WO1998022033A1 - Systeme d'osteosynthese a deformation elastique pour colonne vertebrale - Google Patents

Systeme d'osteosynthese a deformation elastique pour colonne vertebrale Download PDF

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WO1998022033A1
WO1998022033A1 PCT/FR1997/002037 FR9702037W WO9822033A1 WO 1998022033 A1 WO1998022033 A1 WO 1998022033A1 FR 9702037 W FR9702037 W FR 9702037W WO 9822033 A1 WO9822033 A1 WO 9822033A1
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connecting member
axis
intermediate portion
fixing portions
anchoring members
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PCT/FR1997/002037
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Jean-François ELBERG
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Stryker France S.A.
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    • A61B17/7004—Longitudinal elements, e.g. rods with a cross-section which varies along its length

Definitions

  • the invention relates to osteosynthesis systems for the spine.
  • Document FR-2 659 546 discloses an osteosynthesis system for a spine or spine, which comprises anchoring members intended to be fixed to a series of vertebrae of the column, and at least one connecting element. rigid intended to connect the anchoring members together. After the system has been attached to a series of vertebrae and assembled, it constitutes a rigid device immobilizing these vertebrae together. This rigidity allows the device to collect all or part of the stresses in place of the series of vertebrae concerned. However, the first vertebra adjacent to the series is completely free to move relative to the rigidified series of vertebrae. It can then appear between the last vertebra of the series and the first free vertebra a sudden discontinuity in the distribution of the stresses along the column. Consequently, the disc interposed between these two vertebrae is very stressed, and there is even an abnormal increase in stresses at the disc. It very often follows an acceleration of the degeneration of this disc. We then speak of a neo-hinge syndrome.
  • Document WO 94/21185 presents an osteosynthesis device for a spine in which two pedicle screws are connected by a connecting member having a flexible central portion in the shape of a "U" and offset laterally.
  • the connecting member is subjected to a bending moment and flexes elastically. around the axis of deformation. It therefore partially collects these constraints.
  • the system partially recreates the biomechanics of the functional unit composed of the two fixed vertebrae as well as the intervertebral disc.
  • this device has the disadvantage that the possibility of relative rotation between the two pedicle screws is essentially a function of the elasticity of the intermediate portion. In other words, it is on this elasticity that the ability of the intermediate portion to deform is based.
  • this elasticity is high in order to limit the relative displacements, the vertebrae can be brought to undergo significant stresses which can be harmful to them. Conversely, when the elasticity is low, the maintenance of the vertebrae is poor.
  • An object of one present invention is to provide an osteosynthesis system 1 for controlling the ability of the intermediate portion to deform without limiting the choice of elasticity.
  • an osteosynthesis system for spine comprising at least two anchoring members adapted to be fixed to two vertebrae of the spine, and a suitable connecting member to connect the two anchoring members by exerting constraints on
  • the connecting member being elastically deformable in bending around at least one deformation axis
  • the connecting member comprising at least two fixing portions adapted to be fixed to the two anchoring members and at least one intermediate portion such that the two fixing portions are connected to each other only by the intermediate portion, the intermediate portion being offset with respect to a alignment axis defined by the two fixing portions.
  • the connecting member further comprises two stops extending opposite one another and arranged so as to bear against one another when the connecting member is deformed around the axis or at least one of the deformation axes in a given direction of rotation at an angle equal to a predetermined limit value.
  • the amplitude of the deformation of the connecting member is limited in this direction of rotation.
  • the ability of the connecting member to deform is therefore checked without this influencing the choice of the elasticity of the intermediate portion.
  • the system comprises three anchoring members with two of the anchoring members rigidly connected to one another and two of the anchoring members connected together by the deformable connecting member and being at one end of in the series, a stiffness transition or gradient is formed between the rigid part of the column and its free part. A better distribution of stresses is therefore obtained along the column. This avoids the appearance of a sudden discontinuity in the distribution of the stresses between the last vertebra of the rigid series and the first free vertebra, and on the contrary, a harmonious distribution of the stresses along the column is favored. Furthermore, when the system concerns only two vertebrae, a flexible arthrodesis is performed between these two vertebrae.
  • the axis or at least one of the deformation axes extends perpendicular to a longitudinal direction of each anchoring member and to a longitudinal direction of the connecting member.
  • the axis or at least one of the deformation axes extends substantially parallel to a longitudinal direction of each anchoring member.
  • the axis or at least one of the axes deformation extends parallel to a longitudinal direction of the connecting member.
  • each of these axes corresponds to an axis of relative displacement in rotation of the two anchoring members relative to each other, due to the movement of the vertebrae.
  • the intervertebral disc is therefore at least partially relieved of the constraints corresponding to these respective displacements.
  • the alignment axis extends between the intermediate portion on the one hand and the two stops on the other hand.
  • the intermediate portion has an outer face of spherical shape.
  • the two stops each have an outer face of spherical shape.
  • the system being intended to be inside the body, the number of sharp edges is limited and the sharp edges are arranged by reducing the risks of aggression generated by the presence of the system in the patient's body.
  • the spherical face of the intermediate portion and the spherical face of the two stops have the same center of curvature.
