Brevet FR3046725A1 — publié le 20170721

DISPOSITIF DE FIXATION ORTHOPEDIQUE La présente invention concerne un dispositif de fixation orthopédique pour des fixateurs externes. Un fixateur externe orthopédique pour la réduction et l'allongement 5 de fragments osseux est généralement composé de pinces de fixation en combinaison de barre de rigidification faisant le lien entre des broches fixées dans les parties d'os à traiter. Les méthodes chirurgicales pour l'installation d'un fixateur externe consistent en général à l'insertion de broches dans les os à réduire ou à 10 allonger, à la pose des articulations et des barres de rigidification, à l'ajustement de la longueur et de l'inclinaison, et enfin, au verrouillage des différents éléments mécaniques. Usuellement un dispositif de fixation et d'articulation s'articule autour de deux pinces de fixation formées par un assemblage de mâchoires 15 indépendantes connectées par une tige filetée, tel que divulgué par les documents EP 0 806 185, EP 1 935 357, EP 2 465 454, US 8 277 448, US 8 523 858 et US 9 138 260. Les mâchoires d'une pince sont bloquées en rotation, telle que par un tenon engagé dans une mortaise, tandis que le maintien en position et la fixation des tiges et des broches est assuré par le blocage de la 20 tige traversant les pinces de fixation. Afin de simplifier ces dispositifs de fixation orthopédiques, des pinces monoblocs ont été développées, telles que celles divulguées par les documents EP 2 319 436, EP 1 627 608 et US 2007/0038217. Ces pinces sont formées de deux mâchoires agencées en opposition, connectées par une paroi, 25 formant une charnière. Une tige de serrage connecte deux pinces agencées en opposition. Les mâchoires de ces pinces sont agencées perpendiculairement à la tige de serrage les traversant. L'inconvénient majeur de ces pinces est qu'une broche ou une barre peut être insérée de manière latérale, par coulissement, 30 après fixation des pinces à la tige ou de manière frontale, par clipsage, avant assemblage des pinces à la tige de serrage. Il semble tout de même envisageable, lorsque la tige n'est pas complètement verrouillée, d'insérer de 3046725 manière frmtale, une barre dans une des pinces. Cependant, lorsque qu'une barre est insérée dans une des pinces, il est impossible d'introduire de manière frontale une autre barre ou une broche dans la seconde pince. Les extrémités fibres des mâchoires se terminent par des zones de guidage des éléments à introduire dans les pinces. Ces zones de guidage, formées d'un arrondi ou d'une pente dirigée vers l'extérieur, servent à guider une barre ou une broche avant son clipsage, mais ne limitent pas la force à produire pour engager et introduire une barre dans une pince, nécessaire à son écartement, La présente invention propose ainsi un dispositif de fixation orthopédique permettant de pallier aux inconvénients précités. Ainsi, le dispositif de fixation orthopédique selon l'invention, peut prendre au moins deux positions, à savoir une position de repos et une position de verrouillage. Le dispositif de fixation orthopédique comprend deux pinces montées en opposition par l'intermédiaire d'un moyen élastique, et maintenues par une tige de serrage, selon un axe médian, par des trous débouchants, tandis que chacune des pinces est constituée d'un corps de pièce qui comprend une mâchoire extérieure et une mâchoire intérieure, reliées par une paroi de jonction, délimitant une ouverture destinée à recevoir une barre de rigidification ou une broche via un insert. L'ouverture s'étend vers l'intérieur de la pince jusqu'à la paroi de jonction vers un passage et une zone charnière, tandis qu'en position de repos, la mâchoire extérieure est fixe, tandis que la mâchoire intérieure est mobile vers l'intérieur, à savoir vers le moyen élastique. Ajoutons qu'en position de repos, chacune des mâchoires intérieures est dirigée vers l'extérieur, à savoir vers les extrémités de la tige de serrage, Notons qu'en position de repos, les surfaces extérieures des mâchoires intérieures mobiles, font un angle aigu dirigé vers l'extérieur par rapport à l'axe médian de la tige de serrage. Précisons que l'angle aigu est compris entre 80 et 88 degrés, préférentiellement compris entre 82 et 87 degrés. 3046725 Selon une caractéristique, l'extrémité. extérieure de chacune des m.