Brevet FR2914845A1 — publié le 20081017

ORTHÈSE PLANTAIRE EN MATÉRIAU COMPOSITE ET PROCÉDÉ DE FABRICATION DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine des orthèses 5 plantaires et notamment aux adaptations permettant de les fabriquer dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Les orthèses plantaires sont classiquement composées des éléments suivants . 10 - une base ou première, - des éléments correcteurs venant se coller sur ladite base, - un recouvrement de l'ensemble ainsi formé. Le demandeur a constaté que les matériaux rigides ou 15 semi-rigides "classiques" utilisés pour réaliser la base s'ils étaient faciles à mettre en oeuvre, gardaient toutefois leurs propriétés mécaniques trois à six mois, période au-delà de laquelle ils perdaient leurs effets. Or, les orthèses ne peuvent être renouvelées qu'une fois 20 par an au-delà de seize ans. Il existe néanmoins dans l'art antérieur une pluralité d'orthèses plantaires proposant des composants en matériau(x) composite(s). L'utilisation de matériaux composites permet de maintenir dans le temps des 25 propriétés mécaniques des matériaux et donc les effets de l'orthèse. Toutefois, la mise en oeuvre de ces matériaux composites présente des inconvénients qui compliquent la fabrication et l'utilisation de ces orthèses. Ainsi, par exemple, l'épaisseur des composants en matériaux 30 composites peut être particulièrement importante ce qui augmente l'épaisseur de l'orthèse. En outre, leur amincissement est susceptible de créer des zones fragiles susceptibles de casser. Un autre inconvénient des matériaux composites réside dans 35 leur raideur qui oblige les concepteurs d'orthèse à jouer sur les épaisseurs du matériau composite pour définir des - 2 zones de raideurs différentes pour autoriser une certaine souplesse. Ainsi, il existe dans l'art antérieur des supports orthopédiques en polyéthylène téréphtalate renforcé ou non de fibres de verre comprenant des zones de différentes épaisseurs pour proposer la raideur et l'élasticité nécessaires à la fonction de l'orthèse. Un autre inconvénient liée à la mise en oeuvre des matériaux composites réside dans leur difficile mise en forme dans les trois dimensions, ce qui a obligé les concepteurs d'orthèses à simplifier grandement les volumes que peut adopter un élément de l'orthèse en matériaux composites souvent au détriment de leur fonction corrective. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, le demandeur a mené des recherches visant à fabriquer une orthèse plantaire dont les caractéristiques ne s'altèrent pas aussi rapidement que les matériaux classiquement utilisés et susceptible d'apporter une rigidité efficace sans compliquer sa fabrication. Ces recherches ont abouti à la conception d'un procédé de fabrication optimisé et d'une orthèse utilisant un matériau particulièrement novateur pour sa base, résolvant les problèmes de mise en oeuvre des matériaux composites. Selon l'invention, le procédé de fabrication d'une orthèse plantaire, remarquable en ce qu'il consiste à suivre les étapes suivantes . - préparer une matrice adoptant le relief d'une empreinte de pied sur laquelle vient se positionner un ou plusieurs éléments de correction dont la position et le volume sont choisis en fonction de la correction souhaitée, - faire chauffer au moins une feuille de matériau devant constituer la base, - positionner la base sur la matrice avec les éléments de correction en place à des fins de thermoformage. - 3 - Ce procédé est remarquable en ce qu'il prévoit de réaliser la partie principale de l'orthèse par thermoformage sur des éléments correcteurs, c'est à dire que la forme de la base de l'orthèse et donc de l'orthèse 5 elle-même va reprendre les volumes de correction sur lesquels elle a été appliquée. Ce n'est donc pas un ajout ou un enlèvement de matière sur la base qui constitue le moyen de correction dans l'invention mais les formes convexe ou concave de la face supérieure de la base. En outre, les évidements créés par la forme concave de la face inférieure de la base donnent une souplesse et une élasticité à la base. Ces formes concaves peuvent éventuellement être comblées. La base en elle-même reste d'épaisseur constante c'est son relief qui va assumer les fonctions correctives souhaitées. Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, afin de garantir que la feuille de matériau de la base épouse parfaitement les volumes en saillie et en retrait proposés par la matrice accueillant les éléments de correction, l'ensemble formé par la matrice, les éléments de correction et la base chauffée positionnée dessus, sont soumis à une atmosphère sous vide. Selon une autre caractéristique, la base chauffée est aspirée vers la surface de la matrice et donc vers les éléments de 25 correction. Ces premières phases de procédé peuvent être complétées par la mise en place de stabilisateurs talonniers sur la face inférieure de la base au niveau du talon. De même, le procédé peut comprendre plusieurs phases de recouvrement de la face supérieure ou de la face inférieure. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le procédé consiste à recouvrir partiellement la face supérieure de la base au moyen du matériau recouvrant la face inférieure. Le procédé de l'invention peut ainsi proposer une 10 15 20 30 35 - 4 suite d'opérations plus importantes : -prise de l'empreinte des pieds des patients, - chauffage du tissu composite, - mise en place du tissu chaud sur des matrices proposant 5 des volumes en saillie et en creux adaptés, - mise sous vide des matrices à des fins de mise en forme du tissu composite sur lesdites volumes, -refroidissement - fixation des stabilisateurs talonniers sur la surface 10 inférieure inférieure de la base préformée, - façonnage, - fixation d'un élément de mousse sur la face inférieure de l'ensemble formée par la base et les éléments correcteurs, 15 - fixation d'un élément recouvrant sur la face supérieure. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la base est prédécoupée avant chauffage afin de comporter des évidements fonctionnels. Selon un mode de réalisation préféré, les découpages 20 comprennent la réalisation d'évidements au niveau du soutien de la voûte plantaire ainsi qu'au niveau du soutien du talon. Ainsi, le procédé de l'invention est remarquable en ce qu'il consiste à réaliser au moins un évidement dans la base préalablement à son chauffage. 25 Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la base se compose de deux feuilles superposées de matériau dont l'une est prédécoupée d'évidements de sorte que lors du thermoformage et en fonction d'éléments correcteurs de 30 volume définis et positionnés à cet effet sur la base, les parties de la feuille non prédécoupée venant en vis à vis des évidements de la feuille prédécoupée viennent occuper le volume laissé libre en créant une forme concave proposant une élasticité différente. Selon un mode de 35 réalisation préféré, les deux feuilles de matériau sont d'épaisseurs différentes. - 5 Le demandeur a également mené des recherches sur le matériau ou l'assemblage de matériaux susceptible d'assumer les fonctions correctrices de la base. Ainsi selon l'invention, la base est constituée par un tissu composé de stratifil associé à un plastique thermoformable. L'utilisation de ce matériau est particulièrement avantageuse en ce qu'il associe raideur et souplesse. Le stratifil connu également sous le nom de "roving" constitue une matrice de dimensions et notamment d'épaisseur, contrôlées auquel va venir s'associer un thermoplastique qui va autoriser la mise en forme par chauffage et le maintien de cette mise en forme. L'utilisation d'un tel matériau, constituant un tissu composite, autorise du fait de sa faible épaisseur, la réalisation d'une orthèse à plusieurs couches associant les caractéristiques mécaniques de plusieurs matériaux tout en bénéficiant du maintien des caractéristiques mécaniques. La faible épaisseur de ce matériau autorise le découpage des évidements fonctionnels décrits ci-dessus. La base en tissu composite de l'invention garde non seulement une épaisseur constante mais adopte également tout volume nécessaire à sa fonction constituant ainsi un grand progrès en comparaison des semelles et éléments proposant des volumes variant seulement en deux dimensions de l'art antérieur. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, la base est fabriquée en stratifil de fibres de verre associé à du polypropylène. Cette combinaison est celle considérée comme idéale pour la fabrication de la base des orthèses envisagées. Un autre objet de l'invention concerne le dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé de fabrication de l'invention. Ce dispositif est notamment remarquable en ce que lesdites matrices sont préformées de façon à proposer des zones de fixation auxdits éléments de - 6 - correction. