Brevet FR2934771A1 — publié le 20100212

La présente invention concerne une prothèse de disque intervertébral destinée à être substituée aux disques fibro-cartilagineux assurant la liaison entre les vertèbres de la colonne vertébrale, en particulier au niveau du rachis cervical. Dans ce domaine, un grand nombre de prothèses antérieures ont déjà été réalisées. Toutefois, une partie de ces prothèses peuvent entraîner des effets indésirables chez les patients munis desdites prothèses. En effet, si elles sont réalisées en materiau trop compressible ou bien si elles permettent aux différentes pièces constituant lesdites prothèses d'avoir un mouvement trop important les unes par rapport aux autres, il y a un risque d'éjection d'au moins une partie de la prothèse vers l'extérieur des vertèbres. En outre, la littérature fait apparaître que la plupart de ces prothèses ne reproduisent pas correctement la cinématique de l'unité vertébrale avec un positionnement en cyphose segmentaire progressive expliquant les contraintes de charges exercées sur les articulations inter-apophysaires postérieures (couramment dénommées articulaires postérieures) entraînent un risque élevé de développement d'arthrose au niveau de ces articulaires postérieures. La principale difficulté est de réussir à contrôler les mouvements relatifs des différentes pièces constituant ces prothèses. A cet égard, la présente invention a pour but de pallier certains inconvénients de l'art antérieur en proposant un nouveau type de disque intervertébral de conception simple, qui permette de contrôler les mouvements des différentes pièces constituant ladite prothèse afin d'éviter de soumettre les articulaires postérieures à des contraintes de charge trop importantes. En outre, la prothèse selon l'invention présente une cinématique auto-centrant et auto-stabilisant les éléments prothétiques, LEMLA1-FR-1 TEXTE DEPOSE_RG-SL assurant une localisation physiologique des centres instantanés de rotation. A cet égard, la présente invention concerne une prothèse de disque intervertébral comprenant au moins trois pièces dont un premier plateau dit plateau supérieur, un second plateau dit plateau inférieur, et un noyau mobile disposé entre lesdits plateaux, remarquable en ce que le noyau mobile comporte une surface concave de contact avec le plateau supérieur et une surface convexe de contact avec le plateau inférieur, chacune desdites surfaces étant déterminées par un rayon de courbure distinct, le rayon de courbure de la surface concave étant inférieur à celui de la surface convexe, les centres desdits rayons de courbure étant situés sur l'axe de symétrie radiale du noyau central et placés du même côté de la prothèse, celui du plateau supérieur. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue avant en perspective de la prothèse assemblée selon un angle 3/4 supérieur, - la figure 2 est une vue arrière en perspective de la prothèse assemblée selon un angle 3/4 supérieur, la figure 3 est une vue avant en perspective 25 éclatée selon un angle 3/4 supérieur, la figure 4 est une vue en coupe partielle dans le plan sagittal de la prothèse, - la figure 5 est une vue schématique semblable à la figure 4 représentant la compensation des déplacements des 30 différents éléments de la prothèse, - la figure 6 est une vue schématique semblable à la figure 4 représentant une première variante de la prothèse avec des butées, - la figure 7 est une vue schématique semblable à la LEMLA1-FR-1 TEXTE DEPOSE_RC-SL - 3 - figure 4 représentant une deuxième variante de la prothèse avec des butées. En référence aux figures 1 à 4, la prothèse 1 de disque intervertébral, selon l'invention, comprend au moins trois pièces, dont un premier plateau dit plateau supérieur 2, un second plateau dit plateau inférieur 3, et un noyau mobile 4 disposé entre les deux plateaux 2,3, le plateau supérieur 2 et le plateau inférieur 3 s'articulant l'un par rapport à l'autre. Ainsi, le plateau supérieur 2 comprend un corps central 21 globalement plat dont la forme et les dimensions sont semblables à celles de la vertèbre du rachis cervical située au-dessus dudit plateau supérieur 2. Afin de s'adapter à ladite vertèbre et de permettre l'ancrage dudit plateau supérieur 2 au niveau osseux, la face supérieure 22 dudit corps central 21 est, d'une part, légèrement bombée et, d'autre part, munie de moyens d'ancrage 23. Dans une mode de réalisation préférentiel, les moyens d'ancrage 23 sont des dents 24 en saillie issues perpendiculairement de ladite face supérieure 22, sensiblement parallèles entre elles, perpendiculaires au plan sagittal de la prothèse 1 et dont la section à une forme générale de trapèze régulier. Le plateau supérieur 2 comporte également sur au moins une partie de la face inférieure 25 dudit corps central 21 une surface convexe 26, avantageusement en forme de calotte sphérique disposée au voisinage du milieu de ladite face inférieure 25. De façon analogue, le plateau inférieur 3 comprend un corps central 31 globalement plat dont la forme et les dimensions sont semblables à celles de la vertèbre du rachis cervical située sous ledit plateau