Brevet FR2912304A1 — publié le 20080815

La présente invention concerne le domaine technique de l'instrumentation chirurgicale pour le traitement des fractures de corps osseux. L'objet de l'invention concerne plus précisément une instrumentation et une méthode pour réduire les fractures vertébrales. Dans le domaine du rachis, la réduction d'une fracture d'une vertèbre nécessite de restaurer la forme initiale de la vertèbre avant de procéder à son remplissage par un ciment ou un substitut osseux adapté pour conférer à la vertèbre une résistance suffisante pour supporter les charges en compression. Diverses solutions dans l'état de la technique ont été proposées pour réduire les fractures vertébrales. Par exemple, il est connu un instrument s'étendant entre une extrémité proximale et une extrémité distale qui est équipée d'un ballonnet gonflable apte à passer d'une position dégonflée pour permettre son positionnement à l'intérieur de la vertèbre, à une position gonflée afin de repousser le plateau vertébral supérieur et de restaurer la lordose locale. Cet instrument ne permet pas de répondre aux attentes des chirurgiens et des patients. En effet, il a été constaté que l'expansion du ballonnet n'est pas contrôlable. En réalité, lors de l'opération de gonflage du ballonnet, l'expansion du ballonnet apparaît principalement dans les zones de moindre résistance. Il s'ensuit que la direction de réduction de la fracture ne peut pas être contrôlée. Pour tenter de remédier à ces inconvénients, le brevet US 6 676 665 décrit un instrument de réduction de fractures comportant une tige entourée d'un tube pourvu à son extrémité distale de plusieurs découpes axiales délimitant entre elles des bras déformables élastiquement. La tige et le tube sont fixés à leurs extrémités distales et sont déplaçables en sens opposé de manière à obtenir le déploiement des bras. De même, la demande de brevet US 2002/0026197 décrit un instrument de réduction de fractures comportant un élément tubulaire déformable comportant des découpes axiales pour délimiter des bras déformables élastiquement. Cet élément tubulaire déformable est disposé entre une première butée portée par une tige coulissante montée à l'intérieur d'un tube et une deuxième butée aménagée sur le tube. La tige est déplacée par rapport au tube pour assurer le déploiement des bras. De tels instruments offrent l'avantage de présenter des zones privilégiées d'appui dans des directions déterminées afin de repousser le corps osseux. Il s'avère toutefois que de tels instruments ne permettent pas de développer un effort de poussée suffisant de sorte qu'ils ne permettent pas de disposer d'un point d'appui significatif afin de repousser, sur une grande amplitude, le plateau supérieur d'une vertèbre. L'objet de l'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique en proposant un nouvel instrument de réduction de fractures de corps osseux, adapté pour permettre d'exercer un effort d'appui contrôlé en direction, selon une valeur suffisante pour repousser efficacement et sur une grande amplitude, un corps osseux. Pour atteindre un tel objectif, l'objet de l'invention concerne un instrument de réduction de fracture de corps osseux, s'étendant entre une extrémité distale et une extrémité proximale, l'extrémité distale comportant au moins un élément déformable apte à passer d'une position relaxée pour le positionnement de l'extrémité distale à l'intérieur du corps osseux, à une position déformée pour former une cavité à l'intérieur du corps osseux, l'élément déformable étant sollicité par un mécanisme de déplacement afin que l'élément déformable puisse passer d'une position à une autre et réciproquement. Selon l'invention, l'élément déformable est une lame dont les deux extrémités sont pourvues d'axes de rotation montés librement en rotation entre deux supports de montage dont au moins un est sollicité par le mécanisme de déplacement pour être mobile en translation afin de rapprocher les extrémités de la lame avec une rotation desdites extrémités. Selon un avantage de réalisation, la lame déformable est montée de manière amovible sur les supports de montage. Selon un exemple de réalisation, la lame déformable comporte une partie centrale déformable élastiquement, reliée de part et d'autre aux axes de rotation par des bras de jonction. Avantageusement, la lame déformable présente une forme prédéfinie afin