Brevet FR2957516A1 — publié le 20110923

Prothèse intervertébrale tripode dynamique pourvue d'un amortissement DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un dispositif de stabilisation intervertébrale composé d'éléments simples qui combinés entre eux, vont former une prothèse tripode, s'appuyant sur au moins trois appuis dynamiques, disposés en forme de triangle dans l'espace intervertébral ART ANTERIEUR On connaît de nombreux systèmes de fixations vertébrales postérieures rigidifiant l'espace intervertébral d'un certain nombre de vertèbres en les privant de toute mobilité pour permettre de traiter la plupart des pathologies du rachis. Cependant, la première vertèbre adjacente à ce bloc rigide garde toute sa mobilité et cette discontinuité brutale entre le bloc rigide et cette vertèbre libre engendre très souvent une hyper sollicitation des éléments de liaison. Il s'en suit une accélération de la dégénérescence à ce niveau. C'est pourquoi, il devient essentiel de pouvoir traiter l'espace intervertébral sans le bloquer, pour éviter de générer ce problème. Cette difficulté n'a été que très partiellement résolue par des systèmes semi-rigides conçus pour créer une semi mobilité sur la partie postérieure des vertèbres. Ces systèmes présentent les inconvénients suivants : - soient ils travaillent uniquement en traction. C'est le cas de tous les dispositifs basés sur les ligaments artificiels. Ces systèmes sont peu élastiques et laissent à l'appréciation de l'opérateur le soin de régler la tension rendant ainsi aléatoire les caractéristiques mécaniques, en particulier dans le mode de fonctionnement traction compression qui nous concerne le plus souvent. - soient ils travaillent en compression pure avec le plus souvent la présence d'une butée en traction, ce qui rend ces dispositifs inefficaces dés qu'ils doivent assister des déplacements en flexion. De même, le problème du traitement du disque intervertébral, n'est que partiellement résolu par les prothèses de disque qui autorisent certes un basculement autour d'un noyau central mais qui ne restituent pas les propriétés d'amortissement d'un disque sain. La présente invention va résoudre le problème de la stabilité dynamique en trois points, en utilisant notamment un dispositif de l'art antérieur modifié, combiné avec d'autres dispositifs nouveaux. Ce premier dispositif de l'art antérieur comprenait : - un dispositif de stabilisation postérieur dynamique combinant des moyens rigides et des moyens viscoélastiques logés dans un capot qui lui-même comprend : - une tige piston mobile comportant une tête de piston à son extrémité - un bloc amortisseur viscoélastique possédant une face convexe - une tige fixe faisant un angle par rapport à l'axe d'un capot qui comporte à son extrémité une surface concave qui épouse parfaitement la face convexe du bloc amortisseur viscoélastique - un anneau viscoélastique logé sans précontrainte avec des jeux optimisés à l'intérieur du capot renfermant les moyens viscoélastiques, ces moyens permettant au dispositif de former un angle, même en position neutre entre ses deux éléments de fixation aux vis pédiculaires, et d'exercer un effort de rappel élastique permanent autour de cette position, en amortissant les efforts de compression et de flexion appliqués sur les vis pédiculaires. Outre ce dispositif stabilisateur postérieur dynamique de l'art antérieur, situé au niveau de chacune des facettes articulaires, de nouveaux dispositifs ont été ajoutés: - un nouveau dispositif d'appui avec amortisseur de forme curviligne placé sur la partie antérieure de la vertèbre - de nouvelles liaisons reliées semi-rigides placées entre les points d'appui - des tiges transversales rajoutées solidairement au dispositif de l'art antérieur qui en font un dispositif nouveau. L'ensemble de ces différents dispositifs interdépendants, forment en se combinant entre eux une nouvelle prothèse intervertébrale tripode, dynamique et comportant un amortissement. Les