Brevet FR2929105A1 — publié le 20091002

La présente invention concerne une prothèse de disque intervertébral, notamment pour vertèbres cervicales. Il est connu de réaliser des prothèses de disque intervertébral en deux ou trois éléments. Lorsque la prothèse comprend deux éléments, ces éléments présentent des surfaces articulaires complémentaires, permettant l'articulation directe d'un élément avec l'autre. Lorsque la prothèse comprend trois éléments, les deux éléments ancrés aux vertèbres respectives s'articulent chacun sur un élément intermédiaire de glissement, formant deux surfaces articulaires de coopération avec ces éléments. Les prothèses de disque intervertébral existantes, particulièrement celles destinées aux vertèbres cervicales, ne donnent pas parfaitement satisfaction. En effet, ces prothèses ne reproduisent pas toujours parfaitement les mouvements naturels des vertèbres. De plus, les mouvements répétés qu'elles subissent aboutissent à une usure plus ou moins rapide des surfaces articulaires, lesquelles ont, dans le cas de prothèses de disque cervical, des dimensions réduites. Cette usure conduit à une altération du mouvement articulaire et à une diffusion non souhaitable de particules dans l'organisme du patient. Lorsque la prothèse comprend trois éléments, il existe par ailleurs un 20 risque notable d'expulsion de l'élément intermédiaire. La présente invention vise à remédier à l'ensemble de ces inconvénients. Son objectif principal est donc de fournir une prothèse de disque intervertébral, notamment pour vertèbres cervicales, permettant de parfaitement reproduire les mouvements naturels des vertèbres. 25 Un autre objectif de l'invention est de fournir une prothèse dans laquelle l'usure des surfaces articulaires reste réduite. Un autre objectif encore de l'invention est de fournir une prothèse ayant un risque réduit d'expulsion d'un élément intermédiaire. Un objectif supplémentaire de l'invention est de fournir une prothèse 30 restant relativement simple à assembler. La prothèse concernée comprend, de manière connue en soi, au moins deux éléments destinés à être articulés l'un par rapport à l'autre, dont au moins deux sont aplatis et: destinés à être reliés aux plateaux vertébraux respectifs de deux vertèbres. 35 Selon l'invention, - au moins un des éléments de la prothèse comprend deux parties indépendantes l'une de l'autre, à savoir une première partie et une deuxième partie, dont au moins une inclut une surface articulaire, ladite première partie et ladite deuxième partie comprenant chacune un siège circulaire délimité par une paroi arquée ; - ledit élément comprend un anneau torique en matière élastiquement déformable ; et - l'un desdits sièges est dimensionné pour recevoir une partie radialement extérieure de cet anneau tandis que l'autre siège est dimensionné pour recevoir une partie radialement intérieure de cet anneau. La prothèse selon l'invention comprend ainsi un anneau torique en matière élastiquement déformable, interposé entre une première partie et une deuxième partie d'un élément, qui permet un mouvement amorti de cette deuxième partie par rapport à cette première partie, et donc, globalement, un mouvement amorti d'un élément aplati par rapport à l'autre autre élément aplati. Cet amortissement se produit à la fois lors d'un mouvement ayant une composante principale orientée selon une direction substantiellement perpendiculaire au plan dans lequel s'étend un élément aplati, et lors d'un mouvement ayant une composante principale dirigée selon une direction substantiellement parallèle à ce même plan. Le premier mouvement est donc celui s'exerçant, après implantation, selon l'axe longitudinal de la colonne vertébrale, en "compression" des vertèbres ; le deuxième mouvement est celui s'exerçant, après implantation, substantiellement perpendiculairement à l'axe longitudinal de la colonne vertébrale, selon une direction pouvant être antéropostérieure, ou transverse, ou combinant un déplacement antéropostérieur et transverse. Cette double possibilité de mouvement amorti s'avère permettre de mieux reproduire les mouvements naturels des vertèbres et de réduire substantiellement l'usure des surfaces articulaires de la prothèse. La forme circulaire des sièges assure à l'anneau un large appui contre ladite première partie et ladite deuxième partie, prévenant l'usure ou la détérioration de cet anneau nonobstant les mouvements répétés que subit la prothèse. La prothèse selon l'invention peut être du type précité en deux éléments, auquel cas ladite première partie forme une pièce aplatie destinée à être reliée à une vertèbre et ladite deuxième partie inclut la surface articulaire que comprend l'élément en deux parties. La prothèse peut également