Brevet FR2894808A1 — publié le 20070622

ESPACEUR DISCAL ANATOMIQUE ET SES APPLICATIONS La presente invention concerne un espaceur discal anatomique et ses applications. Les pathologies rachidiennes lombaires sont actuellement traitees de differentes fawns. Les arthrodeses consistent a bloquer un disque afin de supprimer le mouvement entre deux vertebres adjacentes. Elles s'operent par I'intermediaire de cages introduites entre deux corps vertebraux. La cage est une sorte de boite solide dont le centre est rempli d'os spongieux. Les parois des cages sont ajourees pour permettre la fusion avec les corps vertebraux. De telles cages sont par exemple decrites dans FR-A-2 851 457, 2 736 538, 2 703 580, 2 816 201, 2 808 673 et 2 790 945. Mais elles limitent les amplitudes de mouvement du patient. De plus, elles augmentent le travail des disques voisins, ce qui contribue a les user plus vite. Les arthroplasties lombaires par prothese de disque par vole anterieure representent une alternative remediant aux inconvenients de I'arthrodese. On utilise ici des protheses disposees a la place du disque et constituees de deux plateaux en contact avec les corps vertebraux entre lesquels est placee une piece intermediaire qui est soit une sphere soit une piece en materiau elastique. Dans le cas du systeme avec sphere (dit ball-socket) le plateau superieur possede dans sa face interne une forme spherique congruante avec la sphere de la piece intermediaire de fagon a obtenir les mouvement naturels de la colonne vertebrale. Dans le cas de piece intermediaire en materiau elastique c'est par deformation que les mouvements sont reproduits. Ces techniques recemment utilisees presentent I'avantage de restituer les mouvements du disque. Mais leur mise en place peut-etre delicate voire dangereuse. En effet la mise en place de protheses par vole anterieure demande la mobilisation de I'aorte et le la veine cave, ce qui peut-etre perilleux. Par ailleurs de nombreux chirurgiens du rachis ne sont pas habitues aux techniques par voie anterieure et doivent se faire aider par un chirurgien d'une autre specialite (vasculaire par ex), ce qui represente evidemment un cout important et une mobilisation inutile de competences. FR-A-2 858 546 decrit des protheses realisees en deux parties que I'ont peut implanter par voie posterieure. Mais les deux parties de la prothese possedent un tronc de sphere dont les centres doivent titre confondus pour que la prothese puisse fonctionner normalement. Ceci presente donc des difficultes de precision lors de la mise en place. De plus dans le cas ou une des deux parties bouge meme legerement lors de la vie du patient, les deux troncs de spheres n'ont plus de 10 centre identique et ('ensemble ne peut donc plus fonctionner. En outre ce type de prothese ne peut pas titre installe par acces postero-lateral (type TLIF). De surcroit, it ne permet pas I'amortissement des chocs AU-A-4238202 decrit egalement une prothese destinee a titre 15 implantee par voie posterieure. Mais sa forme cylindrique ne correspond pas aux habitudes des chirurgiens. En outre sa stabilite est douteuse. En effet, sans arthrodese, les mouvements durent toute la vie du patient, et on peut donc evidemment craindre qu'un devissage se produise dans le temps. De plus une telle prothese ne peut pas titre implantee par voie 20 postero-laterale. En outre elle est difficile a impacter dans les disques pinces. II serait donc souhaitable de disposer d'un espaceur discal qui notamment puisse se deformer selon la demande des mouvements anatomiques, n'impose pas une cinematique particuliere et qui puisse titre installe par abord posterieur ou postero-lateral. 25 Or apres de longues recherches la demanderesse a mis au point une prothese en une ou deux parties pouvant titre installee par abord posterieur ou postero-lateral remediant a ces inconvenients. L'invention se presente sous son aspect le plus general, sous la forme d'un espaceur discal multi couches comprenant deux elements destines 30 a s'ancrer efficacement sur les plateaux vertebraux. La presente demande a plus precisement pour objet un espaceur discal multi couches, comprenant au moins trois couches superposees dont une couche inferieure, une couche superieure, et au moins une couche intermediaire, la au moins une couche intermediaire etant realisee en materiau different de celui des couches inferieure et superieure et moins rigide. Un espaceur discal est par nature destine a etre insere entre deux vertebrs. Par convention on appellera donc couche "superieure" la couche situee du cote de la tete d'un individu debout appareille. Les autres termes a signification directionnelle tels que "avant" et "arriere" ou "haut" et " bas" se referent aussi a I'orientation de la cage lorsqu'elle est implantee dans la colonne vertebrate a appareiller. Dans des conditions preferentielles