Brevet FR3005258A1 — publié le 20141107

SYSTEME D'ANCRAGE OSSEUX POLYAXIAL A CHARGEMENT PAR LE DESSOUS DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [001] L'invention concerne un système d'ancrage osseux polyaxial destiné à la correction et la stabilisation de vertèbres d'une colonne vertébrale. [002] Plus particulièrement, l'invention concerne un système d'ancrage osseux polyaxial à chargement par le dessous. ETAT DE LA TECHNIQUE [003] De manière classique, les systèmes d'ancrage vertébral comprennent des éléments d'ancrage osseux, tel que des vis, comprenant respectivement une tige filetée destinée à être fixé dans le pédicule d'une vertèbre et pourvue à l'une de ses extrémités d'un connecteur permettant de coupler l'élément d'ancrage osseux à un élément de stabilisation, tel qu'une tige de liaison. [004] Dans les montages complexes comprenant plusieurs segments rachidiens, il est répandu d'utiliser des systèmes d'ancrage osseux articulés à la jonction des éléments d'ancrage osseux et des connecteurs. On parle de système d'ancrage osseux polyaxial ou de vis pédiculaire polyaxiale. Cela permet ainsi d'ajuster la position des systèmes d'ancrage osseux et ainsi faciliter le montage des tiges de liaison dans ces derniers. [005] Afin d'offrir une plus grande modularité dans le type et le dimensionnement des éléments d'ancrage osseux et des connecteurs à assembler, il a été développé des systèmes d'ancrage osseux permettant le chargement par le dessous des éléments d'ancrage osseux avec les connecteurs. [006] Parmi ce type de systèmes d'ancrage osseux, il peut être cité celui décrit dans le brevet US7947065. Le système d'ancrage osseux décrit comprend un ensemble de connexion comprenant un connecteur formé d'un membre de connexion supérieur et d'un membre de connexion inférieur, d'une bague de retenue supérieur logée en partie inférieure du membre de connexion supérieure et d'une bague de retenue fendue logée dans le membre de connexion inférieur du connecteur. La surface inférieure du membre de connexion supérieure comporte une pluralité de rampes agencée pour coopérer avec la bague fendue inférieure durant l'assemblage de la vis avec le connecteur. Ces rampes permettent d'ouvrir la bague fendue de manière à laisser passer la tête sphérique de la vis au travers de la bague fendue. Ainsi, lorsque l'ensemble de connexion est monté sur la tête de vis, la bague fendue est poussée par la tête de la vis pour venir en contact avec la bague de retenue supérieur lequel comprime un ressort pour provoquer la mise en contact de la bague fendue inférieure avec les rampes, causant alors l'ouverture de la bague fendue pour permettre le passage de la tête de vis au travers de ladite bague. Une fois la tête de vis passée, le ressort entraine la bague fendue vers la partie basse du membre de connexion inférieur, empêchant la tête de vis de sortir de l'ensemble de connexion. [7] Le système de connexion du brevet US7947065, mais de manière générale les systèmes d'ancrage osseux à chargement par le dessous de l'état de la technique, présente l'inconvénient d'être relativement complexe. Il requiert en effet la mise en oeuvre de plusieurs éléments pour permettre l'insertion et la retenue de la tête de vis dans le connecteur, tel qu'un ressort, deux moyens de retenue et un système de rampes. [8] L'invention vise à remédier à ces problèmes en proposant un système d'ancrage osseux permettant le chargement par le dessous de l'élément d'ancrage osseux dans le connecteur de manière simple et rapide tout en assurant une tenue satisfaisante de l'élément d'ancrage osseux dans le connecteur. OBJET DE L'INVENTION [9] A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un système d'ancrage osseux polyaxial comprenant un élément d'ancrage osseux pourvu d'une tête hémisphérique et un fut tubulaire pour le couplage d'un élément de stabilisation à l'élément d'ancrage osseux, ledit fut tubulaire comportant une embase traversée par un canal axial d'une section supérieure à la section de la tête hémisphérique, ledit canal axial