Brevet FR2866228A1 — publié le 20050819

Cage cervicale réglable par voie antérieure La présente invention concerne un implant, dit cage antérieure, destiné à être implanté par voie antérieure entre les corps vertébraux de deux vertèbres cervicales à la place d'un disque déficient. Une cage permet la fusion des corps vertébraux après discectomie du disque, tout en conservant la distance intervertébrale entre les deux corps vertébraux. Plus particulièrement, l'invention est dirigée vers une cage intervertébrale cervicale réglable comme décrite dans le brevet français 2763836. Cette cage comprend un corps monolithique sensiblement parallélépipédique en forme de C. Le corps est monolithique en forme de C composé de deux branches sensiblement parallèles et d'une portion de liaison postérieure reliant des extrémités postérieures des branches Une vis ayant une tige filetée qui s'étend entre les branches est vissée dans la portion de liaison. La tête de la vis est en contact glissant avec des surfaces d'appui en regard d'un vé tronqué entre des extrémités antérieures libres des branches pour écarter angulairement les extrémités antérieures des branches. Le vé est ouvert en direction antérieure et a un sommet orienté vers la portion de liaison. Les dimensions de la cage sont généralement sélectionnées parmi un choix de quelques tailles pour s'adapter à l'anatomie du patient. Cependant, la cage une fois choisie a un écartement des branches réglable par la tête de la vis. Au cours de l'intervention chirurgicale, après 35 implantation de la cage dans un logement ménagé entre les corps vertébraux, l'écartement angulaire des extrémités antérieures des branches est agrandi par le chirurgien en vissant la vis dans la portion de liaison postérieure, ce qui rapproche la tête de vis de la portion de liaison postérieure. En conséquence les extrémités antérieures libres des deux branches de la cage sont écartées suivant un angle de quelques degrés ce qui permet de régler la position angulaire relative des corps vertébraux des deux vertèbres dans le plan antéro-postérieur. La tête de vis maintient fléchies les branches sans soutien des extrémités antérieures libres. Plus les branches sont écartées, plus la tête de vis est proche de la portion de liaison postérieure et moins les extrémités antérieures libres des branches sont soutenues à l'encontre des pressions exercées antagonistes par les corps vertébraux. Après fermeture du champ opératoire, la pression exercée ensuite par les corps vertébraux sur les extrémités antérieures libres des branches lors de la mobilité répétée de la colonne vertébrale peuvent conduire à des microfissures ou des cassures des branches de la cage, exigeant une autre intervention chirurgicale pour remplacer la cage défectueuse. L'invention a pour objectif de fournir une cage cervicale réglable ne présentant pas les inconvénients précédents afin que les extrémités antérieures libres des branches soient mieux maintenues après réglage de l'écartement des branches. A cette fin, une cage cervicale réglable comprenant un corps monolithique en forme de C composé de deux branches sensiblement parallèles pour être introduites entre deux corps vertébraux cervicaux et d'une portion de liaison postérieure reliant des extrémités postérieures des branches, et une vis ayant une tige filetée qui s'étend entre les branches et est vissée dans la portion de liaison et une tête en contact avec des surfaces d'appui en regard d'un vé tronqué entre des extrémités antérieures des branches pour écarter angulairement les extrémités antérieures des branches, est caractérisée en ce que le vé tronqué est ouvert vers la portion de liaison et a un sommet orienté vers l'extrémité antérieure de la cage afin qu'après insertion de la cage entre les corps vertébraux, les extrémités antérieures des branches soient écartées angulairement par dévissage de la vis et éloignement de la tête de vis par rapport à la portion de liaison en direction du sommet du vé. Après réglage de l'écartement des branches, la tête de vis maintient fléchies les branches et surtout, selon l'invention, soutient les extrémités antérieures libres des branches qui sont les plus écartées, à l'encontre des pressions exercées ensuite par les corps vertébraux sur ces extrémités antérieures lors de la mobilité répétée de la colonne vertébrale. Cette caractéristique remédie à toute fatigue excessive des branches en évitant des microfissures ou des cassures de celles-ci et accroît la longévité de la cage. Le glissement de la tête de vis entre les surfaces d'appui est facilité lorsque tête de vis est convexe, particulièrement au moins légèrement bombée pour être en