Brevet FR2970409A1 — publié le 20120720

L'invention concerne une vis pour la fixation d'une suprastructure sur un implant intra-osseux, notamment parodontal. Il est plus particulièrement, mais non exclusivement adaptée à l'installation de suprastructures sur de tels implants lorsqu'ils sont constitués d'un matériau céramique, notamment de la zircone. Selon une application particulièrement avantageuse, la présente invention permet l'utilisation d'une vis elle-même constituée de céramique, notamment de la zircone yttriée. Le brevet EP-B-1 034 750 décrit un dispositif de fixation d'une suprastructure sur un implant intra-osseux comprenant un filetage intérieur. Un tel dispositif, dit de transfixation, est utilisé couramment, notamment pour fixer des faux moignons ou piliers sur un implant parodontal, lesquels faux moignons constituent des supports pour les couronnes. Selon cet art antérieur, la fixation est réalisée par une vis transfixation comprenant, une tête de vis comportant une surface d'appui et un filetage, la tête de vis étant connectée au filetage par une gorge. L'extrémité du filetage coté tête de vis comprend deux méplats. Ainsi en cas de choc violent sur la couronne, la gorge dans la vis constitue une zone fusible, don la rupture permet de limiter l'effort transmis à l'implant, afin d'éviter de dégrader l'os dans lequel il est implanté. Les méplats permettent le démontage dans ladite vis après que la tête de vis ait été désolidarisée du filetage suite à un tel événement. La protection de l'implant et du tissu osseux en cas de choc ou d'effort important sur les suprastructures revêt une importance particulière lorsque ledit implant est constitué d'un matériau céramique dont le module élastique et la dureté sont élevés. En effet, dans ces conditions, la différence de module élastique entre l'os et l'implant conduit à des contraintes d'incompatibilité de déformation élastique entre l'os et l'implant, contraintes qui restent limitées en conditions de vies habituelles mais qui peuvent devenir importantes dans des situations extrêmes et conduire à des ruptures du tissu et/ou de l'implant. La dureté de l'implant, rend l'élimination de celui-ci problématique dès lors que son ostéo-intégration est réalisé, de sorte qu'il est indispensable de préserver l'intégrité de l'implant en toutes circonstances, y compris ces circonstances extrêmes. En contrepartie de cette sécurité, la réalisation d'une gorge trop profonde créant une section fusible trop affaiblie est susceptible de créer une zone particulièrement défavorable vis-à-vis des sollicitations de fatigue. De telles sollicitations de fatigue se produisent par exemple sur les systèmes d'implantation parodontaux lors de la mastication ou lorsque le sujet recevant l'implantation grince des dents. Or la création d'une gorge, telle que l'enseigne l'art antérieur conduit non seulement à une réduction locale de la section résistante, souhaitable pour créer la zone fusible, mais également à un coefficient de concentration de contrainte, Kt, lequel affecte tous les modes de sollicitation de cette partie et produit un effet défavorable y compris pour les sollicitations dont le niveau est nettement inférieur à celui conduisant à la rupture. Ainsi dans cet exemple de l'art antérieur, le coefficient de concentration de contrainte Kt lié à la présence de la gorge est compris entre 1,60 et 2,1 selon les modes de sollicitation, c'est-à-dire du même ordre de grandeur que ce qui différencie une sollicitation habituelle et vis-à-vis de laquelle la vis doit résister notamment en fatigue et une sollicitation exceptionnelle sous laquelle elle doit se rompre. Le problème est encore plus critique lorsque la vis est constituée d'un matériau tel qu'une céramique qui ne dispose pas de beaucoup de facultés d'accommodation par déformation plastique apte à ralentir ou stopper la progression de fissures et dont le ratio de la résistance en fatigue par rapport à la résistance statique est faible. Pour résoudre ces inconvénients de l'art antérieur l'invention propose une vis pour la fixation d'une suprastructure sur un implant intra-osseux, ladite vis s'étendant selon un axe longitudinal et comprenant : a. une tête comportant une surface d'appui apte à coopérer avec une surface d'appui de la suprastructure pour le maintien en position de ladite suprastructure sur