Brevet FR2915871A1 — publié le 20081114

PERFECTIONNEMENT A UNE PROTHESE DE STABILISATION DYNAMIQUE POSTERIEURE APPLICABLE AU RACHIS Objet de l'invention: La présente invention est un perfectionnement d'une prothèse applicable au rachis, implantable par voie postérieure et dont les moyens fonctionnels ajoutés par rapport à ceux de l'art antérieur augmentent la durée de vie et les performances mécaniques de ladite prothèse et permet plus facilement au disque de se régénérer. Art Antérieur : Le problème à résoudre est d'adapter au disque endommagé un dispositif qui lui permet de la soulager le plus possible tout en garantissant une bonne résistance aux sollicitations mécaniques subies par le disque et le dispositif ajouté, ceci en soulageant le disque le mieux possible. Dans un art antérieur ancien, on utilisait deux types de dispositifs : Un premier qui consistait en un ligament tendu entre les deux vis 20 de fixation aux os, ce dispositif ne pouvant travailler qu'en traction et compression ne jouant aucun rôle en torsion. Un deuxième qui se compose de vis pédiculaires reliées par un ligament comprimant par une tension importante un cylindre creux en polymère entourant le ligament , le cylindre étant placé entre les deux 25 vis pédiculaires, ce dispositif pouvant aussi travailler en flexion compression. Dans un art antérieur plus récent : le brevet allemand DE 102004011685 Bierderman Motech (figure 1) propose un dispositif composé d'un moyen central (tube lisse), de chaque coté duquel sont 30 placées des séries spires capables d'avoir une élasticité suffisante pour travailler suivant le mode de travail d'un disque sain : la traction et la compression. Ce dispositif, bien qu'améliorant nettement les performances de ceux qui sont précités dans l'art antérieur ancien, est vraisemblablement fabriqué dans un matériau métallique, il est 35 compliqué à concevoir et offre par ailleurs des risques de rupture non négligeables dus à son mode de fabrication. ( notamment au niveau des spires) Pour résoudre le problème posé, il est préférable d'utiliser un matériau viscoélastique dont on peut obtenir des formes simples avec un bon comportement mécanique et notamment un amortissement efficace, fonction essentielle visée pour ce dispositif. Le brevet Fortin FR. 0605 890 a donc utilisé très récemment cette technique à l'aide d'une simple spire facilement obtenue par moulage (figure 2). Cette invention se différencie énormément du brevet allemand par sa simplicité et sa fonction amortissante très au point et io ayant déjà une bonne résistance en fatigue La présente invention perfectionne la précédente par l'adjonction de moyens nouveaux qui vont lui donner des fonctions nouvelles, telles que notamment l'amélioration des propriétés mécaniques, une nouvelle préhension du dispositif qui permettra de l'implanter plus 15 facilement et plus rapidement par voie postérieure, et de lui appliquer également, si nécessaire, des précontraintes. Les dessins servant à mieux comprendre la présente invention sont : Art antérieur 20 Figure 1 planche 1 /7 : dispositif amortisseur formé de deux parties (en forme de ressort multi spires à comportement élastique) et comportant une partie centrale et des bagues Figure 2 planche 1/7 : dispositif amortisseur formé d'une spire unique viscoélastique comportant une partie centrale et des bagues et 25 possédant à l'intérieur du dispositif une âme traversant le dispositif et fabriquée dans un matériau à comportement viscoélastique Perfectionnement Figure 3 planche 2/7 : Nouveau dispositif amortisseur en vue de 30 face épousant l'angle de lordose anatomique 13 Figure 4 planche 2/7 : vue en perspective montrant les variations du diamètre dans différentes coupes qui évoluent le long de la spire Figure 5 planche 2/7 : vue éclatée des différents moyens 35 composant le dispositif objet de l'invention, âme centrale et bagues Figure 6 planche 2/7 : vue en coupe transversale au niveau des bagues du dispositif. Figure 7 planche 3/7 : vue éclatée du dispositif et de ses vis de fixation sur le rachis équipées de bouchons de serrage Figure 8 planche 3/7 : vue du même dispositif assemblé, monté sur les vis de fixation au rachis équipées de bouchons de serrage Figure 9 planche 4/7 : vue de profil du même dispositif monté sur le rachis et fonctionnant en traction Figure 10 planche 4/7 : vue de profil du même dispositif monté sur le rachis et