contact avec les surfaces d'appui en regard qui sont sensiblement tronconiques ou pyramidales tronquées. La portion de liaison peut avoir une forme rectangulaire entre les extrémités postérieures de branche et comporter un bossage, par exemple rectangulaire, dans lequel la tige de vis est vissée et qui saille dans une double lumière pratiquée dans le corps de cage monolithique entre les branches et le moyen de liaison. Le bossage offre un plus long taraudage pour la tige de vis ce qui facilite le vissage/dévissage de la vis, tout en renforçant la portion de liaison de la cage et particulièrement une zone centrale du corps monolithique comprise entre des portions postérieures des branches jouant le rôle d'articulation. Au repos, sans sollicitation des branches par la tête de vis, de préférence la hauteur de chaque branche est inférieure à la demi-hauteur du corps de cage, et les branches sont séparées entièrement par une fente longitudinale s'étendant depuis le moyen de liaison postérieure. Cette fente permet de rapprocher, si nécessaire, les branches lors de l'implantation de la cage dans un logement osseux si la vis est assez vissée en direction postérieure, et surtout de réaliser des articulations monolithiques avec le reste du corps pour écarter les branches à l'angle souhaité. La tête de vis écarte ainsi les branches à l'encontre de leur élasticité propre, c'est-à-dire à l'encontre d'un effort d'autant plus important que l'écartement des branches est grand. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention, à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels: - la figure 1 est une vue longitudinale de côté dans un plan antéropostérieur d'une cage cervicale réglable selon l'invention, à l'état de repos; - la figure 2 est une vue de dessus de la face supérieure du corps de la cage selon l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe axiale verticale prise le long de la ligne antéropostérieure III-III de la figure 1, montrant notamment la face inférieure d'une branche supérieure du corps de cage; - la figure 4 est une vue frontale distale antérieure de la cage à l'état de repos; - la figure 5 est une vue frontale proximale postérieure de la cage à l'état de repos; et - la figure 6 est une vue en coupe antéropostérieure prise le long de la ligne médiane VIII-VIII de la figure 5, lorsque la cage est à l'état de travail, les branches de la cage étant écartées par la tête d'une vis dévissée dans le corps de cage. Une cage cervicale réglable selon l'invention est sensiblement parallélépipédique et symétrique par rapport à un axe longitudinal antéropostérieur A-P. La cage est décrite ci-après en référence aux figures 1 à 5 pour un état de repos, dite également "état fermé". La cage ne comporte que deux éléments séparables: un corps de cage monolithique C et une vis 5. Le corps C a un profil postéro-antérieur vertical sensiblement en forme de mâchoire en C. Il est composé essentiellement de deux branches sensiblement rectangulaires 1 et 2 et d'une portion de liaison 3 venues d'usinage et qui sont plus visibles, comme montré à la figure 1, dans un plan antéro-postérieur contenant l'axe A-P, après implantation de la cage. Les branches ont chacune une hauteur inférieure à la moitié de la hauteur hors tout de la cage et s'étendent sensiblement symétriquement par rapport à un plan antéro-postérieur qui est sensiblement perpendiculaire au rachis cervical lorsque la cage est implantée. Au centre des deux branches 1 et 2 sont ménagées deus grandes lumières sensiblement rectangulaires 10 et 20 traversant les branches de bas en haut de manière à alléger la cage et pouvoir y introduire des greffons osseux. La portion de liaison 3 est rectangulaire et s'étend dans un plan frontal entre des extrémités postérieures des deux branches 1 et 2. Des chants supérieur et inférieur 30 et des chants latéraux 31 chanfreinés de la portion de liaison 3 convergeant vers la direction postérieure afin de faciliter l'introduction de la cage dans un logement intervertébral. La portion de liaison 3 présente un bossage central par exemple rectangulaire 32 s'étendant perpendiculairement à l'axe A-P, c'est-à-dire de bas en haut, avec une hauteur sensiblement inférieure à celle du corps de cage au repos, et saillant sur la médiatrice des côtés postérieurs des lumières 10 et 20. Le bossage 32 et la portion de liaison 3 sont percés d'un trou cylindrique taraudé 33 suivant l'axe antéro-postérieur de symétrie A-P. Dans le sens antéro-postérieur, chaque branche 1, 2 comporte une portion centrale antérieure large 11, 21, deux portions latérales parallèles plus étroites 12, 22 et deux portions d'articulation postérieures