Brevet FR2910800A1 — publié le 20080704

La présente invention concerne le domaine des dispositifs destinés aux techniques d'ostéosynthèse ; elle concerne plus particulièrement les dispositifs d'ostéosynthèse du type comprenant un support muni d'au moins un orifice taraudé associé à un appui en tronc de cône, pour la réception d'une tige d'ancrage, laquelle tige comporte une tête prolongée par un corps apte à venir s'ancrer dans le matériau osseux de réception, ladite tête comprenant une partie filetée formant vis, et une surface d'appui en tronc de cône centrée sur l'axe de ladite tige, le filetage de ladite partie filetée étant complémentaire de celui dudit orifice de support pour assurer le maintien par vissage de ladite tige sur ledit support, la progression de ladite tige dans le matériau osseux de réception étant stoppée lors du contact conique entre lesdites surfaces d'appui en tronc de cône du support et de la tête de tige. La consolidation osseuse de certaines fractures nécessite le montage de matériels ou de dispositifs d'ostéosynthèse sur les différents fragments osseux, pour stabiliser et empêcher une mobilité inter-fragmentaire excessive. Les praticiens utilisent alors des dispositifs d'ostéosynthèse montés par vissage ou par enfoncement dans les fragments osseux, tels que des vis, broches ou plaques vissées, de sorte à appliquer une compression déterminée et adaptée sur l'os. Certains de ces dispositifs sont constitués d'une plaque support munie d'un ou de plusieurs orifices, associée à une ou plusieurs tiges insérées chacune dans l'un desdits orifices et destinées à venir s'ancrer dans l'os de réception. La ou les tiges d'ancrage comportent un corps généralement fileté pour son ancrage dans l'os, et une partie supérieure, formant tête apte à coopérer avec la plaque support. Dans certains cas, en particulier lorsque l'on cherche à obtenir un verrouillage mono-axial, cette tête de tige comporte un filetage adapté pour coopérer avec un filetage complémentaire ménagé dans l'orifice de réception de la plaque support. En outre, des surfaces d'appui complémentaires, notamment des surfaces d'appui en tronc de cône aménagées au niveau du support et de la tête de tige, assurent le blocage de la progression de la tige dans le matériau osseux de réception. Mais, dans ce domaine technique, la taille des différentes pièces est minimisée, en particulier pour limiter le traumatisme d'implantation, et les filetages de tige et de support sont très petits. De ce fait, il est nécessaire de porter une grande attention à l'introduction de la tige dans l'axe de l'orifice du support, pour assurer une coopération correcte entre les filetages, sous peine d'engendrer des contraintes dans les zones de contact, rendant le vissage difficile et risquant d'entraîner des déformations et détériorations des filets. Les matériels actuels ne tolèrent donc pas ou pratiquement pas un défaut de coaxialité entre la tige et l'axe de l'orifice du support, ce qui nuit à la facilité et au confort de pose. Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention propose de tronquer les extrémités saillantes desdits filets de vis (partie filetée de la tige) et de support, ceci de manière beaucoup plus importante que les troncatures fonctionnelles classiques. Plus précisément, tenant compte des valeurs classiques de diamètres qui permettent de définir une vis coopérant avec un orifice taraudé ménagé dans un support (diamètre nominal Dn et diamètre sur flancs Df pour les deux éléments ; diamètre de fond de filet Dff et diamètre extérieur De pour la vis ; diamètre de noyau Dns pour le support), la troncature correspondante est telle que : - la différence Atv entre le diamètre extérieur de vis De et le diamètre sur flancs Df est comprise entre 5 et 70 % de la différence Asv entre le diamètre nominal Dn et le diamètre sur flancs Df, et - la différence Lits entre le diamètre sur flancs Df et le diamètre de noyau Dns est comprise entre 5 et 70 % de la différence Liss entre le diamètre sur flancs Df et le diamètre de fond de filet Dff. De préférence, Atv est comprise entre 15 et 50 % de Asv, et de manière encore préférée Atv est de l'ordre de 20 % de Asv. D'autre part, Lits est de préférence comprise entre 8 et 50 % de Ass, avec une valeur préférentielle de l'ordre de 10 %. La troncature importante