inférieur 3. Afin de bien s'adapter à la vertèbre et de permettre l'ancrage dudit plateau inférieur 3 avec le milieu osseux, la face inférieure 32 dudit corps central 31 est, d'une part, LEMLA1-FR-1 TEXTE REPOSE RG-SL - 4 - globalement plate et, d'autre part, munie de moyens d'ancrage 33. Dans une mode de réalisation préférentiel, les moyens d'ancrage 33 sont des dents 34 semblables aux dents 24 du plateau supérieur 2 décrites précédemment. Le plateau inférieur 3 comporte également sur au moins une partie de la face supérieure 35 dudit corps central 31 une surface concave 36, avantageusement en forme de calotte sphérique disposée au voisinage du milieu de ladite face supérieure 35. Pour améliorer le contact et la prise dans l'os des dents 24,34, on pourra, par exemple, avoir une interface de type hydroxyapathite. Le noyau mobile 4 comporte une face supérieure 41, une face inférieure 42 et une face périphérique 43 qui relie entre elles les faces supérieure et inférieure 41,42. Dans une mode de réalisation préférentiel, cette face périphérique 43 est de forme globalement tronconique. Pour obtenir une articulation entre le plateau supérieur 2 et le plateau inférieur 3 autour du noyau mobile 4, on comprend que le plateau supérieur 2, le plateau inférieur 3 et le noyau mobile 4 doivent être tels que la face supérieure 41 du noyau mobile 4 est en contact avec la surface convexe 26 de la face inférieure 25 du plateau supérieur 2 et que la face inférieure 42 du noyau mobile 4 est en contact avec la surface concave 36 de la face supérieure 35 du plateau inférieur 3. Une telle configuration permet d'avoir un déplacement relatif entre les plateaux supérieur et inférieur 2,3 et le noyau mobile 4. Pour ce faire, le noyau mobile 4 comporte, d'une part, sur au moins une partie de sa face supérieure 41, une surface concave 44 sphérique de rayon de courbure sensiblement égal à celui de la surface convexe 26 de la surface inférieure 25 du plateau supérieur 2, et, d'autre LEMLA1-FR-1 TEXTE DEPOSE RG-SL part, sur au moins une partie de sa face inférieure 41, une surface convexe 45 sphérique de rayon de courbure sensiblement égal à celui de la surface concave 36 de la surface supérieure 35 du plateau inférieur 3. Dans une mode de réalisation préférentiel, la surface concave 44 et la surface convexe 45 couvrent respectivement la totalité de la face supérieure 41 et de la face inférieure 42 du noyau mobile 4. En outre, le noyau mobile 4 possède de préférence un axe de symétrie radiale de manière à avoir les centres des rayons de courbure de ses faces supérieure et inférieure 41,42 situés sur ledit axe de symétrie et placés du même côté de la prothèse, à savoir celui du plateau supérieur 2. Enfin, le rayon de courbure de la face inférieure 42 est supérieur à celui de la face supérieure 41 et la distance entre les centres des rayons de courbure, qui est conditionnée par l'espace intervertébral, est avantageusement la plus réduite possible. L'Homme de l'Art n'aura aucune difficulté à dimensionner lesdits rayons de courbures et par conséquent à obtenir des vitesses de déplacement relatives des différents éléments constitutifs de la prothèse 1, permettant à ladite prothèse 1 d'être auto-adaptative et auto-stable. En outre, on comprend bien que lesdits rayons peuvent être variables en fonction de la position de la prothèse 1 le long de la colonne vertébrale, car les vitesses de déplacement relatives sont elles aussi fonction de ladite position. Cette configuration permet l'auto-centrage du noyau mobile 4 et l'auto-adaptation de la prothèse 1 afin de respecter la cinématique physiologique naturelle du rachis cervical. En effet, en référence à la figure 5, lors du LEMLA1-FR-t _TEXTE DEPOSE RG-SL - 6 mouvement du rachis cervical et sous l'action des efforts transmis par les vertèbres adjacentes, la prothèse 1 passe, par exemple, d'une position de repos, représentée en trait fort sur la figure, à une position de travail, représentée en trait pointillé sur la figure. On comprend alors bien que le noyau mobile 4, en se déplaçant, va compenser le déplacement du plateau supérieur 2 par rapport au plateau inférieur 3. La prothèse 1, selon l'invention, permet ainsi un contrôle et une limitation des efforts exercés sur les articulaires antérieurs et postérieurs en évitant alors les problèmes d'hyperpression. Les plateaux supérieur et inférieur 2,3 et le noyau mobile 4 sont avantageusement réalisés à partir de matériaux non métalliques pour permettre de réaliser des IRM afin de contrôler notamment la moelle épinière. Ainsi, de préférence, les plateaux supérieur et inférieur 2,3 sont en polyetheretherketone et le noyau mobile 4 en céramique. Ces deux matériaux ont également pour avantage d'avoir entre eux un coefficient de frottement faible permettant un glissement facile des pièces les unes contre les autres et ainsi une bonne articulation des plateaux supérieur et inférieur 2,3 sur le noyau mobile 4. L'Homme de l'Art n'aura aucune difficulté à dimensionner les différents éléments constitutifs de la prothèse 1 selon l'invention, en respectant notamment les épaisseurs minimales liées à la nature