figures servant à la compréhension de l'invention sont : Pour l'Art Antérieur Figure 1 planche 1/7 : vue d'un dispositif de stabilisation postérieur dynamique seul Figure 2 planche 1/7 :vue d'un connecteur mécanique d'une liaison polyaxiale. Pour les Figures objet de la présente invention Figure 3 planche 2/7 vue générale de la nouvelle prothèse composée des moyens de l'art antérieur combinés avec des liaisons nouvelles et un dispositif d'appui. Figure 4 planche 2/7 :vue éclatée de la nouvelle prothèse composée des moyens de l'art antérieur combinés avec des liaisons nouvelles et du dispositif d'appui antérieur. Figure 5 planche 3/7 : vue en perspective du moyen d'appui antérieur. Figure 6 planche 3/7 : vue en coupe verticale du moyen d'appui antérieur. Figure 7 planche 3/7 :vue en perspective du nouveau dispositif de stabilisation dynamique comportant une liaison perpendiculaire. Figure 8 planche 3/7 vue en coupe du nouveau dispositif de stabilisation dynamique avec sa liaison perpendiculaire. Figure 9 planche 4/7 vue d'une vertèbre ou l'on montre les trois points d'appui de la nouvelle prothèse tripode objet de l'invention. Figure 10 planche 4/7 vue en coupe partielle d'une articulation intervertébrale ou l'on voit la nouvelle prothèse tripode implantée dans l'espace intervertébral. Figure 11 planche 5/7 vue en coupe partielle d'une vertèbre ou l'on voit la nouvelle prothèse tripode, implantée avec ses trois des points d'appui travaillant en compression Figure 12 planche 5/7 vue en coupe partielle d'une vertèbre ou l'on voit la nouvelle prothèse tripode implantée sur ses trois des points d'appui travaillant en flexion Figure 13 planche 5/7 vue en coupe partielle d'une vertèbre ou l'on voit la nouvelle prothèse tripode implantée. Figure 14 planche 6/7 vue postérieure d'une vertèbre ou l'on voit la nouvelle prothèse tripode implantée sur ses trois des points d'appui l'ensemble étant au repos Figure 15 planche 6/7 vue postérieure d'une vertèbre ou l'on voit la nouvelle prothèse tripode implantée sur ses trois des points d'appui travaillant en flexion latérale gauche Figure 16 planche 6/7 vue postérieure d'une vertèbre ou l'on voit la nouvelle prothèse tripode implantée sur ses trois des points d'appui travaillant en flexion latérale droite Figure 17 planche 7/7 vue en coupe d'une autre variante du dispositif d'appui antérieur Figure 18 planche 7/7 vue isométrique d'une variante de la première version comportant de nouveaux moyens d'appui antérieur. Figure 19 planche 7/7 vue isométrique d'une variante de la première version comportant les nouveaux moyens d'appui la nouvelle prothèse tripode étant inséré dans l'espace intervertébral. Dans une première forme de réalisation (figures de 3 à 16) La prothèse intervertébrale tripode dynamique1 pourvue au moins d'un amortisseur est constituée : - d'un premier dispositif 2 de forme curviligne permettant d'assurer une première surface d'appui avec amortissement (figure 5 et 6), ce dispositif 2 est constitué :40 -d'un boîtier 10 composé d'un plateau inférieur 11 qui présente des moyens d'ancrage 142 permettant de fixer ledit boîtier 10 sur la première vertèbre, le plateau inférieur 11 étant lié rigidement à une enceinte comportant une orifice supérieure de préférence tronconique 100 - d'un plateau mobile 14, relié à un piston 140 par une tige coulissante 141. Ce plateau mobile 14 est pourvu sur sa face supérieure de moyens d'ancrage sur la vertèbre supérieure tels qu'une denture 142 ou des crêtes saillantes 143 - d'un pavé viscoélastique 13, situé entre la face interne 11 du boîtier 12 et la face inférieure du piston 140, permettant d'amortir les sollicitations mécaniques intervertébrales, ledit pavé 13 présentant une forme épousant celle de l'enceinte 10 avec des jeux situés à des endroits précis. Le premier jeu J1 se situe entre le piston 140 et les parois internes du boitier 10 Le deuxième jeu J2 se situe entre la tige coulissante 141 et l'orifice supérieur tronconique 100. La