FR2904526A1

FR2904526A1 - Element d'ancrage osseux pour dispositif de correction des deformations du rachis, et dispositif de correction le comprenant.

Info

Publication number: FR2904526A1
Application number: FR0607038A
Authority: FR
Inventors: Peter Pal Varga; Jose Gournay; Jerome Nayet
Original assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Current assignee: Warsaw Orthopedic Inc
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2008-02-08
Anticipated expiration: 2026-08-01
Also published as: ATE482662T1; FR2904526B1; DE602007009553D1

Abstract

Elément d'ancrage osseux, tel qu'une vis (1), pour dispositif de correction des déformations du rachis, destiné à être implantée sur une vertèbre (3), dont la tête (4) comporte un réceptacle (11) pour une ou plusieurs tiges (5-10) dudit dispositif, sur lequel s'ouvre un canal (13) débouchant sur le bord supérieur de la tête (4) défini par deux branches latérales (14, 15) dont les faces internes sont pourvues d'un filetage (16) pour l'insertion et le blocage d'un bouchon fileté (30). Il comporte au moins un élément élastique limitant localement la largeur du canal (13) et empêchant ou gênant l'expulsion hors du réceptacle (11) des tiges (5-10) insérées dans la tête (4) et non encore bloquées par le bouchon (30).Dispositif de correction des déformations du rachis comportant des éléments implantés sur des vertèbres (3) et une tige insérée dans les têtes (4) desdits éléments. Au moins l'un desdits éléments est du type précédent.

Description

L'invention concerne le domaine des dispositifs d'ostéosynthèse du rachis.

Il est connu d'utiliser, pour corriger des déformations du rachis telles qu'une scoliose, un spondylolisthésis, une lordose ou une cyphose, des dispositifs comprenant une ou plusieurs tiges, le plus généralement en un métal tel que de l'acier, s'étendant sur au moins une partie de la longueur du rachis, et qui sont rendues solidaires d'une ou deux rangées d'éléments d'ancrage (ou implants) implantés sur le rachis. De tels dispositifs sont décrits, par exemple, dans le document US-A-5,005,562. Ces éléments d'ancrage sont souvent constitués par des vis que l'on implante dans une vertèbre, ou par des crochets auxquels on procure un point d'ancrage lamaire, pédiculaire ou transversaire sur une vertèbre.

La tête de ces éléments d'ancrage est conformée de manière à supporter au moins un canal en U, perpendiculaire à l'axe de l'élément, dans lequel une tige est insérée. Le canal en U est délimité par deux branches latérales. Celles-ci portent le plus souvent, sur leur surface tournée vers l'intérieur du canal, des filetages constituant un taraudage permettant l'insertion et le blocage d'un bouchon de forme générale cylindrique. Ce bouchon a pour fonction, lors de son serrage, de réaliser le plaquage de la tige au fond du canal, et d'y maintenir la tige après l'installation du dispositif.

Lors de la pose du dispositif de correction, la tige est insérée dans les canaux en U des têtes des éléments d'ancrage préalablement fixés sur les vertèbres, et les bouchons sont ensuite vissés dans les canaux au moyen d'un tournevis adapté. Dans le cas où il est nécessaire de corriger une déformation sévère du rachis, des sollicitations mécaniques relativement importantes, par exemple en flexion et/ou en rotation, doivent être imposées à la tige lors de son introduction dans les canaux des têtes des éléments d'ancrage. Dans les zones où la déformation est maximale, la tige est éloignée de l'implant, et il est nécessaire d'utiliser un instrument spécifique lourd et encombrant pour l'amener entre les branches du canal en U. Cette manœuvre augmente le temps opératoire et nécessite quelquefois une extension des incisions pratiquées sur le patient. La rigidité relativement élevée de la tige rend difficile sa déformation pour l'insérer dans les têtes des éléments d'ancrage. De plus les efforts générés lors de l'introduction de la tige sont directement reportés sur les éléments d'ancrage osseux, compromettant leur tenue à long terme. II a été proposé dans les documents GB-A-2 294 394, WO-A-02/41

