Brevet FR2892617A1 — publié le 20070504

DISPOSITIF DE DISTRACTION , D'AMORTISSEMENT ET DE CORRECTION AJUSTABLE À LA CROISSANCE DU RACHIS ------------------------ DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne le perfectionnement d'un dispositif de distraction et de soutien réglable, implanté sur le tronc d'un enfant et constitué de la combinaison de plusieurs dispositifs permettant de redresser, de soutenir, de réduire la courbure scoliotique, d'amortir les sollicitations mécaniques, et pouvant être réajusté en fonction de la croissance de l'enfant; ces fonctions ne pouvant être obtenues par chacun des dispositifs pris séparément ART ANTERIEUR : Le brevet Fr 2794357 (distracteur costal) décrit et revendique un dispositif mécanique qui est capable de suivre la croissance des os dans une malformation en corrigeant les déformations du tronc sans interdire ni bloquer la croissance du patient , mais il est limité dans son application à une déformation au niveau du thorax, il ne peut s'appliquer à une déformation impliquant le rachis lombaire de l'enfant car on risque d'obtenir un blocage de la croissance en fixant le dispositif directement sur les vertèbres Le brevet Fr 2814936: Dispositif de liaison vertébral souple constitué d'éléments permettant de palier à une déformation du rachis est un amortisseur constitué d'éléments rigides enserrant des moyens viscoélastiques qui vont amortir les sollicitations mécaniques dans les directions souhaitées. Ce dispositif a été conçu pour résister aux sollicitations subies par les vertèbres du corps humain, ceci de manière multiaxiale,. Le brevet 182843538 Dispositif de distraction et 30 d'amortissement ajustable à la croissance du rachis est un 2 dispositif permettant à la fois de : -redresser le tronc de l'enfant dés le plus jeune âge - soutenir la cage thoracique en prenant appui sur le rachis - ne pas bloquer la croissance -avoir un système de réglage facilement accessible - amortir les sollicitations mécaniques qui s'exercent sur le matériel implanté. Mais ce dispositif ne permet pas d'éviter le port permanent de d'un corset qui est à l'heure actuelle le seul moyen à disposition du praticien pour limiter les sollicitations mécaniques qui s'exercent sur le matériel implanté . La demande de brevet FR 04 07138 décrit et revendique un système d'autocorrection scoliotique qui agit sur la réduction de la courbure scoliotique en ramenant le sommet de la concavité vers un axe reliant les extrémités de la courbure; la croissance en éloignant ces 2 points augmente le rayon de courbure et tend à corriger automatiquement la déformation. La présente invention va perfectionner l'invention FR 2843538 en renforçant la tenue mécanique du dispositif grâce notamment à un nouvel amortisseur pour permettre à des enfants plus agés de ne plus porter de corset pendant le traitement. La présente invention va également intégrer sur le dispositif de distraction et d'amortissement la possibilité de réduction de la courbure grâce à la fonctionnalité décrite dans la demande de brevet FR 04 07138. Cette combinaison entre les dispositifs permettra de pouvoir corriger une scoliose en jouant à la fois sur la possibilité de distraction des moyens d'ancrages aux os qu'ils soient vertébraux ou costaux ainsi que sur la possibilité de réduire la courbure pendant le traitement sans que l'enfant ne porte de corset. L'ensemble de ces moyens permettant au praticien de distracter et de réduire la courbure selon l'évolution de la pathologie, les moyens de réglage étant regroupés dans un espace 3 réduit. Les dessins servant à mieux comprendre l'invention sont : ART ANTERIEUR Fig 1 planche 1/5 : dispositif de distraction pour les os d'enfant Fig 2 planche 1/5: dispositif d'amortissement intégré avec un moyen du dispositif de distraction. PERFECTIONNEMENT Fig 3 et 4 planche 2/5 : nouveau dispositif de distraction et 10 d'amortissement perfectionnant le dispositif de l'art antérieur montés avec les mêmes éléments assemblables de manière