  • the connecting member comprises a joining portion contiguous to the two fixing portions, the joining portion associated with the couple or at least one of the pairs of fixing portions being in one piece.
  • the connecting member comprises a joining portion contiguous to the two fixing portions, the joining portion associated with the couple or at least one of the pairs of fixing portions comprising first and second connecting elements separate from each other, and means for fixing the first and second connecting elements to each other.
  • the connecting member will be all the easier to manufacture that the joining part will be in two parts or that the connecting member will have a large number of joining parts in two parts compared to the total number of parts of junction.
  • these fixing means are adapted to allow the distance between the two associated anchoring members to be adjusted, in the longitudinal direction of the connecting member.
  • the length of the connecting member is adjustable. During installation of the system, it is therefore possible to adapt the distance between the two anchoring members to the desired position for the two vertebrae associated with these anchoring members.
  • the second connecting element comprises a rod and the first connecting element has a housing adapted to receive the rod, the first connecting element comprising means for locking the rod inside the housing in several positions in the direction longitudinal of the connecting member.
  • the system is adapted so that the alignment axis extends between the intermediate portion and the vertebrae.
  • Figure 3 is a partial elevational view of a second embodiment of the osteosynthesis system according to the invention attached to vertebrae; and
  • - Figure 4 is an elevational view partially in axial section of the connecting member of Figure 3.
  • the system comprises only a first and a second anchoring member or pedicle screw 2 adapted to be fixed respectively to two vertebrae 4 adjacent to each other of the spine of a patient.
  • the system further includes a connecting member 6 adapted to connect these two anchoring members 2 together.
  • Each of the two anchoring members 2 comprises an elongated body 8 with a longitudinal axis 10 having a threaded foot 12 of slightly conical shape with an axis 10 tapering towards the free end of the foot, suitable for being anchored in the associated vertebra 4
  • the body 10 has a head opposite longitudinally to the free end of the foot 12 and intended to extend outside the vertebra 4 in the patient's body.
  • the connecting member 6 is here in one piece.
  • first and a second portion of attachment 16 each comprising a straight cylindrical rod 17.
  • the two rods 17 are aligned with each other and have a common longitudinal axis 18 which is the longitudinal axis of the connecting member and the alignment axis of the two rods 17.
  • Each fixing portion 16 is adapted to be rigidly fixed to the head of one of the anchoring members according to known means.
  • the axis 18 of the connecting member is then substantially perpendicular to the axis 10 of the anchoring member.
  • each anchoring member 2 is anchored in the associated vertebra 4, then the anchoring members 2 are rigidly fixed to the connecting member 6.
  • the connecting member 6 comprises in addition a joining part 28 contiguous to the two fixing portions 16, by one end of each rod 17 and extending in the longitudinal axis 18 between the two rods.
  • the joining part 28 has an external face 30 of generally spherical shape, having a center of curvature located on the longitudinal axis 18, midway between the two end portions 16.
  • the joining part 28 has a cylindrical recess 32 passing right through it along a diameter of the sphere.
  • the cylindrical recess 32 has a cylinder axis 34 intercepting the longitudinal axis 18 of the connecting member midway between the two end portions 16 and extending perpendicular to this longitudinal axis 18.
  • the joining part 28 further has a notch 36 in the form of a quarter of a sphere, delimited by two plane faces 38 of the junction part extending opposite one another and each passing through the axis 34 of one cylindrical recess.
  • the notch 36 extends in a radial direction, to the cylinder axis 34, from the spherical external face 30 to 1 the cylindrical recess 32.
  • the angle a of this notch is approximately 15 °.
  • One of the planar faces 38 is perpendicular to the longitudinal axis 18 so that the notch extends on one side of the median plane transverse to the axis 18 of the connecting member.
  • the cylindrical recess 34 and the notch 36 make it possible to distinguish two portions of the junction part 28 extending on either side of the longitudinal and alignment axis 18.
  • the junction part has two stops 39 extending from a first side of the longitudinal axis 18 associated with one notch 36.
  • Each stop 39 extends from one of the respective fixing portions 16 to one notch 36, the faces 38 in manhole constituting two end faces of the stops.
  • the joining part 28 also includes an intermediate portion 40 extending on a second side of the longitudinal axis 18 opposite the notch 36.
  • the two stops 39 extend on the same side of the intermediate portion 40 as the longitudinal axis 18. This axis 18 extends between the intermediate portion 40 on the one hand and the two stops 39 on the other hand.
  • the spherical face 30 constitutes an external face of the stops 39 and of the intermediate portion 40.
  • the spherical faces of the intermediate portion and of the stops have the same center of curvature.
  • the cylindrical recess 32 defines a cylindrical internal face of the stops 38 and of the intermediate portion 40.
  • the intermediate portion 40 is offset laterally with respect to the longitudinal axis 18 which is the alignment axis of the two fixing portions 16.
  • the intermediate portion 40 has a neutral fiber 42.
  • the offset has a measurement "d" taken between the neutral fiber 42 and the longitudinal axis 18 and extending perpendicular to this axis. This measurement is here equal to approximately the diameter of the rods 17 of the end portions 16.