797 et WO-A-02/085 217 de remplacer la tige unique de grand diamètre de ces dispositifs par une pluralité de tiges de petit diamètre que le chirurgien insère les unes après les autres dans des canaux définis par les têtes des éléments d'ancrage. Un bouchon fileté maintient les tiges dans leur logement. Ces tiges sont insérées soit longitudinalement (GB-A-2 294 394 et WO-A-02/085 217), soit latéralement (WO-A-02/41 797) dans les têtes des éléments d'ancrage. Du fait du faible diamètre de chaque tige, il est plus aisé au chirurgien de les conformer de façon à pouvoir les insérer dans les têtes des éléments d'ancrage, et l'expérience montre que les effets additionnés de ces multiples tiges de faible diamètre, pressées les unes contre les autres à l'intérieur des têtes par les bouchons, sont comparables à ceux des tiges uniques de gros diamètre habituelles.

La demanderesse a également proposé dans le document WO-A2005/058173 de conformer les têtes des éléments d'ancrage de manière à ordonner l'empilement des tiges selon une ou plusieurs colonnes, afin de donner au chirurgien la possibilité de mieux moduler les propriétés du dispositif de correction en fonction des besoins spécifiques du patient.

Une difficulté rencontrée par le chirurgien lors de la pose du dispositif est que lorsque les têtes des éléments d'ancrage sont conformées pour permettre une insertion longitudinale des tiges, il y a un risque que des tiges déjà insérées sortent de leurs logements avant que le bouchon fileté ne soit mis en place, en particulier lorsqu'elles subissent une torsion importante. De ce point de vue, l'insertion latérale des tiges proposées par WO-A-02/417797 avec le bouchon préchargé sur la tête apporte une amélioration, mais complique l'étape d'insertion des tiges du fait de la réduction de la largeur de la fente d'insertion, et de sa localisation latérale sur la tête. En particulier, il est nécessaire qu'à l'endroit de l'insertion, la tige présente une configuration sensiblement rectiligne et, surtout, parallèle à la fente. L'insertion est donc très difficile dans les zones où la tige présente une courbure importante.

Le but de l'invention est de proposer une configuration des têtes des éléments d'ancrage permettant une insertion facile des tiges de petits diamètres ainsi qu'une limitation efficace des possibilités de sortie des tiges de leur logement après leur insertion.

A cet effet, l'invention a pour objet un élément d'ancrage osseux, tel qu'une vis, pour dispositif de correction des déformations du rachis d'un patient, destiné à être implanté sur une vertèbre, dont la tête comporte un réceptacle pour une ou plusieurs tiges dudit dispositif de correction, sur lequel s'ouvre un canal débouchant sur le bord supérieur de la tête défini par deux branches latérales dont les faces internes sont pourvues d'un filetage pour l'insertion et le blocage d'un bouchon fileté, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un élément élastique limitant localement la largeur du canal et empêchant ou gênant l'expulsion hors du réceptacle des tiges insérées dans la tête et non encore bloquées par le bouchon.

Il peut comporter au moins un logement ménagé dans la tête face au canal et au réceptacle et une pièce élastique en U insérable dans ledit logement, comportant deux branches verticales reliées par une partie inférieure sensiblement demi-circulaire dont la forme et les dimensions intérieures correspondent sensiblement à celles du réceptacle, lesdites branches verticales comportant chacune une protubérance réduisant localement la largeur de l'espace séparant les branches.

Les bords latéraux supérieurs, dudit logement peuvent être incurvés vers l'intérieur du logement de façon à diminuer sa largeur à son entrée, et les parties supérieures des branches de la pièce en U comportent des échancrures.

Ledit élément élastique peut être constitué par des portions des branches de la tête.

L'invention a également pour objet un dispositif de correction des déformations du rachis comportant des éléments d'ancrage osseux tels que des vis implantés sur des vertèbres du patient et une tige insérée dans les têtes desdites vis, caractérisée en ce que au moins l'un desdits éléments est du type précédent.

Ladite tige peut être composée d'une pluralité de tiges de petit diamètre. Comme on l'aura compris, l'invention consiste à intégrer à la tête d'un élément d'ancrage osseux à insertion longitudinale des tiges au moins un élément élastique limitant localement la largeur de la fente d'insertion.

