Brevet FR2905847A1 — publié le 20080321

L'invention concerne le domaine des implants chirurgicaux destinés à limiter les rapprochements entre deux vertèbres lors des mouvements du rachis. Lorsque des disques intervertébraux ont subi une usure ou une dégénérescence importante, ils peuvent devenir impuissants à prévenir un rapprochement excessif entre deux vertèbres successives lors d'une flexion (mouvement vers l'avant) ou une extension (mouvement vers l'arrière) du rachis. Un tel rapprochement peut avoir pour conséquence un écrasement des nerfs rachidiens, très douloureux pour le patient. Dans les cas les plus graves, ce rapprochement peut aller jusqu'à un contact entre les vertèbres lors de mouvements extrêmes. Une première méthode connue pour résoudre ce problème consiste à solidariser l'une à l'autre les vertèbres concernées, de façon à maintenir entre elles un espace qui soit en permanence suffisant. Cette solidarisation peut être réalisée au moyen de divers dispositifs, en forme de plaques ou d'implants intradiscaux. Mais elle occasionne une perte de mobilité significative au patient, du fait qu'elle interdit toute flexion ou extension du rachis dans la zone concernée. Il est également connu de ligaturer les apophyses épineuses des vertèbres concernées au moyen de ligaments artificiels. Cela permet de conserver aux vertèbres une liberté de mouvement en extension tout en limitant l'amplitude des flexions autorisées, au point d'interdire les contacts entre l'avant des vertèbres. Mais cela n'empêche pas les contacts au niveau de l'arrière des vertèbres, alors que cette zone est celle où la compression de nerfs rachidiens est la plus susceptible de se produire. Il est également connu d'insérer des cales inter-épineuses entre les apophyses épineuses, comme dans le document EP-A-O 392 124. Ces cales sont en un matériau rigide tel que le PTFE, et empêchent ainsi tout contact entre les apophyses épineuses qu'elles séparent lors d'une extension du rachis. Elles sont, de préférence, maintenues en place par des ligaments artificiels qui les traversent et sont enroulés autour des apophyses épineuses. Grâce à ces ligaments, on peut également limiter l'amplitude des mouvements de flexion du rachis dans la zone concernée. Cependant, le fait de disposer un élément rigide entre les apophyses épineuses conduit à une quasi-suppression des mouvements d'extension du rachis à son niveau, ou au moins à une interruption brutale de tels mouvements lorsque les apophyses viennent au contact de la cale. 2905847 2 Il serait désirable de pouvoir utiliser un dispositif reproduisant plus fidèlement le comportement normal d'un empilement vertèbre-disque- vertèbre (unité fonctionnelle), où normalement l'action de blocage des mouvements du rachis ne s'exerce que de façon progressive, et ce dans toutes les directions de 5 l'espace. Le but de l'invention est de proposer un dispositif répondant à ce besoin. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de stabilisation du rachis destiné à être implanté sur un ensemble d'au moins deux vertèbres pour 10 autoriser des mouvements relatifs desdites vertèbres d'une amplitude limitée dans toutes les directions de l'espace, caractérisé en ce qu'il est constitué par une plaque en un matériau rigide élastique, présentant à chacune de ses extrémités des moyens permettant sa fixation à l'une desdites vertèbres, et présentant dans sa partie centrale au moins deux orifices latéraux transversaux 15 définissant des compartiments présentant une paroi antérieure et une paroi postérieure et au moins un orifice longitudinal, lesdits compartiments et orifices longitudinaux traversant la plaque de part en part, chaque compartiment présentant sur l'une de ses parois une incision s'étendant d'une extrémité à l'autre de ladite paroi et intersectant un orifice longitudinal. 20 De préférence, les incisions de deux compartiments successifs sont disposées en alternance sur la paroi antérieure et sur la paroi postérieure du compartiment correspondant. Au moins une des extrémités de la plaque peut être une zone plate percée d'un orifice pour le passage d'une vis d'ancrage osseux. 