correspondante des extrémités saillantes des filets de vis et de support permet de faciliter l'engrènement desdits filets au moment de l'opération de vissage, ceci tout en améliorant les caractéristiques de robustesse des filets. On obtient un système tolérant qui autorise une petite marge d'erreur en terme de coaxialité à l'origine de l'introduction de la vis dans le support. De plus, la qualité de la tenue mécanique du système vis-support n'est absolument pas handicapée, le transfert de contraintes étant assuré au niveau du diamètre sur flancs. Les filetages complémentaires du support et de la tête de tige peuvent être simples, doubles, triples voire plus. Selon une forme de réalisation particulière, la surface d'appui en tronc de cône du support est ménagée au-dessus de l'orifice taraudé ; la surface d'appui en tronc de cône de la tête de tige est quant à elle ménagée au-dessus de la partie filetée formant vis. Dans ce cadre, l'orifice traversant du support comporte avantageusement (tenant compte du sens d'introduction de la tige) une partie supérieure non filetée, surmontant la partie filetée, laquelle partie supérieure d'orifice comporte la surface d'appui en tronc de cône et assure l'intégration complète de la partie supérieure de la tête de tige, une fois cette dernière convenablement ancrée dans le matériau osseux de réception. Selon une autre particularité, le support comporte avantageusement une réservation en forme de surface d'appui sphérique, centrée sur l'axe A de l'orifice, aménagée entre la surface d'appui en tronc de cône et la partie filetée dudit orifice. En cas de besoin, le support peut alors recevoir, en remplacement de la tige d'ancrage précitée à verrouillage mono-axial, une vis polyaxiale dont la tête comporte un appui sphérique complémentaire dudit appui sphérique de support. Le support consiste avantageusement en une plaque métallique dont l'épaisseur est comprise entre 1 et 5 mm. L'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante, associée aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique, en coupe, d'un dispositif d'ostéosynthèse conforme à la présente invention, comportant un support muni d'un orifice taraudé et une tige d'ancrage (ici en forme de vis d'ancrage) ; - la figure 2 est une vue agrandie d'une partie de la figure 1 détaillant la structure des filetages complémentaires de tige et de support. Tel qu'illustré schématiquement sur les figures 1 et 2, le dispositif d'ostéosynthèse 1 conforme à l'invention comprend un élément support 2 muni d'un orifice traversant 3, pour la réception d'une tige 4 dont l'une des extrémités est adaptée pour venir s'ancrer dans un matériau osseux de réception. Le support 2 peut prendre toute forme possible. Comme illustré sur la figure 1, il s'agit de préférence d'une plaque métallique de faible épaisseur (par exemple 1 à 5 mm d'épaisseur), présentant une face supérieure 2' et une face inférieure 2", cette dernière étant destinée à venir en contact avec le matériau osseux (non représenté). L'orifice 3 de réception de la tige 4 est formé d'une partie 5 munie d'un filetage 5', d'axe A, surmontée d'une partie non filetée 6. Cette partie non filetée 6, de diamètre plus grand que la partie filetée 5 débouche au niveau de la face supérieure 2' de la plaque support 2 ; elle se compose d'une partie supérieure 6' (débouchant dans la face supérieure 2' du support 2) en forme de surface d'appui tronconique, prolongée, du côté de la partie filetée 5, par une réservation 6" en forme de surface d'appui sphérique. La surface d'appui tronconique 6' se situe donc au-dessus de la partie filetée 5 de l'orifice 3, simplement séparée de l'entrée de cette dernière par la réservation 6", et elle est centrée sur l'axe A de l'orifice 3. La partie filetée 5 débouche au niveau de la face inférieure 2" du support 2. La surface d'appui sphérique 6" est elle aussi centrée sur l'axe A de l'orifice 3. La tige 4 comporte un corps d'extrémité 8 muni d'un filetage 9, destiné à venir s'ancrer dans le matériau osseux de réception. Son autre extrémité comporte une tête 10 formée d'une embase supérieure 11 raccordée à une partie filetée 12 sous-jacente, de diamètre plus petit. L'embase 11 de la tête de tige 10 peut avoir une forme générale circulaire ; elle comporte une surface d'appui inférieure 13 de forme générale