présentant, en partie inférieure, un logement tronconique s'élargissant en direction opposée à la tête hémisphérique et, en amont du logement tronconique, un épaulement transversal d'une section intérieure sensiblement égale à la section de la tête hémisphérique, le système d'ancrage osseux polyaxial comportant en outre une bague fendue conique de surface extérieure conjuguée à la surface intérieure du logement tronconique et de section minimale au repos inférieure à la section nominale de la tête hémisphérique, ladite bague étant réalisée en un matériau déformable entre une position expansée permettant le passage de la tête hémisphérique au travers de la bague, et une position rétrécie à une section inférieure à la section minimale au repos pour son insertion dans le logement tronconique, le logement tronconique présentant une hauteur supérieure à la hauteur de la bague fendue et, au voisinage de l'épaulement, une section supérieure à la section extérieure de la bague. [0010] De part cette configuration et le dimensionnement de l'embase et de la bague, l'assemblage de l'élément d'ancrage osseux et du fut de couplage est réalisé uniquement par un déplacement conjoint de la bague fendue dans le logement tronconique et de la tête hémisphérique dans le canal axial. [0011] Avantageusement, le logement tronconique comporte, au voisinage de l'épaulement, une gorge radiale. Cela permet ainsi d'assurer un espace suffisant pour permettre l'expansion de la bague lors de sa traversée par la tête hémisphérique. [0012] Avantageusement, le canal axial de l'embase comporte, au voisinage de l'épaulement une section élargie. Cela permet ainsi de faciliter l'insertion de la tête hémisphérique dans le canal axial [0013] Avantageusement, le système d'ancrage osseux comporte un moyen de blocage de l'élément d'ancrage osseux dans le fut tubulaire, ledit moyen de blocage étant placé dans le canal axial de l'embase, en amont du logement tronconique. [0014] Selon une configuration particulière, le moyen de blocage comprend un corps de berceau présentant une surface supérieure conformée pour recevoir la tige de liaison et une surface inférieure conformée pour recevoir la tête hémisphérique. [0015] Avantageusement, le canal axial de l'embase est agencé avec le moyen de blocage pour permettre un déplacement axial du moyen de blocage dans le canal, entre une position dans laquelle le fut tubulaire est libre en rotation sur la tête hémisphérique de l'élément d'ancrage osseux et une position dans laquelle le fut tubulaire est bloqué sur la tête hémisphérique. [0016] Selon un mode de réalisation particulier, le fut de couplage présente deux évidements latéraux en forme de U pour recevoir une tige de liaison et un canal axial médian permettant l'engagement d'un bouchon de verrouillage du système d'ancrage osseux, le canal axial médian débouchant dans le canal axial de l'embase. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0017] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue partielle en coupe longitudinale d'un système d'ancrage osseux selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente une vue éclatée du système d'ancrage osseux de la figure 1 ; - les figures 3a à 3e représentent les étapes d'assemblage des éléments constitutifs du système d'ancrage osseux de la figure 1 ; - la figure 4 représente une vue en coupe longitudinale d'un système d'ancrage osseux selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES [0018] En relation avec les figures 1 et 2, il est décrit un système d'ancrage osseux 1 selon un premier mode de réalisation comprenant un élément d'ancrage osseux 2 destiné à venir s'implanter dans une vertèbre, un connecteur 3 se présentant sous la forme d'un fut tubulaire (on parlera alors de fut de couplage) ainsi qu'un moyen de retenue 4 de l'élément d'ancrage osseux 2 dans le connecteur 3 et un moyen de blocage 5 de l'élément d'ancrage osseux dans le connecteur 3 dans une position donnée. [0019] L'élément d'ancrage osseux 2 présente un axe fileté 20 prolongé au niveau de l'une de ses extrémités