être du type précité comprenant trois éléments ; ledit élément en deux parties est alors de préférence l'élément intermédiaire, ladite première partie comprenant l'une des surfaces articulaires que comprend cet élément intermédiaire, et ladite deuxième partie incluant l'autre surface articulaire que comprend cet élément intermédiaire. La prothèse selon l'invention, lorsqu'elle est en trois éléments, s'avère permettre de réduire dans une certaine mesure le risque d'expulsion de l'élément intermédiaire grâce à la double possibilité précitée de mouvement amorti. De préférence, chacune desdites parois arquées s'étend, vue en section transversale, sur un arc correspondant à un angle de plus de 90 degrés, de telle sorte que l'anneau doive être déformé élastiquement pour pouvoir être inséré dans le siège délimité par cette paroi, et donc que cette paroi soit rétentive de l'anneau. Les deux sièges sont ainsi rétentifs, et l'anneau est "encliqueté" dans ces deux sièges pour réaliser l'assemblage de ladite deuxième partie à ladite première partie. L'assemblage de la prothèse est, de cette manière, réalisé de manière simple et facile. Selon une forme de réalisation simple de l'invention, le siège recevant la partie radialement extérieure de l'anneau est aménagé dans ladite première partie tandis que le siège recevant la partie radialement intérieure de l'anneau est aménagé dans ladite deuxième partie. Ladite deuxième partie est ainsi circonscrite par ladite première partie. Selon un autre aspect de l'invention, lorsque la prothèse comprend trois éléments tels que précités, c'est-à-dire deux éléments aplatis et un élément intermédiaire, - l'élément aplati destiné à être relié à la vertèbre sus-jacente comprend une surface articulaire sphérique et concave, et l'élément intermédiaire comprend une surface articulaire conjuguée, sphérique et convexe, et - l'élément aplati destiné à être relié à la vertèbre sous-jacente comprend une surface articulaire cylindrique et concave, dont la génératrice est dirigée, après implantation, dans la direction antéropostérieure, et l'élément intermédiaire comprend une surface articulaire conjuguée, cylindrique et convexe. Cette structure s'avère permettre une reproduction du mouvement naturel des vertèbres dans les meilleures conditions, en particulier en combinaison 5 avec la possibilité de mouvement amorti précitée. De préférence, dans ce cas, - le rayon générant les surfaces articulaires sphériques de l'élément aplati destiné à être relié à la vertèbre sus-jacente et de l'élément intermédiaire est tel que le centre de rotation permis par ces surfaces est situé, après implantation, 10 en dessous du plal:eau vertébral de la vertèbre sous-jacente, et - le rayon générant les surfaces articulaires cylindriques de l'élément apla.`.i destiné à être relié à la vertèbre sous-jacente et de l'élément intermédiaire est tel que le centre de rotation permis par ces surfaces est situé, après implantation, au-dessus du plateau vertébral de la vertèbre sus-jacente. 15 La prothèse ainsi conformée reproduit le mouvement anatomique dans les meilleures conditions. De préférence, ladite surface articulaire cylindrique et concave a une dimension, dans la direction antéropostérieure, supérieure à la dimension dans la direction antéropostérieure de ladite surface articulaire conjuguée de 20 l'élément intermédiaire, de telle sorte que cet élément intermédiaire soit mobile dans la direction antéropostérieure par rapport à l'élément aplati destiné à être relié à la vertèbre sous-jacente. Cette mobilité est également favorable à la reproduction du mouvement anatomique dans les meilleures conditions. 25 Ladite surface articulaire cylindrique et concave et ladite surface articulaire conjuguée peuvent être congruentes, lesdites surfaces articulaires sphériques être congruentes, et ces différentes surfaces articulaires avoir des rayons de courbure identiques. Ladite surface articulaire cylindrique et concave et ladite surface articulaire 30 conjuguée peuvent être congruentes, lesdites surfaces articulaires sphériques peuvent être congruentes, et le rayon de courbure de ladite surface articulaire cylindrique et concave et de ladite surface articulaire conjuguée peut être différent du rayon de courbure desdites surfaces articulaires sphériques. L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages 35 de celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation possibles de la prothèse qu'elle concerne. La figure 1 en est une vue en perspective, avant montage, selon une forme de réalisation ; la figure 2 en est une vue similaire à la figure 1, selon un autre angle de vue ; la figure 3 en est une vue de côté ; la figure 4 en est une vue similaire à la figure 