Brevet FR2882648A1 — publié le 20060908

PROTHESE DE DISQUE INTERVERTEBRALE AMORTISSANTE ET ADHESIVE NOTAMMENT PAR VENTOUSES Domaine de l'invention: La présente invention concerne une prothèse de disque intervertébral qui va être insérée entre les vertèbres, elles dispose de moyens nouveaux d'adhesion qui lui permettent de rester en place sans risque d'échappement sous les sollicitations du corps humain Art Antérieur: nous rappellerons brièvement la constitution d'un disque intervertébral liant deux corps vertébraux Depuis les travaux de Van Steen Brugghe en 1956 de nombreux brevets mentionnent des réalisations diverses de disque intervertébral Actuellement,les concepts de prothèses discales peuvent se répartir selon trois groupes: les prothèses totales de disques invertébraux les prothèses de nucleus pulposus les prothèses d'anulus fibrosus Divers systèmes de prothèses existent sur le marché; ce sont des dispositifs composés de différents éléments, qui sont difficilement implantables, car imposant des actes chirurgicaux lourds et traumatisants, ils sont employés lorsque le disque intervertébral à traiter est déjà très altéré. L'assemblage complexe de ces pièces multiples que constituent cette variété de systèmes réduit la qualité et l'efficacité de fonctionnement dans le temps, et de plus il est tres difficile d'assurer leur mise en place, car ces prothèses ont tendance à s'échapper sous les sollicitations du corps humain. Il existe plusieurs méthodes chirurgicales utilisant divers types d'implants pour traiter les pathologies du disque intervertébral quand les traitements par médicaments ou par kinésithérapie deviennent insuffisants. Les traitements les plus répandus sont les ablations des hernies discales et les fusions vertébrales. La formation d'une hernie discale est provoquée par une déchirure de tissus fibreux du disque (l'annulus) qui laisse sortir une partie du nucléus composé de cellules gélatineuses. Ces cellules dégénérées se regroupent et se logent, pour les hernies les plus sévères entre le système nerveux et la vertèbre en formant une boule de matière qui comprime la racine nerveuse de la moelle épinière, en provoquant des douleurs intenses, obligeant à une intervention chirurgicale rapide. Après ce traitement, le patient est généralement soulagé et peut reprendre une activité normale. Néanmoins bon nombre de ces patients vont rapidement avoir d'autres douleurs. En effet les cellules exclues du disque intervertébral ne seront pas remplacées par de nouvelles cellules saines qui se reformeraient " in situ". Il n'existe pas de cicatrisation spontanée comme pour la peau et les os. C'est pourquoi il reste généralement un manque de nucléus dans la cavité discale qui va être une source d'instabilité du rachis. Le disque lésé va généralement s'affaisser davantage en laissant échapper d'autres cellules du nucléus en provoquant à nouveau des douleurs; il s'agit dans ce cas d'une récidive d'hernie discale. D'autre part pour compenser l'insuffisance discale, les facettes articulaires situées sur l'arc postérieur des vertèbres vont être surchargées et leur surface articulaire risque de se dégrader en provoquant d'autres douleurs. Quand les fonctionnalités du disque et les liaisons vertébrales sont trop atteintes, la seule solution consiste alors à faire une greffe osseuse entre les vertèbres en restaurant un espace intervertébral suffisant pour éviter toute compression du système nerveux. C'est la fusion vertébrale. Cette dernière se fait avec des implants tels que des cages, des vis, des tiges qui vont, en bloquant tout mouvement des deux vertèbres favoriser la formation d'un pont osseux. Mais cette fusion vertébrale a des conséquences néfastes à moyen terme sur la répartition des contraintes des autres éléments du rachis. En effet le disque intervertébral sain situé au dessus de celui qui a été remplacé par de l'os va être extrêmement sollicité , il va compenser l'absence de mobilité du premier. Ainsi le risque de dégénérescence du disque intervertébral supérieur