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, lesdites zones de fixation sont mobiles ou présentent des moyens de fixation sur une certaine longueur afin de proposer plusieurs positions aux éléments correcteurs. Une autre caractéristique particulièrement avantageuse de ce dispositif, réside dans la préformation de perforations dans la matrice à des fins d'évacuation de l'air lors de l'aspiration ou lors de la mise sous vide. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'une orthèse et d'un procédé de fabrication conformes à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue de 20 dessus d'un pied sur un support quelconque à des fins de modélisation de ses zones d'appui, La figure 2 est un dessin schématique d'une vue de dessus d'une matrice de l'invention sur laquelle est disposé un mode de réalisation d'une base, 25 La figure 3 est un dessin schématique d'une vue de dessus d'un mode de réalisation de la matrice de l'invention sur laquelle a été disposé un autre mode de réalisation d'une base, La figure 4 est un dessin schématique d'une vue de 30 côté en coupe d'un autre mode de réalisation de la matrice de l'invention sur laquelle vient se positionner le tissu composite avant mise sous vide, La figure 5 est un dessin schématique d'une vue de côté en coupe de la matrice de la figure 4 sur laquelle 35 est disposé le tissu composite après mise sous vide, La figure 6 est un dessin schématique d'une vue de - 7 dessus d'une base conforme à l'invention, La figure 7 est un dessin schématique d'une vue de côté de la base de la figure 6, La figure 8 est un dessin schématique d'une vue de dessus de la base de la figure 6, La figure 9 est un dessin schématique d'une vue de dessus d'un mode de réalisation finalisé d'une orthèse conforme à l'invention, La figure 10 est un dessin schématique d'une vue de côté en coupe de l'orthèse de la figure 9, La figure 11 est un dessin schématique d'une vue de dessus d'un autre mode de réalisation finalisé d'une base conforme à l'invention, La figure 12 est un dessin schématique d'une vue de côté en coupe du mode de réalisation d'une base de la figure 11. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tel qu'illustré sur le dessin de la figure 1, le pied référencé P est posé sur un support quelconque S à des fins de prise d'empreinte c'est à dire à des fins de modélisation de la zone de contact avec le sol. Il existe une pluralité de techniques de prise d'empreintes telles : - par encrage, - au moyen d'une boîte à empreinte, -par scannage, - etc... Bien qu'un seul pied soit illustré, le dispositif et le procédé qui vont être décrits sont bien entendu applicables aux deux pieds. La prise d'empreinte permet au praticien de repérer la nécessité ou la non-nécessité de la présence d'éléments de correction en regard des repères osseux. Ces éléments de correction vont corriger les défauts posturaux repérés sur la prise d'empreinte. Le procédé de fabrication de l'orthèse de l'invention consiste à fabriquer une base reprenant les formes en -8- saillie et en creux d'un appui plantaire neutre et de faire prendre à cette base, les volumes des éléments correcteurs nécessaires à la correction des défauts relevés lors de la prise d'empreinte. La fabrication de ladite orthèse va être décrite ci- dessous. La base référencée 100 est fabriquée par thermoformage d'un matériau particulièrement adapté pour servir d'âme à une orthèse plantaire. Ce thermoformage est réalisé sur une matrice ou sabot 200 qui propose des formes en saillie et en creux nécessaires à la reproduction d'une empreinte plantaire. Selon le mode de réalisation illustré par le dessin des figures 2 et 3, le sabot 200 qui va accueillir la base 100 accueille également des éléments de correction 300 qui, façonnés et posés sur la surface du sabot, vont servir à la modélisation sur la face supérieure du sabot d'une barre rétro-capitale 310 et/ou d'une voûte 320 et/ou d'une cuvette talonnière 330 (coin supinateur/ prognateur) d'une empreinte plantaire corrigée. Dans ce mode de réalisation, le positionnement et le maintien en position des éléments de correction 300 sur les sabots 200 sont avantageusement réalisés par une liaison de type bandes auto-agrippantes connues sous le nom commercial de "Velcro". La position des éléments de correction est ainsi ajustable. Selon une autre caractéristique non illustrée, les éléments correcteurs sont posés sur des curseurs solidaires du sabot 200 et dont la position est réglable. Pour que