par une tête hémisphérique 21. Dans ce qui suit, on désignera la tête hémisphérique par les termes « tête de vis 21 ». [0020] Le fut de couplage 3 comporte un corps de tulipe 30 pourvu de deux bras 32, 34 et d'une embase 33. [0021] Les deux bras sont agencés pour délimiter deux évidements latéraux 310, 330 en forme de U pour recevoir une tige de liaison (non représentée) ainsi qu'un premier canal axial médian 7 destiné à recevoir un élément de verrouillage (non représenté) du système d'ancrage osseux 1, du type écrou de compression. A cet effet, la face interne de chacun des bras 32, 34 présentent un filetage 350 apte à coopérer avec le filetage extérieur de l'écrou de compression. Les extrémités supérieures 320, 340 des bras 30, 32 délimitent une ouverture d'entrée 6 de l'écrou de compression. [0022] L'embase 33 est traversée par un canal axial médian 8 désigné par la suite de deuxième canal axial par opposition au canal axial médian de la partie supérieure désigné quant à lui de premier canal axial. Le deuxième canal 8, lequel débouche dans le premier canal 7, présente, en extrémité inférieure de l'embase 33, une ouverture d'entrée 10 pour permettre le passage de la tête de vis 21 dans le corps de tulipe 30. Pour des raisons qui seront explicitées plus loin, le deuxième canal 8 présente une section supérieure à la section de la tête de vis 21. [0023] Avantageusement, le deuxième canal 8 comporte, en partie inférieure, un logement 9 de forme tronconique s'élargissant dans une direction opposée à la tête de vis 21. Comme on le verra plus loin, le logement tronconique 9 est destiné à recevoir le moyen de retenue (bague fendue) et la tête de vis 21. [0024] En amont du logement tronconique 9, c'est-à-dire en s'éloignant de la tête de vis 21 lorsque celle-ci est montée dans le fut de couplage 3, le deuxième canal 8 comporte un épaulement transversal 11 délimitant la partie haute du logement tronconique 9. L'épaulement 11 présente avantageusement une section déterminée pour laisser passer la tête de vis 21 dans la partie haute du deuxième canal 8 tout en empêchant le passage du moyen de retenue. Dans le mode de réalisation décrit, l'épaulement 11 est sensiblement égal à la section de la tête de la vis 21. [0025] Dans ce qui suit, la partie du corps tubulaire 30 délimitée par le filetage interne 350 des bras 32, 34 caractérise la partie supérieure du fut de couplage 3 (ou du corps tubulaire 30). De même, la partie de l'embase 33 délimitée par le logement tronconique 9 caractérise la partie inférieure du fut de couplage 3 (ou du corps tubulaire 30) tandis que la partie de l'embase 33 s'étendant entre la partie supérieure et la partie inférieure du tubulaire 3 caractérise la partie intermédiaire du fut de couplage 3. [0026] Comme on le verra plus loin, la partie intermédiaire est destinée à recevoir le moyen de blocage de la tête de vis 21 en position par rapport au fut de couplage 3 ainsi que, durant l'assemblage de l'élément d'ancrage osseux avec le fut de couplage 3, la tête de vis 21, tandis que la partie inférieure est destinée à recevoir le moyen de retenue de la tête vis 21 dans le fut de couplage 3. [0027] Dans l'exemple illustré, la partie intermédiaire comprend en partie haute, dans le prolongement des bras 32, 34, deux gorges 81, 82 ménagées dans la paroi interne de l'embase 33. Les gorges 81, 82 permettent le guidage du moyen de blocage entre une position dans laquelle le mouvement du fut de couplage 3 sur la tête de vis 21 est autorisé et une position dans laquelle le mouvement du fut de couplage 3 sur la tête de vis 21 est empêché (position de blocage) comme illustré sur les figure 3d et 3e et décrit plus loin. Avantageusement, la partie intermédiaire présente en entrée une section élargie (no représentée) afin de faciliter l'insertion de la tête de vis 21 dans cette dernière. [0028] Selon l'invention, le moyen de retenue se présente sous la forme d'une bague 4 conique fendue transversalement, conformée pour présenter une surface extérieure conjuguée à la surface intérieure du logement tronconique 