est élevé, si le patient reprend une activité intense. Il s'en suit alors une autre intervention chirurgicale pour le disque supérieur, et ainsi de suite.. On comprend la nécessité de régler définitivement le problème dés les premiers symptômes pour éviter les souffrances et le risque d'une cascade d'interventions chirurgicales dont le résultat est en fin course un blocage graduel du dos qui entraîne des dégradations irréversibles des capacités physiques du patient. Une première invention brevetée sous le n EP0919209 décrit une prothèse de nucleus composée d'un bloc d'hydrogel sec qui une fois implanté va se charger en eau et gonfler d'au moins un millimètre en hauteur. L'opérateur doit au préalable réaliser une incision dans l'annulus assez large pour introduire la prothèse et la faire pivoter d'un quart de tour dans son site d'implantation pour que le plus grand coté du parallélépipède rectangle se retrouve face à l'incision de l'annulus. Il est en effet indispensable que la prothèse ne ressorte pas de la cavité qu'elle occupe. L'annulus déjà lésé et dont on a aggravé la déchirure joue un rôle essentiel de rempart pour maintenir l'implant en place dans la cavité laissée par le nucléus. On comprend parfaitement qu'un rempart qui dispose d'une large ouverture que l'on ne peut refermer ne puisse remplir cette fonction, , ce qui explique les nombreux cas de prothèses expulsées âpres leur mise en place. Une seconde invention brevetée sous le n WO/99/02108. décrit et revendique une prothèse de nucleus composée d'un sac dans lequel l'opérateur vient injecter un polymère in situ pour remplir la cavité du nucleus. Une troisième invention brevetée sous le n r'1Z 0111905 décrit et revendique une prothèse de nucléus en deux parties -une première partie qui se comprime dans un outillage d'insertion dont l'extrémité pénètre dans le nucléus par une lésion de l'annulus; libérée de l'outillage cette première partie s'expand pour occuper une empreinte proche du double du diamètre du trou réalisé par l'annulus. -une deuxième partie qui vient ensuite s'encliqueter dans la première afin d'éviter que la première partie ne puisse se refermer et pour occuper le volume vacant laissé par la première partie. Cette invention utilise également l'annulus comme rempart pour sa stabilité. Dans ces deux types d'invention le risque d'expulsion bien 15 que diminué n'est malheureusement pas nul. La présente invention, par la mise en place de nouveaux moyens, a pour but essentiel,tout en gardant de bonne caractéristiques mécaniques à la prothèse, de rendre quasi nul son risque d'expulsion. La figure 1 de la planche 1/3 montre une vue en perspective de la prothèse avec une premiere forme de réalisation de moyens d'adhésion du type ventouse La figure 2 de la planche 1/3 montre une vue en perspective de la prothèse avec une deuxieme forme de réalisation de moyens 25 d'adhésion dutype ventouse La figure 3 de la planche 1/3 montre une vue en perspective d'une prothèse équipé de ses dispositifs d'adhésion formé de ventouses sur les faces d'appui et d'au moins une ventouse à l'extrémité qui vient adhérer au fond de la cavité. La figure 4 de la planche 1/3 montre une vue en perspective d'une prothèse équipé de ses dispositifs d'adhésion formé d'au moins une ventouse située à l'extrémité et qui vient adhérer au fond de la cavité. La figure 5 de la planche 1 /3 montre une vue en coupe d'une prothèse amortissante comprenant un canal de mise en pression de la ventouse pour la décoller La figure 6 de la planche 2/3 montre une vue en coupe d'une prothèse placée au moment de son introduction dans la cavité du disque vertébral, les vertèbres ayant été légèrement écartées pour faciliter son introduction Les figures 6 a et 6b montrent les détails de deux types de 10 ventouses avant qu'elles n'adhèrent à la paroi. La figure 7 de la planche 2/3 montre une vue en coupe d'une prothèse placée dans la cavité d'un disque intervertébral, après relâchement de l'écartement des vertèbres Les figures 7a et 7b montrent les détails