la base 100 épouse les formes en saillie et en retrait proposées par le sabot 200, l'ensemble constitué du sabot 200 avec la base 100 chauffée, mais non encore formée, posée dessus, est mis sous vide. Avantageusement, afin d'autoriser la mise sous vide dans une application où la fixation Velcro est adoptée, la face supérieure des sabots est recouverte par la partie textile et les éléments de correction ont leur face inférieure 30 35 5 10 15 20 25 35 - 9 -associée à la partie crochet des bandes auto-agrippantes. Selon l'invention, ce sabot 200 est percé d'orifices 210 afin de pouvoir soumettre au vide d'air la zone située entre la face supérieure du sabot 200 et la face inférieure de la base 100 posée dessus mais non encore formée. La mise sous vide est réalisée par positionnement des sabots 200 à l'intérieur d'une presse sous-vide non illustrée afin qu'une fois le vide appliqué, la base chauffée adopte les formes de la matrice. Ces orifices peuvent également faire l'objet d'une mise en dépression par aspiration, assurant également que le matériau chauffé de la base vienne épouser les volumes du sabot. Une fois les éléments de correction 300 mis en place, un morceau de tissu composite est placé dans un four (non illustré) à une température et pendant une durée permettant l'atteinte de l'état plastique déformable. Ce chauffage peut être également mis en oeuvre par tout moyen susceptible de réaliser une chauffe homogène (comme un pistolet à air chaud). Une fois la température de thermoformage atteinte, la base 100 est placée sur le sabot 200 et le vide ou l'aspiration sont appliqués. Une fois refroidie, la base 100 est retirée du sabot 200. Selon le mode de réalisation illustré par le dessin de la figure 3, la base 100 est prédécoupée à la pointure et à la forme souhaitées et est ménagée d'évidements 110, 120 et 130 avant le thermoformage. Le premier évidement 110 qu'est susceptible de réaliser le praticien correspond à une zone entourant l'appui du talon. Le praticien a en effet constaté que les contraintes définies par la transmission de la masse par l'appui du talon sont mieux réparties par l'intermédiaire du rebord d'un évidement que directement à partir d'un contact. Un autre évidement 120 qu'est susceptible de proposer le praticien concerne le soutien de la voûte plantaire qui 10 15 20 25 30 35 - 10 - ne nécessite pas toujours la présence d'une zone intermédiaire. Un autre évidement 130 qu'est susceptible de proposer le praticien, est un évidement antérieur qui va apporter de l'élasticité à l'orthèse. Selon le mode de réalisation illustré par les dessins des figures 4 et 5, le sabot 200 qui va accueillir la base 100 est directement préformé des formes en saillie et en creux correspondant à un appui plantaire neutre. Ainsi, dans ce mode de réalisation il n'est plus nécessaire d'assurer le positionnement préalable de volumes en saillie correspondant par exemple à la barre rétro capitale, au soutien sous-scaphoïdien et à la cuvette talonnière neutres. Les volumes en saillie des éléments correcteurs sont alors seuls nécessaires. Comme illustrée sur les dessins des figures 6, 7 et 8, la face inférieure de la base 100 thermoformée adopte des volumes en retrait. Les formes concaves ou volumes en retrait 140 et 150 correspondant respectivement aux formes en saillie de la barre rétro capitale et à la cuvette talonnière, apparaissent dans la vue en coupe de la figure 7. Étant donné que la base est d'épaisseur constante, ces formes concaves sont en correspondance avec les formes convexes de la face supérieure de la base 100 et apportent de l'élasticité à ces zones d'appui. Conformément au procédé de l'invention, ces volumes en retrait peuvent être encollés pour accueillir des éléments d'amortissement ou d'élasticité 410 et 420 qui vont être usinés de façon à adopter la forme nécessaire. Comme illustré sur le dessin de la figure 8, un élément amortisseur 430 vient remplir l'évidement postérieur 110. Cet élément absorbant 430 adopte une face supérieure convexe. Comme illustré sur les dessins des figures 9 et 10 représentant un mode de réalisation d'une orthèse plantaire 0 conforme à l'invention, une fois ces éléments -11 - correcteurs mis en forme, le procédé de l'invention, consiste à coller sur la face inférieure des bases 100 portant les éléments correcteurs 400, une mousse 500 en polymère réticulé préalablement chauffée afin de protéger la face inférieure de l'orthèse, de garantir