9 de la partie inférieure du fut de couplage 3. [0029] Avantageusement, la bague fendue 4 est réalisée dans un matériau déformable. Le matériau est choisi de telle manière que la bague fendue 4 est déformable entre une position expansée permettant le passage de la tête de vis 21 au travers de ladite bague et une position rétrécie dans laquelle la bague fendue 4 présente une section permettant son insertion dans le logement tronconique 9. Plus particulièrement, la bague fendue 4 devra présenter, en position rétrécie, une section permettant son passage au travers de l'ouverture d'entrée 10 inférieure du fut de couplage 3. Par ailleurs, la bague fendue 4 est conformée pour présenter au repos une section minimale inférieure à la section nominale de la tête de vis 21. [0030] Avantageusement, la bague fendue 4 présente une hauteur inférieure à la hauteur du logement tronconique 9. Cet agencement a pour avantage de permettre, comme on le verra plus loin, le déplacement de la bague fendue 4 à l'intérieur du logement tronconique 9, la bague fendue 4 étant mobile entre une position haute permettant le passage de la tête de la vis à travers la bague fendue 4 et une position basse dans laquelle la tête de la vis est retenue dans le logement tronconique 9, en partie basse du fut de couplage. [0031] Le moyen de blocage de la tête de vis 21 dans le fut de couplage 3 consiste en une pièce formant berceau, appelée par la suite berceau de blocage 5, destinée à être placée entre la tête de vis 21 et la tige de liaison lorsque celle-ci est placée dans le système d'ancrage osseux 1. Dans le mode de réalisation décrit, le berceau de blocage 5 comporte un corps de berceau 50 pourvu d'un alésage axial 51 traversant et présentent une surface de contact supérieure 52 de forme complémentaire à celle de la surface extérieure de la tige de liaison et une surface de contact inférieure 53 de forme complémentaire à celle de la tête de vis 21. [0032] Le corps de berceau 50 présente un diamètre extérieur légèrement inférieur à celui du deuxième canal axial 8. [0033] Avantageusement, le corps de berceau 50 est prolongé par deux pattes 54, 55 s'étendant vers l'extérieur, ie. dans une direction opposée à l'alésage 51 du corps de berceau. Les pattes 54, 55 sont destinées à venir se loger respectivement dans une des gorges 81, 82 ménagées dans la paroi interne de l'embase 33. Les pattes 54, 55 constituent avec les gorges 81, 82 des moyens de guidage du berceau de blocage 5 entre la position dans laquelle le fut de couplage 3 est libre en rotation sur la tête de vis 21 et la position de blocage dans laquelle le fut de couplage 3 est bloqué sur la tête de vis 21. [0034] Avantageusement, les gorges 81, 82 sont dimensionnées de manière à laisser un jeu axial au berceau de blocage 5 lorsque celui-ci est monté dans la partie intermédiaire. Le corps de berceau 50 peut ainsi être déplacé légèrement vers le haut ou vers le bas lorsqu'il est monté dans le fut de couplage 3. Comme on le verra plus loin, ce jeu permet au berceau de couplage 5 de passer d'une position dans laquelle le fut de couplage 3 est libre en rotation sur la tête de vis 21 à une position bloquée dans laquelle le fut de couplage 3 est bloqué en position sur la tête de vis 21, tout mouvement de rotation étant empêché. [0035] Avantageusement, la surface extérieure du corps de berceau 50 destinée à recevoir la tige de liaison peut présenter des stries, des rugosités, des cannelures ou similaires afin d'augmenter la prise par frottement entre le corps de berceau 50, la tige de liaison et le moyen de verrouillage lorsque celui-ci est placé dans le premier canal axial du fut de couplage 3. De la même manière, il peut être prévu une tige présentant des stries, des rugosités, des cannelures ou similaires afin d'améliorer la prise par frottement entre lesdits éléments. [0036] Les gorges 81, 82 et le corps de berceau 50 sont dimensionnés pour que lorsque le corps de berceau 50 est en position de blocage, le corps du berceau 50 présente une partie s'étendant dans le logement tronconique 9 