25 Au moins une des extrémités de la plaque peut être une tige. De préférence, le dispositif comporte au moins trois compartiments et trois incisions. Le dispositif peut être notamment en polyétheréthercétone, en fibres de carbone, en polyéthylène, en un alliage métallique à mémoire de forme 30 superélastique, en titane, en acier inoxydable. L'invention a également pour objet un dispositif de stabilisation du rachis, caractérisé en ce qu'il comporte une paire d'éléments du type précédent et leurs moyens de fixation à au moins deux vertèbres. 2905847 3 Comme on l'aura compris, l'invention consiste d'abord en une plaque destinée à être fixée à cheval sur deux vertèbres ou davantage, réalisée en un matériau rigide mais conformée de façon à lui conférer une déformabilité limitée et maîtrisée dans toutes les directions de l'espace. Cette plaque s'utilise par 5 paires, avec deux types d'implantation possibles : - une implantation où les extrémités de chaque plaque sont chacune connectées à un pédicule ; -une implantation où les extrémités de chaque plaque sont chacune connectées à une face d'une apophyse épineuse ; les deux plaques se font alors 10 face, séparées par l'apophyse épineuse. Cette construction procure à la plaque un comportement non linéaire en déformation. Dans un premier temps, la déformation s'effectue avec une résistance relativement modérée de la part de la plaque. Puis, lorsque les bords d'au moins une incision viennent en butée, la plaque oppose une résistance plus 15 importante à sa déformation. La plaque présente ainsi, successivement, plusieurs niveaux de rigidité. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées : - la figure 1 qui représente un exemple de plaque de stabilisation du 20 rachis selon l'invention ; - la figure 2 qui représente un premier mode d'implantation des plaques selon l'invention : - la figure 3 qui représente un deuxième mode d'implantation des plaques selon l'invention ; 25 - la figure 4 qui montre une variante de la plaque selon l'invention et un exemple de son mode de fixation. La plaque 1 de stabilisation du rachis selon l'invention est destinée à être implantée à cheval sur deux vertèbres consécutives V1, V2 séparées par un disque D dont la dégénérescence traumatique ou pathologique ne lui permet plus 30 de remplir ses fonctions d'amortissement des mouvements relatifs des vertèbres VI et V2. Cette plaque 1 est réalisée en un matériau rigide, présentant néanmoins des possibilités de déformation élastique limitées. A cet effet, on peut utiliser notamment le peek (polyétheréthercétone), les fibres de carbone, le polyéthylène, un alliage métallique à mémoire de forme superélastique, le titane, 35 un acier inoxydable. Il est avantageux, mais pas obligatoire, que ce matériau soit radiotransparent. La plaque 1 a, par exemple, une longueur totale de 40 à 50mm et une largeur de 10 à 15mm. 2905847 4 A chacune de ses extrémités, la plaque 1 présente une conformation permettant sa fixation à l'une des vertèbres VI, V2. Comme représenté, cela peut être réalisé en conformant chacune de ces extrémités en une zone plate 2, 2' de relativement faible épaisseur (3 à 5mm par exemple), percée d'un orifice 3, 3' 5 permettant le passage d'une vis d'ancrage osseux pénétrant dans la vertèbre V1, V2. Une autre façon de conformer les extrémités de la plaque 1 est de leur donner la forme de tiges 18, 18', par exemple cylindriques, destinées chacune à venir s'insérer dans un logement correspondant ménagé soit dans la tête d'une vis d'ancrage osseux, soit dans un orifice d'un connecteur 19 lui-même fixé sur la 10 tête d'une vis d'ancrage osseux 16 (voir la figure 4). Il est envisageable que les deux extrémités de la plaque 1 soient conformées de manière différente, l'une plate et l'autre en tige, par exemple. Les extrémités peuvent également être conformées de manière à rendre possible l'utilisation d'autres moyens d'ancrage, tels que des crochets. 