3, en coupe selon un plan antéropostérieur médian ; la figure 5 en est une vue similaire à la figure 4, dans une position des éléments constituant la prothèse correspondant à une flexion de la colonne vertébrale ; la figure 6 en est une vue similaire à la figure 4, dans une position des éléments constituant la prothèse correspondant à une extension de la colonne 15 vertébrale ; la figure 7 en est une vue similaire à la figure 4, dans une position des éléments constituant la prothèse correspondant à un mouvement de la colonne vertébrale en compression, c'est-à-dire selon l'axe de cette colonne vertébrale ; la figure 8 en est une vue en coupe selon un plan transverse médian, 20 dans une position des éléments constituant la prothèse correspondant à une inflexion latérale de la colonne vertébrale ; les figures 9 et 10 en sont des vues après implantation sur des vertèbres en coupe verticale, respectivement dans le plan frontal et dans le plan sagittal ; la figure 11 est une vue de la prothèse selon une autre forme de 25 réalisation, en coupe verticale, et la figure 12 est une vue de la prothèse selon encore une autre forme de réalisation, également en coupe verticale. Les figures 1 à 8 représentent une prothèse 1 de disque intervertébral, notamment pour des vertèbres cervicales, comprenant deux éléments 30 aplatis 2, 3 destinés à être ancrés aux vertèbres respectives, et un élément intermédiaire 4 sur lequel les éléments 2, 3 sont destinés à s'articuler. Comme cela apparaît sur les figures 9 et 10, l'élément 2 est destiné à être relié à la vertèbre 100 sous-jacente et comprend à cet effet, sur sa face destinée à prendre appui contre le plateau de cette vertèbre, des reliefs 5 35 favorisant l'accrochage de cet élément 2 à ce plateau. Sur sa face opposée, l'élément 2 comprend une cavité articulaire délimitée par une surface 6 cylindrique et concave, dont la génératrice est dirigée, après implantation, dans la direction antéropostérieure. Le rayon de génération de cette surface 6 a une longueur de 6 à 15 mm pour une prothèse de disque cervical, de sorte que le centre de génération de cette surface se trouve nettement au-dessus de l'élément 3, étant situé, après implantation, au-dessus du plateau vertébral de la vertèbre sus-jacente. Ladite cavité articulaire a une dimension, dans la direction antéropostérieure, supérieure à la dimension dans la direction antéropostérieure de ladite surface articulaire conjuguée 15 décrite plus loin, de l'élément intermédiaire 4, de telle sorte que cet élément intermédiaire 4 soit mobile dans la direction antéropostérieure par rapport à l'élément 2. L'élément 3 est destiné à être relié à la vertèbre sus-jacente et comprend de la même manière, sur sa face destinée à venir contre le plateau de cette vertèbre, des reliefs 7 favorisant l'accrochage de cet élément 3 à ce plateau. Sur sa face opposée, l'élément 3 comprend une cavité articulaire délimitée par une surface 8 sphérique et concave. Le rayon de génération de cette surface a une longueur de 6 à 15 mm pour une prothèse de disque cervical, de sorte que le centre de génération de cette surface se trouve nettement au-dessous de l'élément 2, étant situé, après implantation, au-dessous du plateau vertébral de la vertèbre sous-jacente. L'élément intermédiaire 4 comprend deux parties 10, 11 indépendantes l'une de l'autre, à savoir une première partie 10 et une deuxième partie 11, et un anneau torique 12 en matière élastiquement déformable. Les parties 10 et 11, comme les éléments 2 et 3, sont notamment réalisées en un matériau rigide biocompatible, tel qu'en céramique, el: l'anneau 12 est en un matériau élastique biocompatible tel qu'en silicone biocompatible. Comme cela est plus particulièrement visible sur les figures 4 et 8, la première partie 10 comprend un fond et une paroi périphérique. Ce fond forme une surface inférieure 15 cylindrique et convexe, congruente de la surface 6. La paroi périphérique comprend, sur sa face interne, un évidement circulaire 16 délimité par une paroi arquée, formant un siège dimensionné pour recevoir une partie radialement extérieure de l'anneau 12. II apparaît sur la figure 4 que cette paroi arquée s'étend, vue en section transversale, sur un arc correspondant à un angle de l'ordre de 110 degrés. La deuxième partie 11 est circulaire et comprend une face supérieure 17 sphérique et convexe, congruente de la surface 8, et un évidement périphérique circulaire 18. Cet évidement 18 est délimité par une paroi arquée, formant un siège dimensionné pour recevoir une partie radialement intérieure de l'anneau 12. II apparaît sur la figure 4 que cette paroi arquée s'étend, vue en section transversale, sur un arc correspondant à un angle de l'ordre de 110 degrés. L'anneau 