tronconique qui est destinée à venir en contact plan avec la surface d'appui tronconique 6' précitée du support 2. Cette surface d'appui 13 est centrée sur l'axe B de la tige 4. Le filetage 12' de la partie filetée 12 est complémentaire du filetage de support 5', de manière à assurer le maintien par vissage de la tige 4 sur son support 2. Sur la figure 1, on remarque que la tête de tige 10 comporte une empreinte axiale 14, en forme d'orifice 6 pans par exemple, destinée aux opérations de vissage (et éventuellement de dévissage) au moyen d'un outil approprié. Dans une variante de réalisation, le corps d'extrémité 8 de la tige 4 peut avoir une surface externe lisse, dépourvue de filetage. Comme indiqué précédemment, la présente invention porte sur la structure particulière des filetages 5', 12' complémentaires de support et de tige, et plus particulièrement sur la troncature importante des extrémités saillantes de ces filetages. Tel qu'illustré sur la figure 2 : Dn correspond au diamètre nominal du système vis/support, c'est-à-dire au diamètre nominal de la partie cylindrique taraudée 5 de l'orifice 3 et de la partie filetée 12 de la tige 4. Df correspond au diamètre sur flancs du système vis/support, c'est-à-dire au diamètre sur flancs de la partie cylindrique taraudée 5 de l'orifice 3 et de la partie filetée 12 de la tige 4. Dff correspond au diamètre de fond de filet de la partie filetée 12 de la tige 4. Dns correspond au diamètre de noyau de la partie filetée 5 de l'orifice 3 du support 2, et De est le diamètre extérieur de la partie filetée 12 de la tige 4. Conformément à l'invention, si : - Atv correspond à la différence entre De et Df, - Asv est la différence entre Dn et Df, - Lits est la différence entre Df et Dns, et - Ass est la différence entre Df et Dff, alors : Atv = 5 à 70 % (de préférence 15 à 50 %) de Lsv et Ats = 5 à 70 % (de préférence 8 à 50 %) de Ass. Les valeurs préférées de ltv et Ats sont, respectivement, de l'ordre de 20 % de Asv et 10 % de ass. Les filetages 5' et 12' du dispositif d'ostéosynthèse illustré sur les figures 1 et 2 sont simples. Pour faciliter encore l'insertion de la partie filetée 12 de la tige 4 dans le trou taraudé 5, les filetages en question peuvent être prévus doubles, triples, voire en nombre supérieur à trois. De manière classique, l'élément support 2 peut comporter une pluralité d'orifices taraudés 3 recevant chacun une tige d'ancrage 4. Comme illustré sur la figure 1, en fin de vissage, la surface d'appui en tronc de cône 13 de la tête de vis 10 vient en appui conique contre la surface d'appui 6' du support 2 ; de plus, l'embase 11 de cette tête de vis 10 est complètement intégrée dans la partie non filetée 6 du support 2 (dans cette position, la partie supérieure de la tête de vis 10 vient affleurer la face supérieure 2' du support 2). Cet appui conique présente des qualités de surface de contact et de compacité intéressantes. Dans une variante de réalisation possible, les surfaces 6', 13 de contact conique entre la tige 4 et le support 2 peuvent être aménagées sous les parties filetées complémentaires 5 et 12. Dans ce cas, la surface d'appui 6' du support 2 est avantageusement prévue à la sortie de la partie filetée 5. Tel qu'illustré sur la figure 3, si le praticien le souhaite, l'orifice 3 du support 2 peut être équipé, en remplacement de la tige d'ancrage 4 à verrouillage mono-axial, d'une vis polyaxiale 15 dont la tête 16 est munie d'une surface d'appui sphérique 17 complémentaire de l'appui sphérique de support 6". Cette vis polyaxiale 15 ne comporte pas de filetage susceptible de coopérer avec le filetage d'orifice 5' du support 2, et elle n'est donc pas verrouillée. Elle permet au praticien de mettre en oeuvre des orientations de vis différentes de celle imposée par le système de verrouillage décrit ci-dessus (voir axe C de la vis 15 non confondu avec l'axe d'orifice A sur la figure 3), notamment pour générer des effets de rappel de fragments osseux lors de l'appui par compression de la tête de vis 17 contre le support 2 (par l'intermédiaire de l'appui sphérique 6"). REVENDICATIONS - 1.