  • the two end portions 16 are connected to each other only by the intermediate portion 40. This exerts stresses opposing the approach and the distance in translation along the longitudinal axis 18 of the two portions of fasteners 16 to each other, and therefore of the two anchoring members 2 to one another.
  • the intermediate portion 40 is elastically deformable around a first deformation axis 45 parallel to the axis 34 of the recess 32 and passing through the intermediate portion at the level of the neutral fiber 42. It is also deformable around a second deformation axis 47 perpendicular to the longitudinal axis 18 and to the first axis 45, passing through the center of the sphere and intercepting the axes 45 and 18.
  • the connecting member 6 is oriented around its longitudinal axis 18 so that the stops 39 are on the side of the vertebrae 4, the intermediate portion 40 being on the side opposite to the vertebrae 4.
  • the first deformation axis 45 extends perpendicular to the longitudinal axis 10 of the anchoring members 2 and the second deformation axis 47 is substantially parallel to the axes 10.
  • the intermediate portion 40 is adapted to bend along each of the three deformation axes to absorb at least part of the stresses exerted normally on the disc located between the two vertebrae 4. This flexion takes place along one or more of these axes at a time.
  • the two stops 39 come to bear against each other when the intermediate portion 40 is bent around the first deformation axis 45, at an angle a equal to a predetermined limit value, related to the shape of the body 28, in the direction of rotation corresponding to a bringing together of the two stops from one another. This prevents deformation of the connecting member over an angle greater than the predetermined value.
  • This system performs a flexible arthrodesis between the two vertebrae.
  • Figures 3 and 4 show a second embodiment of the osteosynthesis system according to the invention in which the different elements bear references increased by one hundred.
  • the system further comprises this time a third anchoring member, not shown, and extending to the right of the device visible in FIG. 3.
  • the three anchoring members are each identical to those of the first mode.
  • the connecting member 106 comprises a joining part 128 this time comprising a first connecting element 106a and a second connecting element 106b distinct from each other.
  • the second connecting element 106b comprises a rigid elongated rectilinear rod 144 of longitudinal axis 18 and of circular section.
  • the attachment to the second connecting element 106b of the second and third anchoring members is carried out in the same way as in the first mode.
  • the second connecting element 106b notably comprises the second fixing portion 16.
  • the first connecting element 106a has a first fixing portion 16 identical to the first fixing portion of the first mode. It also comprises, contiguous to one end of the portion of fixing, an intermediate portion 40 and two stops 39.
  • the first connecting element 106a further comprises a cylindrical sleeve 146 having a cylindrical external face 148 of the same radius as the radius of curvature of the spherical face 30 and a cylindrical internal face 150.
  • the fixing portion 16 and the sleeve 146 have as their axis the longitudinal axis 18 of the connecting member.
  • the external face 148 extends in the extension and the continuity of the spherical face 30 at the opposite end longitudinally to the fixing portion 16.
  • the external face of one of the stops 39 and part of the external face of the intermediate portion 40 have a cylindrical shape.
  • the internal face 150 of the sleeve 146 has a radius slightly greater than the radius of the rod 144 of the second element 106b. This internal face 150 defines a housing adapted to receive this rod.
  • the wall of the sleeve 146 is crossed by a cylindrical conduit with an axis 151 perpendicular to the longitudinal axis 18 of the sleeve and opening onto the external 148 and internal 150 faces of the sleeve.
  • This conduit 151 is threaded, the second connecting element 106b comprising a screw 152 adapted to be screwed into this conduit to abut against the rod 144 received in the housing 150 in order to block the rod in the housing in several positions to choose from along the longitudinal axis 18.
  • the rod 144, the housing 150 and the screw 152 thus constitute means for fixing the two connecting elements 106a and 106b to each other, making it possible to adjust the distance between the two portions of attachment 16 along the longitudinal axis 18.
  • the three anchoring members are fixed to the vertebrae 4, the rod 144 of the second element 106b is engaged in the housing 150 of the first connecting element 106a without tightening the screw 152 so that the rod 144 remains free to slide in the housing along the axis longitudinal 18.
  • the connecting member 106 is put in place and each of the three anchoring members is fixed to the connecting member 106.
  • the position of the rod 144 in the housing 150 is then chosen according to the desired position along the longitudinal axis 18 for the adjacent vertebra 4 associated with the first connecting element 106a with respect to the vertebra 4 associated with the second connecting element 106b.
  • These two connecting elements are then immobilized relatively by tightening the screw 152 against the rod 144.
  • the rod 144 constitutes a part of the connecting member 106 adapted to rigidly connect the third anchoring member to the second anchoring member.
  • the three anchoring members are interconnected by the connecting member 106.
  • the various parts of the osteosynthesis system will be, for example, made of a biocompatible alloy.
  • the patient's spine will be provided with two osteosynthesis systems arranged symmetrically on either side of a median longitudinal plane of the column while being fixed to the same vertebrae.
  • the maximum amplitude of the flexions will typically be 2 ° around the third deformation axis 49 (torsion) and 5 to 6 ° around the second deformation axis 47 (lateral bending).