de deux types de 15 ventouses une fois qu'elles ont adhéré à la paroi. Les figures 8 et 9 de la planche 3/3 montrent des vues en perpective d'une prothèse au moment de son introduction dans le corps vertébral ceci sous deux angles différents Les figures 10 et 11 de la planche 3/3 montrent deux types de vues en coupe au niveau de deux prothèses, au moment de leur introduction dans le corps vertébral, ceci sous deux avancées différentes d'une prothèse par rapport à l'autre La figure 12 de la planche 3/3 montre une vue en perpective de deux prothèse mises en place, ceci dans le plan de coupe des 25 prothèses insérées. La prothèse adhésive et amortissante 1 comprend deux moyens parfaitement intégrés composés: d'un bloc homogène 11 réalisé dans un matériau souple et amortissant résistant aux efforts de compression, matériau de type polyuréthane capable de supporter les sollicitations mécaniques répétées du disque intervertébral au moins d'un moyen d'adhésion 12 ou 13 dont la fonctionnalité est d'avoir un effet de ventouse permettant d'obtenir 10 une fixation souple de la prothèse (1) Le bloc homogène 11 a une forme générale de polyèdre à six faces dont au moins une face dispose de ventouses 12 ou 13 Les deux faces latérales 112 sont de préférence planes et parallèles entre elles Les deux faces inférieure et supérieure 11 la et b seront en contact avec les corps vertébraux adjacents et soumises a des efforts de compression, leur deux plans 11la et b font un angle Q entre eux ce qui procure un effet d'encastrement en coin qui a tendance d'une part à contrarier l'expulsion et d'autre part à restaurer la lordose du patient Ces deux faces inférieure et supérieure 11la et b peuvent comporter ou non des moyens d'adhésion de préférence des ventouses 12, mais éventuellement des moyens de surface en creux ou des dents du même type que les sculptures que l'on rencontre sur les pneus de véhicules, moyens connus mais dont l'application est ici toute différente. La prothèse 1 est prise en sandwich elle a une forme de coin qui facilite son coincement entre les deux faces des vertèbres La face antérieure 113 du bloc homogène 11 est mise en 30 contact avec les tissus élastique de l'annulus du disque intervertébral 2882648 7 Elle va pouvoir également bénéficier de la présence d'au moins une ventouse 13 qui adhérera à la paroi antérieure de l'annulus intervertébral par une pression exercée par l'opérateur au moment de sa mise en place ( figures 8,9, et 10) La face postérieure 114 du bloc homogène 11 va recevoir les moyens de mise en place et d'extraction de la prothèse adhésive et amortissante 1 qui comprend: un orifice 21 ou un point de faiblesse mécanique dans le matériau 22 est prévu au niveau de la face 113 situé à l'extrémité d'un conduit 20 qui part de la face 114 vers la ventouse 13 pour faciliter le décollement de celle-ci, si on désire extraire la prothèse 1 Dans une première forme de réalisation (fig 1 et 2) les moyens adhésifs sont de préférence des ventouses 12 positionnées sur chacune des faces 11 la et b. Ces ventouses 12 ont la particularité d'avoir des petites lèvres épaisses et résistantes, dont la forme de préférence conique va s'adapter plus particulièrement aux surfaces bombées et irrégulières des plateaux vertébraux. Cette forme conique permet également des prises en angles. Pendant la phase d'insertion de la prothèse 1 (fig 8 à 12), il convient de retirer les tissus délabrés du site d'implantation qui n'adhèrent plus avec les cellules discales, ligamentaires ou osseuses afin que les ventouses ne puissent coller que sur des tissus sains. Pour faciliter l'introduction de la prothèse, il est nécessaire d'écarter légèrement les plateaux des vertèbres (figure 6) avec un instrument approprié afin d'éviter les frottement des ventouses sur leurs faces de contact avec les vertèbres. Tout d'abord les lèvres de ventouses 12 et 13 sont de préférence moulées dans le matériau de la prothèse en même temps 3 0 que le bloc homogène 11. Deux types de ventouses sont envisagés: La ventouse 