symétrique Fig 5 planche 2/5 vue isométrique du dispositif objet de l'invention perfectionnant le dispositif de l'art antérieur. Fig 6 planche 3/5 vue de dessus du nouveau dispositif de 15 distraction et d'amortissement comportant une tige pouvant être reliée au sommet de la courbure du rachis Fig 6d :détail intérieur des moyens du dispositif anti-retour Fig 7 planche 3/5 vue en perspective du nouveau dispositif de distraction et d'amortissement comportant une tige transversale 20 Fig 8 planche 4/5 vue de dessus du module d'entrainement Fig 9 planche 4/5 vue en coupe de profil du module d'entrainement Fig 10 et 11 planche 4/5 vues en perspective et en coupe du dispositif d'amortissement intégré avec une tige dentelée 25 Fig 12 planche 5/5 vue de face montrant la répartition des efforts sur la nouveau dispositif Fig 13 vue du dispositif correcteur de courbure Fig 14 et 15 planche 5/5 vue du nouveau dispositif de distraction et d'amortissement comportant une tige de liaison au 30 sommet de la courbure posé sur le rachis en croissance Fig 14 avant redressement du rachis Fig 15 après redressement du rachis DESCRIPTION :RAPPEL DE L'ART ANTERIEUR Le Dispositif 2 combinant les dispositifs 3 et 1 est constitué d'un dispositif 3 dénommé distracteur pour les os d'enfants d'un dispositif 1 dénommé amortisseur des sollicitations mécaniques . Le dispositif 2 (figure 1) ainsi formé permet donc à la fois : -de soutenir et de stabiliser le tronc d'un enfant -d'allonger les distances d'accrochages (suivi de la croissance) -d'alléger les charges mécaniques appliquées au moyens d'accrochage -d'amortir les sollicitations , ce que chacun des dispositifs pris séparément est incapable de réaliser. Nous rappellerons brièvement pour mieux comprendre 15 l'invention les moyens utilisés dans les dispositifs 3 et 1 Le dispositif 3 permet de gérer l'évolution de la déformation du tronc d'un enfant; il est implantable facilement dans le corps humain , grâce à son faible encombrement; il comporte : deux tiges 35 et 36 montées sur un moyen central 300 pourvu 20 d'un trou 312 dans lequel on peut engager un outil pour régler la distance des moyens d'accrochages 231 aux os, on bloque le dispositif dans une position déterminée par serrage de 2 vis 341 et 342 situées sur le moyen central 300. Les tiges 35 et 36 sont rectilignes , ou cintrables pour faciliter 25 la mise en place et éviter de blesser les tissus environnants. Le présent dispositif 2 peut donc comporter des tiges cintrées ou courbées , ceci dans toute leur longueur y compris dans la partie centrale. Ces fonctionnalités ont été prouvées par des résultats d'essai qui ont montré un fonctionnement normal du dispositif dans 30 les deux cax. Le dispositif amortisseur de liaison intervertébrale souple 1 de l'art antérieur est lui-même constitué de deux ensembles de moyens: Un premier ensemble de moyens 11 (fig 2) composé de moyens rigides 110, 130, et 35 fabriqués en matériaux biocompatibles assurant une bonne tenue mécanique du dispositif en transmettant intégralement les efforts sans se déformer. Un deuxième ensemble de moyens 12 formé de moyens souples et 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 et d'amortir les sollicitations mécaniques auxquelles il sera soumis, pour palier à toute déficience des liaisons du rachis; ce dispositif 1 de l'art antérieur décrit et revendique un amortisseur pouvant fonctionner de manière multiaxiale. Chacun des dispositifs 3 et 1 ont des moyens qui sont compatibles,par leur conception et fonction principales pour effectuer des combinaisons entre eux qui, dans la présente invention ne sont que des exemples illustratifs et non limitatifs. Comme nous l'avons déjà mentionné, le dispositif 3 peut recevoir des tiges soit rectilignes , soit curvilignes ou courbées selon des rayons différents. On peut mettre en place un dispositif 2 composé d'un dispositif 3 ayant d'un coté une tige rectiligne cintrable 35 de l'autre une tige cintrée 36 Le Dispositif 2 résultant de la combinaison