Brevet FR2913330A1 — publié le 20080912

S54FDEP.doc 2913330 1 La présente invention concerne les dispositifs d'ancrage vertébral permettant l'ostéosynthèse du rachis. L'ostéosynthèse du rachis est réalisée généralement par des systèmes permettant de relier rigidement l'une à l'autre au moins deux vertèbres du rachis. Les systèmes comportent des dispositifs d'ancrage vertébral se fixant chacun de manière rigide à une vertèbre, et des plaques ou des tiges de réduction reliant l'un à l'autre plusieurs dispositifs d'ancrage vertébral fixés à des vertèbres différentes. Les dispositifs d'ancrage vertébral actuellement utilisés sont essentiellement de deux types : les crochets et les vis intrapédiculaires. Dans la plupart des cas, ces ancrages connus donnent satisfaction, lorsque l'os de la vertèbre est de bonne qualité. En effet, un crochet peut venir s'engager derrière une portion résistante de l'os, tandis qu'une vis intrapédiculaire peut venir s'engager dans le canal intérieur d'un pédicule et est alors entourée d'os cortical résistant. Mais dans le cas d'une vertèbre affaiblie, par exemple par ostéoporose, notamment lorsque les forces de réduction sont importantes, appliquant d'une vertèbre à l'autre une contrainte mécanique importante, la stabilité de l'implant est menacée, avec un risque d'arrachement. Dans les techniques connues, on a alors besoin de multiplier les prises osseuses pour chaque ancrage, mais cela complique la pose, augmente le matériel qu'il faut implanter, et agresse encore plus l'os déjà affaibli. On connaît également des systèmes comportant une plaque interpédiculaire que l'on fixe à une vertèbre par deux vis pédiculaires engagées respectivement dans l'un et l'autre des pédicules d'une même vertèbre. Ces systèmes ne comportent pas de liaison forte entre les vis et la plaque pédiculaire, et ne procurent pas un véritable couplage des vis, qui peuvent osciller par rapport à la plaque. Et les vis constituent des éléments relativement agressifs qui, par leur filet, réalisent des amorces de rupture dans l'os dans lequel elles sont engagées. On constate encore une stabilité insuffisante et un risque d'arrachement dans le cas d'os affaibli par ostéoporose. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir un nouveau dispositif d'ancrage vertébral permettant d'assurer un ancrage efficace et présentant une plus faible agressivité vis-à-vis de l'os, évitant pour cela l'utilisation de vis. L'idée qui est à la base de l'invention est d'utiliser un ancrage pédiculaire par un clou. 54FDIP.doc 2 L'homme du métier est a priori dissuadé d'envisager un ancrage par clou pédiculaire, considérant qu'un clou peut être arraché et présente habituellement un ancrage moins résistant qu'une vis, conduisant donc à un manque de stabilité. Par contre, l'invention permet d'obtenir une stabilité satisfaisante en réalisant un accouplement particulier du clou pédiculaire à des moyens d'ancrage complémentaires, assurant alors une bonne résistance à l'arrachement. Ainsi, pour résoudre ce problème, l'invention propose un dispositif d'ancrage vertébral, comprenant un premier moyen d'ancrage et un second moyen d'ancrage conformés pour s'ancrer chacun par voie postérieure respectivement à une vertèbre et pour être connectés mécaniquement l'un à l'autre, dans lequel : - le premier moyen d'ancrage est une pièce rigide, comportant un clou pédiculaire à tête proximale et à tige axiale adaptée pour être engagée dans un pédicule de vertèbre, comportant une branche transversale proximale de liaison, et comportant des moyens de connexion pour sa connexion à une tige de réduction apte à relier plusieurs dispositifs d'ancrage vertébral, - la branche transversale de liaison du premier moyen d'ancrage est munie de moyens de solidarisation pour sa solidarisation au second moyen d'ancrage, - le second moyen d'ancrage est apte à s'opposer à l'arrachement axial de la tige de clou pédiculaire du premier moyen d'ancrage. La combinaison de deux moyens d'ancrage complémentaires assure une bonne résistance à l'arrachement du clou pédiculaire. Simultanément, le clou constitue, dans le pédicule, une structure lisse et peu agressive qui évite les risques de détérioration d'un os déjà affaibli par l'ostéoporose, et qui améliore la tenue aux efforts transversaux de cisaillement. En pratique, la tige du clou pédiculaire peut avoir un corps tronconique dont le diamètre va en se réduisant progressivement à partir de la tête à laquelle se relie la branche transversale de