  • the connecting member 6 of the first embodiment can be adapted to be associated with at least three anchoring members.
  • the connecting member 106 of the second embodiment can be adapted to be associated with only two anchoring members.
  • This system may include more than three anchoring members.
  • the same liaison body may in particular comprise one or more junction parts 28 (in one piece) and / or one or more junction parts 128 in two distinct elements, each junction part being intended to extend between two anchoring members.
  • the connecting member will comprise a junction part 28 in one piece at one end, followed by several junction parts 128 with two elements.
  • the center of curvature of the spherical face of the intermediate portion and / or the center of curvature of the spherical face of the stops may be located elsewhere than on the axis 34 of the cylindrical recess 32.
  • a osteosynthesis system for the spine may more generally be provided, comprising at least first, second and third anchoring members adapted to be fixed to the first, second and third respective vertebrae of the spine, and a connecting member (in one or more pieces) adapted to rigidly connect the second and third anchoring members to each other, and adapted to connect one to the other the first and second anchoring members by exerting constraints against the bringing together of the first and second anchoring members in translation towards one another and by being elastically deformable in bending around at least one axis of deformation between the first and second anchoring members.
  • the connecting member is subjected to a bending moment and bends elastically around the axis of deformation. It therefore partially collects these constraints.
  • the system partially recreates the biomechanics of the functional unit composed of the first and second fixed vertebrae, as well as the intervertebral disc and thus makes it possible to attenuate the transfer of stresses on the disc overlying the fixation.
  • the system comprising three anchoring members with two of the anchoring members rigidly connected to one another and two of the anchoring members connected together by the deformable part of the connecting member and being at one end of the series, a stiffness transition or gradient is formed between the rigid part of the column and its free part. A better distribution of stresses is therefore obtained along the column.
  • Such a system of osteosynthesis avoids, when the system relates to at least three vertebrae connected to each other, the appearance of a sudden discontinuity in the distribution of the stresses between the last vertebra of the rigid series and the first free vertebra, and favors the on the contrary, a harmonious distribution of the stresses along the column.

Abstract

Le système d'ostéosynthèse comporte deux organes d'ancrage (2) adaptés à être fixés à deux vertèbres (4), et un organe de liaison (6; 106) adapté à relier les deux organes d'ancrage en exerçant des contraintes à l'encontre du rapprochement des deux organes d'ancrage en translation. L'organe de liaison (6; 106) est déformable élastiquement en flexion autour d'un axe de déformation (45, 47, 49). Il comporte deux portions de fixation (16) adaptées à être fixées aux deux organes d'ancrage (2) et une portion intermédiaire (40). La portion intermédiaire est décalée par rapport à un axe d'alignement (18) des deux portions de fixation (16). L'organe de liaison (6; 106) comporte deux butées (39) disposées de façon à venir en appui lorsque l'organe de liaison est déformé autour de l'axe.

Description

"SYSTEME D'OSTEOSYNTHESE A DEFORMATION ELASTIQUE POUR COLONNE VERTEBRALE" .
L'invention concerne les systèmes d 'ostéosynthèse pour colonne vertébrale.
On connaît d'après le document FR-2 659 546 un système d ' ostéosynthèse pour colonne vertébrale ou rachis, qui comporte des organes d'ancrage destinés à être fixés à une série de vertèbres de la colonne, et au moins un élément de liaison rigide destiné à relier les organes d'ancrage entre eux. Après que le système a été fixé à une série de vertèbres et assemblé, il constitue un dispositif rigide immobilisant ces vertèbres entre elles. Cette rigidité permet au dispositif d'encaisser tout ou partie des contraintes à la place de la série de vertèbres concernée. Toutefois, la première vertèbre adjacente à la série est totalement libre de se déplacer par rapport à la série de vertèbres rigidifiée. Il peut alors apparaître entre la dernière vertèbre de la série et la première vertèbre libre une discontinuité brutale dans la répartition des contraintes le long de la colonne. Par conséquent, le disque interposé entre ces deux vertèbres est très sollicité, et on constate même une augmentation anormale des contraintes au niveau du disque. Il s'ensuit très souvent une accélération de la dégénérescence de ce disque. On parle alors d'un syndrome de néo-charnière.
Le document WO 94/21185 présente un dispositif d' ostéosynthèse pour colonne vertébrale dans lequel deux vis pédiculaires sont reliées par un organe de liaison ayant une portion centrale flexible en forme de "U" et décalée latéralement. Ainsi, lorsque les deux vertèbres sont soumises à des contraintes tendant à déplacer relativement les deux organes d'ancrage en rotation autour d'un axe de déformation, l'organe de liaison est soumis à un moment de flexion et se fléchit élastiquement autour de l'axe de déformation. Il encaisse donc partiellement ces contraintes . Le système recrée partiellement la biomécanique de l'unité fonctionnelle composée des deux vertèbres fixées ainsi que du disque intervertébral. Toutefois, ce dispositif a pour inconvénient que la possibilité de la rotation relative entre les deux vis pédiculaires est essentiellement fonction de l'élasticité de la portion intermédiaire. Autrement dit, c'est sur cette élasticité que repose l'aptitude de la portion intermédiaire à se déformer. Or, lorsque cette élasticité est élevée afin de limiter les déplacements relatifs, les vertèbres peuvent être amenées à subir d'importantes sollicitations qui peuvent leur être nuisibles. A l'inverse, lorsque l'élasticité est basse, le maintien des vertèbres est médiocre.
