Brevet FR3021857A1 — publié le 20151211

L'invention concerne le domaine technique des guides de coupe et/ou de perçage pour la mise en place d'un implant orthopédique. L'invention trouve une application pour tout type d'implant d'articulation orthopédique telles que prothèses du genou, prothèses d'épaule et, plus généralement, tout type d'implant orthopédique nécessitant de réaliser, au niveau de la zone osseuse anatomique devant être prothésée, des coupes et/ou des perçages. Il est parfaitement connu pour un homme du métier d'utiliser différents instruments, communément appelés ancillaires de pose pour la mise en place de différents implants orthopédiques. Par exemple, les instruments peuvent être constitués par des blocs de coupe tibiale, des blocs de coupe fémorale ...Ces blocs intègrent dans leur épaisseur des fentes pour le passage et le guidage d'organes telles que des lames de coupe, lesquelles fentes sont convenablement orientées en fonction des coupes osseuses qu'il convient de réaliser pour la pose de l'implant. De la même façon, de tels blocs peuvent présenter des trous pour le guidage d'une mèche, par exemple. La plupart de ces instruments sont réalisés en métal. Toutefois, dans le cadre de réalisation d'instruments sur mesure à usage unique, ou d'instruments à usage unique, il est apparu intéressant de réaliser ces instruments en polymère telles que des matières plastiques. Or, par définition, un tel matériau ne présente pas une dureté suffisante, de sorte que l'introduction et l'action de l'organe de coupe et/ou de perçage engagé dans les agencements du bloc considéré, peut occasionner des débris, ce qui peut ne pas être acceptable dans le domaine chirurgical. Par ailleurs, des phénomènes d'usure vont apparaître. Pour tenter de remédier à ces inconvénients, une solution ressort de l'enseignement du document US 20050228393 qui concerne un bloc de coupe orthopédique. Ce bloc présente au moins deux composants dont l'un est réalisé dans un matériau polymère. Le matériau polymère constitue l'âme centrale du bloc de coupe et présente des agencements spécifiques pour coopérer avec deux plaques métalliques conformées en section pour constituer des guides à une lame de coupe, par exemple. Il en résulte une certaine complexité au niveau de sa fabrication, nécessitant d'assembler plusieurs composants. Un tel bloc de coupe orthopédique ne constitue pas réellement un instrument à usage unique. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients de manière simple, sure, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir réaliser, de manière peu couteuse, un bloc de coupe tibiale ou autre du type de ceux couramment utilisés, en polymère, en utilisant avantageusement une technologie de fabrication additive, en s'affranchissant des inconvénients liés à ce type de matériau à savoir une faible résistance au frottement avec des outils coupant tels que lames, mèches, alésoirs, ... Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif de guidage d'un instrument pour réaliser des opérations de coupe et/ou de perçage sur une partie d'os pour la mise en place d'un implant orthopédique comprenant un bloc en polymère, notamment en matière plastique, présentant des fentes et/ou des trous pour l'engagement et le guidage de l'instrument sous forme de lame ou mèche, les fentes et/ou les trous étant en communication avec des zones ponctuelles réalisées dans un matériau à haute dureté, lesdites zones délimitant un chemin de guidage pour l'instrument en lui évitant d'être en contact avec la matière constitutive du bloc. Pour résoudre le problème posé que les lames, les mèches ou autres ne soient pas en contact avec le polymère, non seulement au moment de l'introduction mais également pendant l'opération de coupe, perçage ou autres, les zones ponctuelles sont réalisées par des inserts, notamment métalliques, débordant de quelques dixièmes de millimètres, de part et d'autre, des fentes. Dans une forme de réalisation avec pour objectif de diminuer les coûts, les inserts métalliques sont constitués par des tiges de sections rondes débordant par leur génératrice dans les fentes. Avantageusement, les tiges débordent, de part et d'autre, de la fente pour constituer, deux à deux, le chemin de guidage. Les tiges sont positionnées à chaque extrémité de la fente considérée. Les tiges sont disposées, deux à deux, selon un même alignement. Dans une autre forme de réalisation, les inserts métalliques sont constitués par des rondelles dont l'alésage déborde dans les trous. Pour résoudre le problème posé de pouvoir totalement intégrer les inserts dans le bloc en polymère et cela d'une façon indémontable et d'une manière totalement invisible à partir de l'extérieur dudit bloc, lesdits inserts sont intégrés dans l'épaisseur du bloc réalisé selon une technologie de fabrication additive. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un dispositif de guidage selon l'invention sous forme d'un bloc de coupe ; - la figure 2 est une vue de côté du bloc de coupe illustré figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe considérée selon la ligne C-C de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue de face du bloc de coupe illustré figure 1 ; - la figure 5 est une vue en coupe considérée selon les lignes D-D de la figure 4 ; la figure 6 est une vue en perspective du dispositif de guidage sous forme d'un guide de perçage ; - la figure 7 est une vue en perspective partielle correspond à la figure 6 ; - la figure 8 est une vue en coupe longitudinale du guide de coupe selon la figure 6. On a illustré aux figures des dessins un exemple du dispositif de guidage selon les caractéristiques de l'invention adapté, par exemple, pour réaliser des coupes tibiales sans pour cela exclure d'autres applications en fonction du type d'implant orthopédique à implanter, par exemple, un implant fémoral. Quelle que soit la forme de réalisation, le dispositif comprend un bloc (1) en polymère, notamment en matière plastique. Par ailleurs, ce bloc (1) présente tout type d'agencement (la) pour être adapté sur un support destiné à être fixé sur une partie de l'os à protéger. Dans l'exemple illustré aux figures 1 à 5 le bloc (1) présente des fentes (lb) pour l'engagement et le guidage d'un outil de coupe, par exemple, sous forme d'une lame. Le nombre de fentes (lb) ainsi que leur positionnement angulaire dépend du type de coupe à effectuer sur la partie d'os considérée (coupe tibiale, coupe fémorale, ...). Selon une caractéristique à la base de l'invention, chacune des fentes (lb) est en communication avec des zones ponctuelles réalisées dans un matériau à haute dureté tel que l'acier et, plus généralement, tout matériau de dureté au moins égale mais généralement supérieure à celle de l'outil considéré, par exemple, la lame de coupe dans les exemples illustrés. Ces zones ponctuelles sont convenablement positionnées afin de délimiter un chemin de guidage pour la lame de coupe ou autre, en lui évitant d'être en contact avec la matière constitutive du bloc (1) par exemple, la matière plastique. Avantageusement, ces zones ponctuelles sont réalisées, pour chacune des fentes considérées, par des inserts (2), par exemple métalliques, débordant de quelques dixièmes de millimètres seulement, de part et d'autre, desdites fentes (lb). Ces inserts sont constitués par des tiges de sections rondes, ou autres, par exemple, sous forme de goupille débordant par leur génératrice dans les fentes (lb) de manière tangente ou quasi-tangente avec, pour objectif, d'éviter tout contact de la lame de coupe avec la matière constitutive du bloc (1) au moment de l'engagement de la lame de coupe de son actionnement. Comme le montrent notamment, les figures 3 et 5, les tiges (2) débordent, de part et d'autre, de chaque fente (lb) pour constituer deux à deux le chemin de guidage. De manière préférée, les tiges (2) sont positionnées à chaque extrémité de la fente considérée (lb). De même, les tiges (2) sont disposées deux à deux selon un même alignement, (figure 5). Comme indiqué, la forme du bloc (1) illustrée aux figures 1 à 5 est donnée à titre indicatif nullement limitatif. Par exemple, le bloc peut constituer un guide de perçage (3), (figures 6 à 8). Dans cette forme de réalisation, le bloc (1) est réalisé à partir d'un corps cylindrique, également en matière plastique. Dans ce cas, les inserts (2) peuvent être constitués par des rondelles dont le diamètre interne, après insertion desdites rondelles dans le corps en matière plastique, déborde de l'alésage dudit corps (figures 7 et 8). De manière importante, quelle que soit la forme de réalisation du dispositif de guidage et notamment du bloc en matière plastique, les inserts (2) sous forme de goupilles, rondelles ou autres, sont intégrés dans l'épaisseur du bloc (1) qui est réalisé selon une technologie connue de fabrication additive. Une telle technologie permet si nécessaire d'intégrer totalement ces inserts (2) dans l'épaisseur du bloc de façon indémontable en étant, par ailleurs, complétement noyés dans le bloc réalisé en polymère. Ce procédé de fabrication additive est parfaitement connu pour un homme du métier. Dans le cadre d'une application de ce procédé de fabrication au dispositif selon l'invention, quand l'imprimante arrive au niveau supérieur de la cavité recevant la rondelle, par exemple, l'imprimante 3D est arrêtée pour permettre de disposer l'insert métallique. Le processus d'impression 3D est ensuite redémarré jusqu'à obtention de la forme souhaitée du bloc (1). Le ou les insert(s) métallique(s) est/sont, par conséquent, complément noyé(s) dans le polymère. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle : la possibilité de réaliser des blocs de coupes en polymère de formes globales identiques à celles des blocs de coupe métallique, avec intégration d'inserts métalliques, d'un faible coût afin d'éviter tout contact des zones fonctionnelles pour éviter l'usure, la possibilité de réaliser ces blocs de coupe ou autres en matière plastique, la possibilité de réaliser des blocs de coupe sur mesure et/ou à usage unique. Enfin, on observe, que les inserts métalliques ou non, sous forme de goupillons, rondelles, occupent une place et un pourcentage en volume très réduit par rapport à l'ensemble de la matière constitutive (polymère) du bloc (1) ou autre, évitant, par conséquent, d'augmenter de manière significative, le poids du bloc réalisé dans un matériau léger.20