Brevet FR2937531A1 — publié le 20100430

Système d'ostéosynthèse rachidienne L'invention concerne un système d'ostéosynthèse rachidienne. Les systèmes traditionnels d'ostéosynthèse rachidienne comprennent en général deux tiges longitudinales parallèles, fixées par des crochets ou des vis pédiculaires sur les vertèbres à réunir, et des éléments de liaison transversale entre les deux tiges, ces tiges étant immobilisées sur les crochets et les vis pédiculaires, en général par serrage d'écrous. Ces systèmes présentent un certain nombre d'inconvénients : - ils forment des ensembles rigides et indéformables qui bloquent le dos et empêchent une flexion de la colonne vertébrale, - lorsqu'ils sont implantés sur des enfants, ils s'opposent à la croissance de la colonne vertébrale, - ils sont à l'origine d'une dégradation anatomique et fonctionnelle à long terme des zones adjacentes de la colonne laissées libres, en raison de leur surcharge de mobilité, ce qui cause des arthroses, des douleurs, etc.. On a déjà proposé des systèmes d'ostéosynthèse destinés à limiter au moins en partie certains de ces inconvénients, soit en montant les tiges rigides de façon coulissante dans des supports (par exemple US 2006/0241594-A1), ces supports pouvant eux-mêmes être montés de façon pivotante sur des vis pédiculaires (par exemple EP 1 665 994-A1), soit en remplaçant les tiges rigides par une pluralité d'éléments articulés les uns au bout des autres et associés à des moyens de serrage permettant de les bloquer dans une position ou une orientation appropriée (par exemple FR 2 715 825-A1). Toutefois, ces systèmes ont eux-mêmes leurs inconvénients : - celui décrit dans EP 1 665 994-A1 est composé d'un grand nombre de pièces différentes et est relativement lourd et encombrant, - celui décrit dans FR 2 715 825-Al est rigide et indéformable quand il est implanté et s'oppose à la flexion de la colonne ainsi qu'à sa croissance. II est par ailleurs connu (WO 2004/010881) de fixer ces systèmes sur les vertèbres, non par des vis pédiculaires, mais par des liens souples qui relient une pièce support de tige à une côte ou une apophyse transverse. La présente invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités des systèmes connus grâce à un système d'ostéosynthèse rachidienne qui est plus simple, plus léger et moins encombrant que ceux de la technique antérieure et qui ne s'oppose pas à la mobilité ou à la flexibilité ainsi qu'à la croissance de la colonne. Elle propose à cet effet un système d'ostéosynthèse rachidienne comprenant au moins une tige longitudinale reliée à des moyens de fixation sur les vertèbres, caractérisé en ce que la tige est montée librement coulissante dans des rotules sphériques ou cylindriques qui sont logées et guidées en rotation dans des têtes des organes de fixation. Dans le système selon l'invention, la rotule dans laquelle coulisse la tige est logée et guidée dans la tête d'un organe de fixation sur une vertèbre, ce qui rend le système selon l'invention plus compact, plus léger et plus simple que ceux de la technique antérieure, tout en préservant des degrés de liberté de la tige qui peut coulisser et pivoter autour d'un centre ou d'un axe de rotation par rapport à l'organe de fixation sur la vertèbre. Le coulissement et le pivotement de la tige sur les organes de fixation aux vertèbres permettent au système de se déformer sans exercer d'efforts sur les vertèbres et de suivre les flexions du dos, qui garde toute sa mobilité. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les têtes sont montées de façon amovible sur les organes de fixation, de préférence par encliquetage élastique. Cela facilite et simplifie l'implantation du système selon l'invention et diminue l'encombrement, par rapport à la technique antérieure où les 30 différents éléments sont en général fixés au moyen d'écrous et de contre- écrous vissés sur des tiges filetées. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la tête d'un organe de fixation est en forme de C ou de U, son fond comporte une surface interne de guidage de la rotule traversée par la tige et les deux branches du C ou du U sont réunies, à l'opposé du fond, par un élément semi-annulaire formant une surface de guidage complémentaire de la rotule. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tige précitée est flexible et réalisée en une matière biocompatible, de préférence en une matière plastique telle que le PEEK (polyéther éther cétone). Cette matière est un thermoplastique semi-cristallin qui est biocompatible et implantable, stérilisable, qui a des caractéristiques mécaniques proches de celles des métaux et qui les conserve après implantation. La flexibilité de cette tige, supérieure à celle d'une tige métallique de mêmes dimensions, contribue à préserver la mobilité du dos d'un patient auquel on a implanté le système selon l'invention. L'invention prévoit encore des moyens de blocage en translation de la tige dans certains des organes de fixation sur les vertèbres. La tige peut être ainsi bloquée en translation à une extrémité ou entre ses extrémités sur un ou plusieurs organes de fixation aux vertèbres, en particulier pour maintenir une distance prédéterminée entre des vertèbres. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système comprend deux tiges longitudinales parallèles reliées à des organes de fixation sur les vertèbres et réunies entre elles par des barrettes transversales. Ces barrettes peuvent être fixées sur des tiges filetées portées par des rotules traversées par les tiges et bloquées en translation sur les tiges. Les organes de fixation comprennent, de façon classique, des vis pédiculaires ou des crochets, les crochets comprenant avantageusement des colliers de serrage en une matière flexible et biocompatible telle par exemple qu'une matière plastique du type PEEK, les colliers de serrage permettant une fixation sur les vertèbres au niveau des lames ou des apophyses transverses ou sur les côtes dans la région thoracique. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une colonne vertébrale comportant un système d'ostéosynthèse selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective éclatée d'un organe de fixation pédiculaire selon l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique en perspective de la vis de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue schématique de dessus d'une embase de la vis ; - la figure 5 est une vue schématique de dessus de la tête de la vis ; - la figure 6 est une vue schématique en perspective d'un crochet de fixation; - la figure 7 représente schématiquement des moyens de blocage de tige dans une rotule selon l'invention ; - les figures 8 et 9 sont des vues en perspective de dispositifs de liaison transversale. On a représenté schématiquement en figure 1 une colonne vertébrale 1 et un système d'ostéosynthèse selon l'invention, qui comprend essentiellement deux tiges longitudinales parallèles 2 guidées dans des organes 3 de fixation sur les vertèbres 4. Chaque tige 2 est montée fixe en translation dans au moins un des organes 3 de fixation et peut coulisser et pivoter dans les autres organes de fixation, ce qui permet de conserver la mobilité du dos du patient et autorise, chez un enfant, la croissance de la colonne. Chaque tige 2 est de plus relativement flexible, ce qui lui permet de suivre les mouvements du dos tout en redressant la colonne. Les figures 2 à 5 représentent un organe de fixation à vis pédiculaire du système d'ostéosynthèse rachidienne selon l'invention, cet organe comprenant une tige filetée 10 d'un type classique ou canulé (permettant son introduction sur une broche guide), réalisée en métal (par exemple en titane ou en acier inoxydable) et une tête 12 rapportée sur une embase 14 formée à une extrémité supérieure de la tige filetée 10, la tête 12 étant fixée sur l'embase 14 par clipsage ou encliquetage élastique. La tête 12 est globalement en forme de U ou de C et comporte un logement de réception et de guidage d'une rotule sphérique 16 traversée axialement par un alésage 18 dans lequel une tige cylindrique 2 s'étend avec jeu de façon à pouvoir coulisser librement dans la rotule 16. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, une pièce semi annulaire 22 formant une surface de guidage de la rotule 16 est rapportée sur la tête 12 et fixée à celle-ci par tout moyen approprié, par exemple par soudure ou par collage. Cette pièce semi-annulaire 22 fait face au fond incurvé de forme semi-sphérique qui est présenté par la surface interne de la tête 12, de façon à constituer avec cette surface interne une surface continue de guidage en rotation de la rotule 16. En variante, la surface semi-sphérique de guidage en rotation complétant celle de la tête 12 peut être formée par la surface interne 24 de l'embase 14 prévue à l'extrémité supérieure de la tige filetée 10. La base 26 de la tête 12 comporte des pions 28 de positionnement et de centrage sur l'embase 14, qui sont reçus dans des petits trous 30 de la face supérieure d'extrémité de cette embase, un pion axial supplémentaire 32 étant formé sur la pièce semi-annulaire 22 et reçu dans un trou central 34 de la surface 24 de l'embase 14. La fixation de la tête 12 sur l'embase 14 est réalisée au moyen de deux pattes 36 formées aux extrémités d'un cavalier en U 38 monté dans une gorge semi-circulaire de la surface extérieure de la tête 12, les deux pattes 36 étant destinées à s'engager dans deux cavités ou rainures latérales 40 de l'embase 14 et comportant à leurs extrémités des moyens d'encliquetage qui s'engagent élastiquement dans des moyens complémentaires prévus aux extrémités