liaison. La forme tronconique est adaptée à la pénétration dans le canal correspondant du pédicule. La liaison des vertèbres par une tige de réduction nécessite de prévoir des moyens de connexion pour connecter la tige de réduction et le dispositif d'ancrage vertébral. Pour cela, on peut avantageusement prévoir des moyens de connexion sur chaque pièce d'ancrage, et par exemple prévoir que la tête comporte un ou plusieurs alésages taraudés pour l'insertion d'une tige filetée de connexion. En pratique, la tête peut comporter un alésage taraudé axial, débouchant à l'opposé de la tige du clou pédiculaire, pour l'insertion d'une tige filetée de connexion. De préférence, la tête comporte en outre un alésage taraudé latéral, débouchant à l'opposé de la branche transversale de liaison, 54FDEP.doc 3 avantageusement selon une orientation de 90 ou 120 par rapport à l'axe de la tige du clou pédiculaire, pour l'insertion d'une tige filetée de connexion qui est alors orientée latéralement. On peut ainsi, lors de l'implantation, choisir la meilleure orientation de la tige filetée de connexion pour placer au mieux la tige de réduction par rapport au dispositif d'ancrage, soit en position postérieure, soit en position latérale. Selon un mode de réalisation avantageux, la branche transversale de liaison est galbée, de façon à épouser le profil de l'arc postérieur de la vertèbre sur laquelle elle doit être implantée. Dans ce cas, les moyens de solidarisation peuvent comprendre un trou dont l'axe est généralement parallèle à l'axe de la tige du clou pédiculaire. On peut ainsi solidariser aisément deux branches transversales de liaison en engageant un ensemble vis-écrou dans les trous des deux branches transversales de liaison mis en correspondance. L'ensemble vis-écrou est aisément adaptable après la pose des clous pédiculaires sur le patient. Un dispositif d'ancrage vertébral selon l'invention peut alors avantageusement comporter deux premiers moyens d'ancrage, éventuellement identiques, solidarisés l'un à l'autre de façon rigide par un ensemble vis-écrou engagé dans des trous correspondants des branches transversales de liaison respectives orientées l'une vers l'autre et venant à recouvrement partiel l'une de l'autre, les tiges des clous pédiculaires étant orientées selon deux orientations convergentes se rapprochant l'une de l'autre vers leurs extrémités libres en suivant l'orientation naturelle des pédicules. L'invention profite ainsi de l'orientation naturelle divergente des pédicules d'une même vertèbre, en orientant les clous dans des directions non parallèles qui assurent, du fait de la solidarisation par les branches transversales de liaison, une liaison mécanique rigide et un arc-boutement qui s'oppose à toutes possibilités d'arrachement. Selon un autre mode de réalisation avantageux, les moyens de 30 solidarisation du premier moyen d'ancrage peuvent comprendre une rainure transversale externe. Dans ce cas, le second moyen d'ancrage peut être une bride apte à entourer à la fois un relief osseux de la vertèbre et la branche transversale de liaison du premier moyen d'ancrage en s'engageant dans la rainure transversale 35 externe. Selon un autre mode de réalisation, la branche transversale de liaison du premier moyen d'ancrage est une tige précintrée monobloc ou rapportée, apte à 4FDEP.doc 4 être connectée à une vis pédiculaire pour assurer une ostéosynthèse intervertébrale courte. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en 5 relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue de dessus d'un premier moyen d'ancrage selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 2 est une vue de face postérieure du premier moyen d'ancrage de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de dessus en coupe montrant l'implantation d'un dispositif d'ancrage vertébral selon l'invention, sur une vertèbre ; - la figure 4 est une vue de côté d'un premier moyen d'ancrage selon un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 illustre l'implantation du premier moyen d'ancrage de la figure 4 sur 15 une vertèbre à l'aide d'un selon moyen d'ancrage de type bride ; - la figure 6 illustre une variante de l'implantation du premier moyen d'ancrage de la figure 4 ; et - les figures 7 et 8 illustrent un dispositif d'ancrage selon un autre mode de réalisation de l'invention. 