représentent une vis pédiculaire 1 d'ancrage à une vertèbre d'un matériel d'ostéosynthèse vertébrale. Ce matériel comprend notamment une ou deux tiges 2 de liaison des vertèbres, des pièces 3 de connexion de cette ou ces tiges de liaison 2 à plusieurs vis 1 et des écrous 4 de serrage des pièces 3 sur les vis 1. La vis 1 est "polyaxiale", c'est-à-dire comprend une partie de base 10 destinée à être ancrée dans le pédicule d'une vertèbre et un pion proximal fileté 11 articulé à la partie de base 10. Cette vis 1 comprend en outre une rondelle 12 de matériau compressible. La partie de base 10 est en matériau métallique, notamment en titane. Elle présente un corps fileté 14 destiné à être vissé dans le pédicule de la vertèbre et une tête 15 comportant une paroi périphérique circulaire 16. La tête 15 comprend une paroi plane de fond 17 qui délimite, avec la paroi périphérique 16, une cavité 18 de forme cylindrique. La paroi 16 a une épaisseur telle qu'elle peut être déformée de manière à pouvoir être sertie autour d'une partie distale hémisphérique 23 du pion 11; elle s'épaissit au niveau de sa partie supérieure et présente, du côté de la cavité 18, une arête douce 19. Le pion 11 comprend une partie proximale filetée 20, une collerette 21, une zone de liaison 22 et la partie distale hémisphérique 23 précitée. La partie filetée 20 est destinée à recevoir l'écrou 4 par vissage. Comme le montre la figure 2, elle présente une longueur nettement supérieure à ce qui est nécessaire au montage de la pièce de connexion 3 et au vissage de l'écrou 4, afin de permettre une descente progressive de cette pièce de connexion 3, avec la tige 2 engagée en elle, au fur et à mesure du serrage de l'écrou 4. La partie filetée 20 présente par ailleurs deux méplats 24 permettant de la maintenir en rotation lors du serrage de l'écrou 4. La collerette 21 est située à la base de la partie filetée 20, du côté distal. La zone de liaison 22 relie la partie distale hémisphérique 23 au reste du pion 11. Elle présente une longueur telle que la collerette 21 se trouve à distance de la paroi 16 à l'état assemblé de la vis 1, comme le montre la figure 2, de manière à ce que la pièce de connexion 3, prenant appui contre la collerette 21, soit maintenue à distance de la partie de la base 10. La partie distale hémisphérique 23 forme une face distale plane 25, destinée à venir en appui contre la rondelle 12 en matériau compressible. Comme cela se comprend en référence aux figures 1 et 2, pour constituer la vis 1, cette rondelle 12 est placée contre la paroi de fond 17 de la cavité 18 puis la partie distale hémisphérique 23 est engagée dans cette cavité 18; une contrainte axiale est alors exercée sur cette rondelle 12 au moyen du pion 11 puis la paroi 16 est sertie autour de la partie hémisphérique 23 de manière à assurer la rétention de cette partie 23 dans la cavité 18 et à réaliser ainsi l'assemblage du pion 11 et de la partie de base 10. La face interne de la paroi 16 située en dessous de l'arête 19 forme ainsi une surface d'articulation 26 correspondant à la face hémisphérique de la partie 23 du pion 11. La rondelle 12 est donc serrée entre la paroi de fond 17 et la face distale 25 de la partie 23, et tend à maintenir normalement le pion 11 dans une position neutre coaxiale à la vis 1. Le déplacement du pion 11 à partir de cette position neutre réalise une compression latérale de rondelle 12, qui tend à ramener le pion 11 dans cette position neutre. L'épaisseur et la densité du matériau de la rondelle 12 permettent de déterminer la compressibilité résiduelle de cette rondelle, et donc le débattement angulaire possible du pion 11 par rapport à la partie 10 ainsi que le degré d'amortissement du mouvement de ce pion 11. La tige de liaison 2 est cylindrique et présente une rigidité telle qu'elle permet le maintien de plusieurs vertèbres les unes par rapport aux autres. Cette tige 2, notamment en titane, est toutefois déformable de manière à pouvoir être conformée en fonction de la correction du rachis à réaliser. La pièce de connexion 3, également en titane, comprend une partie arrondie 30 destinée à entourer la tige de liaison 2 et deux ailes latérales parallèles 31 percées de trous pour l'engagement de la pièce 3 sur le pion 11. Ces ailes 31 sont mutuellement distantes de telle sorte que, dans une position d'écartement, la tige 2 puisse être insérée et puisse coulisser dans la partie 30, et que, dans une position de rapprochement que leur confère le serrage de l'écrou 4, elles serrent la partie 30 autour de la tige 2, immobilisant cette dernière par rapport à la pièce 3. L'aile 31 proximale présente une cuvette proximale 35 de forme adaptée à la prise d'appui de l'écrou 4, tandis que l'aile 31 distale comprend une cavité circulaire 36 permettant l'engagement de cette aile sur la collerette 21. Les figures 3 et 4 montrent une vis pédiculaire 1, une tige de liaison 2, une pièce de connexion 3 et un écrou 4 similaires à ceux qui viennent d'être décrits. Les parties ou éléments qui se retrouvent de manière identique ou similaire sont désignés par les mêmes références numériques et ne sont pas à nouveau décrits. Dans ce cas, la vis 1 comprend un élément 12 en matériau compressible présentant un fond 40 et une paroi périphérique 41, ce fond 40 étant destiné à être comprimé par la partie distale 21 du pion 11 et cette paroi périphérique 41 étant destiné à s'étendre, après sertissage de la paroi 16, entre cette paroi 16 et la partie distale hémisphérique 23 du pion 11. Ce dernier est dépourvu de collerette 21; l'organe 1 comprend un