15 La plaque 1 présente une partie centrale 4 d'épaisseur relativement importante (de l'ordre de 10mm par exemple), de façon à permettre d'y ménager une pluralité (de préférence au moins trois comme représenté) d'orifices latéraux transversaux qui perforent la plaque 1 de part en part et définissent des compartiments 5, 6, 7. La partie centrale 4 présente également au moins un 20 orifice longitudinal 8 qui traverse également la plaque 1 de part en part. Les parois des compartiments 5, 6, 7 peuvent présenter une épaisseur de l'ordre, par exemple, de 1 à 2mm et qui peut ne pas être uniforme de façon à procurer à la plaque 1 une déformabilité particulière dans les zones les plus minces. Ces compartiments 5, 6, 7 présentent chacun une face antérieure (destinée à faire 25 face au rachis lorsque la plaque 1 est mise en place) et une face postérieure opposée à la précédente. Chaque compartiment 5, 6, 7 présente sur l'une de ses parois antérieure ou postérieure une incision 9, 10, 11 s'étendant d'une extrémité à l'autre de ladite paroi. Ces incisions ont une largeur de l'ordre de 1 mm par 30 exemple. Les incisions 9, 10, 11 de deux compartiments 5, 6, 7 successifs sont, de préférence, disposées en alternance sur la paroi antérieure et la paroi postérieure du compartiment 5, 6, 7 correspondant. Les incisions 9, 10, 11 doivent toutes intersecter l'orifice longitudinal 8 (ou un des tels orifices longitudinaux s'il y en plusieurs). 35 Lors des mouvements du rachis, du fait de l'existence et des dispositions relatives des incisions 9, 10, 11 et de l'orifice longitudinal 8, la plaque 1 a la possibilité de se déformer dans toutes les directions de l'espace. 2905847 5 Mais l'amplitude de ces déformations dans chaque direction est limitée par les caractéristiques dimensionnelles et les propriétés mécaniques de la plaque 1. La figure 2 montre un premier mode d'implantation d'un dispositif de stabilisation du rachis selon l'invention, comportant une paire de plaques 1, 1' 5 selon l'invention. La zone plate supérieure 2 de la plaque 1 est fixée au moyen d'une vis pédiculaire 16 et d'un écrou 17 sur un pédicule gauche P1 de la vertèbre V1, et la zone plate inférieure 2' de la plaque 1 est fixée au moyen d'une vis pédiculaire 16' et d'un écrou 17' sur un pédicule gauche P2 de la vertèbre V2. L'autre plaque 1' est fixée symétriquement à la plaque 1 sur les 10 pédicules droits P'1, P'2 des vertèbres V1, V2. On va décrire à présent le mode de déformation de la plaque 1. Lorsque le rachis travaille en flexion (c'est à dire lorsque la personne se penche vers l'avant) selon la flèche 12 de la figure 1, la ou les incisions antérieures 10 faisant face au rachis tendent à se rétrécir et les incisions 15 postérieures 9, 11 opposées au rachis à s'élargir. La plaque 1 n'oppose d'abord qu'une faible résistance au mouvement du rachis jusqu'à ce que les bords de l'incision antérieure 10 viennent au contact l'un de l'autre, jouant ainsi un rôle de butées. A ce moment, la poursuite du mouvement de flexion du rachis est possible, mais elle est tributaire des capacités de déformation élastique de la 20 plaque 1. Cette déformation est donc limitée dans son amplitude et dans sa cinétique du fait de la résistance que lui oppose le matériau de la plaque 1. Lorsque le rachis travaille en extension (c'est à dire lorsque la personne se penche vers l'arrière) selon la flèche 13 de la figure 1, on observe les déformations inverses des précédentes. Ce sont les bords des incisions 25 postérieures 9, 11 qui jouent le rôle de butées et limitent l'amplitude et la cinétique de l'extension ultérieure du rachis. Lorsque la personne se penche sur le côté droit (respectivement gauche) selon la flèche 14, les incisions 9, 10, 11 tendent à s'élargir du côté gauche (respectivement droit) et à se rétrécir du côté droit (respectivement 30 gauche) jusqu'à ce que les bords droits (respectivement gauches) des incisions viennent au contact l'un de l'autre. Après