12 a une forme légèrement conique, sa surface d'adhésion est dimensionnée pour se déformer légèrement sous des charges mécaniques importantes induites par le rachis. L'extrémité 122 a une section assez fine afin de pouvoir 5 s'écraser très facilement et assurer un collage efficace avec les tissus environnants même si la surface est irrégulière. La ventouse 13 a une forme légèrement conique, sa surface d'adhésion est de préférence cylindrique, sa lèvre 123 est plus haute et plus facilement déformable que celle de la ventouse 12. Sa section a été étudiée pour se déformer facilement en l'appuyant sur une surface élastique plus ou moins irrégulière. Le choix de la répartition des ventouses 12 et 13 est fonction de la cavité à traiter. Ces ventouses ont également des caractéristiques d'adhésion différentes ci-dessus décrites et sont choisies en fonction de l'élasticité des tissus en présence, des pressions qu'elles peuvent supporter, ainsi que du niveau de la pression à appliquer pour obtenir une bonne adhésion sur les tissus. Pour envisager tous les cas de figures et pour être certain de l'adhésion d'au moins une ventouse 12 ou 13 divers types de configurations sont recommandées, exemple figure 2, ces répartitions de ventouses peuvent être régulières ou non, les zones de contact de la prothèse avec son site d'implantation, faces 113, et 11 la et b seront privilégiées. Cette répartition est toujours choisie, pour qu'au moins une ventouse 12 ou 13 adhère quelque soit la forme de la cavité à combler. Il est possible d'ajouter des dispositifs facilitant l'extraction de la prothèses 1. Ce dispositif d'extraction de la prothèse 1 peut être constitué par exemple: d'au moins un petit canal 20 (figure 5) 3 0 prévu pour recevoir une légère surpression par rapport à la pression atmosphérique qui permettra de décoller le ou les ventouses 13 adhérant à l'annulus au fond de la cavité , Ce canal 20 qui traverse la prothèse est muni d'un petit bouchon 21 qui ferme le conduit 20 évitant un décollement inopiné de la, ventouse 13 pendant son fonctionnement. On peut aussi prévoir à l'extrémité du canal 20. à l'entrée de la ventouse un bouchon fusible mécanique 22 qui' pourra être perforé par un instrument. Cette prothèse adhésive 1 demande l'emploi d'un dispositif d'insertion: il s'agit d'un outillage provoquant un très léger écartement des. plateaux des vertèbres destiné à faciliter l'insertion de la prothèse adhésive 1, en 'évitant une introduction en force qui pourrait endommager les ventouses Dés que ce dispositif écarteur est retiré, , les ventouses 12 13 situées sur les faces 11 la et b sont automatiquement mises en pression, sous l'effet des forces de rappel élastiques exercées par l'annulus et par les- ligaments reliant les vertèbres, les lèvres 122 se déforment et adhèrent immédiatement à la paroi. La prothèse 1 est complètement stabilisée, elle peut travailler grâce à ses caractéristiques de tenue mécanique et d'amortissement liées à son matériau de constitution, ceci entraîne,. contrairement aux autresdispositifs_, une très bonne stabilité , qui est d'autant meilleure que les sollicitations mécaniques extérieures sont de niveau élevé ; en effet, plus les lèvres de ventouse s'écrasent, plus l'adhésion est forte. Les ventouses 12 et 13 et les autres moyens précédemment décrits, qui auraient comme les moyens. 12 et 13 la fonctionnalité d'adhérer par effet ventouse, sont directement moulés dans le même matériau que la prothèse 1 utilisé pour réaliser de telles prothèses en bloc, et qui convient parfaitement pour ses propriétés 3 0 mécaniques et amortissantes. REVENDICATIONS 1- prothèse de disque intervertébral adhésive et amortissante (1) caractérisée en ce qu'elle est composée de moyens parfaitement intégrés qui sont: -un bloc homogène (11) réalisé dans un matériau souple et amortissant résistant aux efforts de compression, matériau de type polyuréthane capable de supporter les sollicitations mécaniques répétées du disque intervertébral -au moins un moyen d'adhésion (12 ou 13) dont la