d'obtenir une déformation élastique en flambage vers l'extérieur de l'instrument. Par exemple, en position relaxée de la lame, la partie centrale s'étend selon un axe décalé par rapport à un axe passant par les deux axes de rotation. Il est à noter que la partie centrale de la lame déformable présente un profil symétrique ou dissymétrique par rapport au plan médiateur des deux axes de rotation. Selon une autre caractéristique de l'invention, les bras de jonction présentent une rigidité supérieure à la rigidité de la partie centrale de la lame déformable. Selon un exemple de réalisation, les axes de rotation dépassent latéralement de part et d'autre des bras de jonction, pour coopérer avec les supports de montage. Par exemple, l'instrument comporte : - un tube pourvu à son extrémité distale, d'une ouverture de montage de la lame et d'un support de montage pour un axe de rotation de la lame, - et d'une tige montée coulissante à l'intérieur du tube et pourvue à son extrémité distale, d'un support de montage pour l'autre axe de rotation de la lame. Ainsi, chaque support de montage est délimité par des trous oblongs aménagés dans le tube de la tige en s'étendant radialement pour recevoir les axes de rotation, les trous oblongs communiquant avec une boutonnière de passage d'un bras de jonction selon son épaisseur. Dans cet exemple, la tige coulissante fait partie du mécanisme de déplacement du type vis-écrou. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La Figure 1 est une vue générale d'un exemple de réalisation d'un instrument de réduction conforme à l'invention. La Figure 2 est une vue en éclaté des diverses pièces constitutives d'un instrument de réduction conforme à l'invention. Les Figures 3 et 4 sont des vues respectivement en position relaxée et en position déformée d'une lame déformable mise en oeuvre dans l'instrument de réduction conforme à l'invention. Les Figures 5 à 7 sont des vues illustrant le montage de la lame déformable sur un instrument de réduction conforme à l'invention. La Figure 8 est une vue montrant le principe de fonctionnement de l'instrument de réduction conforme à l'invention. Les Figures 9 et 10 sont des vues de deux variantes de réalisation d'une lame déformable conforme à l'invention. Tel que cela ressort plus précisément des Figures 1 et 2, l'objet de l'invention concerne un instrument 1 de réduction de fractures de corps osseux au sens général. L'instrument de réduction 1 est particulièrement adapté pour la réduction de fractures de vertèbres afin de repousser le plateau supérieur des vertèbres et de restaurer la lordose locale. L'instrument de réduction 1 se présente sous la forme d'un corps allongé s'étendant entre une extrémité distale 2 et une extrémité proximale 3. L'instrument de réduction 1 comporte au moins un élément déformable 5 apte à passer d'une position relaxée pour le positionnement de l'extrémité distale 2 à l'intérieur du corps osseux (Figure 3) à une position déformée pour former une cavité à l'intérieur du corps osseux (Figure 1, 4 et 8). Cet élément déformable 5 est sollicité par un mécanisme de déplacement 6 afin que l'élément déformable puisse passer d'une position à une autre et réciproquement. Conformément à l'invention, l'élément déformable 5 est une lame dont les deux extrémités sont pourvues d'axes de rotation 7 et 8 montés librement en rotation entre deux supports de montage respectivement 9 et 10. L'un des supports de montage, à savoir 10 dans l'exemple illustré, est sollicité par le mécanisme de déplacement 6 pour être mobile en translation afin de pouvoir rapprocher les deux extrémités de la lame avec une rotation desdites extrémités. Tel que cela ressort plus précisément des Figures 3 et 4, la lame déformable 5 comporte une partie centrale déformable élastiquement 12 reliée de part et d'autre aux axes de rotation 7 et 8, par des bras de jonction respectivement 13 et 14. La partie centrale déformable élastiquement 12 s'étend en position relaxée sensiblement dans un plan défini par l'axe longitudinal x et l'axe transversal y. Cette partie déformable 12 possède une forme rectangulaire aplatie et une largeur prise selon l'axe transversal y, supérieure à la largeur des bras de jonction 13, 14. Selon une caractéristique de l'invention, les bras de jonction 13 et 14 présentent une rigidité supérieure à la rigidité de la partie centrale 12 de la lame déformable. En