EP1408860A1 - Dispositif de liaison vertebrale souple - Google Patents
Dispositif de liaison vertebrale soupleInfo
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Abstract
L'invention est un dispositif de liaison intervertébrale souple (1) constitué de deux ensembles de moyens: Un premier ensemble de moyens (11) composé de moyens rigides(110,112,114,116) fabriqués en matériau de préférence métalliques et biocompatibles assurant une bonne tenue mécanique du dispositif en transmettant intégralement les efforts sans se déformer. Un deuxième ensemble de moyens (12) formé de moyens souples ou amortissant (121 et 122) fabriqués en matériaux viscoélastiques biocompatibles, acceptant les déformations élastiques répétées, la combinaison de ces deux ensembles de moyens permettant de résister en même temps que d'amortir les sollicitations mécaniques auquel il sera soumis, pour palier à toute déficience des liaisons souples anatomiques du corps humain.
Description
DISPOSITIF DE LIAISON VERTEBRALE SOUPLE
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un dispositif de liaison vertébrale postérieure qui travaille en traction compression et en flexion , et qui amortit toutes les sollicitations mécaniques.Ce dispositif va présenter des avantages fonctionnels qui vont être décrits . ART ANTERIEUR :
On connaît de nombreux systèmes de fixations vertébrales postérieures rigidifiant un certain nombre de vertèbres en les privant de toute mobilité pour permettre ainsi d'encaisser toutes contraintes mécaniques. Cependant, la première vertèbre adjacente à ce bloc rigide garde toute sa mobilité et cette discontinuité brutale entre le bloc rigide et cette vertèbre libre engendre très souvent une hypersollicitation des éléments de liaison. Il s'en suit une accélération de la dégénérescence de ce niveau.
Ce problème n'a été que très partiellement résolu par des systèmes semi-rigides conçus pour créer une rigidité intermédiaire entre les vertèbres mobiles et les vertèbres fixes. Ces systèmes présentent les inconvénients suivants :
-soit: ils travaillent uniquement en traction. C'est le cas de tous les dispositifs basés sur les ligaments artificiels. Ces systèmes sont peu élastiques et laissent à l'appréciation de l'opérateur le soin de régler la tension rendant ainsi aléatoire les caractéristiques mécaniques en particulier dans le mode de fonctionnement traction compression qui nous concerne.
-soit: ils travaillent en compression avec une butée en traction, ce qui rend ces dispositifs inefficaces dés qu'ils doivent assister des déplacements en extension.
Quoiqu'il en soit: aucun des dispositifs connus ne résout entièrement le problème posé, à savoir: amortir les sollicitations mécaniques existant en traction compression et en flexion auquelles une vertèbre mobile peut être soumise. Nous citerons comme première antériorité : le brevet EP
0576 379 Al qui présente un amortisseur qui semble s'approcher le plus près tout au moins du point de vue du schéma général de la présente invention ; la revendication 1 du présent brevet protège "un amortisseur uniaxial travaillant uniquement en compression tout en jouant le rôle d'une butée qui s'oppose à tout déplacement du piston au delà d'une valeur déterminée
Dans ce cas la limitation exponentielle du déplacement résolue par l'antériorité , est un problème qui n'a rien à voir avec celui que veut résoudre la présente invention.
Nous citerons une deuxième antériorité : la demande de brevet
N° 0012998 qui décrit et revendique "un dispositif de liaison vertébral souple et monobloc fonctionnant de manière multidirectionnelle " Cette antériorité ne résout pas tout à fait le même problème que celui que veut résoudre la présente invention, dont les moyens et fonctions mis en place sont différents .
Dans la présente invention on peut choisir de manière précise le mode de travail désiré: traction compression ou flexion , ou la combinaison des deux modes de travail ,ceci afin d'éviter tout contact entre les facettes articulaires.