Un but de 1 ' invention est de fournir un système d1 ostéosynthèse permettant de contrôler l'aptitude de la portion intermédiaire à se déformer sans limiter le choix de l'élasticité. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un système d ' ostéosynthèse pour colonne vertébrale, comportant au moins deux organes d'ancrage adaptés à être fixés à deux vertèbres de la colonne vertébrale, et un organe de liaison adapté à relier les deux organes d'ancrage en exerçant des contraintes à
1' encontre du rapprochement des deux organes d'ancrage en translation l'un vers l'autre, l'organe de liaison étant déformable élastiquement en flexion autour d'au moins un axe de déformation, l'organe de liaison comportant au moins deux portions de fixation adaptées à être fixées aux deux organes d'ancrage et au moins une portion intermédiaire telle que les deux portions de fixation sont reliées l'une à l'autre uniquement par la portion intermédiaire, la portion intermédiaire étant décalée par rapport à un axe d'alignement défini par les deux portions de fixation. Pour la ou chaque portion intermédiaire, l'organe de liaison comporte en outre deux butées s ' étendant en regard l'une de l'autre et disposées de façon à venir en appui l'une contre l'autre lorsque l'organe de liaison est déformé autour de l'axe ou au moins l'un des axes de déformation dans un sens de rotation donné sur un angle égal à une valeur limite prédéterminée .
Ainsi, on limite l'amplitude de la déformation de l'organe de liaison dans ce sens de rotation. Au moyen des butées, on contrôle donc l'aptitude de l'organe de liaison à se déformer sans que cela influence le choix de l'élasticité de la portion intermédiaire.
Lorsque le système comporte trois organes d'ancrage avec deux des organes d'ancrage rigidement reliés l'un à l'autre et deux des organes d'ancrage reliés entre eux par l'organe de liaison défor able et se trouvant à une extrémité de la série, on constitue une transition ou gradient de rigidité entre la partie rigide de la colonne et sa partie libre. On obtient par conséquent une meilleure répartition des contraintes le long de la colonne. On évite l'apparition d'une discontinuité brutale dans la répartition des contraintes entre la dernière vertèbre de la série rigide et la première vertèbre libre, et on favorise au contraire une répartition harmonieuse des contraintes le long de la colonne. Par ailleurs, lorsque le système ne concerne que deux vertèbres, on réalise une arthrodèse souple entre ces deux vertèbres .
Avantageusement, l'axe ou au moins l'un des axes de déformation s'étend perpendiculairement à une direction longitudinale de chaque organe d'ancrage et à une direction longitudinale de l'organe de liaison.
Avantageusement, l'axe ou au moins l'un des axes de déformation s'étend sensiblement parallèlement à une direction longitudinale de chaque organe d'ancrage.
Avantageusement, l'axe ou au moins l'un des axes de déformation s'étend parallèlement à une direction longitudinale de l'organe de liaison.
Ainsi, chacun de ces axes correspond à un axe de déplacement relatif en rotation des deux organes d'ancrage l'un par rapport à l'autre, en raison du mouvement des vertèbres. Suivant les cas, le disque intervertébral est donc soulagé au moins partiellement des contraintes correspondant à ces déplacements respectifs . Avantageusement, l'axe d'alignement s'étend entre la portion intermédiaire d'une part et les deux butées d'autre part.
Avantageusement, la portion intermédiaire présente une face externe de forme sphérique . Avantageusement, les deux butées présentent chacune une face externe de forme sphérique.
Ainsi, dans ces deux cas, le système étant destiné à se trouver à l'intérieur du corps, on limite le nombre d'arêtes vives et on dispose les arêtes vives en réduisant les risques d'agression engendrés par la présence du système dans le corps du patient .
Avantageusement, la face sphérique de la portion intermédiaire et la face sphérique des deux butées ont un même centre de courbure. Avantageusement, pour le ou chaque couple de portions de fixation, l'organe de liaison comporte une portion de jonction contiguë aux deux portions de fixation, la portion de jonction associée au couple ou à au moins l'un des couples de portions de fixation étant d'une seule pièce.
Avantageusement, pour le ou chaque couple de portions de fixation, l'organe de liaison comporte une portion de jonction contiguë aux deux portions de fixation, la portion de jonction associée au couple ou à au moins l'un des couples de portions de fixation comportant un premier et un deuxième éléments de liaison distincts l'un de l'autre, et des moyens de fixation des premier et deuxième éléments de liaison l'un à l'autre.
Ainsi, l'organe de liaison sera d'autant plus facile à fabriquer que la partie de jonction sera en deux pièces ou que l'organe de liaison comportera un grand nombre de parties de jonction en deux pièces par rapport au nombre total de parties de jonction.