fonctionnant en compression Figure 11 planche 5/7 : vue de profil du même dispositif monté 1 o sur le rachis et fonctionnant en flexion Figure 12 planche 5/7 : vue de profil du même dispositif monté sur le rachis et fonctionnant en extension Figure 13 planche 6/7 : vue postérieure du même dispositif monté sur le rachis et fonctionnant en flexion latérale 15 Figure 14 planche 6/7: vue postérieure du même dispositif fonctionnant en torsion non fixé sur le rachis Figure 15 planche 7/7 : vue postérieure du dispositif inséré dans les têtes de vis avec la pince de préhension spécifique Figure 16 planche 7/7: vue postérieure du dispositif 20 précontraint en distraction exerçant un effort de rappel en compression sur les vertèbres Figure 17 planche 7/7 : vue postérieure du dispositif fixé sur le rachis sans précontrainte Figure 18 planche 7/7 : vue postérieure du dispositif précontraint 25 en compression exerçant un effort de rappel en distraction sur les vertèbres. Le dispositif de stabilisation dynamique 2 perfectionnant le 30 dispositif antérieur 1 comporte : Un moyen 21 monobloc âme viscoélastique fabriquée dans le même matériau élastomère à comportement viscoélastique biostable et biocompatible avec le corps humain, ou dans un matériau à caractéristiques équivalentes qui répondrait aux mêmes fonctions. 35 Le moyen 21 monobloc est formé d'une spire 210 de forme hélicoïdale pourvu à ses extrémités d'un épaulement 111 a et capable de travailler sous toutes les formes de sollicitations dynamiques : traction, compression, flexion-extension, torsion, flexion latérale selon des lois de comportement dynamique qui s'approchent au mieux d'une liaison intervertébrale saine. Les différences essentielles entre les moyens et les fonctions du dispositif 2 par rapport au dispositif 1 sont les suivantes : La spire 210 de forme hélicoïdale est reliée à des butées viscoélastiques 211a et 21l b rattachées latéralement et qui n"existaient pas dans le dispositif 1 de l'art antérieur. Ces butées servent à limiter les forts déplacements, en absorbant les sollicitations dynamiques importantes ou violentes, que le premier dispositif 1 ne 1 o pouvait contenir. De plus, la spire 210 peut avoir de préférence une section de diamètre variable à mesure que l'on se déplace vers le milieu de la partie hélicoïdale (figure 4) ceci, dans le but d'optimiser le compromis entre rigidité et amortissement et de mieux répartir les 15 contraintes dans la spire, pour se rapprocher au mieux d'une liaison intervertébrale saine. Le moyen monobloc 21 comporte à ses extrémités des moyens anti-rotation 212a et 212b, lesquels ont des formes polygonales ou avec présence de méplats ou à section non circulaire pour empêcher 20 les bagues 22a et 22b surmoulées sur le moyen 21 de tourner lors des sollicitations de torsion des vertèbres ; ce qui permet également d'exercer une force de rappel lors des sollicitations en torsion du dispositif 2. Le comportement dynamique du nouveau dispositif 2 est ainsi nettement amélioré vis à vis du premier 1. Cependant, toutes les 25 autres caractéristiques dynamiques du dispositif 1 de l'art antérieur sont conservées . Les extrémités du dispositif 2 comportent des bagues 22a et b et des butées 211 a et b qui forment de part et d'autre de la spire 210 un angle 13 par rapport à l'horizontal qui épouse la courbure anatomique 30 du rachis et qui permet ainsi au dispositif 2 d'exercer une force de rappel permanente vers la lordose anatomique afin de ramener la liaison intervertébrale déficiente vers sa position anatomique normale. Contrairement au premier dispositif 1, le nouveau dispositif 2 na pas de coaxialité avec l'axe des bagues ; la spire 210 rattachée 35 latéralement aux butés :211a et b présente ainsi une forme plus compacte que celle du dispositif 1 et donc un encombrement plus faible et de ce fait le dispositif 2 peut être ainsi inséré plus facilement entre deux vis pédiculaires séparées par n'importe quelle distance, à laquelle il s'adapte dans tous les cas. Tous les modes de travail (traction, compression, flexion extension, flexion latérale, torsion figures 9 à 14) sont possibles sans s inconvénient et ils peuvent se produire de manière simultanée Les bagues 22a et 22b comportent à leurs extrémités des gorges 220a et 220b moyens de préhension du dispositif 1 par une pince Ps spécifique utilisée pour son montage dans les vis pédiculaires 2a et 2b avant de procéder au serrage par les bouchons filetées 21a et 21b. lo Une pince Ps a été conçue pour faciliter la préhension du dispositif 2, mais elle a d'autres caractéristiques : Elle permet d'exercer des précontraintes en distraction ou en compression au moment de la pose du dispositif , ce qui permet au dispositif 2 de s'adapter à chaque pathologie rencontrée. 