âchoires comprend une rampe d'engagement: et de positionnement d'une barre de rigid.ification ou d'une broche via un insert, qui se présente par une surface perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe médian de la 5 tige de serrage. Selon un mode de réalisation, la différence des hauteurs entre l'extrémité et le centre d'une ouverture est comprise entre 5 et 25 pour cent, préférentiellement comprise entre 10 et 15 pour cent. Selon une caractéristique supplémentaire, au niveau du passage, au 10 moins une mâchoire comprend une butée de compression qui s'étend au moins jusqu'à la mâchoire opposée à celle qui la porte, plus préférentiellement chacune des mâchoires comprend une butée de compression, les butées de compression étant agencées en opposition. Notons que les surfaces extérieures des mâchoires intérieures 15 comprennent chacune un moyen d'assemblage par coopération de forme. Précisons que les surfaces extérieures comprennent chacune une rainure circulaire, les rainures circulaires dans lesquelles vient s'engager le moyen élastique, sont agencées en opposition. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront 20 de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 à 10 sont des vues du dispositif de fixation orthopédique selon un mode de réalisation. La figure 1. est une vue en perspective. 25 La figure 2 est une vue latérale en position de verrouillage. La figure 3 est une vue latérale en position. engagée. La figure 4 est une vue latérale en position de repos. La figure 5 est une vue arrière. 3046725 La figure 6 est une vue en coupe de. la figure 5 selon. F. La figure 7 est une vue latérale d'une pince de fixation. La figure 8 est une vue en coupe d'une pince distale, selon F. La figure 9 est une vue en coupe d'une pince proximale, selon F. 5 La figure 10 est une vue supérieure d'une pince. Ainsi, le dispositif de fixation orthopédique (1), selon l'invention, comprend de manière connue en soit, une paire de pinces (2) adjacentes, à savoir une pince en position proximale (2a) et une pince en position distale (2b), connectées par une tige de serrage (3) selon un axe médian (X, X'), filetée 10 à l'une de ses extrémités. Ajoutons que chacune des pinces est formée d'un seul corps de pièce, qui comprend deux mâchoires (4a, 4b), à savoir une mâchoire intérieure mobile (4a) vers l'intérieur, vers le centre de la tige de serrage (3), et une mâchoire extérieure fixe (4b). Les mâchoires (4a, 4b) d'une pince sont 15 agencées en opposition, délimitent une ouverture (7) à l'une de leurs extrémités latérales et sont reliées par une paroi de jonction (5) à leurs autres extrémités latérales. Ces pinces (2a, 2b) comprennent chacune un trou débouchant (6) dans lequel est insérée la tige de serrage (3). Notons que l'ouverture (7) d'une pince (2) est prolongée par un 20 passage (8) et une zone charnière (8') qui s'étend jusqu'à la paroi de jonction (5). La position proximale et la position clistale sont référencées par rapport à la tête de la tige de serrage (3). La position intérieure correspond à une position en direction du 25 centre de la tige de serrage (3), tandis qu'une position extérieure correspond à une position en direction des extrémités de la tige de serrage (3). Selon une caractéristique, la mâchoire extérieure fixe (4b) de la pince distale (2b) comprend au niveau de son trou débouchant (6) un taraudage complémentaire au filetage de la tige de serrage (3). 3046725 Ce taraudage est préférentiellement. agencé dans un insert (10) engagé, avantageusement en bout, dans un trou borgne agencé dans le trou débouchant (6) de la mâchoire extérieure (4b) de la pince distale (2b), tel qu'illustré à la figure 9, 5 La tige de serrage (3) se présente de manière avantageuse par un filetage à l'une de ses extrémités et un moyen de serrage, tel qu'une tête boulonnée (11) à son autre extrémité. La partie de la tige de serrage (3) localisée en. dessous du moyen de serrage, a une longueur avantageusement inférieure ou égale à l'épaisseur de deux pinces (2) de fixation, afin qu'une 10 fois la tige de serrage (3) insérée complètement dans les deux pinces (2), elle ne dépasse pas du dispositif d.e fixation (1). Il est entendu que la tige de serrage (3) peut s'étendre au-delà des pinces (2) et être maintenue de manière commune par un boulon. Selon une caractéristique supplémentaire, chacune des surfaces 15 extérieures, des mâchoires intérieures (4a), comprennent un moyen d'assemblage par coopération de forme (12), tel qu'un disque strié, tel qu'illustré à la figure 10, Notons que ces surfaces extérieures comprennent chacune une rainure circulaire (13) agencée en opposition, dans lesquelles vient s'engager 20 un moyen élastique (14). Selon le mode de réalisation illustré, le moyen élastique (14) se présente par un cylindre creux en matériau élastique, qui a une hauteur supérieure à la somme des hauteurs des rainures circulaires (13) agencées en opposition de chacune des pinces (2). 