de manière à venir en contact avec la tête de vis 21. [0037] L'élément d'ancrage osseux 2 est assemblé avec le fut de couplage 3 de la manière suivante. [0038] La première étape consiste à clipser la bague fendue 4 dans le logement tronconique 9. Pour ce faire, et selon une technique de clipsage choisie parmi d'autres, la bague 4 est disposée par rapport au fut de couplage 3 de manière à présenter sa fente 42 en vis-à-vis de l'ouverture d'entrée inférieure 10. Un effort de compression est ensuite exercé sur la bague fendue 4 afin de rapprocher les deux bras 40, 41 de la bague fendue 4 l'un vers l'autre et placer la bague fendue 4 dans la position rétrécie permettant son passage au travers de l'ouverture 10. La bague 4 est alors poussée dans le logement tronconique 9. Une fois partiellement insérée dans celui-ci, la bague fendue 4 est soumise à un mouvement de basculement pour être amenée dans le bon sens, ie. placée de manière à présenter la partie la plus large à l'opposé de l'ouverture d'entrée inférieure 10. Une fois placée dans le logement tronconique 9, la bague fendue 4 reprend sa forme au repos. [0039] Une fois la bague fendue 4 en place dans le logement tronconique 9, l'élément d'ancrage est clipsé dans le fut de couplage 3. Pour ce faire, la tête de vis 21 est présentée devant l'ouverture d'entrée inférieure 10 et insérée dans le logement tronconique 9. La section nominale de la tête de vis 21 étant supérieure à la section minimale interne de la bague au repos, la tête de vis 21 entraîne la bague fendue 4 vers le haut du logement tronconique 9 jusqu'à ce que cette dernière vienne en contact avec l'épaulement 11 (figure 3a). Le mouvement de translation de la tête de vis 21 en direction de l'ouverture d'entrée 6 de l'écrou de compression étant poursuivi, la tête de vis 21 pénètre dans le deuxième canal 8 destiné à recevoir le berceau de couplage 5. Les bras 40, 41 de la bague fendue 4, du fait de son blocage par l'épaulement 11, s'écartent l'un de l'autre sous l'effort de poussée de la tête de vis 21, jusqu'à prendre une position expansée permettant le passage de la tête de vis 21 au travers de ladite bague fendue 4. Une fois la tête de vis 21 passée dans le deuxième canal, la bague fendue 4 reprend sa position au repos dans le logement tronconique 9 (figure 3b). [0040] L'élément d'ancrage osseux 2 est alors tiré en sens inverse, en direction de l'ouverture d'entrée 10 de la tête de vis 21 de manière à ramener la tête de vis 21 dans le logement tronconique 9. Lors de son mouvement, la tête de vis 21 entraine avec elle la bague fendue 4, alors en position de repos, en direction de l'ouverture d'entrée inférieure pour parvenir à la position de maintien de la tête de vis 21 dans le fut de couplage 3 comme illustré sur la figure 3c. Il est à noter qu'une fois assemblé avec le fut de couplage 3, l'élément d'ancrage osseux 2 ne peut plus être démonté sans casser l'un des éléments. [0041] L'étape qui suit est le clipsage du berceau de couplage 5 dans le fut de couplage 3. Pour ce faire, le berceau de couplage 5 est présenté devant l'ouverture d'entrée supérieure 6 puis est glissé à l'intérieur du fut de couplage 3 pour être placé dans le deuxième canal, en partie intermédiaire du fut de couplage 3 (figure 3c et 3d). [0042] Comme décrit plus haut, le berceau de blocage peut se déplacer axialement dans le deuxième canal axial. Lorsque le berceau de couplage 5 est placé en position haute dans le deuxième canal médian, comme illustré sur la figure 3d, un jeu est laissé entre la surface inférieure du berceau et la tête de vis 21 de sorte que la tête de vis 21 peut pivoter dans le fut de couplage 3. Lorsque le berceau est placé en position basse, le berceau est plaqué contre la tête de la vis, empêchant ainsi tout mouvement de la tête de vis 21 dans le fut de couplage 3, la bague fendue 4 exerçant de son côté des efforts latéraux empêchant toute expansion de cette dernière. En d'autres termes, tout mouvement de la tête de vis 21 est empêché par la bague et le berceau. La figure 3e illustre les efforts