Brevet FR2941859A1 — publié le 20100813

-1- DESCRIPTION L'invention se rattache au secteur technique des implants orthopédiques, notamment pour arthrodèses et ostéosynthèses. On rappelle qu'un implant d'ostéosynthèse doit servir à maintenir en place deux (ou plus) parties d'un même os fracturé ou coupé par une opération de chirurgie (ostéotomie), le temps nécessaire à la consolidation de cet os (typiquement 3 mois). 10 On rappelle qu'une arthrodèse est le blocage d'une articulation par voie chirurgicale pour souder deux os en un seul, au moyen d'un dispositif d'ostéosynthèse. On rappelle que le but de toute ostéosynthèse et particulièrement dans le cas d'une arthrodèse est d'obtenir une très bonne stabilité aussi bien primaire que secondaire afin 15 d'obtenir la consolidation dans les meilleures conditions, c'est-à-dire dans la position choisie par le chirurgien, en minimisant les problèmes de douleur post-opératoire et les oedèmes, et en raccourcissant autant que faire se peut le temps de consolidation. Pour ce résultat, la stabilité de l'ostéosynthèse liée à l'implant est critique. De plus, 20 l'implant doit également apporter et maintenir une légère compression sur les parties d'os à fusionner, ce qui facilite cette consolidation. Différentes solutions techniques ont été proposées, pour réaliser une telle ostéosynthèse, 25 notamment au niveau des extrémités (pied, main, poignet, cheville, ...). Outre des agrafes classiques ou à mémoire de forme, il est également courant d'utiliser des vis, notamment des vis à double pas permettant la mise en compression. Dans ces vis, le pas de chaque extrémité est différent (pas distal et pas proximal ou de tête), par exemple de 30 0,25 mm par tour, ce qui permet d'obtenir une compression de 1 mm en 4 tours. Ces vis connues peuvent être canulées (montage sur une broche) ou non. Elles sont en général auto-taraudantes, c'est-à-dire qu'elles nécessitent uniquement un pré-perçage. -2- Le brevet 2840799 décrit une vis auto-forante en partie distale mais dans la pratique il est tout de même souvent nécessaire de réaliser un pré-perçage notamment en partie proximale ce qui enlève l'intérêt de l'auto-forant. Par ailleurs les arêtes de coupe sont définies au niveau de l'alésage, ce qui fragilise la vis, c'est-à-dire qu'en pratique les dents ainsi définies cassent très facilement. Un deuxième problème fréquent de ces vis est que leur longueur doit être parfaitement adapté au site osseux (pour ne pas créer de gêne) et donc qu'elles doivent se visser immédiatement au contact de l'os sans repousser celui-ci au niveau distal, tout en assurant un bon ancrage, dès l'extrémité. Ces deux contraintes sont contradictoires : pour un bon ancrage il faut un pas de vis le plus large possible à l'extrémité (extrémité cylindrique), tandis que pour une bonne pénétration il faut une extrémité en pointe (en cône), ce qui affaiblit l'ancrage du pas de vis extrême. Par exemple le brevet EPO 856 293 Al décrit une vis auto-taraudeuse et auto-forante présentant des chanfreins aux extrémités ce qui retire de la tenue à la vis ou oblige à l'enfouir plus profondément afin que l'os soit au niveau où la vis est totalement cylindrique. Par ailleurs l'entaille qui définit les arêtes coupantes est également trop profonde et conduit à une fragilisation et des casses de la vis au niveau du fût. L'invention s'est fixée pour but de remédier à tous ces inconvénients d'une manière simple, fiable, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de définir les critères de réussite pour une vis auto-forante et auto-taraudeuse, compressive permettant une bonne pénétration et assurant un très bon ancrage osseux, sans dépasser de l'os. Une telle vis est spécialement adaptée aux techniques chirurgicales qui prennent appui des deux cotés sur une corticale assez fine (ex ostéotomie métatarsienne de type scarf). Définition : - extrémité distale de la vis renvoie à la partie qui entre en contact en premier avec l'os ; - extrémité proximale (ou tête) correspond à la partie qui se visse en dernier et qui comprend la connexion à un moyen de vissage (tournevis par exemple) ; -3- -fût de la vis : c'est l'âme ou partie