25 Selon un autre mode de réalisation, le moyen élastique (14) est un ressort. Lors du serrage, le moyen élastique (14) vient se compresser dans les rainures circulaires (13), jusqu'à ce que les moyens d'assemblage par coopération de forme (12) agencés sur les surfaces extérieures des pinces (2) 30 viennent en contact et s'imbriquent l'un contre l'autre, assurant un maintien en position. sous contrainte des pinces (2) de fixation. 3046725 Cette configuration de serrage, permet de réduire l'encombrement du dispositif de fixation (1), par Vassem.blage de deux pinces (2) de fixation l'une contre Vautre, sans pièce intercalaire augmentant leur écartement. Le dispositif de fixation (1), selon le mode réalisation illustré, notamment à la figure 2, se présente par uniquement deux pinces (2) montées en collaboration avec une tige de serrage (3). Rappelons que chacune des pinces (2) comprend une mâchoire intérieure mobile (4a) et une mâchoire extérieure fixe (4b) qui délimitent une ouverture (7) destinée à la fixation soit d'une barre de rigidification (16), soit 10 d'une broche (17) via un insert (18) approprié, tel qu'explicité plus en détail dans la suite de la description. Selon une caractéristique, en position de repos, telle qu'explicitée plus en détail dans la suite de la description, les extrémités des mâchoires intérieures sont dirigées vers l'extérieur, à savoir que la paroi formée par la 15 mâchoire intérieure (4a) n'est pas perpendiculaire à l'axe médian (X, X'), mais fait un angle aigu (A) avec ce dernier, tel qu'illustré à la figure 7. Plus précisément, la surface extérieure (40) de la mâchoire intérieure mobile (4a) de chacune des pinces (2), fait un angle aigu (A) dirigé vers l'extérieur, par rapport à l'axe médian (X, X') de la tige de serrage (3), 20 Selon la caractéristique précédente, l'angle aigu (A) est compris entre 80 et 88 degrés, préférentiellement entre 82 et 87 degrés. Notons que la mâchoire extérieure (4b) de la pince proximale (2a) est considérée comme fixe, étant donnée qu'elle est bloquée en déplacement par la tête boulonnée (11) de la tige de serrage (3), tandis que la mâchoire 25 extérieure (4b) de la pince distale (2b) est considérée comme fixe, étant donnée qu'elle est bloquée en déplacement soit par la coopération du filetage de la tige de serrage (3) et du taraudage de l'insert (10), soit par la coopération du filetage de la tige de serrage (3) et du taraudage d'un boulon. Les mâchoires intérieures (4a) de chacune des pinces (2) sont 30 considérées comme mobiles, lorsque le dispositif de fixation orthopédique (1) est en position de repos, étant donné la présence du moyen élastique qui permet un écartement des pinces (2), laissant les mâchoires intérieures (4a) 3046725 libres en déplacement vers l'intérieur, à savoir vers le centre de la tige de serrage (3), de par la flexibilité de leur paroi de jonction (5) respective. Les mâchoires intérieures (4a) sont aptes à l'enclipsage d'une barre de rigidification (16) ou d'une broche (17) via un insert (18), 5 Précisons qu'une ouverture (7) correspond à la somme de demi- cylindre et d'un pavé correspondant au dimensionnement du passage (8) entre les mâchoires (4). Plus précisément, le diamètre de l'ouverture (7), lorsque qu'une barre de rigidification ou une broche via un insert est maintenue dans une pince (2), 10 correspond à la somme des rayons des deux demi-cylindres plus la hauteur du passage (8). Notons qu'en position de repos, l'extrémité de la mâchoire intérieure (4a) étant dirigée vers l'extérieur, le passage (8) se rétrécit en direction de l'ouverture (7). 15 Ajoutons que le dispositif de fixation orthopédique (1) peut prendre trois positions, à savoir une position de repos, une position engagée et une position de verrouillage. La position de repos correspond à une position où la tige de serrage (3) est engagée dans les pinces (2), la tige de serrage (3) n'étant pas verrouillée 20 complètement, de telle manière à ce qu'un écart soit présent entre les deux pinces (2), le moyen élastique (14) n'étant pas complètement compressé, les mâchoires intérieures (4a) de chacune des pinces (2) sont mobiles. Les pinces sont maintenues, leur position angulaire l'une par rapport à l'autre, peut être ajustée, par rotation d'une des pinces par rapport à l'autre. 