12 doit ainsi être légèrement déformé élastiquement pour pouvoir être inséré dans les sièges formés par les évidements 16 et 18, lesdites parois arquées étant ainsi rétentives de cet anneau. Ce dernier permet ainsi de réaliser l'assemblage de ladite deuxième partie 11 à la première partie 10, et donc de constituer l'élément 4 de manière simple et rapide. Comme le montrent les figures 5 à 8, les faces sphériques 8 et 17 permettent un mouvement articulaire de l'élément 3 par rapport à l'élément 4 dans le sens antéropostérieur (cf. figures 5 et 6) et un mouvement articulaire dans le sens transversal (cf. figure 8) ; les faces cylindriques 6 et 15 permettent un mouvement articulaire de l'élément 4 par rapport à l'élément 2 dans le sens transversal (cf. figure 8). Ces différents mouvements se combinent selon les mouvements des vertèbres, et la prothèse 1, ainsi conformée, s'avère permettre une reproduction du mouvement naturel des vertèbres dans les meilleures conditions. Cette prothèse 1 permet de plus de réduire notablement le risque d'expulsion de l'élément intermédiaire 4 grâce à la double possibilité de mouvement amorti rendu possible par l'anneau torique 12, à savoir lors d'un mouvement ayant une composante principale orientée selon une direction substantiellement perpendiculaire au plan dans lequel s'étend un élément aplati 2, 3 (compression axiale de l'anneau 12, cf. figure 7), et lors d'un mouvement ayant une composante principale dirigée selon une direction substantiellement parallèle à ce même plan (compression radiale de l'anneau 12). Le premier mouvement est donc celui s'exerçant, après implantation, selon l'axe longitudinal de la colonne vertébrale ; le deuxième mouvement est celui s'exerçant, après implantation, substantiellernen.: perpendiculairement à l'axe longitudinal de la colonne vertébrale, selon une direction pouvant être antéropostérieure, ou transverse, ou combinant un déplacement antéropostérieur et transverse. Lors de ces compressions axiale et radiale de l'anneau 12, la forme circulaire des sièges que forment les évidements 16 et 18 assure à cet anneau un large appui contre ladite deuxième partie 11 et ladite première partie 10, prévenant l'usure ou la détérioration de cet anneau. La prothèse 1 décrite ci-dessus est une prothèse comprenant trois éléments, c'est-à-dire avec interposition d'un élément intermédiaire 4 entre les éléments aplatis 2 et 3 fixés aux vertèbres. Les figures 1 et 12 montrent deux exemples de mise en oeuvre de l'invention sur des prothèses en deux éléments aplatis 2, 3, c'est-à-dire avec articulation des éléments :2 et 3 directement l'un sur l'autre. Dans l'exemple de réalisation montré sur la figure 11, l'élément supérieur 3 est en deux parties 10, 11 avec l'anneau 12 entre celles-ci; dans 15 l'exemple réalisation montré sur la figure 12, c'est l'élément inférieur 2 qui est en deux parties 10, 11. Comme cela apparaît de ce qui précède, l'invention fournit une prothèse de disque intervertébral, notamment pour vertèbres cervicales, ayant des avantages déterminants par rapport aux prothèses homologues de la technique 20 antérieure, en particulier ceux d'avoir une usure des surfaces articulaires restant réduite, d'avoir un risque réduit d'expulsion de l'élément intermédiaire, lorsqu'elle comprend un tel élément, et de rester relativement simple et rapide à assembler. L'invention a été décrite ci-dessus en référence à une forme de réalisation 25 donnée à titre de pur exemple. Il va de soi qu'elle n'est pas limitée à cette forme de réalisation mais qu'elle s'étend à toutes les formes de réalisation couvertes par les revendications ci-annexées. Ainsi, la prothèse pourrait ne pas comprendre d'élément intermédiaire, auquel cas au moins un de ses éléments aplatis comprendrait deux parties indépendantes l'une de l'autre, à savoir une 30 première partie destinée à être reliée au plateau de la vertèbre et une deuxième partie incluant la surface articulaire que comprend cet élément, ledit anneau étant placé entre cette première partie et cette deuxième partie. REVENDICATIONS1 û Prothèse (1) de disque intervertébral, notamment pour vertèbres cervicales, comprenant au moins deux éléments (2, 3, 4) destinés à être articulés l'un par rapport à l'autre, dont au moins deux sont aplatis et destinés à être reliés aux plateaux vertébraux respectifs de deux vertèbres (100), caractérisée : - en ce qu'au moins un des éléments (2, 3, 4) de la prothèse (1) comprend deux parties (10, 11) indépendantes l'une de l'autre, à savoir une première partie (10) et une deuxième partie (11), dont au moins une inclut une surface articulaire (17), ladite première partie (10) et ladite deuxième partie (11) comprenant chacune un siège circulaire délimité par une paroi arquée ; - en ce que ledit élément (2, 3 ,4) comprend un anneau torique (12) en matière élastiquement déformable ; et - en ce que l'un desdits sièges est dimensionné pour recevoir une partie radialement extérieure de cet anneau (12) tandis que l'autre siège est dimensionné pour recevoir une partie radialement intérieure de cet anneau (12). 