globalement cylindrique sur laquelle est positionnée le pas de vis. Invention La vis objet de l'invention est une vis d'ostéosynthèse et d'arthrodèse pour la chirurgie orthopédique notamment de la main et du pied, canulée ou non présentant le long de son axe principal 3 parties successives (une partie distale filetée, une partie centrale ou fût central lisse et une partie proximale ou tête filetée), la partie distale ayant un diamètre légèrement inférieur à celui de la partie proximale et présentant un pas de vis légèrement supérieur à celui de la partie proximale, la zone centrale étant lisse, permettant une mise en compression des deux parties osseuses à souder. Les deux zones filetées (distale et proximale) permettent de réaliser l'ancrage osseux, 15 chacun des 2 filets étant auto-forant et auto-taraudant. L'invention réside dans la réalisation très précise de la partie distale des 2 zones d'ancrage (la première à mordre l'os au vissage) : elles présentent toutes deux un profil extérieur du fût légèrement conique (pour une bonne pénétration, c'est-à-dire plus fin coté distal) sur 20 lesquels est taillé le filetage également conique, et elles comprennent toutes deux (en distale et en proximale plusieurs arêtes coupantes réalisées chacune par une entaille longitudinale dans le pas de vis. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, qui ne saurait toutefois 25 être considérée comme limitative, pour la réalisation des ostéosynthèses au niveau des phalanges des doigts et des orteils et des métatarsiens et métacarpiens, notamment pour la chirurgie correctrice dans la main et le pied. L'ensemble est implantable par voie traditionnelle des vis, après stabilisation de 30 l'ostéotomie par tout instrument adapté (pince ou davier) et à l'aide d'un tournevis adapté, montée sur une broche (vis canulée) ou non (vis non canulée), ou d'un embout de vissage permettant de se connecter à un moteur. -4- Pour tenir compte des caractéristiques anatomiques, les zones d'ancrages sont reliées à la zone médiane servant de résistance (notamment au cisaillement) au niveau du foyer d'ostéosynthèse par des zones de liaisons plus ou moins longues. Le matériau constitutif de l'implant objet de l'invention doit permettre un forage dans l'os et donc présenter une certaine dureté. Il peut donc s'agir de n'importe quel matériau implantable suffisamment dur tel que de l'acier inoxydable, du titane, un alliage CrCo (chrome-cobalt), ... Préférentiellement, l'implant objet de l'invention est réalisé à partir d'un matériau titane tel 10 que le TA6V (alliage titane, aluminium, vanadium). L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures et dessins annexés dans lesquels : 15 -la figure 1 présente un exemple d'implant selon l'invention (vue générale), -la figure 2 présente une coupe longitudinale selon l'axe principal de la vis, figure 2a pour la partie distale et figure 2b pour la partie proximale, -la figure 3 présente une coupe transversale au niveau des arêtes coupantes, figure 3a dans une position de référence et figure 3b après un vissage faible (environ 1/30ème de tour). 20 Description des caractéristiques de l'invention : 25 La figure 1 montre une vue générale de la vis de l'invention qui présente 2 zones d'ancrages (Al en partie distale) et (A2 en partie proximale). L'âme, sur laquelle est positionnée le pas de vis, également appelée fût (f), est globalement cylindrique. Pour la cohérence, (fi) est la partie du fût de la zone (Al) en distal, c'est à dire le corps de la vis abstraction faite des filets, et (f2) est la partie du fût de la zone (A2) en proximal. Chaque 30 zone d'ancrage comporte des filets (P) et est composée d'une zone d'attaque (la première à venir en contact avec l'os et à mordre dedans au vissage) (Ala) en distal, resp. (A2a) en proximal suivi d'une zone de vissage. Les zones d'attaque (Ala) en distal, resp. (A2a) en proximal comprennent chacune plusieurs dents (D) définissant chacune une arête coupante (AR). Ces dents sont réalisées -5- par une saignée ou entaille parallèle à l'axe principal de la vis (AP) afin de créer une arête coupante (AR), intersection de ce fraisage avec le diamètre extérieur