Cet élément élastique peut être constitué notamment par un élément séparé à forme générale de U se rétrécissant à son extrémité ouverte, insérable dans la tête de l'élément d'ancrage au niveau d'une de ses ouvertures longitudinales d'insertion des tiges.

Il peut aussi être constitué par la tête de l'élément d'ancrage ellemême, dont la configuration d'au moins une ouverture longitudinale d'insertion des tiges présente ladite forme de U rétréci à son extrémité ouverte, et dont les propriétés mécaniques autorisent un écartement élastique des bords de l'ouverture lors de l'insertion d'une tige dont le diamètre excède de peu la largeur nominale de l'ouverture.

L'élément d'ancrage osseux selon l'invention peut être une vis monoaxiale, comme dans l'exemple qui va être décrit et représenté. Mais il peut aussi être une vis polyaxiale, ou un crochet, ou un connecteur quelconque. Il peut être implantable en abord antérieur ou en abord postérieur.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées suivantes :

- la figure 1 qui représente vue de face un exemple de vis d'ancrage osseux selon l'invention, équipée de sa pièce élastique en U de maintien des tiges après leur insertion ;

- la figure 2 qui montre vue de dessus ladite vis sans sa pièce en U ;

- la figure 3 qui montre vue en perspective ladite pièce en U ;

- les figures 4, 5 et 6 qui montrent vue en perspective et en coupe selon IV-IV la vis avec la pièce en U dans trois positions d'insertion ;

- la figure 7 qui schématise l'opération d'insertion des tiges dans la vis ; - la figure 8 qui schématise l'état de la vis et de la pièce en U après l'insertion des tiges ;

- la figure 9 qui montre vue en perspective la vis et les tiges après le serrage du bouchon maintenant les tiges. La figure 1 représente une vis d'ancrage osseux monoaxiale 1 d'un dispositif de correction des déformations du rachis selon un exemple de mise en œuvre de l'invention. Cette vis 1 comporte, comme habituellement, une partie inférieure 2 filetée extérieurement permettant la fixation de la vis 1 dans une vertèbre dont le contour 3 est matérialisé en trait interrompu. La vis 1 comporte également une tête 4 dans laquelle sont insérées des tiges indépendantes 5, 6, 7, 8, 9, 10 de relativement faible diamètre, de l'ordre, par exemple, de 1 ,3 à 3mm. Ces tiges 5-10, qui sont typiquement (mais pas forcément) métalliques, constituent l'élément longitudinal du dispositif de correction s'étendant le long de la partie du rachis dont la courbure doit être corrigée, et passent à cet effet dans les têtes d'autres vis similaires à la vis 1 implantées dans les vertèbres de la zone du rachis à traiter. Les tiges 5-10 sont reçues dans un réceptacle 11 ménagé dans la tête 4, et dont le fond 12 présente une surface sensiblement cylindrique. Le réceptacle 11 s'ouvre vers le haut par un canal à section en U 13 défini par des branches latérales 14, 15 de la tête 4 dont les faces internes sont pourvues d'un filetage 16 pour l'insertion et le blocage d'un bouchon fileté 30. Toutes ces caractéristiques sont habituelles pour des vis d'ancrage osseux destinées à recevoir une tige unique de fort diamètre ou de multiples tiges de petit diamètre 5-10 d'une installation de correction des déformations du rachis. Selon une forme de l'invention, la tête 4 comporte face au réceptacle

11 et au canal 13 un logement 17 dans lequel peut être insérée une pièce élastique en U 18. Celle-ci se compose de deux branches verticales 19, 20 reliées par une portion inférieure 21 sensiblement demi-circulaire.

La figure 4 montre plus en détail la tête 4 en coupe selon IV-IV, avec la pièce élastique en U 18 complètement insérée dans le logement 17. On voit que la partie inférieure 21 de la pièce élastique 18 a une forme et des dimensions intérieures qui correspondent sensiblement à celles du réceptacle 11 , de manière à laisser libre l'entrée du réceptacle 11. On voit également que les bords latéraux supérieurs 22, 23 du logement 17 sont légèrement incurvés vers l'intérieur du logement 17 de façon à en diminuer la largeur à son entrée. Cette caractéristique coopère avec des échancrures 24, 25 ménagées sur la partie supérieure de la face externe des branches 19, 20 de la pièce en U 18, comme on l'expliquera plus loin.