combinaison de J1 et J2 permet au piston 140 de coulisser sans frottement, lors des sollicitations dynamiques qui peuvent être : -de la traction compression ( figures 10 et 11) -de la flexion extension (figures 12 et 13) -de la flexion latérale ( figures 14 et 15) Le troisième jeu J3 se situe entre le moyen viscoélastique 13 (figure 6) et les parois internes du boitier 10 ; il permet une déformation sans frottement entre les parois du boitier 10 dudit moyen viscoélastique 13, ceci quelque que soit le niveau et le type de sollicitations appliquées sur le piston 140 . Le bloc viscoélastique 13 présente une surface inférieure convexe 130 qui lui permet de loger et de s' auto centrer dans une concavité 110 du plateau inférieur 11. -de deux dispositifs 3 permettant d'assurer les deux autres surfaces d'appui avec amortissement. Ces deux dispositifs 3 comportent une tige transversale Ta intégrée au corps du dispositif 3. Ces tiges transversales Ta sont prisonnières d'une connexion Cm (figure 3) qui bloque une extrémité de ladite tige Ta à l'aide d'un bouchon de serrage,. - de deux dispositifs 4 formés d'une liaison mécanique Lm cintrable ou flexible et d'un connecteur Cm multiaxial Ces dispositifs 4 relient chaque dispositif 3 au dispositif 2. La liaison Lm est fixée à une extrémité du dispositif 2 tandis que le connecteur Cm est fixé à la tige Ta du dispositif 3. Les liaisons des dispositifs 3 au dispositif 2 garantissent la stabilité et le maintien en position des éléments pourvus d'amortisseur ; elles assurent le maintien du dispositif 2 dans l'espace intervertébral antérieur en empêchant notamment son expulsion Ce nouvel assemblage présentant trois surfaces d'appui disposées en triangle (figure 9), ayant chacune des propriétés d'amortissement et une mobilité contrôlée, reliées entre elles par des liaisons mécaniques permet par une combinaison de moyens d'assurer sa stabilité dans l'espace intervertébral, constitue ainsi la prothèse 1 tripode dynamique. Ce nouvel assemblage apporte une grande stabilité de l'espace intervertébral avec des caractéristiques mécaniques nouvelles qui permettent de supporter toutes les sollicitations précédemment décrites avec les modes de travail à plusieurs degrés de liberté, qu'ils soient pris séparément, ou combinés. Dans une deuxième forme de réalisation, la prothèse intervertébrale tripode dynamique pourvue d'un amortissement, comporte deux sous ensembles 5a et 5b , chacun d'entre eux étant formé : -d'un dispositif 2a ou 2b assurant un appui antérieur -des dispositifs 3 et 4 identiques à ceux de la première version. Chaque dispositif 2 a ou 2 b est différent du dispositif 2 de la première forme de réalisation par sa forme rectiligne au lieu de curviligne, il présente une surface de contact très proche de celle du dispositif 2, ce qui permet de doubler la surface d'appui antérieure de cette nouvelle prothèse constitué des deux sous-ensembles 5 a et 5 b. Ce nouvel assemblage présente donc une plus grande surface d'appui antérieure, par doublement de sa surface de contact. La partie antérieure de la prothèse insérée entre les corps vertébraux, renforce la stabilité et l'ancrage de cette nouvelle prothèse 1 dans l'espace intervertébral ; elle apporte des caractéristiques mécaniques améliorées concernant notamment sa capacité d'amortissement et sa résistance aux contraintes. I REVENDICATIONS1-Prothèse intervertébrale tripode et dynamique (1) caractérisée en ce qu'elle est constituée de: - un dispositif (2) formant une surface d'appui antérieur - deux dispositifs (3) formant deux autres surfaces d'appui, et - deux dispositifs (4) formant une liaison mécanique entre les 10 dispositifs (2) et (3), ladite prothèse tripode prenant appui sur les trois surfaces disposées aux sommets d'un triangle dans l'espace intervertébral, chacune des surfaces d'appui étant pourvue d'au moins un amortisseur permettant ainsi de supporter et d'amortir les charges 15 mécaniques en contrôlant les déplacements intervertébraux. 