inférieures des rainures 40. Par exemple, les extrémités des pattes 36 peuvent présenter un élargissement destiné à être reçu dans une extrémité élargie 41 des rainures latérales 40 de l'embase 14, comme représenté en figure 3. Ainsi, il suffit de positionner la tête 12 sur l'embase 14, en engageant les pions 28 et 32 dans les orifices 30 et 34 de l'embase, et de pousser la tête 12 sur l'embase pour que les pattes 36 s'engagent et se bloquent dans les rainures 40. La tête 12 peut être séparée de l'embase 14 lorsqu'on écarte les extrémités des pattes 36 et qu'on exerce une traction sur la tête 12 pour l'écarter de l'embase 14. Comme on le voit en figure 4, la surface interne sphérique 24 de l'embase 14 se trouve entre deux surfaces tronconiques 42 qui vont en s'élargissant vers les faces externes de l'embase 14 pour permettre un débattement angulaire de la tige 2 dans l'embase. De même, la surface interne sphérique de la tête 12 est formée entre deux surfaces tronconiques correspondant aux surfaces 42 de l'embase 14. Le débattement angulaire de la tige 2 autour de son centre de rotation dans la tête 12 est par exemple de l'ordre de 15 à 35° dans toutes les directions. Les faces externes plates de l'embase 14 comportent par ailleurs des empreintes ou renfoncements symétriques 44 servant à la fixation sur cette embase d'un outil de manipulation et d'insertion de l'organe de fixation. La réalisation représentée aux dessins a l'avantage que la rotule 16 de guidage de la tige 20 est prisonnière de la tête 12 et ne peut s'en échapper. En l'absence de la pièce semi-annulaire 22 rapportée sur la tête 12, il faut mettre en place la rotule 16 sur l'embase 14 avant de la recouvrir de la tête 12 et de fixer celle-ci par encliquetage élastique sur l'embase 14. La tige 2 est une tige flexible, réalisée en une matière biocompatible, telle de préférence qu'une matière plastique du type PEEK, à laquelle on peut donner une forme cintrée appropriée par moulage ou par thermoformage. Cette tige 2 a une diamètre compris entre 4 et 6 mm par exemple et peut avoir une section circulaire comme représenté en figure 2 ou bien non circulaire sur tout ou partie de sa longueur, auquel cas elle est guidée dans un passage 18 de forme correspondante de la rotulel6 qui permet à la tige 2 de coulisser librement en direction axiale mais qui l'empêche de tourner autour de son axe, et qui s'oppose donc à une torsion ou un vrillage de la tige 2. On peut par ailleurs utiliser des tiges 2 de diamètres différents et de raideurs différentes en fonction des implantations à réaliser. Dans une autre variante de réalisation, la rotule sphérique 16 est remplacé par un organe de guidage cylindrique, comportant comme la rotule 16 un alésage ou passage traversant 18 de guidage en translation de la tige 2, l'axe de l'organe de guidage cylindrique étant perpendiculaire à l'axe de cette tige et cet organe cylindrique étant monté dans la tête 12 de façon à pivoter autour d'un axe transversal qui est perpendiculaire à l'axe de la tige filetée 10 et à l'axe de la tige 2, c'est-à-dire un axe qui s'étend approximativement entre les deux pattes 36 d'encliquetage élastique. La figure 6 représente un crochet 42 de fixation sur une vertèbre ou sur une côte, comprenant une tête 12 identique à la tête déjà décrite, qui contient une rotule 16 et qui se fixe par encliquetage élastique sur une embase 46 dont la partie inférieure 48 est rotative autour d'un axe central 50 sensiblement vertical sur le dessin. La partie inférieure 48 de l'embase comporte une fente 52 de passage d'un lien souple, par exemple en polymère tel que du PEEK, du type collier de serrage, qui permet de fixer le crochet 42 sur une apophyse d'une vertèbre ou sur une côte de la cage thoracique. On peut en particulier fixer les crochets 42 sur des vertèbres cervicales, ce qui évite d'implanter des vis dans ces vertèbres et de risquer de provoquer une usure ou une lyse de l'os. La figure 7 représente des moyens de blocage d'une tige 2 dans une rotule 16, ces moyens de blocage comprenant des embouts tubulaires 54 à surface interne cylindrique et à surface externe tronconique qui sont enfilés sur la tige 2 avec leurs extrémités de petit diamètre face à face comme représenté et qui sont poussés l'un vers l'autre pour être engagés à force dans l'alésage 18 de la rotule 16 et ainsi bloquer en translation la tige 2 dans la rotule. On peut débloquer la tige 2 au moyen d'un levier dont on engage l'extrémité entre la rotule 16 et le rebord d'extrémité d'un embout 54 et que l'on appuie sur la rotule pour sortir l'embout du passage 18. Comme déjà indiqué, la tige 2 précitée s'étend à travers les rotules 16 de plusieurs organes de fixation, dont les tiges filetées 10 sont vissées dans les pédicules des vertèbres à réunir, le long d'un côté de la colonne