du filet de la vis (P). La figure 2a montre une coupe longitudinale de la vis en partie distale. Sur cette coupe on définit (al) comme l'angle entre l'axe principal (AP) et la droite (Dl) reliant les fonds de filets (P), ou correspondant à la surface extérieure du fût (fi) abstraction faite des filets. On définit également l'angle (bl) comme l'angle entre l'axe principal (AP) et la droite (El) reliant les crêtes des filets (P). De la même manière : La figure 2b montre une coupe longitudinale de la vis en partie proximale. Sur cette coupe on définit (a2) comme l'angle entre l'axe principal (AP) et la droite (D2) 15 reliant les fonds de filets (P), ou correspondant à la surface extérieure du fut (f2) abstraction faite des filets. On définit également l'angle (b2) comme l'angle entre l'axe principal (AP) et la droite (E2) reliant les crêtes des filets (P). 20 La figure 3a montre une coupe transversale de la vis dans la zone (Ala), c'est-à-dire au niveau des dents (D). La coupe serait identique dans la zone (A2a) et n'est donc pas représentée. La zone hachurée (f) correspond au fût canulé de la vis. Les dents (D) sont représentées au nombre de 3, et réalisées par enlèvement de matière 25 correspondant au '/2 rectangle (L 1-L2). Les arêtes coupantes (AR) correspondent à l'intersection du segment (L2) avec l'extérieur du filet (P). (AxR) est un axe radial de la vis. La figure 3b montre la même coupe après une rotation faible d'un angle (C). Cet angle (C) 30 correspond à l'angle entre l'axe radial (AxR), passant par l'arête coupante (AR) et le segment (L2). -6- Afin d'obtenir une pénétration correcte, l'extrémité distale du fût ((fl) en distal et (f2) en proximal) (correspondant au fonds de filet) est légèrement conique tant en distal (Al a) qu'en proximal (A2a), d'un angle (al) en distal, resp. (a2) en proximal. Pour garder un bon ancrage cette conicité est minimale surtout en distal. Cette conicité du fût (f) est associée à une conicité de la crête du filet (angle (b 1) en distal, resp. (b2) en proximal) suffisamment importante pour permettre un engrenage immédiat de la vis dès l'initialisation de la perforation. En effet le filet de la vis est taillé au plus bas de l'extrémité (Al a) en distal, resp. (A2a) en proximal sur cette trajectoire conique, c'est-à-dire que la profondeur de filet augmente très rapidement ce qui permet d'avoir une hauteur de filet significative au plus près de l'extrémité. Pour obtenir les caractéristiques recherchées, la présente invention est caractérisée par : 15 -La somme des angles al+bl en distal, a2+b2 en proximal, définis entre, d'une part, l'axe principal de la vis (AP) et la conicité extérieure du fût ((fi) en distal et (f2) en proximal) ((al) en distal, (a2) en proximal) et, d'autre part, entre l'axe principal de la vis (AP) et la ligne de crête des filets (P) du pas de vis ((bl) en distal, (b2) en proximal) est supérieur à 20 450 et -La partie d'attaque (la plus distale) de chaque filet présente une pluralité d'arêtes coupantes (AR) obtenues par enlèvement de matière 25 Dans un mode de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes : -Les arêtes coupantes (AR) sont préférentiellement au nombre de 3. -Préférentiellement la somme des angles (al+bl en distal, resp.a2+b2 en proximal) est 30 comprise entre 50° et 70°. -L'angle (al) en distal est compris entre 4° et 10° et l'angle (a2) en proximal est compris entre 10° et 20°. -7- En pratique, et à titre d'exemple non limitatif, pour une vis de 2 mm de diamètre, le diamètre distal de l'extrémité distale est de 1,8 mm, pour permettre une bonne pénétration. L'angle (al) est de 6°, l'angle (a2) est de 15°, tandis que (b1) est fixé à 50° et (b2) à 40° pour permettre l'ancrage immédiat. C'est-à-dire al+bl=56° et a2+b2= 55°. En vue de coupe transversale, les arêtes coupantes sont obtenues par l'usinage d'un L fermé par le diamètre extérieur du filet (P) de la vis, Ce L est constitué par un grand coté (L1) et un petit coté (L2) (figure 3). 