DESCRIPTION
Nous listerons les dessins servant à comprendre l'invention. Les figure 1 et 1 bis de la planche 1/6 présentent des vues en perspective ( deux variantes de réalisation) du dispositif dans le cas d'un mode de travail combiné en traction compression et flexion
Les figure 2 et 2 bis de la planche 1/6 sont des vues en coupe longitudinales de deux variantes du même dispositif .
La figure 3 de la planche 2/6 est une vue éclatée du dispositif et de ses moyens.
La figure 4 de la planche 3/6 est une vue en perspective du dispositif travaillant uniquement en traction compression.
La figure 5 de la planche 3/6 est une vue en coupe du dispositif travaillant uniquement en traction compression. Les figures 6 à 11 de la planche 4/6 représentent l'ensemble des pièces unitaires constituant le dispositif .
La figure 12 de la planche 4/6 montre un autre moyen spécifique travaillant suivant le mode de traction compression.
La figure 13 de la planche 5/6 montre une variante du dispositif travaillant suivant deux axes.
Les figures 14 à 17 de la planche 5/6 montrent quatre formes de l'extrémité mobile d'une autre variante du dispositif 1. La figure 18 de la planche 6/6 montre le dispositif posé Le dispositif 1 est constitué de deux ensembles de moyens: Un premier ensemble de moyens 11 composé de moyens rigides fabriqués en matériau de préférence métalliques biocompatibles assurant une bonne tenue mécanique du dispositif en transmettant intégralement les efforts
Un deuxième ensemble de moyens 12 formé de moyens souples ou amortissant fabriqués en matériaux viscoélastiques bio- compatibles , acceptant les déformations élastiques répétées. C'est la combinaison de ces deux ensembles de moyens qui permet à l'invention de fonctionner
Le premier ensemble de moyens 11 comprend quatre structures mécaniques 110 ,112, 114 , 116 qui ont pour fonction de transmettre les efforts , sans se déformer, et auquels est soumis le dispositif 1. La structure mécanique 110 est constituée d'une tige mécanique 111 dont l'une des extrémités est surmontée d'un plateau circulaire 113b relié à ladite tige 111 avec un large rayon de raccordement 113a, l'ensemble pouvant coulisser dans la partie creuse de la structure 114 qui enferme un élément visco-éléastique 121 .
La structure mécanique 112 est un capuchon muni d'un taraudage 117 permettant la fixation de ladite structure 112 sur la structure 114; le moyen 112 dispose d'un épaulement 118 qui permet d'enfermer entre le plateau 113b et lui-même une rondelle viscoélastique 121.
La structure mécanique 114 est constituée de deux cylindres creux dont l'un est taraudé pour permettre la fixation d'une tige 116 à embout fileté
Les moyens 110 et 116 viennent se fixer sur les vertèbres pour permettre le fonctionnement du dispositif 1.
Le deuxième ensemble de moyens 12 est constitué des deux moyens viscoélastiques 121 et 122.
Le premier moyen 121 est de préférence une rondelle qui laisse coulisser en son centre la tige 111 Le deuxième moyen 122 est un disque plein en matériau viscoélastique. Ces deux rondelles 121 et 122 peuvent subir des efforts de compression qui peuvent être non uniformément répartis , elles ont été conçues pour résister sans se rompre à de nombreuses sollicitations cycliques de fatigue , des essais ont été effectués dans ce sens , les moyens 121 et 122 peuvent subir ces épreuves en se déformant élastiquement autant de fois que nécessaire .
Le matériau choisi est de préférence un polyuréthane bio-compatible; grâce à leur intégration à l'intérieur des moyens mécaniques 110 , 112, 114,116, les moyens viscoélastiques 121 et 122 sont protégés par les précédentes structures mécaniques de l'environnement agressif du corps humain, cela évite notamment la formation de fibres autour de ces moyens qui pourraient altérer les propriétés viscoélastiques du matériau et par conséquent perturber le bon fonctionnement du dispositif 1.