vertébrale. L'autre côté de cette colonne comporte également, en général, une tige 2 passant dans les rotules 16 des organes de fixation vissés dans les autres pédicules des vertèbres à réunir. Les deux tiges sont sensiblement parallèles et réunies de place en 20 place par des dispositifs de liaison transversale, tels que ceux représentés aux figures 8 et 9. Chaque dispositif de liaison transversale comprend une barrette rigide 56 rectiligne ou incurvée, dont les extrémités comportent des lumières oblongues 58 de passage d'une tige filetée qui est par exemple 25 constituée du pion central 32 de la pièce de guidage 22 d'une rotule 16 (figure 2). Un écrou 60 vissé sur chaque pion 32 assure la fixation de chaque pièce 22 sur la barrette 56, afin de maintenir un intervalle prédéterminé entre les tiges 2 qui passent dans les rotules 16 de ces pièces 22. 30 Les axes des pions 32 peuvent être sensiblement perpendiculaires à la barrette 56 comme représenté en figure 8 ou inclinés par rapport à la barrette comme représenté en partie droite de la figure 9, pour que les écrous 60 fassent une saillie plus faible sous la peau du patient, en particulier chez un enfant, l'extrémité de la barrette 56 étant incurvée ou inclinée à cette fin. Les rotules 16 des dispositifs de liaison transversale sont immobilisées en translation sur les tiges 2 par des embouts de blocage 54 tels que ceux de la figure 7. De façon générale, le système d'ostéosynthèse selon l'invention permet de redresser et de stabiliser la colonne vertébrale, tout en conservant sa mobilité et sa fonction et sans empêcher sa croissance chez l'enfant. REVENDICATIONS1. Système d'ostéosynthèse rachidienne, comprenant au moins une tige longitudinale (2) reliée à des moyens (10) de fixation sur les vertèbres, caractérisé en ce que la tige (2) est montée librement coulissante dans des rotules (16) sphériques ou cylindriques qui sont logées et guidées en rotation dans des têtes (12) des organes de fixation. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les têtes (12) sont montées de façon amovible sur les organes de fixation (10). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les têtes (12) sont fixées par encliquetage élastique sur les organes de fixation (1 0). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque tête comprend des pattes latérales (36) se terminant par des moyens d'encliquetage destinés à être engagés dans des moyens complémentaires (40, 41) de l'extrémité de l'organe de fixation (10). 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (12) d'un organe de fixation est en forme de U ou de C dont le fond comporte une surface interne de guidage de la rotule (16) traversée par la tige (2) et dont les deux branches sont réunies, à l'opposé du fond, par une pièce semi-annulaire (22) formant une surface de guidage complémentaire de la rotule (16). 6. Système selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la tête (12) de l'organe de fixation comporte des pions (28, 32) de 25 positionnement et de centrage sur l'organe de fixation. 7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque organe de fixation comprend une embase (14) en forme de U ou de C destiné à la fixation de la tête (12) de cet organe. 8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (2) est flexible et réalisée en une matière biocompatible. 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (2) est en une matière plastique telle que le PEEK. 10. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (2) est à section non circulaire et en ce que chaque rotule (16) comporte un passage (18) de section correspondante traversé avec jeu par la tige et s'opposant à une torsion de celle-ci. 11. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (54) de blocage de la tige (2) en translation dans certains moyens de fixation sur les vertèbres. 12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent des embouts tubulaires (54) à surface extérieure tronconique enfilés sur la tige (2) de part et d'autre d'une rotule (16) et engagés à force dans les extrémités de l'alésage ou du passage traversant (18) de cette rotule. 13. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux tiges longitudinales parallèles (2) reliées à des organes (10) de fixation sur les vertèbres et réunies entre elles par des barrettes transversales (56) fixées à leurs extrémités sur des rotules (16) engagées sur les tiges (2). 14. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que les barrettes (56) sont fixées sur des tiges filetées (32) portées par des pièces (22) de guidage des rotules (16). 15. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes de fixation sur les vertèbres comprennent des vis pédiculaires (10) ou des crochets (42) à colliers de serrage réalisés en une matière flexible et biocompatible telle que du PEEK.