20 Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, un dispositif d'ancrage vertébral selon l'invention comprend deux premiers moyens d'ancrage 1 et 1 a conformés pour s'ancrer chacun, par voie postérieure, respectivement sur un premier pédicule 2 et sur un second pédicule 2a d'une vertèbre 3, et pour être connectés mécaniquement l'un à l'autre par une liaison mécanique rigide 4. 25 On considère maintenant les figures 1 et 2 qui illustrent de façon plus détaillée la structure des premiers moyens d'ancrage 1 ou 1 a de la figure 3. Le premier moyen d'ancrage 1 est une pièce mécaniquement rigide en forme générale de L, avec une première partie axiale constituant un clou pédiculaire à tête 8 et à tige axiale 5 conformée pour être engagée dans un 30 pédicule respectif (2 ou 2a sur la figure 3), et comportant une branche transversale de liaison 6 en forme générale de bande. La branche transversale de liaison 6 comporte des moyens de solidarisation pour sa solidarisation à la branche transversale d'une autre pièce d'ancrage. Dans la réalisation illustrée sur les figures, les moyens de solidarisation 35 comprennent un trou 7 dont l'axe Il est généralement parallèle à l'axe I de la tige 5 du clou pédiculaire. Le trou 7 peut être oblong, allongé dans le sens de la longueur de la branche transversale de liaison 6, pour permettre un réglage de l'entre-axe 4854FDEP.doc entre les tiges 5 et 5a des clous pédiculaires des deux premiers moyens d'ancrage 1 et la. La tige 5 du clou pédiculaire a un corps tronconique dont le diamètre va en se réduisant progressivement à partir de la tête 8 à laquelle se relie la branche 5 transversale de liaison 6. La tête 8 comporte une surface externe 9 sphérique, un alésage taraudé axial 10 débouchant à l'opposé de la tige 5 du clou pédiculaire, et un alésage taraudé latéral 11 débouchant à l'opposé de la branche transversale de liaison 6, avantageusement selon une orientation A de 90 ou 120 par rapport à l'axe I de la 10 tige 5 du clou pédiculaire. Les alésages 10 et 11 font partie des moyens de connexion, permettant l'insertion d'une tige filetée de connexion 12. La tige filetée de connexion 12 comporte un premier tronçon fileté apte à se visser dans l'un des alésages taraudés 10 ou 11 de la tête 8, une portion 15 centrale 13 à portée extérieure conique 14 pour la stabilisation d'une tige de réduction, et un second tronçon fileté 15 pour la fixation de la tige de réduction 16 ou 16a (figure 3) par un adaptateur non représenté. La portion centrale 13 de tige filetée de connexion 12 comporte une portée intérieure sphérique s'adaptant sur la surface externe 9 sphérique de la tête 20 8, pour sa stabilisation. La branche transversale de liaison 6 est galbée, comme illustré sur la figure 1, de façon à épouser le profil de l'arc postérieur d'une vertèbre sur laquelle elle doit être implantée. Dans la réalisation illustrée sur la figure 3, les premiers moyens 25 d'ancrage 1 et 1 a sont identiques. Ils sont solidarisés l'un à l'autre de façon rigide par un ensemble vis-écrou engagé dans les trous correspondants (le trou 7 de la figure 2) des branches transversales de liaison respectives 6 et 6a orientées l'une vers l'autre et venant à recouvrement partiel l'une de l'autre. Les tiges 5 et 5a des clous pédiculaires sont orientées selon deux orientations convergentes se 30 rapprochant l'une de l'autre vers leurs extrémités libres, comme on le voit sur la figure 3, suivant en cela l'orientation naturelle des deux pédicules 3d et 3e de la vertèbre 3. Les tiges filetées de connexion 12 et 12a sont adaptées chacune pour recevoir des adaptateurs pour la solidarisation d'une tige de réduction respective telle que les tiges 16 et 16a se développant dans le plan perpendiculaire au plan 35 de la figure 3, pour relier au moins deux vertèbres l'une à l'autre. Les adaptateurs ne sont pas représentés, mais peuvent être de tous types habituellement utilisés pour relier un dispositif d'ancrage à une tige de réduction. 54FDEI'.doc 6 Les tiges 5 et 5a des clous pédiculaires constituent des éléments d'ancrage relativement peu agressifs pour l'os des pédicules 3d et 3e, et leur arc-boutement grâce à la liaison mécanique rigide 4 permet d'assurer un ancrage efficace s'opposant aux risques d'arrachement, de sorte que la stabilité du dispositif d'ancrage est satisfaisante dans la plupart des cas. On considère maintenant les figures 4 à 6, qui illustrent un second mode de réalisation du dispositif d'ancrage selon l'invention. Dans ce second mode de réalisation, le premier moyen d'ancrage 1, de type clou pédiculaire, est stabilisé par un second moyen d'ancrage 21 de type 10 bride. La structure du premier moyen