écrou de pression 42 destiné à être vissé sur le pion 11, présentant une cuvette distale 43 conformée pour prendre appui contre la face extérieure de la paroi 16 et pour coulisser contre celle-ci lors du débattement angulaire du pion 11 par rapport à la partie de base 12. L'écrou 42 est serré de manière à exercer une contrainte axiale sur le pion 11 tendant à serrer la partie de la paroi 41 entre la partie distale hémisphérique 23 et la surface 26 de la paroi 16. De la même manière que pour la vis 1 décrite en référence aux figures 1 et 2, l'épaisseur et la densité du matériau de l'élément 12 permettent de déterminer la compressibilité résiduelle de cet élément 12, et donc le débattement angulaire possible du pion 11 par rapport à la partie 10 ainsi que le degré d'amortissement du mouvement de ce pion 11. La cavité distale 36 de la pièce de connexion 3 présente, dans cette deuxième forme de réalisation, la forme d'une cuvette adaptée à la forme proximale que présente l'écrou de pression 42. Comme cela apparaît de ce qui précède, l'invention fournit un organe d'ancrage osseux pour matériel d'ostéosynthèse vertébrale présentant l'avantage déterminant de permettre un assemblage non rigide, voire souple, d'une pièce de connexion 3 avec lui-même. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle s'étend à toutes les formes de réalisations couvertes par les revendications ci-annexées. Ainsi, l'on ne sortirait pas du cadre de l'invention en remplaçant le pion fileté 11 par une pièce proximale comprenant la partie distale hémisphérique 23 et la zone de liaison 22 et une tête élargie, dite "tulipe", pouvant recevoir une tige de liaison 2 au travers d'elle grâce à un passage qu'elle comprend; de même, la partie hémisphérique 23 et la zone de liaison 22 pourraient être aménagées sur la partie de base 10, et le pion 11 pourrait comprendre une partie distale comprenant une paroi 16 et délimitant la cavité 18. REVENDICATIONS 1 Organe (1) d'ancrage osseux pour matériel d'ostéosynthèse vertébrale, comprenant une partie de base (10) destinée à l'ancrage osseux et une partie proximale d'assemblage (11), articulée sur cette partie de base (10), cette articulation étant réalisée en aménageant une partie d'articulation (23) sur ladite partie proximale d'assemblage (11) ou ladite partie de base (10) et une cavité (18) dans, respectivement, ladite partie de base (10) ou ladite partie proximale d'assemblage (11), cette cavité (18) délimitant une surface d'articulation (26) correspondant à la partie d'articulation (23) ; organe d'ancrage (1) caractérisé en ce qu'il comprend un élément (12) en matériau compressible placé entre une paroi d'appui (25) que forme la partie d'articulation (23) et une paroi d'appui (17) au niveau de ladite cavité (18) 2 Organe d'ancrage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'articulation (23) présente une face distale (25) formant ladite paroi d'appui, et en ce que ladite cavité (18) est délimitée, au niveau de son fond, par une paroi (17) formant ladite paroi d'appui. 3 Organe d'ancrage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'articulation (23) présente une face arrondie proximale, formant ladite paroi d'appui, et en ce que la surface d'articulation (26) que forme la la cavité (18) est aménagée du côté proximal de cette cavité (18). 4 Organe d'ancrage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (12) en matériau compressible présente un fond (40) et une paroi périphérique (41) propres à envelopper au moins partiellement la partie d'articulation (23). Organe d'ancrage (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi périphérique (41) de l'élément (12) en matériau compressible s'étend jusqu'entre une face arrondie que présente la partie d'articulation (23) et une surface d'articulation (26) que présente la partie de base (10). 6 Organe d'ancrage (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe d'ancrage (1) comporte un organe de pression (42) lié coaxialement à la partie proximale d'assemblage (11) et prenant appui contre la partie de base (10), cet organe de pression (42) permettant de créer une tension axiale sur la partie proximale d'assemblage (11), réalisant un serrage de la paroi périphérique (41) de l'élément (12) en matériau compressible entre la face arrondie proximale de la partie proximale d'assemblage (11) et ladite surface d'articulation proximale (26) que forme la partie de base (10). 7 Procédé pour la fabrication de l'organe d'ancrage (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à - aménager dans la partie de base (10) ou la partie proximale d'assemblage (11) une cavité (18) délimitée par une paroi périphérique (16) 10 déformable par sertissage; - insérer un élément (12) en matériau compressible dans cette cavité (18) ; - engager dans cette cavité (18) la partie d'articulation (23) que forme, respectivement, la partie proximale d'assemblage (11) ou la partie de base (10), et - refermer la cavité (18) sur cette partie d'articulation (23) par sertissage de ladite paroi périphérique (16). 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - déterminer la hauteur de l'élément (12) en matériau compressible de telle sorte que cette hauteur soit supérieure à l'espace destiné à être occupé par cet élément (12) dans l'organe d'ancrage (1) ; - après engagement de l'élément (12) en matériau compressible dans la cavité (18), exercer une contrainte axiale sur cet élément (12) en matériau compressible au moyen de la partie proximale d'assemblage (11) ; - refermer la cavité (18) en maintenant cette contrainte axiale.