l'implant ; b. Un filetage apte à coopérer avec un taraudage interne de l'implant pour réaliser un serrage des surfaces d'appui de la suprastructure et de la vis ; c. laquelle vis comprenant en outre, entre la surface d'appui et le filetage, une forme de manoeuvre conique par rapport à l'axe longitudinal, dont la plus petite section se trouve du côté de la surface d'appui de la tête et dont la grande section est inférieure ou égale à la section en fond de filet du filetage. Ainsi la vis en question comprend, du fait de la conicité de la forme de manoeuvrer une zone de rupture privilégiée, ou fusible, sous la tête de vis, qui 30 permet de conserver intact la forme de manoeuvre en cas de rupture de cette zone fusible. En l'absence de gorge, le coefficient de concentration de contrainte est nettement réduit et permet à cette section de jour son rôle fusible sans dégrader outre mesure la résistance en fatigue de ladite zone vis-à-vis des sollicitations habituelles. Finalement la section de la forme de manoeuvre côté filetage étant égale ou supérieure à la section en fond de filet, elle écarte tout risque de rupture de la forme de manoeuvre au niveau de son raccordement avec le filetage et assure la conservation de ladite forme de manoeuvre après rupture éventuelle de la section fusible. L'invention peut être mise en ceuvre selon les modes de réalisation avantageux exposés ci-après, lesquels peuvent être considérés individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante. Avantageusement, la vis comprend un raccordement de section progressive entre la petite section de la forme de manoeuvre et la tête de vis. Ce raccordement progressif permet de réduire le coefficient de concentration de contrainte entre la section fusible et la tête de vis. Avantageusement la forme de manceuvre est proéminente par rapport à l'implant intra-osseux lorsqu'elle est vissée dans celui-ci. Ainsi la forme de manoeuvre reste facilement accessible pour le démontage de la vis en cas de rupture alors que l'implant est implanté in vivo. Selon un mode de réalisation avantageux, la forme de manceuvre est une forme polygonale. Celle-ci peut ainsi être facilement manoeuvrée à l'aide d'une clé. À la différence de l'art antérieur représenté par le brevet européen EP-B-1 034 750 et où les méplats sur la partie filetée ne permettent que deux positions angulaires de la clé à l'initiation du desserrage en cas de rupture, la forme polygonale permet au moins quatre positions de la clé de manoeuvre et plus selon le nombre de côtés du polygone, ce qui est avantageux lorsque l'implant se trouve dans une place difficile d'accès, par exemple dans le cas d'un implant parodontal. Avantageusement, l'angle de conicité de la forme de manoeuvre est compris entre 5° et 6°. Cette valeur de conicité fournit un compromis particulièrement avantageux entre la longueur de la forme de manoeuvre et l'effet de réduction de section. Selon un mode de réalisation avantageux, le ratio des surfaces de la petite section et de la grande section de la partie conique est compris entre 0,75 et 0,9. Cette plage de ratio permet de trouver le meilleur compromis entre résistance statique et résistance en fatigue quel que soit le matériau, notamment métallique ou céramique constituant la vis. Avantageusement, la vis objet de l'invention est constituée d'un acier inoxydable. Ce matériau offre le maximum de sécurité vis-à-vis des sollicitations de fatigue. Alternativement, la vis objet de l'invention est constituée de zircone yttriée. L'ajout d'Yttrium permet d'augmenter la résistance en fatigue de l'a zircone, la conception particulière de la vis rend ce matériau apte à ce type d'utilisation et ainsi de créer un dispositif d'implantation intra-osseux associé à des suprastructures le tout étant exempt de métal. L'invention concerne également une clé comportant une empreinte conique complémentaire à la forme de manoeuvre d'une vis selon l'une quelconque des revendications précédentes apte à manoeuvrer ladite vis en rotation autour de l'axe longitudinal lorsque la liaison entre la tête de vis et la forme de manoeuvre est rompue. L'invention est exposée de manière détaillée ci-après, selon ses modes de réalisation préférés, nullement limitatifs et en référence à la figure 1 qui représente en vue de face un exemple de réalisation d'une vis de fixation selon