2-Prothèse intervertébrale tripode et dynamique (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que : - le dispositif (2) est de forme curviligne permettant d'assurer une 20 première surface d'appui antérieure - les dispositifs (3) assurant les deux autres surfaces d'appui et disposant chacun d'une tige transversale (Ta) - les dispositifs (4) étant placés de chaque coté et reliant le dispositif (2) avec le dispositif (3), chaque dispositif (4) étant formé 25 d'une liaison mécaniques (Lm) cintrable ou flexible se fixant au dispositif (2) et d'un connecteur (Cm) se fixant à la tige transversale (Ta) du dispositif (3), l'assemblage des dispositifs (2) et (3) avec le dispositif (4) se combinant pour apporter une excellente stabilité des surfaces d'appui de la prothèse (1) en évitant notamment l'expulsion du 30 dispositif (2) de l'espace intervertébral. 3-Prothèse intervertébrale tripode et dynamique (1) pourvue au moins d'un amortisseur selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le dispositif (2) se compose : - d'un boîtier (10) composé d'un plateau inférieur (11) qui présente 35 des moyens d'ancrage (142) permettant de fixer ledit boîtier (10) sur la première vertèbre, le plateau inférieur (11) étant lié rigidement à une enceinte comportant un orifice supérieur de préférence tronconique (100) - d'un plateau mobile (14), relié à un piston (140) par une tige 40 coulissante (141), ce plateau mobile (14) étant pourvu sur sa face supérieure de moyens d'ancrage (142 et 143) sur la vertèbre supérieure- d'un pavé viscoélastique (13) situé entre la face interne (11) du boîtier (12) et la face inférieure du piston (140), ledit pavé (13) présentant une forme épousant celle du boitier (10) avec en retrait vis à vis du boitier (10) des jeux prévus à des endroits précis, pour autoriser l'expansion sans dommage dudit pavé viscoélastique (13) à l'intérieur du boitier (10) assurant ainsi l'amortissement recherché. 4-Prothèse intervertébrale tripode et dynamique (1) pourvue au moins d'un amortisseur selon la revendication 3 caractérisée en ce que les jeux du dispositif (2) se répartissent ainsi : -le premier jeu (J 1) se situant entre le piston (140) et les parois interne du boitier (10) -le deuxième jeu (J2) se situant entre la tige coulissante (141) et l'orifice supérieur tronconique (100) la combinaison de (J1 et J2) permettant au piston (140) de coulisser sans frottement, lors des sollicitations dynamiques appliquées au corps vertébral -le troisième jeu (J3 ) se situant entre le moyen viscoélastique (13) et les parois internes du boitier (10), en permettant une déformation sans frottements entre les parois du boitier (10) dudit moyen viscoélastique (13), ceci quelque que soit le niveau et le type de sollicitations appliqué sur le piston (140) 5-Prothèse intervertébrale tripode et dynamique (1) pourvue au moins d'un amortisseur selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le bloc viscoélastique (13) présente une surface inférieure convexe (130) qui lui permet de loger et de s' auto centrer dans une concavité (110) correspondant à la surface du plateau inférieur (11). 6-Prothèse intervertébrale tripode et dynamique (1) pourvue d'au moins un amortisseur caractérisée en ce qu'elle comporte deux sous ensembles (5a et 5b), chacun d'entre eux étant formé : - d'un dispositif ( 2a, 2b) assurant un appui antérieur - de deux dispositifs (3 ) formant deux autre surfaces d'appui, et - de deux dispositifs (4) formant une liaison mécanique entre les dispositifs (2a, 2b) et (3), ladite prothèse tripode (1) prenant appui sur les surfaces disposées aux sommets d'un triangle dans l'espace intervertébral, chacune des surfaces d'appui étant pourvue d'au moins un amortisseur, les dispositifs (2a, 2b) d'appui antérieur ayant chacun une forme rectiligne et permettant de doubler la surface d'appui antérieur la prothèse constituée des deux sous ensembles (5a, 5b) présentant une stabilité renforcée et un meilleur ancrage.