d'autres termes les bras de jonction 13 et 14 sont considérés comme être indéformables comparés à la partie centrale déformable élastiquement 12. Selon une caractéristique préférée de réalisation, la lame déformable 5 présente une forme prédéfinie afin d'obtenir une déformation élastique en flambage vers l'extérieur de l'instrument 1. Tel que cela ressort plus précisément de la Figure 3, en position relaxée de la lame 5, la partie centrale 12 s'étend selon un axe longitudinal x qui est décalé par rapport à un axe x' passant par les deux axes de rotation 7 et 8. En d'autres termes, les axes de rotation 7 et 8 ne s'étendent pas dans le prolongement ou dans le même plan que la partie centrale 12 de la lame déformable. En position relaxée de la lame déformable 5, les bras de jonction 13 et 14 s'étendent légèrement inclinés par rapport au plan x, y de la partie centrale 12. La lame déformable 5 présente ainsi un profil convexe tourné selon un sens de la direction z s'étendant perpendiculairement au plan xy. En d'autres termes, la lame 5 est adaptée de manière que la déformation en flambage s'effectue systématiquement dans le sens f de la direction z lors du rapprochement relatif entre les axes de rotation 7 et 8. Selon une caractéristique avantageuse de l'objet de l'invention, la lame déformable 5 est montée de manière amovible sur les supports de montage 9 et 10. La lame déformable 5 peut ainsi être changée après chaque déformation en flambage. La déformation en flambage de la lame 5 est obtenue par le rapprochement relatif des axes de rotation 7 et 8 résultant d'une translation de l'une et/ou de l'autre des extrémités de la lame déformable 5. Dans l'exemple illustré sur les dessins, la déformation en flambage est obtenue par le déplacement en translation de l'axe de rotation 8 par rapport à l'axe de rotation 7. Bien entendu, il pourrait être envisagé de faire fléchir la lame en rapprochant ses deux extrémités. Selon l'exemple de réalisation illustré, le support de montage 9 est aménagé à l'extrémité distale d'un tube 20 aménagé pour délimiter une partie extra pédiculaire 21 prolongée vers l'extrémité proximale 3 par un manche 22 et prolongée vers l'extrémité distale 2 par une partie intrapédiculaire 23. La partie intrapédiculaire 23 du tube possède un diamètre inférieur ou égal à 5 mm puisqu'elle est destinée à être introduite dans le pédicule d'une vertèbre. Le support de montage 10 est aménagé à l'extrémité distale d'une tige 25 montée coulissante à l'intérieur du tube 20. Cette tige 25 est déplacée en translation par l'intermédiaire du mécanisme de déplacement 6. Dans l'exemple illustré, le mécanisme de déplacement 6 est du type vis écrou. Le mécanisme de déplacement 6 comporte, dans l'exemple illustré, une tige filetée 28 coopérant avec un taraudage 29 aménagé dans le tube 20 au niveau du manche 22. La tige filetée 28 est pourvue à son extrémité saillante du tube 20, d'une poignée 29 et à son extrémité opposée d'un système d'assemblage 30 avec une partie complémentaire 31 présentée par l'extrémité proximale de la tige 25 de manière qu'une rotation de la tige filetée 28 dans un sens ou un sens contraire conduit à exercer un effort de poussée ou de traction sur la tige 25. Ainsi la rotation de la poignée 29 dans le sens horaire ou contre-horaire permet d'assurer le coulissement dans l'un ou l'autre sens de la tige 25 à l'intérieur du tube 20. Bien entendu, le mécanisme de déplacement 6 peut être différent d'un système vis-écrou. Les Figures 5 à 8 permettent d'expliciter une forme de réalisation préférée des supports de montage 9 et 10. Le support de montage 9 est délimité par deux trous oblongs 33 aménagés dans le tube 25 de façon radiale ou diamétralement opposés. Ces deux trous oblongs 33 communiquent avec une boutonnière de passage 34 aménagée axialement sur le tube 25. Cette boutonnière 34 présente une largeur adaptée pour permettre le passage du bras de jonction 13 selon son épaisseur et une longueur adaptée pour autoriser la mise en place de l'axe de rotation 7 dans les trous oblongs 33 comme cela sera décrit dans la suite de la description. De façon similaire, le support de montage 10 est délimité par deux trous oblongs 36 aménagés dans la tige 25 en s'étendant de manière radiale ou diamétralement opposée. Ces trous oblongs 36 communiquent avec une boutonnière 38 de passage pour le bras de jonction 14. Cette boutonnière 