La pièce en U 18 porte sur les parties supérieures des faces internes 26, 27 de ses branches 19, 20 des protubérances biseautées 28, 29 qui réduisent à leur niveau la largeur de l'espace séparant les branches 19, 20 jusqu'à une première valeur l-i. Cette caractéristique permet, conformément à l'invention, de faciliter la pose des tiges 5-10 du dispositif de correction des déformations du rachis, comme on va le décrire.

La figure 5 montre la tête 4 en coupe selon IV-IV avec la pièce élastique en U 18 incomplètement insérée dans le logement 17, mais de façon à ce que les bords latéraux supérieurs 22, 23 du logement 17 se trouvent face aux échancrures externes 24, 25 des branches 19, 20 de la pièce en U 18. Dans cette configuration, l'espace séparant les branches 19, 20 a la même largeur minimale l-i, au niveau des protubérances 28, 29, que lorsque la pièce en U 18 est complètement insérée dans le logement 17. La figure 6 montre la tête 4 en coupe selon IV-IV avec la pièce élastique en U 18 incomplètement insérée dans le logement 17, de façon à ce que les bords latéraux supérieurs 22, 23 du logement 17 se trouvent en dessous des échancrures 24, 25 des branches 19, 20 de la pièce en U 18. Ils exercent ainsi une pression contre les branches 19, 20, qui tend à diminuer jusqu'à une deuxième valeur I₂ inférieure à la largeur minimale de l'espace séparant les branches 19, 20, au niveau des protubérances 28, 29.

La mise en place du dispositif de correction des déformations du rachis selon l'invention s'effectue comme suit.

Le chirurgien implante sur les vertèbres 3 du patient les diverses vis 1 servant à fixer le dispositif puis il insère une par une les tiges 5-10 de diamètre d dans les têtes 4 des vis 1. A cet effet, comme représenté sur la figure 7, il peut placer les pièces en U 18 dans la position de la figure 5, de façon à conférer aux espaces séparant les branches 19, 20 des pièces en U 18 la première largeur minimale h précitée, h doit être supérieure au diamètre d des tiges 5-10, pour permettre l'insertion des tiges 5-10, mais de peu, afin de rendre la sortie des tiges 5-10 difficile après leur insertion, pour le cas où les déformations des tiges 5-10 tendraient à provoquer cette sortie. Les biseautages des protubérances 28, 29 facilitent l'entrée des tiges 5-10 dans l'espace intérieur de la pièce en U 18.

La sortie des tiges 5-10 peut être totalement empêchée si, après les avoir toutes insérées (ou seulement certaines d'entre elles), comme représenté sur la figure 8, on place les pièces en U 18 dans la position de la figure 6, de façon à conférer aux espaces séparant leurs branches 19, 20 la deuxième largeur minimale précitée, étant inférieure au diamètre d des tiges 5-10. En fait, dans bien des cas, les tiges 5-10 vont avoir tendance à ressortir du réceptacle 11 sous l'effet de leur énergie propre due à leur déformation élastique. Ce faisant, elles tendent à entraîner elles-mêmes la pièce en U 18 vers le haut, donc à rapprocher ses branches 19, 20. Il y a donc un effet d' autocapture des tiges 5-10 par la pièce en U 18.