15 Cette pince Ps permet de monter deux dispositifs 2, sur le rachis dans plusieurs configurations : -Figure 16 avec une précontrainte de distraction exerçant une effort de rappel en compression sur les vertèbres -Figure 17 sans précontrainte de montage 20 -Figure 18 avec une précontrainte de compression exerçant une effort de rappel en distraction sur les vertèbres. De plus, le dispositif 2 peut travailler en deux temps pour absorber les efforts qu'il subit ; il possède effectivement un double 25 amortissement en compression. Dans un premier temps, la spire centrale 210 se déforme sous les sollicitations dynamiques de compression jusqu'au contact des butées 221a avec 221 b, ce qui permet d'amortir lesdites sollicitations dynamiques ainsi absorbées par déformation de ladite spire 210. 30 Dans un deuxième temps : les butées 221a et b, étant en contact, les sollicitations dynamiques seront absorbées par compression du matériau viscoélastique des deux butées qui viennent en contact sans déformer davantage la spire 210, ce qui permet de parer à des sollicitations dynamiques en compression plus violentes. 35 Enfin le dispositif 2 peut être fixé aux vertèbres avec des vis mono axiales ou poly axiales. REVENDICATIONS 1-Dispositif de stabilisation dynamique ( 2) comportant un moyen 21 monobloc fabriquée dans un matériau élastomère à comportement viscoélastique biostable et biocompatible avec le corps humain, le dit moyen 21 monobloc étant formé d'une spire (210) de forme hélicoïdale capable de travailler sous toutes les formes de sollicitations dynamiques qui s'approchent au mieux d'une liaison intervertébrale saine, caractérisé en ce que la spire (210) est reliée latéralement à des butées viscoélastiques (21l a et 211b) limitant les forts déplacements, en absorbant les sollicitations dynamiques importantes, voire violentes. 2-Dispositif de stabilisation dynamique (2) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la spire (210) a une section dont le diamètre (d) est variable à mesure que l'on se déplace vers le milieu de la partie hélicoïdale , ceci dans le but d'optimiser le compromis entre rigidité et amortissement et de mieux répartir les contraintes dans la spire, pour se rapprocher au mieux d'une liaison intervertébrale saine. 3-Dispositif de stabilisation dynamique (2) selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le moyen monobloc (21) comporte à ses extrémités des moyens anti-rotation ( 212a et 212b) , lesquels ont des formes adaptées pour empêcher les bagues 22a et 22b surmoulées sur le moyen (21) de tourner lors des sollicitations notamment de torsion. 4-Dispositif de stabilisation dynamique (2) selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le dispositif (2 ) n'est pas coaxial avec l'axe des bagues ( 21 a et b) , la spire (210) rattachée latéralement aux butés (21la et b) présentant ainsi une forme compacte et un faible encombrement qui permet au dispositif ( 2) d'être ainsi inséré plus facilement entre deux vis pédiculaires séparées par n'importe quelle distance, à laquelle il peut s'adapter. 5-Dispositif de stabilisation dynamique (2) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce qu'il possède à ses extrémités des bagues (22a et b )et des butées (211 a et b) qui forment, de part et d'autre de la spire (210), un angle (B) par rapport à l'horizontale qui suit la lordose naturelle de la courbure anatomique ce qui permet audit dispositif (2) d'exercer une force de rappel élastique permanente tendant à ramener la liaison intervertébrale déficiente vers sa position anatomique saine, avec une bonne adaptation au rachis. 6- Dispositif de stabilisation dynamique (2) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce qu'il possède des bagues (22a et 22b) comportant à leurs extrémités des gorges (220a et 220b) qui constituent des moyens de préhension du dispositif (2) par une pince (Ps) spécifique utilisée pour son montage dans les vis pédiculaires (2a et 2b) avant de procéder ensuite au serrage par les bouchons filetées (21a et 21 b)20