la fixation des élément amortisseurs 400 et d'aplanir la surface inférieure de l'orthèse. Le chauffage permet à la mousse de bien épouser les volumes formés pour simplement les reproduire sans influer sur la correction qu'ils réalisent. De plus, une forme de recouvrement de confort 600 de la partie supérieure est fixé par collage à la face supérieure de la base 100. Un autre mode de réalisation de la base de l'orthèse est illustré par les dessins des figures 11 et 12 qui montrent une base 100 composée de deux feuilles de matériau composite 100a et 100b adoptant des découpes différentes. Une première feuille 100a venant en contact avec le sabot ne comporte aucun évidement alors que la feuille 100b comporte une pluralité d'évidements 110b et 120b. En disposant de façon appropriée des éléments correcteurs 700, des formes concaves 110a et 120a (vues de la face inférieure de la base) se créent lorsque l'épaisseur de la feuille 100a vient combler les évidements 110b et 120b de la feuille 100b créant ainsi des "bulles d'air" apportant sans ajout d'autres matériaux des zones d'appui 25 élastiques et amortissantes. On comprend que l'orthèse plantaire, son procédé et son dispositif de fabrication, qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et 30 améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi par exemple, les éléments amortisseurs venant se fixer à la face inférieure de la base et susceptibles d'être travaillés selon la correction à réaliser, peuvent être des matériaux 35 différents selon l'effet recherché. 20 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une orthèse plantaire (0), CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à suivre les étapes suivantes . - préparer une matrice (200) adoptant le relief d'une empreinte de pied (P) sur laquelle vient se positionner un ou plusieurs éléments de correction (300, 310, 320, 330) dont la position et le volume sont choisis en fonction de la correction souhaitée, - faire chauffer au moins une feuille de matériau devant constituer la base (100), - positionner la base (100) sur la matrice (200) avec les éléments de correction (300, 310, 320, 330) en place à des fins de thermoformage. 2. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE l'ensemble formé par la matrice (200), les éléments de correction (300, 310, 320, 330) et la base chauffée positionnée dessus (100) sont soumis à une atmosphère sous vide. 3. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE la base chauffée (100) est aspirée vers la surface de la matrice (200). 4. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE la base (100) se compose de deux feuilles (100a et 100b) superposées de matériau dont l'une est prédécoupée d'évidements (110b et 120b) de sorte que lors du thermoformage et en fonction d'éléments correcteurs (700) de volume définis et positionnés à cet effet sur la matrice (200), les parties de la feuille non prédécoupée (100a) venant en vis à vis des évidements (110b et 120b) de la feuille ,prédécoupée (100b) viennent occuper le volume laissé libre en créant une forme concave (110a et 120a) proposant une élasticité différente. 5. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN 35 CE QUE la base (100) est constituée par un tissu composé de stratifil associé à un plastique thermoformable. 10 15 20- 13 - 6. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à réaliser au moins un évidement {110, 120, 130) dans la base (100) préalablement à son chauffage. 7. Procédé de fabrication d'une orthèse plantaire (0) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à coller sur la face inférieure de la base (100), une mousse (500) préalablement chauffée. 8. Procédé de fabrication d'une orthèse plantaire (0) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il consiste à coller sur la face supérieure de la base (100) une forme de recouvrement (600) pour le confort de l'orthèse (0). 9. Dispositif de fabrication permettant de mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QUE la matrice (200) sur laquelle est positionnée la base est percée de d'orifices (210) et est placée dans une presse sous vide afin qu'une fois le vide appliqué, la base (100) chauffée adopte les formes de la matrice (200). 10. Dispositif de fabrication permettant de mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ladite matrice (200) est préformée de façon à proposer des zones de fixation auxdits éléments de correction (300, 310, 320, 330). 25