parallèles 13, 23 liées à des extrémités latérales de la portion de liaison 3. Les faces externes de chaque branche 1, 2 c'est-à- dire de chaque ensemble de portions 11-12-13, 21-22-23 sont sensiblement planes et parallèles à l'axe A-P. Seulement les faces externes des portions centrales antérieures 11 et 21 et des portions latérales 12 et 22 des branches comprennent des dentures d'ancrage en dents de scie transversales 14 et 24 contribuant à un ancrage de la cage dans des corps vertébraux cervicaux après implantation de la cage et croissance osseuse. En variante, l'une des deux dentures d'ancrage 14 et 24 est supprimée, ou bien au moins l'une des deux dentures est remplacée par un ensemble de picots de préférence coniques pointus. Comme cela apparaît dans la figure 1, les branches 1 et 2 sont séparées par une fente lisse 41-42-43. La fente s'étend dans un plan antéropostérieur contenant l'axe A-P et est positionnée sensiblement perpendiculairement au rachis cervical après implantation de la cage. La fente est constituée d'une portion d'appui antérieure sensiblement tronconique ou pyramidale tronquée 41 entre les portions centrales antérieures de branche 11 et 21, d'une portion intermédiaire progressivement plus étroite 42 entre les portions latérales de branche 12 et 22, et d'une portion postérieure sensiblement cylindrique et plus large 43 entre les portions d'articulation postérieures 13 et 23 des branches. La portion d'appui 41 de la fente en partie antérieure du corps de cage est évasée en direction de la portion de liaison 3 et est formée par deux surfaces d'appui sensiblement semi-tronconiques ou serai-pyramidales en regard qui convergent vers l'extrémité antérieure de la cage. La petite base a antérieure de la portion 41 a un diamètre supérieur au diamètre du trou taraudé 33. Vue en coupe verticale antéro-postérieure selon la réalisation illustrée à la figure 1, les surfaces d'appui de la portion antérieure de fente 41 forment un vé tronqué ouvert vers la portion de liaison 3, avec un sommet orienté vers l'extrémité antérieure de la cage. La vis 5 comporte une tête au moins légèrement bombée 51 afin d'être en contact glissant avec les surfaces de la portion d'appui antérieure 41. La tête de vis 51 a son plus grand diamètre nettement plus grand que celui de la petite base de la portion de fente antérieure 41, et sensiblement plus petit que la grande base de la portion de fente 41. La hauteur de la tête de vis 51 est inférieure à la longueur de la portion de fente 41. La tige filetée 52 de la vis 5 a une extrémité postérieure filetée pour être vissée dans le trou taraudé 33. La longueur de la vis 5 est inférieure à la longueur du corps de cage C et sensiblement égale ou supérieure à la longueur de la fente 41-42-43 entre les branches 1 et 2 afin que la vis 5 soit toujours contenue dans le corps de cage C, quelle que soit l'état de la cage et donc quel que soit l'écartement des branches 1 et 2 imposé par la tête de vis 51. Pour monter la vis 5 dans le corps de cage C, les extrémités antérieures des branches sont écartées par une pince spécialement adaptée ou à force par la tête de vis 51 afin de franchir la petite base de la portion 41. Puis, si la vis est vissée dans le trou taraudé 33 sans écarter les branches 1 et 2 qui sont parallèles ou sensiblement fléchies vers l'axe AP, comme montré à la figure 1, la tête de vis 51 est positionnée au voisinage de l'extrémité postérieure de la portion d'appui 41. L'extrémité postérieure de la tige de vis 52 peut affleurer ou être sensiblement en retrait de l'extrémité postérieure du trou taraudé 33 jusqu'à ce que la tête de vis bute contre la portion de fente intermédiaire 42 plus étroite. Par contre, lorsque les branches 1 et 2 sont au travail en réponse à des pressions opposées exercées par la tête de vis 51 sur les surfaces de la portion d'appui 41, la tête de vis 51 est située vers l'extrémité antérieure de la cage et peut affleurer ou être en retrait des chants antérieurs 18 et 28 des branches 1 et 2, et l'extrémité taraudée de la vis 5 est encore à l'intérieur du trou 33, comme montré à la figure 6. Le chant antérieur 18, 28 de chacune des branches sensiblement au niveau des portions d'extrémité centrales 11 et 21 a un profil latéral arrondi, visible aux figures 2 et 3, qui est terminé sensiblement entre la portion centrale 11, 21 et les deux portions latérales 12, 22 de la branche par deux encoches 181, 281 afin que les portions centrales antérieures 11 et 21 constituent un tenon de préhension en queue d'aronde. Le tenon en queue d'aronde 181-281 constitue un moyen de préhension démontable pour un outil, analogue à un porte-cage décrit dans le brevet