de mise en ceuvre de 10 !'invention, un espaceur discal multi couches ci-dessus comprend une seule couche intermediaire. La au moins une couche intermediaire peut par exemple etre realisee en materiau elastique, de preference en matiere plastique elastomere, particulierement en matiere plastique silicone poly addition ou polycondensation 15 ou en matiere plastique polyurethane et tout particulierement en polyurethane elastomere tel que celui commercialise par la societe POLY MEDICA INDUSTRIES, Inc (Massachusetts) sous la denomination Chronoflex . Une couche intermediaire peut etre realisee en un materiau unique ou un melange des deux materiaux comme un melange de matiere plastique silicone et de 20 polyurethane. Dans d'autres conditions preferentielles de mise en oeuvre de ('invention, la au moins une couche intermediaire comporte en outre une ou plusieurs lumieres reparties regulierement ou non dans ladite couche intermediaire. On a ainsi la possibilite d'avoir differents types d'amortissement 25 adaptes a la reponse recherchee. D'une epaisseur appropriee, la au moins une couche intermediaire est capable de reproduire les mouvements de I'articulation. Par exemple, si un homme se plie vers I'avant, le disque situe entre L4et L5 devra s'ecraser d'environ 2mm en avant ; slit se plie vers son cote droit, ce disque devra s'ecraser dans sa 30 partie droite d'environ 1,5mm. La piece elastique aura donc la hauteur necessaire pour permettre les amplitudes de preference maximales demandees par les mouvements anatomiques. La piece elastique pourra aussi avoir la hauteur necessaire pour permettre au moins 50%, avantageusement au moins 70%, notamment au moins 80%, tout particulierement au moins 90% des amplitudes maximales demandees par les mouvements anatomiques. La au moins une couche intermediaire peut avoir une epaisseur de 2 a 12 mm, de preference de 3 a 11 mm, notamment de 4 a 10 mm, tout 5 particulierement de 5 a 9 mm. Dans la presente demande et dans ce qui suit, la rigidite du ou des materiaux de la au moins une couche intermediaire est exprimee par leur durete. La durete du ou des materiaux de la au moins une couche 10 intermediaire peut par exemple titre comprise entre 40 Shore A et 60 Shore D, de preference comprise entre 50 Shore A et 55 Shore D, notamment comprise entre 65 Shore A et 50 Shore D, particulierement comprise entre 25 SHD et 45 Shore D, tout particulierement comprise entre 30 Shore D et 40 Shore D. On peut combiner au choix de ('epaisseur le choix de la durete du 15 ou des materiaux de la au moins une couche intermediaire et le choix de la forme et de la taille de la ou des Iumieres pour obtenir I'effet d'amortissement desire. La au moins une couche intermediaire peut titre dedoublee dans son epaisseur et recevoir un insert, notamment en un autre materiau elastique 20 que celui dont est constituee ladite au moins une couche intermediaire. Cet insert peut eventuellement deboucher sur I'exterieur et constituer alors une couche intermediaire supplementaire. Le materiau elastique de ('insert sera habituellement plus souple (ou au contraire plus rigide) que celui dont est constituee ladite au moins une couche intermediaire. 25 La couche inferieure et la couche superieure forment des plaques qui sont realisees en materiau dur et peuvent de preference titre realisees en titane et avantageusement munies en surface d'un revetement notamment de titane poreux seul ou accompagne d'hydroxyapatite. Classiquement, leur surface externe est de preference crantee ou dentelee pour conferer a un 30 espaceur discal selon ('invention une stabilite primaire et a long terme. Dans encore d'autres conditions preferentielles de mise en oeuvre de ('invention, le cote de I'espaceur discal multi couches a inserer en premier entre deux vertebres a en coupe verticale une forme effilee ou fuselee, par exemple en cone ou en obus. Dans toujours d'autres conditions preferentielles de mise en oeuvre de ('invention, ('espaceur discal multi couches ci-dessus a une forme generale proche d'un parallelepipede rectangle, et dans ce cas s'utilise par paire, ou vu de dessus, une forme de graine de haricot. Un espaceur discal multi couches objet de la presente invention peut notamment titre realise par surmoulage entre les plaques formant la couche inferieure et la couche superieure interieurement munies d'asperites. Un espaceur discal multi couches objet de la presente invention possede de tits interessantes proprietes et qualites. Grace a sa couche intermediaire elastique, it tolere les imprecisions de positionnement et se deforme selon la demande des mouvements anatomiques. Une prothese dans laquelle it y a un contact entre deux surfaces spheriques va generer des mouvements de rotation pure. Ce systeme impose donc la cinematique de la liaison rotulienne. Or, lors des mouvements naturels, les disques