quoi, comme pour les mouvements précédemment décrits, la poursuite du mouvement est régie par les capacités de déformation du matériau de la plaque 1. Lorsque la personne effectue un mouvement de rotation du rachis 35 selon la flèche 15, l'amplitude et la cinétique du mouvement sont limitées essentiellement par les capacités de déformation élastique du matériau de la plaque 1 selon cette direction. C'est essentiellement pour permettre ces 2905847 6 mouvements de rotation que sont prévus le ou les orifices longitudinaux 8 qui augmentent les possibilités de déformation en torsion de la plaque 1. Enfin, la plaque peut également travailler en traction pure ou en compression pure, selon la flèche 16. 5 Dans la pratique, les mouvements du rachis sont une combinaison des types de mouvements que l'on vient de décrire, et le dispositif selon l'invention se déforme dans toutes les directions de l'espace autant que ses caractéristiques mécaniques et dimensionnelles l'y autorisent. De ce point de vue, il est suffisant de ménager deux compartiments, mais il est souvent préférable que la plaque 1 10 comporte au moins trois compartiments 5, 6, 7 et trois incisions 9, 10, 11 leur étant associées. Multiplier le nombre de compartiments et d'incisions permet de privilégier les limitations de l'amplitude des mouvements par les effets de butée et de ne pas solliciter exagérément la résistance à la déformation du matériau de la plaque 1. 15 La figure 3 montre un deuxième mode d'implantation d'un dispositif de stabilisation du rachis selon l'invention. Cette fois, la zone plate supérieure 2 de la plaque 1 est fixée au moyen d'une vis 17 et d'un écrou 18 sur la face gauche de l'apophyse épineuse El de la vertèbre VI, et la zone plate inférieure 2' de la plaque 1 est fixée au moyen d'une vis 17' et d'un écrou 18' sur la face gauche de 20 l'apophyse épineuse E2 de la vertèbre V2. L'autre plaque 1' du dispositif (non visible sur la figure 3) est symétriquement fixée sur les faces droites des apophyses épineuses El, E2. Dans cette configuration, les divers mouvements possibles du rachis provoquent des déformations des plaques 1, 1' différentes de celles de la variante précédente, mais qui peuvent aisément être déduites, 25 notamment au vu de la figure 1 et des commentaires sur la figure 2 qui précèdent. Le choix entre les deux modes d'implantation qui viennent d'être décrits se fera, notamment, en fonction des types de mouvements que l'on désire autoriser ou interdire au rachis de façon privilégiée, et de l'état des vertèbres sur 30 lesquelles le dispositif doit être implanté. La figure 4 représente une plaque 1 selon l'invention dans laquelle, comme précédemment envisagé, les parties plates perforées 2, 2' de la plaque 1 sont remplacées par des tiges cylindriques 19, 19'. Celles-ci sont chacune pincées à l'intérieur d'un connecteur 20 pourvu d'une fente 21 emmanché sur 35 une vis pédiculaire 17 et serré par un écrou 18 (on n'a représenté qu'un seul ensemble vis-connecteur sur la figure 4, et on n'a pas représenté non plus l'autre plaque 1' du dispositif, disposée symétriquement à la plaque 1 sur le rachis). Bien 2905847 7 entendu, d'autres types de connecteurs pourraient être utilisés. On remarquera que dans l'exemple représenté, on a conféré à la plaque 1 une orientation similaire à celle de la figure 3 et non à celle de la figure 2, c'est-à-dire avec la face antérieure tournée vers les apophyses épineuses El, E2. Cette variante 5 procure donc au chirurgien des possibilités supplémentaires d'autoriser ou d'interdire des mouvements précis du rachis, pour un type d'implantation donné. Le dispositif selon l'invention est particulièrement simple à fabriquer. Son implantation est plus aisée que celle des ligaments et des cales de l'art antérieur. Son encombrement est réduit. Les dimensions qui ont été indiquées 10 précédemment peuvent être modulées en fonction du lieu d'implantation de la plaque. Si la plaque 1 est destinée à être implantée dans la région cervicale, elle doit