français 2717068. En particulier, l'outil porte-cage comporte à une extrémité proximale d'un long corps tubulaire deux mâchoires longitudinales en regard qui sont maintenues par ressort contre un trou évasé du corps tubulaire et dont les extrémités proximales ont des rainures en queue d'aronde en vis-à-vis. En vissant une tête de manoeuvre taraudée sur l'extrémité distale filetée d'une tige traversant le corps tubulaire, la tige coulisse longitudinalement vers l'extrémité postérieure du corps afin de rapprocher les mâchoires et ainsi prendre le tenon 181-281 à l'extrémité antérieure de la cage. Pour la discectomie par voie antérieure pour ménager un logement dans un disque déficient entre deux corps vertébraux de vertèbres cervicales CV1 et CV2 et pour remplacer le disque déficient par la cage cervicale réglable selon l'invention, un chirurgien utilise un outillage approprié, par exemple une râpe, un porte-cage et un tournevis. L'outillage et la cage sont réalisés en un matériau biocompatible, par exemple titane ou alliage à base de titane, ou une matière plastique radio transparente. La cage est réalisable en plusieurs tailles de manière à être adaptée à l'anatomie du patient. L'outillage est en conséquence adapté aux tailles de la cage. La discectomie est pratiquée par râpage de l'espace intervertébral entre les corps vertébraux au moyen de la râpe. La tête de celle-ci a une forme générale pyramidale tronquée à section rectangulaire convergeant en direction postérieure et sensiblement analogue au contour du corps de cage intervertébral C selon l'invention. Le long corps de la râpe est guidé dans un guide cylindrique creux, comme décrit dans le brevet français 2715293. Le râpage aboutit à la formation d'un logement de dimensions analogues à celles de la cage entre les corps vertébraux CV1 et CV2, comme montré à la figure 6. Puis l'extrémité antérieure en queue d'aronde 181-281 du corps de cage C portant la vis 5 complètement incluse dans celui-ci est saisie par le porte-cage précité, afin que la cage soit implantée par voie antérieure dans le logement formé entre les corps vertébraux CV1 et CV2 en maintenant et 2866228 11 positionnant la cage grâce au porte-cage. Les chants chanfreinés postérieurs 30 et 31 de l'âme 3 du corps de cage facilitent la pénétration du corps C dans le logement. Si nécessaire, les branches 1 et 2 peuvent se rapprocher en fléchissant au niveau des portions d'articulation 13 et 23 et ainsi réduisant notamment la largeur de la portion intermédiaire de fente étroite 42, ce qui facilite également la pénétration du corps C dans le logement. En variante, au moins l'une des branches 1 et 2, particulièrement la branche supérieure 1 de la cage, présente une surface externe supérieure qui est convexe au moins sur une portion antérieure 11 pour épouser sensiblement la concavité de la face inférieure du corps vertébral susjacent contre laquelle elle est appliquée. Lorsque la cage est complètement située dans le logement intervertébral à l'emplacement souhaité, le cas échéant après avoir frappé sur la tête du porte- cage pour enfoncer la cage, le chirurgien retire le porte-cage en dévissant la tête de celui-ci, ce qui écarte des mâchoires à l'extrémité postérieure du porte-cage de manière à dissocier le porte-cage et le corps de cage C. L'extrémité d'un tournevis est ensuite introduite dans une fente 53 de la tête sensiblement bombée 51 de la vis 5 pour dévisser la vis dans le trou taraudé 33 et ainsi déplacer la vis 5 axialement dans la fente entre les branches 1 et 2 en direction antérieure. Au début du dévissage, la tête de vis 51 glisse contre les surfaces en regard de la portion d'appui antérieure 41 en vé tronqué de la fente. Le dévissage contraint la tête de vis 51 à exercer des poussées opposées sur les deux surfaces de la portion d'appui de fente 41, tronconique ou pyramidale tronquée, de manière à écarter les branches 1 et 2 en sens contraires d'un angle AN de quelques degrés, comme montré à la figure 6. L'angle AN est adapté à l'angle de lordose plus ou moins accentué en fonction de la physiologie du patient et particulièrement est adapté à la position relative des corps CV1 et CV2 des deux vertèbres cervicales. L'écartement des branches est effectué grâce aux paires de portions de fente postérieures 13 et 23 qui jouent le rôle d'articulations opposées par rapport au plan de symétrie antéro-postérieur de la cage sensiblement perpendiculaire au rachis cervical, lesquelles portions d'articulation 13 et 23 sont monolithiques avec le corps de cage. Grâce à cet écartement, les faces externes des branches supérieure et inférieure 1 et 2 de la cage sont mises en contact intime