ont des mouvements aleatoires combinant rotation et translation. La presence d'un materiau elastique dans les espaceurs discaux de la presente invention permet aux espaceurs de se deformer comme le demande le corps sans imposer de trajectoire fixe. Les espaceurs discaux de la presente invention n'imposent pas une cinematique particuliere. En outre, ils permettent I'amortissement des chocs. Un espaceur discal de la presente invention de forme generale proche du parallelepipede, a une forme equivalente a celle des cages a impacter. Dans ce cas on place deux espaceurs de chaque cote de la dure mere. Un tel espaceur peut titre place par voie posterieure selon la meme technique que celle utilisee pour les cages lombaires a impacter. Un espaceur discal de la presente invention de forme generale, vu de dessus, en graine de haricot, peut-titre place par voie postero-laterale selon Ia meme technique que la mise en place de cages en graine de haricot (TLIF). Dans ce cas on ne place qu'un seul espaceur. La forme en obus de la zone d'entree d'un espaceur discal prefere de la presente invention facilite la mise en place entre des disques pinces. La structure externe des couche inferieure et superieure, comme les dentures realisees sur les zones en contact avec les plateaux vertebraux et/ou un revetement de titane poreux avec ou sans revetement d'hydroxyapatite, confere a un espaceur discal de la presente invention une excellente stabilite immediate et a long terme. Un espaceur discal de la presente invention muni de lumieres de differentes formes et dimensions et/ou utilisant des materiaux d'elasticite differente pour composer la couche intermediaire permet d'obtenir differents types d'amortissement. Ces proprietes sont illustrees ci-apres dans la partie experimentale. Elles justifient ('utilisation des espaceurs ci-dessus decrits, dans une arthroplastie 10 lombaire par prothese de disque. C'est pourquoi la presente demande a enfin pour objet une methode d'arthroplastie lombaire par prothese de disque dans laquelle on insere au moins un espaceur discal multi couches ci-dessus entre deux vertebres d'un individu qui a besoin d'une arthroplastie lombaire par prothese de disque. 15 L'invention sera mieux comprise si Ion se refere aux dessins annexes sur lesquels - les figures 1, 2, 3 et 4 representent des vues en perspective d'un espaceur discal selon la presente invention ; la figure 5 est une vue de dessus d'un espaceur selon la 20 presente invention en forme de haricot du type represents a la figure 3 , dans sa position d'installation definitive entre deux vertebres; - la figure 6 represente vus en coupe verticale frontale deux espaceurs selon la presente invention du type represente aux figures 1, 2 et 4, egalement installes entre deux vertebres, et 25 - les figures 7 a 16 representent, en coupe verticale, des espaceurs selon la presente invention munis de differents types de lumiere. Sur la figure 1, on observe que ('espaceur discal 1 represente comprend trois couches a savoir une couche superieure 2 constituee d'une plaque de titane a la surface crantse, une couche inferieure 3, de meme 30 structure, et une couche intermediaire 4 constituee, sur le modele represente, de polyurethane elastomere commercialise par la societe POLY MEDICA INDUSTRIES, Inc (Massachusetts) sous la denomination Chronoflex . On peut observer que la forme generale de I'espaceur discal 1 est celle d'un parallelepipede rectangle, dont toutefois une des extremites, figuree a gauche sur le schema, est fuselee. Une telle forme permet de I'inserer plus facilement entre deux vertebres pincees. Sur le modele ici represents, I'epaisseur de la couche intermediaire 4 est constante sur toute la structure de ('espaceur discal. Les plaques en titane superieure 2 et inferieure 3 s'amincissent progressivement, pour obtenir le fuselage desire. Sur la figure 2, on peut observer sensiblement les memes caracteristiques que sur la figure 1, avec toutefois une couche intermediaire 4 qui n'est pas d'epaisseur constante, mais qui va en s'epaississant, au fur et a mesure que I'on approche de I'extremite fuselee. Les espaceurs representes aux figures 1 et 2 s'utilisent par paire, comme on le verra ci-apres sur la figure 6. Le modele represents a la figure 3, par contre, s'utilise seul, comme represents a Ia figure 5. Sur ('espaceur discal represents sur cette figure 3, on observe sensiblement les memes elements que sur la figure 1, mais toutefois sa forme generale n'est pas celle d'un parallelepipede rectangle, mais, vue de dessus, une forme de graine de haricot. Le modele represents a la figure 4 est une variante de celui represents a la figure 2. Mais la couche intermediaire 4 est composee de deux matieres differentes et separees. Un insert 5 est en effet realise dans un materiau different de celui qui constitue la couche intermediaire 