des dispositifs 3 et 1 permet de redresser le tronc par réglage du moyen central 300 30 6 Cette opération développe des efforts importants dans les os ainsi que dans les composants du dispositif 2. Le dispositif de distraction 2 comporte au moins une tige 35 ou 36 rectiligne ou cintrée, cannelée d'un coté, dont une des extrémité comporte un plateau cylindrique s'intégrant parfaitement dans les moyens viscoélastiques 121 et 122 et rigide 130 du dispositif 1 , ce qui permet au dispositif de distraction 2 d'être amorti et de pouvoir s'accrocher à une vertèbre même si au départ le dispositif n'est pas alignié avec le dispositif de distraction 3. On redresse ainsi le tronc par le moyen central 300 que l'on vient ensuite bloquer, par les vis 341 et 342 , le dispositif 2 va alors remplir sa fonction de soutien du tronc redressé. Pendant la croissance , on visionne l'alignement du dispositif 2 ; l'opérateur peut alors intervenir sur le moyen 300 dans le but de redresser à nouveau le tronc. Suite aux efforts de redressement le dispositif amortisseur 1 faisant partie du dispositif 2 se place légèrement en travers . Il sert ainsi d'indicateur de croissance et d'effort pour déterminer en fonction de chaque cas la nécessité du redressement. Dans le cas ou l'on pose un dispositif 2 sur le tronc d'un enfant en début croissance, l'amortisseur 1 peut être placé entre une vis de fixation à une vertèbre et la tige 35 ra été conçue pour assurer la liaison avec le dispositif 3. Ce dispositif 2 va autoriser et permettre de suivre la croissance de l'enfant tout en évitant des contraintes importantes dans la vis d'accrochage aux os , l'amortisseur en absorbant les chocs et les sollicitations dynamiques dans ladite vis à os va éviter les ruptures; le passage à la position :"alignement" des tiges 11 avec 35 est alors un indicateur fiable. Si les deux tiges sont alignées , il est nécessaire de remettre le 7 dispositif en tension , car les contraintes appliquées au dispositif 1 ont diminué de sorte que les deux tiges sont revenues dans le même axe grâce à l'élasticité du dispositif 1 et à la croissance de l'enfant En plus des limitations des contraintes exercées sur les vis après redressement du tronc, le dispositif 1 amortit les sollicitations mécaniques extérieures et permet grâce à sa souplesse de ne pas empêcher les mouvements vertébraux. Ces différentes opérations de redressement et de stabilisation du tronc d'un enfant peuvent être facilement répétées; le dispositif 2 peut être ainsi réajusté autant de fois que nécessaire par une action très localisée sur le moyen 300. Le dispositif 3 combinant le dispositif 1 (distracteur costal) et le dispositif 2 ( amortisseur) ne résistait pas assez longtemps aux sollicitations dynamiques environnantes ; sa conception n'ayant pas été prévue pour supporter le poids d'enfants notamment obèses ou préadolescents portant de corsets, alors que le nouveau dispositif, est conçu pour résister grâce d'une part à une modification des tiges plus résistantes et à des vis pédiculaires plus conséquentes , et d'autre part aux moyens nouveaux et fonctions nouvelles amenés par le perfectionnement. De plus l'ancien dispositif se limitait à redresser le rachis en exerçant simplement un effort longitudinal dans l'axe des accrochages et il n'était pas positionnable de manière réversible (en symétrie horizontale) comme c'et le cas du nouveau dispositif le montre les figures 3 et 4 , il ne disposait pas non plus de dispositif anti-retour qui bloque les déplacements autres que ceux générés par la croissance . Quant à l'amortisseur dispositif 1 malgré sa fonctionnalité multidirectionnelle, étant donné la non répartition uniforme des contraintes qui s'appliquent sur lui, de plus , il travaillait mal en axe oblique 8 DESCRIPTION DU PERFECTIONNEMENT Le nouveau dispositif de distraction d'amortissement et de correction 8 va amener grâce à la présence de nouveaux moyens, de nouvelles fonctionnalités . Conformément aux figure (12, 14 et 15 ) pour redresser