2 û Prothèse (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est constituée de deux éléments aplatis (2, 3), dont l'un (2 ou 3) comprend les deux parties (10, 11) indépendantes, ladite première partie formant ledit élément aplati (2 ou 3) et la deuxième partie incluant ladite surface articulaire. 3 û Prothèse (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est en trois éléments (2, 3, 4), dont deux éléments aplatis (2, 3) destinés à être reliés aux vertèbres (100) et un élément intermédiaire (4), ledit élément en deux parties (10, 11) étant l'élément intermédiaire (4), ladite première partie (10) comprenant l'une des surfaces articulaires (15) que comprend cet élément intermédiaire (4) et ladite deuxième partie (11) incluant l'autre surface articulaire (17) que comprend cet élément intermédiaire (4). 4 û Prothèse (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chacune desdites parois arquées s'étend, vue en section transversale, sur un arc correspondant à un angle de plus de 90 degrés, de telle sorte que l'anneau (12) doive être déformé élastiquement pour pouvoir être inséré dans le siège délimité par cette paroi, et donc que cette paroi soit rétentive de cet anneau (12). 5 û Prothèse (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce 35 que le siège recevant la partie radialement extérieure de l'anneau (12) estaménagé dans ladite première partie (10) tandis que le siège recevant la partie radialement intérieure de l'anneau (12) est aménagé dans ladite deuxième partie (11). 6 û Prothèse (1) selon l'une des revendications 1, 3, 4 ou 5, comprenant trois éléments, c'est-à-dire deux éléments aplatis (2, 3) et un élément intermédiaire (4), caractérisée en ce que : - l'élément aplati (3) destiné à être relié à la vertèbre (100) sus-jacente comprend une surface articulaire (8) sphérique et concave, et l'élément intermédiaire (4) comprend une surface articulaire conjuguée (17), sphérique et convexe, et - l'élément aplati (2) destiné à être relié à la vertèbre (100) sous-jacente comprend une surface articulaire (6) cylindrique et concave, dont la génératrice est dirigée, après implantation, dans la direction antéropostérieure, et l'élément intermédiaire (4) comprend une surface articulaire conjuguée (15), cylindrique et convexe. 7 û Prothèse (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que : - le rayon générant les surfaces articulaires sphériques (8, 17) de l'élément aplati (3) destiné à être relié à la vertèbre (100) sus-jacente et de l'élément intermédiaire (4) est tel que le centre de rotation permis par ces surfaces est situé, après implantation, en dessous du plateau vertébral de la vertèbre (100) sous-jacente, et - le rayon générant les surfaces articulaires cylindriques (6, 15) de l'élément aplati (2) destiné à être relié à la vertèbre (100) sous-jacente et de l'élément intermédiaire (4) est tel que le centre de rotation permis par ces surfaces est situé, après implantation, au-dessus du plateau vertébral de la vertèbre (100) sus-jacente. 8 û Prothèse (1) selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisée en ce que ladite surface articulaire cylindrique et concave (6) a une dimension, dans la direction antéropostérieure, supérieure à la dimension dans la direction antéropostérieure de ladite surface articulaire conjuguée (15) de l'élément intermédiaire (4), de telle sorte que cet élément intermédiaire (4) soit mobile dans la direction antéropostérieure par rapport à. l'élément aplati (2) destiné à être relié à la vertèbre (100) sous-jacente. 9 û Prothèse (1) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que ladite surface articulaire cylindrique et concave (6) et ladite surfacearticulaire conjuguée (15) sont congruentes, lesdites surfaces articulaires sphériques (8, 17) sont congruentes, et ces différentes surfaces articulaires (6, 15 ; 8, 17) ont des rayons de courbure identiques. 10 ù Prothèse (1) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que ladite surface articulaire cylindrique et concave (6) et ladite surface articulaire conjuguée (15) sont congruentes, lesdites surfaces articulaires sphériques (8, 17) sont congruentes, et en ce que le rayon de courbure de ladite surface articulaire cylindrique et concave (6) et de ladite surface articulaire conjuguée (15) est différent du rayon de courbure desdites surfaces articulaires sphériques (8, 17).