l'invention. Figure 1, selon un exemple de réalisation, la vis de fixation (100) objet de l'invention comprend une tête de vis (120) et une partie filetée (130) coaxiales selon un axe longitudinal (110). La tête de vis (120) comprend une forme de manoeuvre (121) par exemple sous la forme d'une empreinte hexagonale. L'autre extrémité de la tête (120), côté filetage (130) comprend une surface d'appui (122) qui est selon cet exemple de réalisation une surface plane, mais qui peut être une surface conique, sphérique ou toute autre forme apte à réaliser une surface de contact en vue de produire un serrage sur une surface complémentaire adaptée sur une suprastructure. La partie filetée (130) de la vis vient se loger dans le taraudage d'un implant intra-osseux, après que celui-ci ait été implanté dans le tissu receveur. La surface d'appui (122) de la tête de vis (120) et le filetage (130) coopèrent ainsi au maintien en position par serrage d'une suprastructure telle qu'un faux moignon ou pilier sur ledit implant. Entre la surface d'appui (122) et la naissance du filetage (130) une portion de sécurité (140) de forme conique dont la petite section se trouve côté tête de vis, comprend une forme de manoeuvre (142) préférentiellement polygonale et suivant la conicité de la portion de sécurité. Selon un exemple de réalisation, section AA, le polygone est un carré. La conicité (141) de cette zone de sécurité est avantageusement comprise entre 5° et 6°. Du fait de cette conicité, il existe une section réduite (143) entre le filetage et la tête de vis, la surface de cette section étant comprise entre 0,75 et 0,9 fois la surface de la section de raccordement entre la portion de sécurité (140) et le filetage. Avantageusement, l'extrémité de la portion de sécurité comprend un raccordement progressif, par exemple sous la forme d'un rayon de raccordement (144). Cette caractéristique permet de limiter la concentration de contrainte au raccordement avec la surface d'appui (122) et ainsi d'assurer la présence d'une zone fusible (143) vis-à-vis des sollicitations exceptionnelles, sans dégrader la tenue en fatigue de la pièce. Selon un premier mode de réalisation la vis (100) st constitué d'un acier inoxydable, par exemple un acier AISI 316L dans un état dit super écroui. II s'agit d'un acier inoxydable austénitique comprenant typiquement 18 % de chrome et 10 % de Nickel et une teneur en carbone inférieure à 0,03 %. Du fait de la faible teneur en carbone, cet acier ne peut être durci par traitement thermique et l'écrouissage permet d'en augmenter considérablement les caractéristiques mécaniques. Alternativement un acier inoxydable ferritique de type F16PH peut également être utilisé pour sa résistance à la corrosion et ses caractéristiques mécaniques. Selon un mode de réalisation préféré ladite vis est constituée d'une céramique notamment en zircone yttriée. (ZrO2, 3Y2O3). Sans pour autant égaler les caractéristiques de résistance en fatigue des matériaux métalliques, la présence d'oxyde d'yttrium permet de ralentir la propagation des fissures. La combinaison de cette caractéristique intrinsèque au matériau avec les caractéristiques structurelles de la vis selon l'invention permet de réaliser un ensemble implant, suprastructure et vis en transfixation en céramique, plus particulièrement en zircone, avec une grande sécurité vis-à-vis des risques de rupture de l'implant, protégé par la zone fusible de la vis et de profiter pleinement de la bio-compatibilité et de la longévité de ce matériau pour ce type d'applications. La portion de sécurité (140) est proéminente par rapport à l'implant lorsque la vis (100) est vissée dans le taraudage interne dudit implant. Ainsi en cas de rupture de la section fusible (143), la suprastructure est libérée et la forme de manoeuvre fait saillie. Ainsi il est facile de vernir extraire ladite vis de l'implant par simple dévissage avec une clé, de type clé à pipe, comprenant une empreinte conique de forme complémentaire, en creux, de celle de la portion de sécurité (140). La description et les exemples de réalisation ci-avant montrent clairement que l'invention atteint objectifs visés en particulier, elle permet de protéger l'implant vis-à-vis des surcharges mécaniques appliquées aux suprastructures qu'il supporte sans conséquence sur la tenue à fatigue de la fixation de ces suprastructures.