Avantageusement, ces moyens de fixation sont adaptés à permettre de régler la distance entre les deux organes d'ancrage associés, suivant la direction longitudinale de l'organe de liaison.
Ainsi, la longueur de l'organe de liaison est réglable. Lors de l'installation du système, on peut donc adapter la distance entre les deux organes d'ancrage à la position souhaitée pour les deux vertèbres associées à ces organes d'ancrage.
Avantageusement, le deuxième élément de liaison comporte une tige et le premier élément de liaison présente un logement adapté à recevoir la tige, le premier élément de liaison comportant des moyens de blocage de la tige à 1 ' intérieur du logement dans plusieurs positions suivant la direction longitudinale de l'organe de liaison.
Avantageusement, le système est adapté pour que l'axe d'alignement s'étende entre la portion intermédiaire et les vertèbres .
Ainsi, lorsque les deux vertèbres sont soumises à des contraintes tendant à rapprocher l'un de l'autre les deux organes d'ancrage en translation suivant l'axe d'alignement, cet agencement induit une augmentation du bras de levier intervenant dans le moment de flexion lors de la flexion suivant l'un des axes de déformation. La portion intermédiaire est donc soumise à un moment de flexion plus important et subit une déformation élastique accrue. Ceci permet d'augmenter la capacité de flexion du segment rachidien arthrodésé autour de cet axe et de créer une meilleure transition des contraintes avec les étages non fixés.
D'autres caractéristiques et avantages de
1 ' invention apparaîtront encore dans la description qui va suivre de deux modes de réalisation préférés donnés à titre d'exemples non limitatifs. Aux dessins annexés: la figure 1 est une vue en élévation d'un premier mode de réalisation du système d ' ostéosynthèse selon l'invention fixé à deux vertèbres; - la figure 2 est une vue en coupe transversale suivant le plan II-II de l'organe de liaison de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle en élévation d'un deuxième mode de réalisation du système d ' ostéosynthèse selon l'invention fixé à des vertèbres; et - la figure 4 est une vue en élévation partiellement en coupe axiale de l'organe de liaison de la figure 3.
En référence aux figures 1 à 2, un premier mode de réalisation du système d ' ostéosynthèse selon
1 ' invention pour colonne vertébrale permet de constituer le dispositif d ' ostéosynthèse représenté. Le système comporte seulement un premier et un deuxième organes d'ancrage ou vis pédiculaires 2 adaptés à être fixés respectivement à deux vertèbres 4 adjacentes l'une de l'autre de la colonne vertébrale d'un patient. Le système comporte en outre un organe de liaison 6 adapté à relier ces deux organes d'ancrage 2 entre eux.
Chacun des deux organes d'ancrage 2 comporte un corps allongé 8 d'axe longitudinal 10 présentant un pied fileté 12 de forme légèrement conique d'axe 10 se rétrécissant vers l'extrémité libre du pied, adapté à être ancré dans la vertèbre associée 4. Le corps 10 comporte une tête opposée longitudinalement à l'extrémité libre du pied 12 et destinée à s'étendre à l'extérieur de la vertèbre 4 dans le corps du patient. L'organe de liaison 6 est ici d'une seule pièce.
Il comporte un première et une deuxième portions de fixation 16 comprenant chacune une tige cylindrique rectiligne 17. Les deux tiges 17 sont alignées l'une avec l'autre et présentent un axe longitudinal commun 18 qui est l'axe longitudinal de l'organe de liaison et l'axe d'alignement des deux tiges 17.
Chaque portion de fixation 16 est adaptée à être fixée rigidement à la tête de l'un des organes d'ancrage selon des moyens connus. L'axe 18 de l'organe de liaison est alors sensiblement perpendiculaire à l'axe 10 de l'organe d'ancrage.
Lors de 1 ' installation du système d ' ostéosynthèse, on ancre chaque organe d'ancrage 2 dans la vertèbre 4 associée, puis on fixe les organes d'ancrage 2 rigidement à l'organe de liaison 6. L'organe de liaison 6 comporte en outre une partie de jonction 28 contiguë aux deux portions de fixation 16, par une extrémité de chaque tige 17 et s ' étendant dans l'axe longitudinal 18 entre les deux tiges. La partie de jonction 28 présente une face externe 30 de forme générale sphérique, ayant un centre de courbure situé sur l'axe longitudinal 18, à mi-distance des deux portions d'extrémité 16.
La partie de jonction 28 présente un evidement cylindrique 32 la traversant de part en part suivant un diamètre de la sphère. L ' evidement cylindrique 32 a un axe de cylindre 34 interceptant l'axe longitudinal 18 de l'organe de liaison à mi-distance des deux portions d'extrémité 16 et s 'étendant perpendiculairement à cet axe longitudinal 18. La partie de jonction 28 présente en outre une échancrure 36 en forme de quartier de sphère, délimitée par deux faces planes 38 de la partie de jonction s ' étendant en regard l'une de l'autre et passant chacune par l'axe 34 de 1 ' evidement cylindrique. L ' échancrure 36 s'étend suivant une direction radiale, à l'axe de cylindre 34, depuis la face externe sphérique 30 jusqu'à 1 ' evidement cylindrique 32. L'angle a de cette échancrure, défini autour de l'axe 34 de 1 ' evidement cylindrique par les deux faces planes 38, est environ de 15°. L'une des faces planes 38 est perpendiculaire à l'axe longitudinal 18 de sorte que 1 ' échancrure s'étend d'un côté du plan médian transversal à l'axe 18 de l'organe de liaison.