Une fois que toutes les tiges 5-10 sont placées dans la tête 4, où elles sont maintenues par la pièce en U 18, le chirurgien peut placer un bouchon fileté 30 entre les branches 14, 15 de la tête 4 et le serrer de manière à presser les tiges 5-10 contre le fond 12 du réceptacle 11. La pression exercée sur les tiges 510 par le bouchon 30 lors du serrage fait également descendre la pièce en U 18 à l'intérieur du logement 17, de sorte qu'en fin de serrage elle n'émerge plus audessus du bord supérieur de la tête 4. On se retrouve alors dans la situation de la figure 9. Dans l'exemple représenté, le bouchon 30 comporte, comme il est connu, une partie supérieure sécable 31 qui se séparera de la partie inférieure à la fin du serrage, lorsque l'effort appliqué dépassera une valeur prédéterminée. Le bouchon 30 ainsi serré ne fera donc plus saillie au dessus de la tête 4. 11 est généralement préférable de ne procéder à la mise en place et au serrage des bouchons 30 des vis 1 du dispositif qu'après que les tiges 5-10 ont été insérées dans les têtes 4 dans toutes les vis 1 du dispositif. De cette façon, la mise en place des tiges 5-10 est plus aisée à réaliser, les tiges 5-10 conservant avantageusement à cet effet des possibilités de déplacement et de cintrage qui deviendraient plus limitées après le serrage du bouchon 30. La présence des pièces en U 18 permet justement d'éviter qu'au cours de cette mise en place, des tiges 5-10 déjà insérées dans une tête 4 n'en sortent lorsque le chirurgien les manipule pour les insérer dans une autre tête 4.

En variante, on pourrait ménager dans la tête 4 deux logements 17, à savoir un face à chaque entrée du réceptacle 11 , de manière à pouvoir insérer deux pièces élastiques en U 18 dans la tête 4 et assurer ainsi encore mieux le maintien des tiges 5-10 lors de l'installation du dispositif de correction.

L'invention a été décrite dans son cadre privilégié d'application, qui est la pose de dispositifs de correction dont la tige est constituée de multiples tiges 5-10 de petit diamètre. Mais il va de soi qu'elle peut aussi être utilisée pour des dispositifs comportant une seule tige de plus gros diamètre, si on utilise une pièce en U 18 de dimensions adaptées à cet effet.

Comme les têtes 4 des vis 1 selon l'invention sont pratiquement identiques en forme et en dimensions à celles des vis habituelles (à part une éventuelle légère surépaisseur de la tête 4 dans la région du logement 17), elles peuvent être utilisées sur tout dispositif de correction en lieu et place des vis habituelles. Si la chirurgien ne veut pas utiliser la possibilité de maintenir la ou les tiges 5-10 dans les têtes 4 des vis 1 , il lui suffit de ne pas insérer de pièces en U 18 dans les logements 17. La gamme de fabrication des éléments d'ancrage osseux peut donc être simple, les éléments à logement 17 selon l'invention pouvant se substituer sans problème aux éléments classiques qui en sont dépourvus.

Un avantage de cette situation est que les vis 1 selon l'invention peuvent être réutilisées si une modification du dispositif de correction dont elles font partie s'avère utile à un stade ultérieur du traitement du patient. Par exemple si le chirurgien veut changer la tige unique initiale pour une tige multibrins 5-10 mieux adaptée à la correction de la déformation du rachis dans une zone précise qui pourrait s'avérer nécessaire après une première correction grossière procurée par la tige initiale, il lui suffit de réaliser la substitution des tiges et l'addition de pièces en U 18 aux têtes 4 des vis 1. Le passage inverse d'une tige multibrins 5-10 à une tige unique serait également possible en enlevant les pièces en U 18.

Par rapport à la configuration des vis du document WO-A-02/41797 qui possèdent un canal d'entrée des tiges dans le réceptacle ménagé sur la partie latérale des têtes, l'invention présente notamment l'avantage de ne pas nécessiter que la tige 5-10 que l'on insère présente une portion relativement rectiligne sur une longueur correspondant à peu près au diamètre de la tête 4. L'insertion des tiges 5-10 est donc plus simple et nécessite moins d'instruments. De plus, la vis 1 selon l'invention est d'une utilisation plus universelle puisque son canal d'entrée 13 accepte des tiges de diamètres très divers. Dans les vis de WO-A-02/41797, la largeur de la fente limite le diamètre des tiges que l'on peut insérer en bénéficiant de la fonction de maintien à l'intérieur de la tête préalablement au blocage. Dans les vis 1 de l'invention, une même vis 1 peut recevoir et maintenir des tiges 5-10 de divers diamètres ; il suffit de changer la pièce en U 18 en choisissant une largeur de l'espace séparant ses branches 19, 20 adaptée au diamètre des tiges 5-10 utilisées.