4 au contact des plaques de titane 2 et 3. Dans une premiere version, ('insert 5 a ste realise avec une matiere plastique plus rigide. Dans une autre variante realisee, ('insert est au contraire realise en un materiau moins rigide. Et dans une troisieme variante, ('insert est un insert en titane. Dans le modele represents, ('insert 5 est directement accessible sur les cotes, mais ne debouche pas a I'exterieur au niveau de la partie de ('espaceur discal 1 destinee a s'introduire en premier entre deux vertebres, a gauche sur la figure. Sur la figure 5, on peut observer, installs en place, un espaceur discal 1 du type represents a Ia figure 3. La fleche represente le sens d'introduction de ('espaceur discal 1 par le chirurgien entre deux vertebres. La figure 6 represente, vus en coupe verticale frontale, deux espaceurs du type represents a la figure 1, installes entre deux vertebres adjacentes 5, 6. Au centre du dessin est representee la dure mere 7. Les figures 7 a 16 representent des espaceurs selon I'invention comprenant diverses lumieres. Ces lumieres sont multiples et reparties sensiblement symetriquement dans I'espaceur pour les espaceurs des figures 7 C 11. Sur I'espaceur represents a la figure 12, les extremites longitudinales de I'espaceur sont sensiblement depourvues de couche intermediaire, en raison de la presence d'une Iumiere debouchant sur I'exterieur. II en est de meme pour les figures 15 et 16. Avec les espaceurs representes aux figures 7 et 8, on obtient une deformation homogene de I'espaceur. Avec I'espaceur represents a la figure 9, la deformation au centre est plus importante ce qui augmente la capacite d'absorption des chocs. Avec I'espaceur represents a la figure 10, les deux lumieres superposees augmentent la deformation a charge egale. Avec I'espaceur represents a la figure 11, les lumieres importantes de chaque cote augmentent la capacite de deformation en flexion 20 et en extension. Avec I'espaceur represents a la figure 12, les evidements de matiere aux extremites favorisent encore la capacite de deformation en flexion et en extension. Avec I'espaceur represents a la figure 13, les lumieres sont 25 disposees de maniere asymetrique afin de favoriser la flexion ou I'extension. Avec I'espaceur represents a la figure 14, la Iumiere installee d'un seul cote favorise la flexion ou ('extension. Si la Iumiere est placee sur le cote posterieur on favorise ('extension, si la Iumiere est placee sur le cote anterieur on favorise la flexion. 30 Avec les espaceurs representes aux figures 15 et 16, on combine deformation homogene et evidement d'un seul cote pour favoriser la flexion ou I'extension. Si I'evidement est place du cote posterieur on favorise ('extension, s'il est place du cote anterieur on favorise la flexion. REVENDICATIONS 1. Un espaceur discal (1) multi couches, comprenant au moins trois couches superposees dont une couche inferieure (3), une couche superieure (2), et au moins une couche intermediaire (4), la au moins une couche intermediaire (4) etant realisee en materiau different de celui des couches inferieure (3) et superieure (2) et moins rigide. 2. Un espaceur discal multi couches selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comprend une seule couche intermediaire (4). 3. Un espaceur discal multi couches selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que la au moins une couche intermediaire (4) est realisee en materiau elastique, tel qu'en matiere plastique elastomere, comme en matiere plastique silicone poly addition ou polycondensation ou en matiere plastique polyurethane. 4. Un espaceur discal multi couches selon rune des revendications 1 a 3, caracterise en ce que la au moins une couche intermediaire (4) comporte en outre une ou plusieurs lumieres reparties regulierement ou non dans ladite couche intermediaire (4). 5. Un espaceur discal multi couches selon rune des revendications 1 20 a 4, caracterise en ce que la au moins une couche intermediaire (4) a une epaisseur de 3 a 11 mm. 6. Un espaceur discal multi couches selon rune des revendications 1 a 5, caracterise en ce que la durete du ou des materiaux de la au moins une couche intermediaire (4) est comprise entre 50 Shore A et 55 Shore D. 25 7. Un espaceur discal multi couches selon rune des revendications 1 a 6, caracterise en ce que la au moins une couche intermediaire (4) est dedoublee dans son epaisseur et recoit un insert (5). 8. Un espaceur discal multi couches selon rune des revendications 1 a 7, caracterise en ce que le cote de I'espaceur discal (1) multi couches a inserer 30 en premier entre deux vertebres a en coupe verticale une forme effilee ou fuselee. 9. Un espaceur discal multi couches selon rune des revendications 1 a 8, caracterise en ce qu'il a une forme generale proche d'un parallelepipede rectangle, ou vu de dessus, une forme de graine de haricot.