10 Afin de ne pas fragiliser la vis, la position du point d'intersection des segments de droite (L1) et (L2) (point (L)), c'est-à-dire la profondeur de l'entaille, ne vient en aucun cas mordre dans le fût principal. Dans un mode de réalisation avantageux : 15 -La profondeur des arêtes coupantes (AR) est inférieure ou égale à la profondeur du pas de vis. -La profondeur des arêtes coupantes (AR) est égale à la profondeur du pas de vis. 20 Sur la figure 3a, la position du plan défini en coupe transversale par la droite (L2) dont l'intersection avec le filet représente l'arête coupante (AR) est décalé en arrière (ou en négatif) (dans le sens de vissage), par rapport à un axe radial de la vis (AxR) de telle sorte qu'en tournant comme on voit sur la figure 3b, ces arêtes (AR) attaquent l'os avec un angle (C), défini en coupe transversale entre l'axe radial passant par (AR) et la droite (L2). 25 Dans un mode de réalisation avantageux : -Les arêtes coupantes (AR) sont décalées en négatif par rapport à un axe radial à la vis, c'est-à-dire en arrière par rapport au sens de rotation de la vis au vissage. -Les arêtes coupantes (AR) sont décalées en arrière pour présenter un angle d'attaque de 30 l'os au vissage (C) (en distal et en proximal) compris entre 5° et 12°. En pratique à titre d'exemple pour une vis de diamètre nominal 2,5 mm, un décalage faible de 0,15 mm permet d'obtenir un angle (C) de 7°.5 -Pour améliorer l'évacuation de copeaux d'os, une dépouille de 10° en arrière dans le sens du vissage peut être réalisée sur chaque dent (D). -La partie tête peut être entièrement conique pour enfouissement dans l'os ou présenter une 5 tête plate pour prendre appuis sur la surface externe de l'os. REVENDICATIONS1. Vis d'ostéosynthèse et d'arthrodèse pour la chirurgie orthopédique notamment de la main et du pied, canulée ou non, présentant le long de son axe principal (AP) 3 parties successives (une partie distale comprenant des filets (Al), une partie centrale ou fût central lisse (f) et une partie proximale ou tête comprenant des filets (A2), la partie distale ayant un diamètre externe légèrement inférieur à celui de la partie proximale et présentant un pas de vis légèrement supérieur à celui de la partie proximale, permettant une mise en compression des deux parties osseuses à souder, caractérisée en ce que dans les zones d'attaque de l'os tant en partie distale (Al a) qu'en partie proximale (A2a) La somme des angles al+bl en distal, a2+b2 en proximal, définis entre, d'une part, l'axe principal de la vis (AP) et la conicité extérieure du fût ((fi) en distal et (f2) en proximal) ((al) en distal, (a2) en proximal) et, d'autre part, entre l'axe principal de la vis (AP) et la ligne de crête des filets (P) du pas de vis ((bl) en distal, (b2) en proximal est supérieur à 45° et que La partie d'attaque (la plus distale) de chaque filet présente une pluralité d'arêtes coupantes (AR) obtenues par enlèvement de matière. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les arêtes coupantes (AR) sont décalées en négatif par rapport à un axe radial à la vis, c'est-à-dire en arrière par rapport au sens de rotation de la vis au vissage. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les arêtes coupantes (AR) sont décalées en arrière pour présenter un angle d'attaque de l'os au vissage (C) en distal et en proximal) compris entre 5° et 12°. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les arêtes coupantes (AR) sont préférentiellement au nombre de 3. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la profondeur des arêtes coupantes (AR) est inférieure ou égale à la profondeur du pas de vis. 2941859 - 10 - 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la profondeur des arêtes coupantes (AR) est égale à la profondeur du pas de vis. 5 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la somme des angles (a1+b1 en distal, resp.a2+b2 en proximal) est comprise entre 50° et 70°. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'angle 10 (al) en distal est compris entre 4° et 10° et l'angle (a2) en proximal est compris entre 10° et 20°. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les arêtes coupantes (AR) présentent une dépouille de 10° environ en arrière dans le sens 15 de vissage. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que la vis présente une tête plate ou conique.