le rachis , il faut exercer deux types d'efforts -un effort d'extension longitudinal FIL entre les points de fixation (accrochages) -un effort transversal F2T entre le sommet de la courbure et 10 un point milieu du dispositif positionné. Ce nouveau dispositif 8 est la combinaison de trois dispositifs nouveaux vis a vis de ceux de l'art antérieur : dispositif 5 nouveau distracteur dispositif 7 nouvel amortisseur multiaxial 15 dispositif 6 nouveau correcteur de courbure . Le distracteur 5 possède des tiges rectilignes ou cintrées 37 et 36 redimentionnées, il est constitué (figure 5) d'un moyen central équipé d'un dispositif anti-retour conforme à la vue de de la figure 6d , qui montre le détail des moyens internes ; ce dispositif 20 5 anti-retour a pour but de garantir l'augmentation (figure 3) de la distance L entre les accrochages qu'il faut régulièrement rectifier âpres chaque remise en tension du dispositif 8; cette dernière se fait grâce à un mini-outil 321 qui se place sur la roue dentée 311 et qui maintient en tension le dispositif 8 objet du perfectionnement 25 Le dispositif 5 (fig 6d) comprend intérieurement deux pavés viscoélastiques 378 a et b situés de chaque coté d'au moins un cliquet 376 jouant le rôle d'une force de rappel s'exerçant sur les dents 376 a et b en les plaquant sur les dents des parties cannelées 350 des tiges 35 et 37 cintrables , qui présentent à cet endroit des 30 parties cannelées. Les pavés viscoélastiques 378 a et b sont comprimés par rotation du cliquet autour de son axe 379, ce qui permet aux les tiges 36 et 37 de pouvoir translater en sens opposé , lors de la rotation de la roue dentée 311 . 9 Les pavés viscoélastiques sont maintenus en compression permanente , au moment du montage au moyen d'un outil introduit dans l'empreinte 381 de l'axe 379 ( figures 8 et 9) ce qui permet aux tiges 36 et 37 de translater librement dans les deux sens, le dispositif 5 est alors débrayé. Dès que l'outil est retiré et que les pavés viscoélastiques ne sont ainsi plus maintenus en compression , les dents 376a et b du cliquet 376 sont alors plaquées contre les parties cannelées 350 des tiges 36 et 37, ce qui fait ainsi embrayer le dispositif 5 et 8 La roue dentée 311, contrairement aux versions précédentes, n'a aucune liaison avec le double cliquet 376 , elle a uniquement comme fonction d'entraîner les tiges 36 et 37 , alors que le cliquet 376 autorise la translation des tiges 36 et 37 dans un seul sens quand il est embrayé, et dans les deux sens quand il est débrayé. La roue dentée 311 comporte au centre une empreinte débouchante sur chaque face actionnable par un mini-outil 321, cette empreinte 380 permet d'actionner la roue dentée logée dans le carter 41 qui comporte une ouverture 382 sur chaque face pour l'accès de l'outil 321 Par ailleurs l'axe 379 comprend à chaque extrémité une autre empreinte 381 également accessible sur chaque face (figure 9) . Cette réversibilité du dispositif 5 donne une grande souplesse de mise en place non présente dans l'art antérieur , elle réduit le nombre de moyens nécessaires pour l'implantation , ce qui permet d'effectuer deux montages symétriques avec le même dispositif (figures 3 et 4) Le carter 41 comporte également deux orifices 390a et b permettant d'introduire deux vis destinées à stabiliser les tiges 36 et 30 37 io dans le plan sagittal , sans cependant gêner leur translation. Les pavés viscoélastiques 378a et b sont logées dans des compartiments rigides 382 et 383 situés à l'intérieur du carter 41 . Ces compartiments 382 et 383 servent également de butée au cliquet 376 L'embrayage s'effectue ainsi : Sous l'effet de la force de rappel des pavés viscoélastiques 378a et b , les dents du cliquet 376 a et b sont chacune plaquées contre au moins une des dents des parties cannelées des tiges 36 et 37 qui en se déplaçant dans le sens de l'allongement vont comprimer les pavés viscoélastiques 378a et b , jusqu'a ce que au moins une dent 376a ou b du cliquet 376 vienne se plaquer sur une des