avec les corps vertébraux CV1 et CV2 respectivement. Les dentures 14 et 24 ancrent la cage entres les deux corps vertébraux. Plus l'écartement requis est grand, plus la tête de vis 51 est proche du chant d'extrémité antérieure des branches 1 et 2 et participe au soutien des portions antérieures 11 et 21 des branches légèrement fléchies à l'opposé. Le soutien des extrémités antérieures 11 et 21 des branches par la tête de vis 51 évite tout risque de microfissures ou de cassures des branches de la cage lors de la mobilité répétée ultérieure de la colonne vertébrale. En outre, l'effort demandé lors du dévissage de la vis 5 à l'encontre de l'élasticité propre des portions d'articulation 13 et 23 est de plus en plus élevé, ce qui ne nécessite aucune butée de fin de course d'écartement des branches. L'écartement angulaire AN des deux branches 1 et 2 de la cage C adapté à l'inclinaison relative des deux corps vertébraux CV1 et CV2 dans un plan antéropostérieur correspond sensiblement à une augmentation de l'épaisseur de la cage à son extrémité antérieure de quelques dixièmes de mm à 2 mm environ. Les lumières 10 et 20 favorisent une croissance osseuse intervertébrale ultérieure pour que la cage soit complètement noyée dans le milieu osseux. Des greffons osseux peuvent remplir préalablement les lumières. REVENDICATIONS 1 - Cage cervicale réglable comprenant un corps monolithique (C) en forme de C composé de deux branches sensiblement parallèles (1, 2) et d'une portion de liaison postérieure (3) reliant des extrémités postérieures (13, 23) des branches, et une vis (5) ayant une tige filetée (52) qui s'étend entre les branches (1, 2) et est vissée dans la portion de liaison (3) et une tête (51) en contact avec des surfaces d'appui en regard d'un vé tronqué (41) entre des extrémités antérieures (11, 21) des branches (1, 2) pour écarter angulairement les extrémités antérieures des branches, caractérisée en ce que le vé tronqué est ouvert vers la portion de liaison (3) et a un sommet orienté vers l'extrémité antérieure de la cage (C) afin que les extrémités antérieures (11, 21) des branches (1, 2) soient écartées angulairement par dévissage de la vis (5) et éloignement de la tête de vis (51) par rapport à la portion de liaison (3) en direction du sommet du vé. 2 - Cage conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une portion antérieure (11) de l'une des branches (1, 2) a une surface externe qui est convexe. 3 - Cage conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la tête de vis (51) est au moins légèrement bombée (51) pour être en contact avec les surfaces d'appui en regard (41) qui sont sensiblement tronconiques ou pyramidales tronquées. 4 - Cage conforme à l'une quelconque des 35 revendications 1 à 3, dans laquelle la vis (5) a une longueur inférieure à la longueur du corps de cage (C), et la tête de vis (51) est sensiblement en retrait de chants (18, 28) des extrémités antérieures (11, 21) des branches (1, 2) lorsque la tête de vis (51) écarte les surfaces d'appui (41). - Cage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la portion de liaison (3) comporte un bossage (32) dans lequel la tige de vis (52) est vissée et qui saille dans une double lumière (10, 20) pratiquée dans le corps de cage monolithique (C) entre les branches (1, 2) et la portion de liaison. 6 - Cage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une fente longitudinale s'étendant entre les branches (1, 2) depuis les extrémités antérieures de branche (11, 21) jusqu'au moyen de liaison (3), et comportant une portion antérieure (41) incluant lesdites surfaces d'appui pour la tête de vis (51), une portion intermédiaire plus étroite (42), et une portion postérieure plus large (43) devant la portion de liaison (3). 7 - Cage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle les branches (1, 2) comportent chacune une portion centrale antérieure large (11, 21) dans laquelle est ménagée l'une des surfaces d'appui pour la tête de vis (51), deux portions latérales plus étroites (12, 22), et deux portions d'articulation postérieures (13, 23) liées à des extrémités latérales de la portion de liaison (3). 8 - Cage conforme à la revendication 7, dans laquelle des faces externes des portions centrales antérieures (11, 21) et des portions latérales (12, 22) des branches (1, 2) comprennent des dentures d'ancrage (14, 24). 9 - Cage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle les extrémités antérieures (11, 21) des branches (1, 2) ont des chants (18, 181; 28, 281) ayant un contour en forme de tenon de préhension. - Cage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle est en matière plastique radio-transparente.