des matériaux utilisés. Ainsi, par exemple, pour le plateau inférieur 3, on ne descendra pas en dessous de 1,3 millimètre entre le fond de la forme concave 35 et la face inférieure 32. En outre, on comprend que suivant la morphologie du patient et notamment l'espace intervertébral, il est nécessaire d'avoir une prothèse 1 disponible sous différentes dimensions. Pour jouer sur la hauteur totale de la prothèse 1, on modifiera uniquement l'épaisseur du noyau LEMLA1-FR-1_TEXTE DEPOSE_RG-SL - 7 - mobile 4. Selon une première variante de réalisation et en référence à la figure 6, pour limiter le risque d'éjection d'au moins une partie de la prothèse 1 et le débattement d'un plateau par rapport à l'autre, le plateau supérieur 2 comporte, en périphérie de sa surface convexe 26 sur sa face inférieure 25, des butées dans au moins les deux directions latéro-latérale et antéro-postérieure par rapport au positionnement de la prothèse 1 sur la colonne vertébrale. Ces butées sont avantageusement obtenues grâce à une gorge 27 réalisée dans la face inférieure 25 autour de sa surface convexe 26 sphérique. De même, en référence à la figure 7, selon une deuxième variante de réalisation, le plateau inférieur 3 comporte, en périphérie de sa surface concave 36 sur sa face supérieure 35, des butées dans au moins les deux directions latéro-latérale et antéro-postérieure par rapport au positionnement de la prothèse 1 sur la colonne vertébrale. Ces butées sont avantageusement obtenues par un rebord périphérique 37 réalisé sur la face supérieure 35 autour de sa surface concave 36 sphérique. Enfin, il va de soi que la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation préférentiel et à la mise en oeuvre décrits, et elle peut être modifiée ou adaptée en fonction des besoins ou des exigences particulières, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. LEMLAI-FR-1 TEXTE DEPOSE RG-SL REVENDICATIONS1 - Prothèse (1) de disque intervertébral comprenant au moins trois pièces dont un premier plateau dit plateau supérieur (2), un second plateau dit plateau inférieur (3), et un noyau mobile (4) disposé entre lesdits plateaux (2,3), caractérisée en ce que le noyau mobile (4) comporte une surface concave (44) de contact avec le plateau supérieur (2) et une surface convexe (45) de contact avec le plateau inférieur (3), chacune desdites surfaces étant déterminées par un rayon de courbure distinct, le rayon de courbure de la surface concave (44) étant inférieur à celui de la surface convexe (45), les centres desdits rayons de courbure étant situés sur l'axe de symétrie radiale du noyau central et placés du même côté de la prothèse (1), celui du plateau supérieur (2). 2 - Prothèse (1) de disque intervertébral, selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau supérieur (2) comprend un corps central (21) qui comporte sur sa face supérieure (22) des moyens d'ancrage (23) et au voisinage du milieu de sa face inférieure (25) une surface convexe (26) en forme de calotte sphérique dont le rayon de courbure est sensiblement égal à celui de la surface concave (44) du noyau mobile (4). 3 - Prothèse (1) de disque intervertébral, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le plateau inférieur (3) comprend un corps central (31) qui comporte sur sa face inférieure (32) des moyens d'ancrage (33) et, au voisinage du milieu de sa face supérieure (35), une surface concave (36) en forme de calotte sphérique dont le rayon de courbure est sensiblement égal à celui de la surface convexe (45) du noyau mobile (4). LEMLA1-FR-1_TEXTE DEPOSE_RG-SL 4 - Prothèse (1) de disque intervertébral, selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les moyens d'ancrage (23,33) sont des dents (24,34) parallèles entre elles, perpendiculaires au plan sagittal de ladite prothèse (1) et dont la section à une forme générale de trapèze régulier. 5 - Prothèse (1) de disque intervertébral, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le plateau inférieur (3) comporte des butées dans au moins les deux directions latérolatérale et antéro-postérieure. 6 - Prothèse (1) de disque intervertébral, selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les butées sont obtenues par un rebord périphérique (37) réalisé sur la face supérieure (35) dudit plateau inférieur (3) autour de la surface concave (36). 7 - Prothèse (1) de disque intervertébral, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le plateau supérieur (2) comporte des butées dans au moins les deux directions latéro-latérale et antéro- postérieure. 8 - Prothèse (1) de disque intervertébral, selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les butées sont obtenues grâce à une gorge (27) réalisée dans la face inférieure (25) autour de sa surface convexe (26). 9 - Prothèse (1) de disque intervertébral, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les plateaux supérieur et LEMLA 1 -FR-i TEXTE DEPOSE RG-SLférieur (2,3) sont réalisés en polyetheretherketone. 10 - Prothèse (1) de disque intervertébral, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le noyau mobile (4) est réalisé en céramique. LEML.A'-FR-t TEXTE DEPOSE RG-SL