dents ou cannelures suivantes des tiges 36 et 37 qui peuvent ainsi avancer pas à pas dans un seul sens. Quand les tiges 36 et 37 sont sollicitées dans le sens opposé à la croissance , les dents 376 a et b entraînent le cliquet 376 sur les butées 382 et 383 dans ce cas le dispositif 8 est bloqué empêchant ainsi automatiquement le déplacement des tiges dans cette direction. Pour remettre le dispositif en tension, il suffit d'introduire seulement la clef d'entraînement du mini-outil 321 dans la roue dentée 310 pour entraîner le mouvement des tiges 36 et 37 qui vont translater dans le seul sens autorisé par le cliquet, permettant ainsi de faire une une ouverture minimale dans le dos de l'enfant et d'appliquer régulièrement un effort suffisant pour corriger la déformation et allonger de manière successive la distance entre les os. Par sa conception nouvelle , le dispositif amortissant 7 qui 30 remplace l'ancien dispositif 1 de l'art antérieur permet de suppléer aux déficiences d'amortissement et de stabilisation du rachis . 11 Ce dispositif 7 comporte : un moyen central 10 de préférence sphérique constitué de moyens fonctionnels , il est relié aux tiges 11 et 37 , cette dernière étant cannelée. Il permet un débattement de la tige 37 à l'intérieur de lui-même , il est muni d'un orifice 151 qui sert de butée tout en permettant un débattement . Ce moyen central 10 comporte (fig 11) -une partie creuse 111 de forme sphérique -un capot hémisphérique creux 15 qui vient se fixer pour s'emboiter sur le moyen 111 . - un moyen 14 partie sphérique creuse, en matériau viscoélastique, présentant un orifice 17, qui , combiné avec les moyens précédents, assure l'essentiel de l'amortissement de manière multiaxiale Lors des sollicitations dynamiques du corps humain , les fonctionnalités en traction compression sont parfaitement assurées en admettant aussi un mode de travail en flexion et torsion Ces trois modes de travail peuvent fonctionner simultanément avec l'amplitude qui leur est propre , et ceci sans risque de détérioration au cours du temps , ce qui justifie le résultat de perfectionnement vis à vis du dispositif de l'art antérieur Le dispositif 6 (figure 13) appelé correcteur de courbure comprend une tige transversale 60 reliée à une autre tige perpendiculaire 21 par un moyen de liaison 61 qui autorise le coulissement des tiges 60 et 21 au montage , avant de bloquer le positionnement de ce moyen sur l'endroit choisi de la tige 60 . l'autre extrémité 62 de la tige 60 est reliée rigidement au carter 41 du dispositif , cette fixation rigide peut être une soudure , un viisage , ou tout autre moyen équivalent . Ce point de fixation est déterminé pour obtenir au départ un rayon maximum de courbure de la déformation à corriger. 12 La tige 21 relie deux éléments de fixation 22 et 23 qui s'accrochent sur les vertèbres situées en deux points proches et symétriques au sommet de la courbure à corriger. Une distance d comprise entre les moyens 60 et 62 sur la tige 60 doit être maintenue constante ou en réduction par l'opérateur , au moment de la remise en tension du dispositif 8 . Le dispositif 8 combinant les dispositifs 5, 7 et 6 permet d'appliquer des efforts combinés longitudinaux FIL et transverses F2T dont les actions cumulatives vont augmenter l'efficacité de redressement , et la rapidité de correction , ceci vis à vis des dispositifs de l'art antérieur. En appliquant un effort FIL entre les points de fixation situées aux deux extrémités de la courbure , la distance L augmente 15 (fig 12) En appliquant un effort F2T entre les points de fixation situées au sommet de la courbure et l'axe reliant les deux points d'application de FIL représenté par l'axe longitudinal du dispositif 8 la distance est réduite . 