L' evidement cylindrique 34 et 1 ' échancrure 36 permettent de distinguer deux portions de la partie de jonction 28 s ' étendant de part et d'autre de l'axe longitudinal et d'alignement 18. Ainsi, la partie de jonction comporte deux butées 39 s 'étendant d'un premier côté de l'axe longitudinal 18 associé à 1 ' échancrure 36. Chaque butée 39 s'étend depuis l'une des portions de fixation respectives 16 jusqu'à 1 ' échancrure 36, les faces 38 en regard constituant deux faces d'extrémité des butées. La partie de jonction 28 comporte également une portion intermédiaire 40 s ' étendant d'un deuxième côté de l'axe longitudinal 18 opposé à 1 ' échancrure 36. Ainsi, les deux butées 39 s'étendent d'un même côté de la portion intermédiaire 40 que l'axe longitudinal 18. Cet axe 18 s'étend entre la portion intermédiaire 40 d'une part et les deux butées 39 d'autre part . La face sphérique 30 constitue une face externe des butées 39 et de la portion intermédiaire 40. Les faces sphériques de la portion intermédiaire et des butées ont un même centre de courbure. L ' evidement cylindrique 32 définit une face interne cylindrique des butées 38 et de la portion intermédiaire 40.
La portion intermédiaire 40 est décalée latéralement par rapport à l'axe longitudinal 18 qui est l'axe d'alignement des deux portions de fixation 16. La portion intermédiaire 40 présente une fibre neutre 42. Le décalage présente une mesure "d" prise entre la fibre neutre 42 et l'axe longitudinal 18 et s ' étendant perpendiculairement à cet axe. Cette mesure est ici égale à environ le diamètre des tiges 17 des portions d'extrémité 16.
Les deux portions d'extrémité 16 sont reliées l'une à l'autre seulement par la portion intermédiaire 40. Celle-ci exerce des contraintes s ' opposant au rapprochement et à 1 ' éloignement en translation suivant l'axe longitudinal 18 des deux portions de fixations 16 l'une de l'autre, et donc des deux organes d'ancrage 2 l'un de l'autre. La portion intermédiaire 40 est déformable élastiquement autour d'un premier axe de déformation 45 parallèle à l'axe 34 de 1 ' evidement 32 et traversant la portion intermédiaire au niveau de la fibre neutre 42. Elle l'est également autour d'un deuxième axe de déformation 47 perpendiculaire à l'axe longitudinal 18 et au premier axe 45, passant par le centre de la sphère et interceptant les axes 45 et 18. Elle l'est encore autour d'un troisième axe de déformation 49 parallèle à l'axe longitudinal 18 et perpendiculaire au premier axe 45 en interceptant celui-ci à la fibre neutre de la portion intermédiaire. Les deuxième et troisième axes 47 et 49 traversent la portion intermédiaire 40. Les trois axes 45, 47, 49 sont perpendiculaires entre eux, se coupent en un même point et forment un trièdre.
Lors de l'installation du système, on oriente l'organe de liaison 6 autour de son axe longitudinal 18 de sorte que les butées 39 se trouvent du côté des vertèbres 4, la portion intermédiaire 40 se trouvant du côté opposé aux vertèbres 4. Ainsi, le premier axe de déformation 45 s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal 10 des organes d'ancrage 2 et le deuxième axe de déformation 47 est sensiblement parallèle aux axes 10. La portion intermédiaire 40 est adaptée à se fléchir suivant chacun des trois axes de déformation pour encaisser au moins une partie des contraintes s ' exerçant normalement sur le disque situé entre les deux vertèbres 4. Cette flexion s ' effectue suivant un seul ou plusieurs de ces axes à la fois.
Les deux butées 39 viennent en appui l'une contre l'autre lorsque la portion intermédiaire 40 est fléchie autour du premier axe de déformation 45, sur un angle a égal à une valeur limite prédéterminée, liée à la forme du corps 28, dans le sens de rotation correspondant à un rapprochement des deux butées l'une de l'autre. On interdit ainsi la déformation de l'organe de liaison sur un angle supérieur à la valeur prédéterminée.
Ce système réalise une arthrodèse souple entre les deux vertèbres .
Les figures 3 et 4 représentent un deuxième mode de réalisation du système d ' ostéosynthèse selon l'invention dans lequel les éléments différents portent des références augmentées de cent.
Le système comporte en outre cette fois un troisième organe d'ancrage, non représenté, et s ' étendant à droite du dispositif visible sur la figure 3. Les trois organes d'ancrage sont chacun identiques à ceux du premier mode. L'organe de liaison 106 comporte une partie de jonction 128 comprenant cette fois un premier élément de liaison 106a et un deuxième élément de liaison 106b distincts l'un de l'autre.