- Dispositif d'ostéosynthèse comprenant : - un support (2) muni d'au moins un orifice traversant (3) dont une partie (5) au moins de la hauteur est filetée, laquelle partie filetée (5), d'axe A, de diamètre nominal Dn, de diamètre sur flancs Df et de diamètre de noyau Dns, est associée, au niveau de son entrée ou de sa sortie, à une surface d'appui (6') en tronc de cône centrée sur ledit axe A, et - une tige d'ancrage (4) d'axe longitudinal B, laquelle tige (4) comporte une tête (10) prolongée par un corps apte à venir s'ancrer dans le matériau osseux de réception, ladite tête comprenant une partie filetée (12) formant vis et une surface d'appui (13) en tronc de cône centrée sur ledit axe de tige B, le filetage (12') de ladite partie filetée (12) étant complémentaire de celui (5') dudit orifice de support (3) pour assurer le maintien par vissage de ladite tige (4) sur ledit support (2), ladite partie filetée (12) ayant un diamètre nominal Dn, un diamètre sur flancs Df, un diamètre extérieur De et un diamètre de fond de filet Dff, la progression de ladite tige (4) dans le matériau osseux de réception étant stoppée lors du contact conique entre lesdites surfaces d'appui en tronc de cône dudit support (6') et de ladite tête de tige (13), caractérisé en ce que les extrémités saillantes des filets de vis et de support sont tronquées de telle sorte que : - la différence Lity entre le diamètre extérieur de vis De et le diamètre sur flancs Df est comprise entre 5 et 70 % de la différence Lisv entre le diamètre nominal Dn et le diamètre sur flancs Df, et - la différence Lits entre le diamètre sur flancs Df et le diamètre de noyau Dns est comprise entre 5 et 70 % de la différence Liss entre le diamètre sur flancs Df et le diamètre de fond de filet Dff. 2.- Dispositif d'ostéosynthèse selon la revendication 1, caractérisé en ce que : - la différence Lity entre le diamètre extérieur de vis De et le diamètre sur flancs Df est comprise entre 15 et 50 % de la différence Lisv entre le diamètre nominal Dn et le diamètre sur flancs Df, et - la différence Lits entre le diamètre sur flancs Df et le diamètre de noyau Dns est comprise entre 8 et 50 % de la différence Liss entre le diamètre sur flancs Df et le diamètre de fond de filet Dff. 3.- Dispositif d'ostéosynthèse selon la revendication 2, caractérisé en ce que : - la différence Lity entre le diamètre extérieur de vis De et le diamètre sur flancs Df est de l'ordre de 20 % de la différence Lisv entre le diamètre nominal Dn et le diamètre sur flancs Df, et- la différence Lts entre le diamètre sur flancs Df et le diamètre de noyau Dns est de l'ordre de 10 % de la différence tss entre le diamètre sur flancs Df et le diamètre de fond de filet Dff. 4.- Dispositif d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un filetage (5', 12) double. 5.- Dispositif d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un filetage (5', 12) triple. 6.- Dispositif d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un filetage (5', 12) dont le nombre de filets est supérieur à trois. 7.- Dispositif d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la surface d'appui (6') en tronc de cône du support (2) est ménagée au-dessus de l'orifice taraudé (5), et en ce que la surface d'appui (13) en tronc de cône de la tête de tige (10) est ménagée au-dessus de la partie filetée formant vis (12). 8.- Dispositif d'ostéosynthèse selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'orifice traversant (3) du support (2) comporte une partie supérieure (6) non filetée, surmontant la partie filetée (5), laquelle partie supérieure d'orifice (6) comporte la surface d'appui en tronc de cône (6') et assure l'intégration complète de la partie supérieure (11) de la tête (10) de tige (4) une fois cette dernière convenablement ancrée dans le matériau osseux de réception. 9.- Dispositif d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le support (2) comporte une réservation (6") entre la surface d'appui en tronc de cône (6') et la partie filetée (5) de l'orifice (3), laquelle réservation (6") est en forme de surface d'appui sphérique centrée sur l'axe A de l'orifice (3), ledit orifice (3) étant alors apte à recevoir en remplacement de ladite tige d'ancrage (4) à verrouillage mono-axial, une vis (15) polyaxiale dont la tête (16) comporte un appui sphérique (17) complémentaire dudit appui sphérique de support (6"). 10.- Dispositif d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le support (2) consiste en une plaque métallique dont l'épaisseur est comprise entre 1 et 5 mm.