fonctionnalité est d'avoir un effet de ventouse permettant d'obtenir une fixation souple de la prothèse (1) 2- prothèse de disque intervertébral adhésive et amortissante (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que le bloc homogène (11) a une forme générale de polyèdre à six faces dont au moins une face dispose de ventouses (12 ou 13) et comprend: -deux faces latérales (112) de préférence planes et parallèles entre elles deux faces inférieure et supérieure (11 la et b) mises en contact avec les corps vertébraux adjacents et soumises a des efforts de compression, leurs deux plans (11 la et b) faisant un angle 52 entre eux ce qui procure un effet d'encastrement qui empêche l'expulsion. 3- prothèse de disque intervertébral adhésive et amortissante (1) selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que les deux faces inférieure et supérieure (11 la et b) comportent des moyens d'adhésion de préférence des ventouses (12) ,ou des moyens de surface en creux ou des dents du même type que les sculptures que l'on rencontre sur les pneus de véhicules, la prothèse (1) étant prise en sandwich et ayant une forme de coin pour faciliter son coincement entre les deux faces des vertèbres 4- prothèse de disque intervertébral adhésive et amortissante (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisée en ce qu'elle peut comporter un seul moyen d'adhésion du type ventouse (12 ou 13) qui suffit à la faire adhérer. 5-prothèse de disque intervertébral adhésive et amortissante (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisée en ce que la face postérieure (114) du bloc homogène (11) est prévue pour recevoir les moyens de mise en place et d'extraction de la prothèse adhésive et amortissante (1) 6-prothèse de disque interbertébral adhésive et amortissante (1) selon la précédente revendication caractérisée en ce qu'elle comprend un orifice (21) ou un point de faiblesse mécanique (22) prévu au niveau de la face (113) situé à l'extrémité d'un conduit (20) qui part de la face (114) vers la ventouse (13) pour faciliter son décollement. 7-prothèse de disque intervertébral adhésive et amortissante (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisée en ce que les moyens adhésifs sont de préférence des ventouses ( 12) positionnées sur chacune des faces (11 la et b), ces ventouses (12) ayant la particularité d'avoir des petites lèvres épaisses et résistantes, de forme de préférence conique pour s'adapter plus particulièrement aux surfaces bombées et irrégulières des plateaux vertébraux, cette forme conique permettant également des prises en angles. 8-prothèse de disque intervertébral adhésive et amortissante (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisée en ce que les lèvres des ventouses ( 12 et 13) sont moulées dans le matériau de la prothèse en même temps que le bloc homogène (11.) 9- prothèse de disque intervertébral adhésive et amortissante (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisée en ce que la ventouse (12) a une forme légèrement conique, sa surface d'adhésion étant dimensionnée pour se déformer légèrement sous des charges mécaniques importantes, ladite ventouse (12) disposant d'une extrémité (122) de section assez fine afin de s'écraser très facilement et d'assurer un collage efficace avec les tissus environnants même si la surface est irrégulière. 10- prothèse de disque intervertébral adhésive et amortissante (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisée en ce que la ventouse (13) de forme légèrement conique, a une surface d'adhésion cylindrique, sa lèvre (123) étant plus haute et plus facilement déformable que celle de la ventouse (12); sa section pouvant se déformer facilement en l'appuyant sur une surface élastique plus ou moins irrégulière. 11- prothèse de disque intervertébral adhésive et amortissante (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisée en ce que la répartition des ventouses (12 et 13) au niveau des zones de contact de la prothèse (1) avec son site d'implantation est régulière ou non,