Une variante de l'invention consisterait à supprimer le logement 17 et la pièce élastique en U 18, et à conférer aux branches 14, 15 de la tête 4, dans leurs portions définissant l'une des entrées (ou les deux entrées) du canal 13 une configuration et une élasticité comparables à celles de la pièce en U 18 telles qu'on les a décrites. Ce faisant, on se prive des avantagés liés à l'interchangeabilité de la pièce en U 18, mais on assure néanmoins ses fonctions essentielles de maintien des tiges 5-10 en diminuant le nombre de pièces du dispositif.

A titre d'exemple non limitatif, on peut concevoir une vis 1 et une pièce en U qui auraient les caractéristiques principales suivantes. Pour une tête 4 de largeur 13,4mm, on peut prévoir une pièce en U de largeur maximale 8mm et d'épaisseur 0,9mm. h peut varier entre 1 ,5 et 6,35mm selon le diamètre des tiges 5-10 utilisées. Le fond 12 du réceptacle 11 a un rayon de 3,4mm qui est aussi celui du bord interne de la portion demi-circulaire 21 de la pièce en U 18. Celle-ci peut être réalisée en tout matériau élastique biocompatible : titane, acier inoxydable austénitique, alliage à mémoire de forme Cr-Co, polymère tel que le PEEK...

On peut également appliquer l'invention au cas du document WO-A2005/058173 où la tête de l'élément d'ancrage osseux comporte plusieurs compartiments ordonnant les tiges en colonnes séparées, au prix d'adaptations évidentes pour l'homme du métier.

Il n'est pas forcément indispensable que tous les éléments d'ancrage osseux d'une installation de correction des déformations du rachis selon l'invention soient du type selon l'invention. Il peut parfois être suffisant de ne prévoir de tels éléments que dans une ou certaines zones où la ou les tiges de l'installation sont les plus fortement déformées.

Claims

u

REVENDICATIONS

1. Elément d'ancrage osseux, tel qu'une vis (1), pour dispositif de correction des déformations du rachis d'un patient, destiné à être implantée sur une vertèbre (3), dont la tête (4) comporte un réceptacle (11) pour une ou plusieurs tiges (5-10) dudit dispositif de correction, sur lequel s'ouvre un canal (13) débouchant sur le bord supérieur de la tête (4) défini par deux branches latérales (14, 15) dont les faces internes sont pourvues d'un filetage (16) pour l'insertion et le blocage d'un bouchon fileté (30), caractérisée en ce qu'il comporte au moins un élément élastique limitant localement la largeur du canal (13) et empêchant ou gênant l'expulsion hors du réceptacle (11) des tiges (5-10) insérées dans la tête (4) et non encore bloquées par le bouchon (30).
2. Elément d'ancrage osseux selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte au moins un logement (17) ménagé dans la tête (4) face au canal (13) et au réceptacle (11) et une pièce élastique en U (18) insérable dans ledit logement (17), comportant deux branches verticales (19, 20) reliées par une partie inférieure (2) sensiblement demi-circulaire dont la forme et les dimensions intérieures correspondent sensiblement à celles du réceptacle (11), lesdites branches verticales (19, 20) comportant chacune une protubérance (28, 29) réduisant localement la largeur de l'espace séparant les branches (19, 20).
3. Elément d'ancrage osseux selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bords latéraux supérieurs (22, 23), dudit logement (17) sont incurvés vers l'intérieur du logement (17) de façon à diminuer sa largeur à son entrée, et en ce que les parties supérieures des branches (19, 20) de la pièce en U (18) comportent des échancrures (24, 25).
4. Elément d'ancrage osseux selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit élément élastique est constitué par des portions des branches (14, 15) de la tête (4).
5. Dispositif de correction des déformations du rachis comportant des éléments d'ancrage osseux implantés sur des vertèbres (3) du patient et une tige insérée dans les têtes (4) desdits éléments, caractérisé en ce que au moins l'un desdits éléments est du type selon l'une des revendications 1 à 4.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite tige ée d'une pluralité de tiges (5-10) de petit diamètre.