être plus petite que si elle est destinée à être implantée dans la région dorsale ou lombaire du fait des tailles des vertèbres concernées. On a décrit et représenté le cas où les plaques 1, 1' sont implantées 15 sur un ensemble de deux vertèbres V1, V2 consécutives, mais il est possible de prévoir des plaques 1, 1' plus longues pouvant s'étendre sur un nombre de vertèbres plus important. On peut les fixer sur chaque vertèbre ou seulement sur les deux vertèbres extrêmes de l'unité vertébrale concernée. Un avantage important de l'invention est qu'en jouant sur les 20 caractéristiques du matériau constitutif de la plaque 1 et les dimensions des compartiments 5, 6, 7, des orifices 8 et des incisions 9, 10, 11, ainsi que sur les épaisseurs des parois délimitant les compartiments 5, 6, 7, on peut aisément imposer des capacités de déformation très précises et prévisibles à la plaque 1 dans toutes les directions de l'espace. On peut vérifier que les propriétés 25 recherchées seront bien obtenues simplement en imposant des déformations à la plaque 1 avant son implantation et en vérifiant que leurs amplitudes maximales dans les diverses directions n'excèdent pas celles que le patient pourra supporter. Avec les dispositifs de l'art antérieur utilisant des ligaments, il est beaucoup plus difficile d'assurer une telle précision dans les amplitudes 30 autorisées, et cette précision est largement tributaire du savoir-faire du chirurgien chargé de l'implantation du dispositif. L'invention apporte donc une fiabilité inconnue jusqu'ici à ce type de dispositif. REVENDICATIONS 1. Elément d'un dispositif de stabilisation du rachis destiné à être implanté sur un ensemble d'au moins deux vertèbres (V1, V2) pour autoriser des mouvements relatifs desdites vertèbres (V1, V2) d'une amplitude limitée dans toutes les directions de l'espace, caractérisé en ce qu'il est constitué par une plaque (1) en un matériau rigide élastique, présentant à chacune de ses extrémités des moyens permettant sa fixation à l'une desdites vertèbres (V1, V2), et présentant dans sa partie centrale (4) au moins deux orifices latéraux transversaux définissant des compartiments (5, 6, 7) présentant une paroi antérieure et une paroi postérieure et au moins un orifice longitudinal (8), lesdits compartiments (5, 6, 7) et orifices longitudinaux (8) traversant la plaque de part en part, chaque compartiment (5, 6, 7) présentant sur l'une de ses parois une incision (9, 10, 11) s'étendant d'une extrémité à l'autre de ladite paroi et intersectant un orifice longitudinal (8). 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les incisions (9, 10, 11) de deux compartiments successifs sont disposées en alternance sur la paroi antérieure et sur la paroi postérieure du compartiment correspondant. 3. Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une des extrémités de la plaque (1) est une zone plate (2, 2') percée d'un orifice (3, 3') pour le passage d'une vis d'ancrage osseux. 4. Elément selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une des extrémités de la plaque (1) est une tige (19, 19'). 5. Elément selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois compartiments (5, 6, 7) et trois incisions (9, 10, 11). 6. Elément selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est en polyétheréthercétone. 7. Elément selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est en fibres de carbone. 8. Elément selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est en polyéthylène. 9. Elément selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est en un alliage métallique à mémoire de forme superélastique. 2905847 9 10. Elément selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est en titane. 11. Elément selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est en acier inoxydable. 5 12. Dispositif de stabilisation du rachis, caractérisé en ce qu'il comporte une paire d'éléments selon l'une des revendications 1 à 11 et leurs moyens de fixation à au moins deux vertèbres (V1, V2).