20 Le réajustement de ces efforts pendant la croissance s'effectue par une petite ouverture qui permet de faire passer les outils nécessaires au réglage , notamment le mini-outil 321 . L'opérateur a la possibilité d'appliquer une nouvelle force transversale F2T, en même temps qu'il réajuste la force longitudinale 25 FIL , liée à la croissance , puisque dans un espace très réduit laissé par l'ouverture , il a accès aux moyen d'ajustement et de blocage 380 et 61. Enfin l'aspect réversible du dispositif 8 réduit les moyens mis en oeuvre et s'adapte à la plupart des pathologies 30 REVENDICATIONS 1-Dispositif de distraction, d'amortissement et de correction du rachis (8) caractérisé en ce qu'il comprend trois dispositifs combinés: -un dispositif (5) distracteur équipé de tiges cintrables (36 et 37) qui peuvent comporter des parties lisses ou cannelées , qui sont accrochées aux os et qui peuvent translater dans le dispositif ( 5) -un dispositif (7) amortisseur multiaxial -un dispositif (6) correcteur de courbure , la combinaison fonctionnelle de ces trois dispositifs permettant d'exercer simultanément : -un effort d'extension longitudinal (FIL) entre les points de fixation aux os du dispositif (8) situés aux extrémités de la 15 courbure , -un effort transversal (F2T) entre le sommet de la courbure et un point d'accrochage du dispositif ( 6) , ce dernier jouant le rôle de correcteur transversal , en même temps que le dispositif (7 ) amortit les sollicitations du corps humain en autorisant des 20 débattements multiaxiaux importants, sans endommagements pour le dispositif ( 8) 2- Dispositif de distraction, d'amortissement et de correction du rachis (8) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif distracteur (5) comprend un carter (41) à l'intérieur 25 duquel est montée une roue dentée (311) susceptible d'être actionnée par un mini-outil (321) pour rectifier de manière successive , en fonction du suivi de croissance , la distance (L) entre les accrochages longitudinaux dudit dispositif de distraction et maintenir le dispositif (8) en tension. 30 3- Dispositif de distraction d'amortissement et de correction (8) selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le dispositif ( 5) comprend également à l'intérieur du carter (41) deux pavésviscoélastiques (378 a et b) situés de chaque coté d'au moins un cliquet (376) et jouant le rôle d'une force de rappel s'exerçant sur les dents (376 a et b) du cliquet (376) en les plaquant sur les cannelures des tiges cintrables (36 et 37) du dispositif (5) , les pavés viscoélastiques (378 a et b) pouvant être comprimés par rotation du cliquet autour de son axe (379), ce qui permet aux tiges (36) et (37) de translater dans les deux sens opposés lors de la rotation de la roue dentée (311) et d'allonger la distance (L) entre les accrochages . 4-Dispositif de distraction d'amortissement et de correction (8) selon les revendications 1 , 2 et 3 caractérisé en ce que le carter (41) comprend aussi des compartiments rigides (382,383) dans lesquels sont logés les pavés viscoélastiques (378 a et b), la roue dentée (311) n'ayant ainsi aucune liaison avec le double cliquet (376), et ayant uniquement comme fonction d'entraîner les tiges (37) et (36) , alors que le cliquet (376) autorise la translation des tiges (37) et (36) uniquement dans un seul sens, quand il est embrayé, et dans les deux sens quand il est débrayé. 5-Dispositif de distraction d'amortissement et de correction (8) selon la revendication 4 caractérisé en ce que la roue dentée (311) comporte au centre une empreinte débouchante (380) sur chaque face donnant accès à un mini-outil (321), en permettant ainsi d'actionner la roue dentée logée dans le carter (41), et en ce que l'axe (379) du cliquet (376) comprend à chaque extrémité une empreinte (381) également accessible sur chaque face ce qui permet d'obtenir une réversibilité du dispositif (5) entraînant une grande souplesse de mise en place . 6 -Dispositif de distraction d'amortissement et de correction (8) selon la revendication 5 caractérisé en ce que le carter (41) comporte également deux orifices (390a et b) permettant d'introduire deux vis destinées à stabiliser les tiges (36) et (37) dans le plan sagittal , sans gêner la translation de celles-çi .