s'exerçant entre les éléments pour bloquer la multi-axialité de la tête de vis 21. [0043] Ainsi, une fois l'élément d'ancrage osseux 2 assemblé avec le fut de couplage 3 et le berceau en place, [0044] Selon une configuration particulière illustrée sur la figure 4, la partie inférieure comporte avantageusement une gorge interne 90 s'étendant radialement. La présence d'une telle gorge autorise une expansion plus importante du moyen de retenue lors du passage de la tête de vis 21. La mise en en place de la tête de vis 21 dans le fut de couplage 3 s'en trouve ainsi facilitée, y compris pour des têtes de vis de dimension relativement large. [0045] L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l'invention sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Système d'ancrage osseux polyaxial (1) comprenant un élément d'ancrage osseux pourvu d'une tête hémisphérique (21) et un fut tubulaire (3) pour le couplage d'un élément de stabilisation à l'élément d'ancrage osseux, ledit fut tubulaire (3) comportant une embase (33) traversée par un canal axial (8) d'une section supérieure à la section de la tête hémisphérique (21), ledit canal axial (8) présentant, en partie inférieure, un logement tronconique (9) s'élargissant en direction opposée à la tête hémisphérique (21) et, en amont du logement tronconique (9), un épaulement (11) transversal d'une section intérieure sensiblement égale à la section de la tête hémisphérique (21), le système d'ancrage osseux polyaxial (1) comportant en outre une bague fendue (4) conique de surface extérieure conjuguée à la surface intérieure du logement tronconique (9) et de section minimale au repos inférieure à la section nominale de la tête hémisphérique (21), ladite bague étant réalisée en un matériau déformable entre une position expansée permettant le passage de la tête hémisphérique (21) au travers de la bague fendue (4) et une position rétrécie à une section inférieure à la section minimale au repos pour son insertion dans le logement tronconique (9), le logement tronconique (9) présentant une hauteur supérieure à la hauteur de la bague fendue (4) et, au voisinage de l'épaulement (11), une section supérieure à la section extérieure de la bague. 2. Système d'ancrage osseux polyaxial (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement tronconique (9) comporte, au voisinage de l'épaulement (11), une gorge radiale (90). 3. Système d'ancrage osseux polyaxial (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le canal axial de l'embase (33) comporte, au voisinage de l'épaulement (11) une section élargie (80). 4. Système d'ancrage osseux polyaxial (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système d'ancrage osseux (1) comporte en outre un moyen de blocage de l'élément d'ancrage osseux dans le fut tubulaire (3), ledit moyen de blocage étant placé dans le canal axial de l'embase (33), en amont dulogement tronconique (9). 5. Système d'ancrage osseux polyaxial (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le canal axial (8) de l'embase (33) est agencé avec le moyen de blocage pour permettre un déplacement axial du moyen de blocage dans le canal (8), entre une position dans laquelle le fut tubulaire (3) est libre en rotation sur la tête hémisphérique (21) de l'élément d'ancrage osseux et une position dans laquelle le fut tubulaire (3) est bloqué sur la tête hémisphérique (21). 6. Système d'ancrage osseux polyaxial (1) selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen de blocage comprend un corps de berceau (50) présentant une surface supérieure conformée pour recevoir la tige de liaison et une surface inférieure conformée pour recevoir la tête hémisphérique (21). 7. Système d'ancrage osseux polyaxial (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le fut de couplage (3) présente deux évidements latéraux en forme de U pour recevoir un tige de liaison et un canal axial médian (7) permettant l'engagement d'un bouchon de verrouillage du système d'ancrage osseux, le canal axial médian (7) débouchant dans le canal axial (8) de l'embase (33).20