25 La position engagée correspond à une position dans laquelle chacune des pinces maintient une barre de rigidification (16) ou une broche (17) via un insert (18). Le serrage de la tige (3) est dans la même position que dans la position de repos. Un écart est toujours présent entre les pinces (2), qui est bien entendu réduit par rapport à celui de la position de repos, les mâchoires 30 intérieures mobiles (4a) étant plus ouvertes, à savoir les angles aigus (A), de leurs surfaces extérieures par rapport à l'axe médian (X, X'), étant plus importants. 3046725 8 l..,a position de verrouillage correspond à la tige de serrage com.péternment verrouillée, le moyen élastique (14) complètement compressé, les moyens de verrouillage par coopération de forme (12) sont en contact et imbriqués. 5 Selon une caractéristique supplémentaire, chacune des mâchoires (4) est prolongée au-delà de l'ouverture (7) par une rampe d'engagement (15) et de pré-positionnement, selon le mode de réalisation illustré, les rampes d'engagement (15) se présentent par des parois parallèles ou sensiblement parallèles, à savoir perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe 10 médian (X, X'). Tel que précédemment introduit, de manière commune, l'extrémité d'une ouverture d'une pince de fixation se termine brusquement par un arrondi ou une pente dirigée vers l'extérieur. Le passage d'une barre de rigidification (16) ou d'un insert (18) de broche (17), de l'extérieur à l'intérieur 15 de l'ouverture d'une pince, est réalisé en un coup, de manière brusque, engendrant de fortes vibrations dans la ou les broche(s) et donc dans les os du patient. Le passage dans ces rampes parallèles d'engagement (15) et de pré-positionnement, selon l'invention, d'une barre de rigidification (16) ou d'un 20 insert (18) de broche (17), entraîne l'écartement des mâchoires (4), vers une position d'équilibre, tandis que l'insertion d'une barre de rigidification ou d'un insert de broche, dans l'ouverture (7) se réalise donc en deux temps par effort progressif, engendrant ainsi une insertion plus contrôlée, limitant l'effort d'engagement et limitant donc les contraintes résultantes pour le 25 patient. Afin de faciliter l'insertion d'une barre de rigidification (16) ou d'un insert (18) de broche (17) dans une ouverture (7) et ainsi de limiter davantage les contraintes engendrées, la différence de hauteur, entre le centre de l'ouverture (7), à savoir de la somme des demi-cylindres et du pavé 30 correspondant au dimensionnement du passage (8), et l'extrémité de l'ouverture (7), à savoir entre les rampes d'engagement (15), est comprise entre 5 et 25 pour cent, de préférence entre 10 et 20 pour cent, plus préférentiellement entre 10 et 15 pour cent. 3046725 A titre d'exemple, selon le mode de réalisation illustré à la figure 4, la différence de hauteur entre l'extrémité et le centre de l'ouverture (7), en position de verrouillage, est d'environ 1.2 pour cent.. La longueur d'une rampe d'engagement (1.5) est comprise entre un. 5 tiers et une fois le rayon de l'ouverture (7), à savoir compris entre le sixième et la moitié de la hauteur au centre de l'ouverture (7). Ajoutons que le passage (8) est traversé par la tige de serrage (3) et présente en outre au moins une butée de compression (9) agencée sur a.0 moins une des mâchoires (4). Il est entendu qu'au moins une butée de compression (9) est localisée entre les trous débouchants (6) et la paroi. de jonction (5), plus précisément entre les trous débouchants (6) et la charnière (8'), au niveau du passage (8). Au moins une butée de compression (9) se présente par une saillie s'étendant dans une direction opposée à la mâchoire (4a, 4b) qui la porte. 15 Précisons qu'au moins une butée de compression (9) s'étend sur toute l'épaisseur du passage (8). En d'autres termes, en position de repos et en position de verrouillage, au moins une butée de compression (9) connecte les mâchoires (4) d'une pince (2) au niveau du passage (8) reliant l'ouverture (7) à la paroi de jonction (5). 20 Précisons qu en position engagée, telle qu'illustrée à la figure 3, au moins une butée de compression (9) est en position écartée au niveau du passage (8). Selon un mode de réalisation, une des mâchoires (4a, 4b) comprend une butée de compression (9) qui s'étend jusqu'à l'autre mâchoire (4a, 4b) 25 agencée en correspondance, à savoir s'étendant au moins sur toute l'épaisseur du passage (8). Selon le mode de réalisation illustré, deux butées de compression (9) sont localisées chacune sur une des mâchoires (4) et viennent se reposer l'une contre l'autre en opposition, la somme des épaisseurs des butées de 30 compression (9) est supérieure ou égale, préférentiellement sensiblement égale, à l'épaisseur du passage (8). 