38 présente une largeur adaptée pour assurer le passage du bras de jonction 14 selon sa largeur. Cette boutonnière 38 est pourvue de deux passages 39 pour l'axe de rotation 8, débouchant dans les trous oblongs 36, en dehors de la partie proximale des trous oblongs 36 de sorte que l'axe de rotation 8 se trouve bloqué dans le plan yz lorsqu'il se trouve en butée contre la partie proximale des trous oblongs 36. L'extrémité distale 2 du tube 20 comporte une ouverture 40 de montage de la lame aménagée sensiblement dans le prolongement de la boutonnière 34 pour permettre l'accessibilité à l'extrémité distale de la tige coulissante 25. Les trous oblongs 33, 36 sont destinés à recevoir les axes de rotation 7 et 8. A cet effet, chaque axe de rotation 7 et 8 dépasse latéralement de part et d'autre des bras de jonction 13 et 14. La mise en place d'une lame déformable 5 conforme à l'invention découle directement de la description qui précède. La lame 5 est introduite à l'intérieur de la boutonnière 34 par son bras de jonction 13 tourné selon son épaisseur (fig. 5). La lame déformable 5 est pivotée de manière à amener l'axe de rotation 7 à pénétrer dans les trous oblongs 33 comme illustré à la Figure 6. Dans cette position, l'axe de rotation 7 peut coulisser et tourner librement à l'intérieur des trous oblongs 33 mais se trouve bloquer dans le plan yz. La tige coulissante 25 est placée de manière que son extrémité distale soit accessible à travers l'ouverture 40. Dans cette position, la lame déformable 5 est rabattue de sorte que l'axe de rotation 8 s'insère dans les deux trous oblongs 36 après avoir traversé l'ouverture de passage 40, la boutonnière 38 et les passages 39. La tige 25 est déplacée vers l'extrémité distale du tube 20 de manière que d'une part, l'axe de rotation 8 vienne en contact avec la partie proximale des trous oblongs 36, et d'autre part, l'axe de rotation 7 vienne en appui sur la partie distale des trous oblongs 33. Dans cette position, la lame 5 occupe une position relaxée de montage tout en étant assemblée à ces deux extrémités puisque les axes de rotation 7, 8 se trouvent bloqués en déplacement dans le plan yz empêchant l'extraction de la lame. Un déplacement de la tige coulissante 25 dans le sens du rapprochement de l'extrémité distale de la tige 25 vers l'extrémité distale du tube 20 conduit au raccourcissement de la distance dO entre les axes 7 et 8 de la lame pour atteindre une distance d (fig. 8). Les axes de rotation 7 et 8 de la lame se rapprochent en tournant favorisant ainsi la mise en flambage de la lame 5. Il doit être considéré que la mise en flambage de la lame 5 conduit à la rotation des axes de rotation 7, 8 limitant ainsi les contraintes sur la lame 5. L'instrument de réduction 1 selon l'invention permet ainsi d'obtenir par l'intermédiaire de la lame déformable 5 un point d'appui développant un effort important sur une amplitude relativement importante. L'instrument de réduction 1 selon l'invention permet ainsi d'obtenir une amplitude de déploiement pouvant atteindre 12 mm. Par ailleurs, la flèche de la lame déformable 5 peut être adaptée pour développer des efforts de valeurs variables. Par exemple, la lame peut présenter des flèches variables pour développer des efforts allant jusqu'à 110 newtons. Bien entendu, la lame déformable peut présenter différentes formes en fonction du besoin de restitution du plateau vertébral. Dans l'exemple illustré aux Figures 3 et 4, la partie centrale de la lame déformable présente un profil symétrique par rapport au plan médiateur des deux axes de rotation 7 et 8. Bien entendu, il peut être prévu une forme dissymétrique telle qu'illustrée à la Figure 9. Selon cette variante, la partie centrale 12 n'est pas centrée par rapport à l'axe transversal y passant par le milieu des axes de rotation 7, 8. La Figure 10 illustre un autre exemple de réalisation dans lequel la partie centrale 12 de la lame est limitée selon l'axe x par rapport à la solution illustrée aux Figures 3 et 4 où cette partie centrale 12 s'étend sur la majeure partie de la lame. La lame déformable 5 peut être élaborée dans divers matériaux. Par exemple, elle peut être réalisée en des matériaux métalliques (TA6V, chrome cobalt, nitinol super élastique) ou dans des polymères ou composites (PEEK, PEEK/CARBONE). L'instrument de réduction 1 selon l'invention présente l'avantage de pouvoir diriger la réduction