Ce dispositif 1 permet d'amortir les sollicitations en traction compression et flexion qu'il subit par l'intermédiaire des tiges 110 et 116 .Cette fonction est assurée du fait que le moyen 112 possède un orifice 119 suffisamment large pour permettre un débattement de la tige 111 et qu'il existe un jeu fonctionnel entre le plateau 113 et le corps creux du moyen 114; l'épaulement 118 sert de butée et maintient dans son logement la masse viscoélastique
121 ainsi enfermée.
Dans le cas où on désire travailler en mode uniaxial de traction compression, le moyen 112 est remplacé par un autre moyen 115 équipé d'un filetage 117, qui comprend un capuchon 115c, dont l'orifice 119 est ajusté au diamètre de la tige 110 en se prolongeant par un guidage 115a
Ce dispositif 1 est donc capable de réagir dynamiquement aux sollicitations appliquées. Il est indispensable que la structure 114 comporte un alésage 114a pour permettre un guidage sans frottement excessif de la tige 110 dans ledit moyen 114.
L'ajustement du diamètre des rondelles viscoélastiques 121 et
122 doit être effectué avec précision pour leur permettre de s'écraser librement jusqu'à un seuil d'effort correspondant à un point de contact de l'alésage 114a du moyen 114
Une variante de l'ensemble des moyens 11 comprend des structures métalliques ayant les mêmes fonctions que les structures
110, 112, 114, 116 , mais l'assemblage de ces trois pièces
( 110,130,131) étant d'un encombrement plus faible que celui des structures précédemment décrites (fig 2)
La tige 131 se fixe au capot 130 par l'intermédiaire d'un filetage situé sur l'épaulement 132 de la tige.
Dans le cas de cette variante les possibilités de déplacement de la tige 110 soumise aux sollicitations en flexion sont assurées par le jeu 119 situé entre le capot 130 et la tige 110.
Pour un fonctionnement uniaxial du dispositif 1 , on préférera utiliser les moyens 110,112, 114, 116 qui procurent un meilleur guidage de la tige 110. si on a besoin d'un encombrement réduit , on utilisera de préférence les moyens 110, 130, 131. Le Dispositif 1 est capable de fonctionner avec des tiges 110 et 131 se déplaçant sur des axes concourants (fig 13) avec un petit angle de déplacement et selon des débattements déterminés.
L'ensemble des moyens 12 sont alors composés de deux moyens viscoélastiques 141 et 142. Le moyen 141 est un cylindre plein de matière viscoélastique, biocompatible et dont la face en contact avec un plateau est inclinée. Le moyen 142 est une rondelle dont la face en contact avec le dos du plateau est incliné.
L'ensemble des moyens 11 (moyens rigides) sont identiques à ceux précédemment décrits, l'orifice 119 étant néanmoins ex- centré en fonction de l'angle choisi. La forme de l'orifice 119 est définie en fonction des débattements que l'on autorise à la tige 110.
La tige 110 peut ainsi, grâce a ces nouvelles caractéristiques techniques, travailler en traction compression avec un angle donné par rapport à la tige 116 ou la tige 131 dans le cas ou l'orifice 119 est désaxé et ajusté à la tige 116 ou 131 (figures 14) .