3046725 I 0 Ainsi, le passage de la position engagée à la position de verrouillage, est réalisé par le serrage de la tige (3), qui entraîne à la fois le rapprochement puis une déformation élastique d'au moins une butée de compression (9), préférentiellement le rapprochement et la déformation de deux butées de 5 compression (9), et la flexion de la paroi de jonction (5), qui engendre l'alignement des mâchoires intérieures (4a) de manière perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe médian (X, X.') et ainsi le rapprochement et le verrouillage des surfaces extérieures des mâchoires intérieures (4a), l'une contre l'autre, par le verrouillage des moyens d'assemblage par coopération 10 de forme (12). Notons qu'au moins une butée de compression (9) permet de répartir les forces exercées lors du serrage de la tige (3), et ainsi limiter les contraintes exercées sur la paroi de jonction (5). Précisons que l'absence d'au moins une butée de compression (9) engendrerait la rupture de la paroi de jonction (5) 15 lors du verrouillage des pinces (2) de fixation. REVENDICATIONS1, Dispositif de fixation orthopédique (1.), qui peut prendre au moins deux positions, à savoir une position de repos et une position de verrouillage, qui comprend deux pinces (2a, 2b) montées en opposition par l'intermédiaire d'un moyen élastique (14), et maintenues par une tige de serrage (3), selon un axe médian (X, X'), par des trous débouchants (6), tandis que chacune des pinces (2a, 2b) est: constituée d'un corps de pièce qui comprend une mâchoire extérieure (4b) et une mâchoire intérieure (4a), reliées par une paroi de jonction (5), délimitant une ouverture (7) destinée à recevoir une barre de rigidification (16) ou une broche (17) via un insert (18), ladite ouverture (7) s'étendant vers l'intérieur de la pince (2a, 2b) jusqu'à la paroi de jonction (5) vers un passage (8) et une zone charnière (8`), caractérisé en ce qu'en position de repos, la mâchoire extérieure (4b) est fixe, tandis que la mâchoire intérieure (4a) est mobile vers l'intérieur, à savoir vers le moyen. élastique (14). 2. Dispositif de fixation orthopédique (1) selon la revendication 1., caractérisé en ce qu'en position de repos, chacune des mâchoires intérieures (4a) est: dirigée vers l'extérieur, à savoir vers les extrémités de la tige de serrage (3). 3. Dispositif de fixation orthopédique (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en position de repos, les surfaces extérieures (40) des mâchoires intérieures mobiles (4a), font un angle aigu (A) dirigé vers l'extérieur par rapport à l'axe médian (X, X'). 4. Dispositif de fixation orthopédique (1) selon la revendication 25 précédente, caractérisé en ce que l'angle aigu (A) est compris entre 80 et 88 degrés. 5. Dispositif de fixation orthopédique (1) selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'angle aigu (A) est compris entre 82 et 87 degrés. 6. Dispositif de fixation orthopédique (1) selon l'une quelconque des 30 revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité extérieure de chacune des mâchoires (4) comprend une rampe d'engagement (15) et de positionnement d'une barre de rigidification ou d'une broche via un insert, 3046725 112 qui se présente par une surface perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe médian (X, X'). 7. Dispositif de fixation orthopédique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la différence des hauteurs 5 entre l'extrémité et le centre d'une ouverture (7) est comprise entre 5 et 25 pour cent, 8, Dispositif de fixation. orthopédique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la différence des hauteurs entre l'extrémité et le centre d'une ouverture (7) est comprise entre 10 et 15 10 pour cent. 9. Dispositif de fixation orthopédique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au niveau du passage (8), au moins une mâchoire (4a, 4b) comprend. une butée de compression (9) qui s'étend au moins jusqu'à la mâchoire (4a, 4b) opposée à celle qui la porte. 15 10. Dispositif de fixation orthopédique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chacune des mâchoires (4a, 4b) comprend une butée de compression (9), les butées de compression (9) étant agencées en opposition. 1.1, Dispositif de fixation orthopédique (1) selon l'une quelconque des 20 revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces extérieures (40) des mâchoires intérieures comprennent chacune un moyen d'assemblage par coopération de forme (12). 12. Dispositif de fixation orthopédique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces extérieures (40) comprennent chacune une rainure circulaire (13), les rainures circulaires (13), dans lesquelles vient s'engager le moyen élastique (14), sont agencées en opposition.