de la fracture dans les trois plans à savoir : le plan axial dans la limite du débattement permis par le pédicule, - le plan sagittal en réglant la pénétration de l'instrument de réduction, - le plan frontal par la rotation de l'instrument permettant par exemple de réduire les murs latéraux. L'instrument de réduction 1 est ainsi orientable afin de choisir un point d'appui sur le plateau vertébral dans la zone la plus effondrée. L'instrument prend appui sur le pédicule pour constituer une réaction de contre appui aux efforts engagés pour la réduction. Le mécanisme de déplacement permet de faire fléchir la lame 5 qui au contact du plateau va soulever ce dernier pour opérer les réductions. La lame métallique 5 fléchit sous l'action du mécanisme de raccourcissement de la distance do à la distance d. Une action en levier peut également aider à la réduction dans la limite de ce que peut supporter le pédicule. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Instrument de réduction de fractures de corps osseux, s'étendant entre une extrémité distale (2) et une extrémité proximale (3), l'extrémité distale comportant au moins un élément déformable (5) apte à passer d'une position relaxée pour le positionnement de l'extrémité distale à l'intérieur du corps osseux, à une position déformée pour former une cavité à l'intérieur du corps osseux, l'élément déformable étant sollicité par un mécanisme de déplacement (6) afin que l'élément déformable puisse passer d'une position à une autre et réciproquement, caractérisé en ce que l'élément déformable (5) est une lame dont les deux extrémités sont pourvues d'axes de rotation (7, 8) montés librement en rotation entre deux supports de montage (9, 10) dont au moins un est sollicité par le mécanisme de déplacement (6) pour être mobile en translation afin de rapprocher les extrémités de la lame (5) avec une rotation desdites extrémités. 2 - Instrument de réduction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame déformable (5) est montée de manière amovible sur les supports de montage (9, 10). 3 - Instrument de réduction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la lame déformable (5) comporte une partie centrale déformable élastiquement (12), reliée de part et d'autre aux axes de rotation par des bras de jonction. 4 - Instrument de réduction selon la revendication 3, caractérisé en ce que la lame déformable (5) présente une forme prédéfinie afin d'obtenir une déformation élastique en flambage vers l'extérieur de l'instrument. 5 - Instrument de réduction selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'en position relaxée de la lame (5), la partie centrale (12) s'étend selon un axe décalé par rapport à un axe passant par les deux axes de rotation (7, 8). 6 - Instrument de réduction selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la partie centrale (12) de la lame déformable présente un profil symétrique ou dissymétrique par rapport au plan médiateur des deux axes de rotation. 7 - Instrument de réduction selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bras de jonction (13, 14) présentent une rigidité supérieure à la rigidité de la partie centrale (12) de la lame déformable. 8 - Instrument de réduction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les 5 axes de rotation (7, 8) dépassent latéralement de part et d'autre des bras de jonction, pour coopérer avec les supports de montage (9, 10). 9 - Instrument de réduction selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte : - un tube (20) pourvu à son extrémité distale, d'une ouverture (40) de 10 montage de la lame et d'un support de montage pour un axe de rotation de la lame, - et d'une tige (25) montée coulissante à l'intérieur du tube et pourvue à son extrémité distale, d'un support de montage (10) pour l'autre axe de rotation de la lame. 15 10 - Instrument de réduction selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque support de montage (9, 10) est délimité par des trous oblongs (33, 36) aménagés dans le tube de la tige en s'étendant radialement pour recevoir les axes de rotation (7, 8), les trous oblongs (33, 36) communiquant avec une boutonnière (34, 38) de passage d'un bras de jonction (13, 14) selon son 20 épaisseur. 11 - Instrument de réduction selon la revendication 9, caractérisé en ce que la tige coulissante (25) fait partie du mécanisme de déplacement (6) du type vis-écrou.