d'ancrage 1 est bien visible sur la figure 4, où l'on retrouve une structure constituée d'une pièce mécaniquement rigide avec une première partie axiale constituant une tige axiale 5 de clou pédiculaire conformée pour être engagée dans un pédicule de vertèbre, avec une branche 15 transversale de liaison 6 en forme générale de bande, et avec une tige filetée de connexion 12, solidaire de la tête 8, et orientée à l'opposé de la tige 5 de clou pédiculaire. La branche transversale de liaison 6 est avantageusement orientée selon une orientation B d'environ 110 par rapport à l'axe 1-1 de la tige 5 du clou 20 pédiculaire. D'autre part, la branche transversale de liaison 6 comprend, comme moyen de solidarisation du premier moyen d'ancrage 1, une rainure transversale externe 20, ménagée sur la face de branche transversale de liaison 6 qui est orientée en direction de la tige filetée de connexion 12. 25 On considère maintenant la figure 5, qui illustre une première possibilité d'ancrage du premier moyen d'ancrage 1 de la figure 4, sur une vertèbre 3. Ce moyen d'ancrage 1 peut être utilisé dans les cas où l'os est de mauvaise qualité, en particulier dans le cas de l'ostéoporose du sujet âgé. On renforce alors la stabilité du clou pédiculaire par une bride 21 passant sous un relief anatomique 30 connu de la vertèbre. Dans le cas de la figure 5, la bride 21 passe sous la transverse 3a de la vertèbre 3, et s'engage dans la rainure transversale externe 20. La bride 21 est une bande conformée pour être serrée en anneau, de façon connue, et dont la largeur est peu inférieure à la largeur de la rainure transversale externe 20, pour éviter les mouvements relatifs entre la bride 21 et le premier 35 moyen d'ancrage 1 le long de la branche transversale de liaison 6. On voit que l'orientation oblique de la branche transversale de liaison 6 permet d'engager la tige 5 du clou pédiculaire dans le pédicule 3d de la vertèbre 3, 54FDEP.doc 7 tout en plaquant la branche transversale de liaison 6 sur la transverse 3a de la vertèbre 3, favorisant la stabilité de l'ancrage. Dans la variante illustrée sur la figure 6, le même premier moyen d'ancrage 1 de la figure 4 est stabilisé par la lame 3b de la vertèbre 3. Dans ce cas, la branche transversale de liaison 6 est orientée pour être plaquée sur la lame 3b, et la bride 21 passe sous le relief anatomique constitué par la lame 3b et s'engage dans la rainure transversale externe 20 de la branche transversale de liaison 6. A nouveau, l'orientation oblique de la branche transversale de liaison 6 est bien adaptée pour que la branche transversale de liaison 6 se plaque sur la lame 3b de la vertèbre 3, tandis que la tige 5 du clou pédiculaire est correctement engagée dans le pédicule 3d de la vertèbre 3. Lors de la pose, en cours d'opération, le chirurgien peut ainsi choisir le meilleur mode de stabilisation du premier moyen d'ancrage 1, en fonction de l'état de l'os du patient. On considère maintenant les figures 7 et 8, qui illustrent un troisième mode de réalisation de stabilisation d'un clou pédiculaire selon la présente invention. Dans ce cas, la tige 5 du clou pédiculaire, fixée dans une vertèbre 3, est couplée à une tige précintrée 22, soit par un dispositif de connexion de type vis, soit par le fait que la tige précintrée est monobloc avec la tige 5 du clou pédiculaire. Cet ensemble clou pédiculaire 5 - tige précintrée 22 peut être ensuite connecté à une vis pédiculaire 23 insérée dans un pédicule d'une vertèbre adjacente 30, pour assurer une ostéosynthèse intervertébrale courte entre deux vertèbres voisines 3 et 30. Les modes de réalisation illustrés sur les figures montrent à chaque fois la stabilisation d'un clou pédiculaire soit par un autre clou pédiculaire orienté obliquement, soit par une bride. On peut également imaginer, sans sortir du cadre de l'invention, stabiliser un clou pédiculaire à la fois par la connexion à un second clou pédiculaire comme illustré sur la figure 3, et par une bride de stabilisation 21 engagée sur un relief osseux de vertèbre et sur la branche transversale de liaison 6 comme illustré par les figures 5 et 6, et aussi simultanément par une tige précintrée 22 comme illustré sur les figures 7 et 8. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont 35 été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 û Dispositif d'ancrage vertébral, comprenant un premier moyen d'ancrage (1) et un second moyen d'ancrage (1 a, 21) conformés pour s'ancrer chacun par voie postérieure respectivement à une vertèbre (3) et pour être connectés mécaniquement l'un à l'autre, caractérisé en ce que : - le premier moyen d'ancrage est une pièce rigide, comportant un clou pédiculaire à tête (8) proximale et à tige axiale (5) adaptée pour être engagée dans un pédicule de vertèbre, comportant une branche transversale proximale de liaison (6), et comportant des moyens de connexion (10, 11) pour sa connexion à une tige de réduction (16, 16a) apte à relier plusieurs dispositifs d'ancrage vertébral, - la branche transversale de liaison (6) du premier moyen d'ancrage (1) est munie de moyens de solidarisation (7, 20) pour sa solidarisation au second moyen d'ancrage (1 a, 21), - le second moyen d'ancrage (1 a, 21) est apte à s'opposer à l'arrachement axial de 15 la tige (5) de clou pédiculaire du premier moyen d'ancrage (1). 2 û Dispositif d'ancrage vertébral selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (5) du clou pédiculaire a un corps tronconique dont le diamètre va en se réduisant progressivement à partir de la tête (8) à laquelle se relie la branche transversale de liaison (6). 20 3 û Dispositif d'ancrage vertébral selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la tête (8) comporte un alésage taraudé axial (10), débouchant à l'opposé de la tige (5) du clou pédiculaire, pour l'insertion d'une tige filetée de connexion (12). 4 û Dispositif d'ancrage vertébral selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tête (8) comporte un alésage taraudé latéral (11), débouchant à l'opposé de la branche transversale de liaison (6), avantageusement selon une orientation (A) de 90 ou 120 par rapport à l'axe (I) de la tige (5) du clou pédiculaire, pour l'insertion d'une tige filetée de connexion (12). 5 û Dispositif d'ancrage vertébral selon l'une des revendications 3 ou 4, 30 caractérisé en ce que la tige filetée de connexion (12) comporte un premier tronçon fileté apte à se visser dans l'un des alésages taraudés (10, 11) de la tête (8), une portion centrale (13) à portée extérieure conique (14) pour la stabilisation d'une tige de réduction (16, 16a), et un second tronçon fileté (15) de fixation de la tige de réduction (16, 16a). 35 6 û Dispositif d'ancrage vertébral selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tête (8) comporte une surface externe (9) sphérique, et la portion centrale54FDEP.doc 9 (13) de tige filetée de connexion (12) comporte une portée intérieure sphérique s'adaptant sur la surface externe (9) sphérique de la tête (8). 7 û Dispositif d'ancrage vertébral selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la tête est solidaire d'une tige filetée de connexion (12) orientée à l'opposé de la tige (5) du clou pédiculaire. 8 û Dispositif d'ancrage vertébral selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la branche transversale de liaison (6) est galbée de façon à épouser le profil de l'arc postérieur de la vertèbre (3) sur laquelle elle doit être implantée. 9 û Dispositif d'ancrage vertébral selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comprennent un trou (7) dont l'axe (Il) est généralement parallèle à l'axe (I) de la tige (5) du clou pédiculaire. 10 û Dispositif d'ancrage vertébral selon la revendication 9, caractérisé en ce que deux premiers moyens d'ancrage (1, 1 a) sont solidarisés l'un à l'autre de façon rigide par un ensemble vis-écrou engagé dans des trous (7) correspondants des branches transversales de liaison respectives (6, 6a) orientées l'une vers l'autre et venant à recouvrement partiel l'une de l'autre, les tiges (5, 5a) des clous pédiculaires étant orientées selon deux orientations convergentes se rapprochant l'une de l'autre vers leurs extrémités libres. 11 û Dispositif d'ancrage vertébral selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation du premier moyen d'ancrage (1) comprennent une rainure transversale externe (20). 12 û Dispositif d'ancrage vertébral selon la revendication 11, caractérisé en ce que le second moyen d'ancrage est une bride (21) apte à entourer à la fois un relief osseux de la vertèbre (3) et la branche transversale de liaison (6) du premier moyen d'ancrage (1) en s'engageant dans la rainure transversale externe (20). 13 û Dispositif d'ancrage vertébral selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la branche transversale de liaison (6) du premier moyen d'ancrage (1) est une tige précintrée (22) monobloc ou rapportée, apte à être connectée à une vis pédiculaire (23) pour assurer une ostéosynthèse intervertébrale courte.