La tige 110 formant un angle par rapport à la tige 116 ou 131 (cas ou l'orifice 119 est de forme oblongue et décentré) peut dans ce cas travailler aussi bien en traction compression qu'en flexion latérale, (f ty iβ) La tige 110 peut travailler en traction compression et en flexion selon un axe privilégié qui peut être par exemple dans le plan sagittal du rachis , et ceci de part et d'autre d'une position donnée de la tige 110 formant au repos un angle avec la tige 116 ou la tige 131, ceci, toujours de le cas ou le moyen 119 est de forme oblongue et décentré, (fig 16)
Enfin la tige 110 peut travailler en traction compression et en flexion dans toutes les directions, formant un angle par rapport à la tige 116 ou 131 dans le cas où l'orifice 119 est décentré et plus large que le diamètre de la tige 110. (figure 17)
Claims
R E V E N D I C A T I O N S
1-Dîspositif de liaison intervertébrale souple (1) caractérisé en ce qu'il est constitué de deux ensembles de moyens Un premier ensemble de moyens (11) composé de moyens rigides (110,112,114,115,116) fabriqués en matériaux de préférence métalliques et biocompatibles assurant une bonne tenue mécanique du dispositif en transmettant intégralement les efforts sans se déformer
Une deuxième ensemble de moyens (12) formé de moyens souples ou amortissant (121 et 122) fabriqués en matériaux viscoélastiques biocompatibles, acceptant les déformations élastiques répétées, la combinaison de ces deux ensembles de moyens permet- tant de résister aux sollications mécaniques auquelles il sera soumis et en même temps de les amortir, ceci pour pallier à toute déficience des liaisons anatomiques du corps humain
2- Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen (110) est une structure mécanique constituée d'une tige (111) dont l'une des extrémités est surmontée d'un plateau circulaire (113b) relié à une tige (111) avec un large rayon de raccordement (113a) , l'ensemble pouvant coulisser dans la partie creuse du moyen (114) enfermant l'élément viscoélastique (121).
3- Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la structure mécanique (112, 115) est un capuchon muni d'un taraudage ( 117) permettant de fixer ladite structure (112, 115) sur la structure (114), le moyen (112, 115) disposant d'un épaulement (118) qui enferme le moyen viscoélastique (121) entre lui-même et un plateau (113b)
4-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen (114) est constitué de deux cylindres creux dont l'un est taraudé pour permettre la fixation d'une tige (116) à embout fileté.
5- Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens viscoélastiques sont : pour (121) une rondelle laissant coulisser en son centre la tige (111) pour (122) un disque plein, ces moyens étant conçus pour subir sans se rompre un grand nombre de sollicitations de fatigue en se déformant élastiquement suivant des efforts de compression qui ne sont pas uniformément répartis.
6- Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) suivant l'une quelconque des précédentes revendications 1 ou 5 caractérisé en ce que les moyens viscoélastiques (121 et 122) sont intégrés ou enfermés à l'intérieur des structures mécaniques (110,112, 114,115,116) ainsi protégés de l'environnement du corps humain, ce qui évite la formation de fibres pouvant perturber le fonctionnement du dispositif (1)
7- Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) suivant l'une quelconque des précédentes revendications 1, 3 ou 6 caractérisé en ce que le moyen (112) est une structure mécanique qui possède un orifice (119) suffisamment large pour permettre un débattement de la tige (11) et qu'il existe un jeu fonctionnel entre le plateau (113) et le corps creux du moyen (114), lesdits moyens permettant ainsi au dispositif (1) de travailler en traction compression et flexion.
8-Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le moyen (115) est équipé d'un filetage (117) et comprend un capuchon (115c) dont l'orifice (119) est ajusté au diamètre de la tige (110), en se prolongeant par un guidage (115a) , ce qui permet au dispositif (1) de travailler en mode de compression seul.
9- Dispositif de liaison intervertébrale souple (1 ) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que le moyen (114) comporte un alésage (114a) permettant un guidage sans frottement excessif de la tige (110) dans ledit moyen (114)
10- Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que le diamètre des rondelles viscoélastiques (121 et 122) est ajusté librement pour leur permettre de se comprimer jusqu'à un seuil d'effort correspondant au contact avec l'alésage (114a) du moyen (114) 11- Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que les moyens viscoélastiques (141 et 142) sont respectivement un cylindre et une rondelle possédant une face inclinée, permettant ainsi grâce à la combinaison de l'ensemble des moyens (12 ) avec l'orifice (119) désaxé, d'obtenir des débattements et un amortissement de la tige 110 selon un axe formant un angle avec la tige (131).
12- Dispositif de liaison intervertébrale souple (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisé en ce que l'orifice (119) de l'ensemble des moyens rigides (11) permet de limiter ou d'empêcher les débattements de la tige (110), faisant ainsi travailler le dispositif 1, selon les directions voulues.
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