Le deuxième élément de liaison 106b comporte une tige rigide allongée rectiligne 144 d'axe longitudinal 18 et à section circulaire. La fixation au deuxième élément de liaison 106b des deuxième et troisième organes d'ancrage s'effectue de la même façon que dans le premier mode. Le deuxième élément de liaison 106b comporte notamment la deuxième portion de fixation 16.
Le premier élément de liaison 106a comporte une première portion de fixation 16 identique à la première portion de fixation du premier mode. Il comporte également, contiguës à une extrémité de la portion de fixation, une portion intermédiaire 40 et deux butées 39. Le premier élément de liaison 106a comporte en outre un manchon cylindrique 146 présentant une face externe cylindrique 148 de même rayon que le rayon de courbure de la face sphérique 30 et une face interne cylindrique 150. La portion de fixation 16 et le manchon 146 ont pour axe l'axe longitudinal 18 de l'organe de liaison. La face externe 148 s'étend dans le prolongement et la continuité de la face sphérique 30 à l'extrémité opposée longitudinalement à la portion de fixation 16. Ainsi, la face externe de l'une des butées 39 et une partie de la face externe de la portion intermédiaire 40 ont une forme cylindrique. La face interne 150 du manchon 146 a un rayon légèrement supérieur au rayon de la tige 144 du deuxième élément 106b. Cette face interne 150 définit un logement adapté à recevoir cette tige.
La paroi du manchon 146 est traversée par un conduit cylindrique d'axe 151 perpendiculaire à l'axe longitudinal 18 du manchon et débouchant sur les faces externe 148 et interne 150 du manchon. Ce conduit 151 est fileté, le deuxième élément de liaison 106b comportant une vis 152 adaptée à être vissée dans ce conduit pour venir en butée contre la tige 144 reçue dans le logement 150 en vue de bloquer la tige dans le logement dans plusieurs positions au choix suivant l'axe longitudinal 18. La tige 144, le logement 150 et la vis 152 constituent ainsi des moyens de fixation des deux éléments de liaison 106a et 106b l'un à l'autre, permettant de régler la distance entre les deux portions de fixation 16 suivant l'axe longitudinal 18.
Pour l'installation du dispositif d ' ostéosynthèse, on fixe les trois organes d'ancrage aux vertèbres 4, on engage la tige 144 du deuxième élément 106b dans le logement 150 du premier élément de liaison 106a sans serrer la _ vis 152 de sorte que la tige 144 demeure libre de coulisser dans le logement suivant l'axe longitudinal 18. On met en place l'organe de liaison 106 et on fixe chacun des trois organes d'ancrage à l'organe de liaison 106. On choisit ensuite la position de la tige 144 dans le logement 150 en fonction de la position désirée suivant l'axe longitudinal 18 pour la vertèbre 4 adjacente associée au premier élément de liaison 106a par rapport à la vertèbre 4 associée au deuxième élément de liaison 106b. On immobilise ensuite ces deux éléments de liaison relativement par serrage de la vis 152 contre la tige 144.
La tige 144 constitue une partie de l'organe de liaison 106 adaptée à relier rigidement le troisième organe d'ancrage au deuxième organe d'ancrage. Les trois organes d'ancrage sont reliés entre eux par l'organe de liaison 106.
Les différentes pièces du système d Ostéosynthèse seront par exemple en alliage biocompatible.
Dans chacun de ces deux modes, la colonne vertébrale du patient sera munie de deux systèmes d 'ostéosynthèse disposés symétriquement de part et d'autre d'un plan longitudinal médian de la colonne en étant fixés aux mêmes vertèbres.
L'amplitude maximale des flexions sera typiquement de 2° autour du troisième axe de déformation 49 (torsion) et de 5 à 6° autour du deuxième axe de déformation 47 (flexion latérale) .
Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle- ci. L'organe de liaison 6 du premier mode de réalisation, de longueur fixe, pourra être adapté pour être associé à au moins trois organes d'ancrage. Inversement, l'organe de liaison 106 du deuxième mode de réalisation, de longueur variable, pourra être adapté pour être associé à seulement deux organes d'ancrage. Ce système pourra comporter plus de trois organes d'ancrage. Un même organe de liaison pourra notamment comporter une ou plusieurs parties de jonction 28 (d'une seule pièce) et/ou une ou plusieurs parties de jonction 128 en deux éléments distincts, chaque partie de jonction étant destinée à s'étendre entre deux organes d'ancrage. Avantageusement, l'organe de liaison comportera une partie de jonction 28 d'une seule pièce à une extrémité, suivie de plusieurs parties de jonction 128 à deux éléments .
Le centre de courbure de la face sphérique de la portion intermédiaire et/ou le centre de courbure de la face sphérique des butées pourra être situé ailleurs que sur l'axe 34 de 1 ' evidement cylindrique 32.
Indépendamment de la présence ou de 1 ' absence des butées, on pourra prévoir plus généralement un système d' ostéosynthèse pour colonne vertébrale, comportant au moins des premier, deuxième et troisième organes d'ancrage adaptés à être fixés à des première, deuxième et troisième vertèbres respectives de la colonne vertébrale, et un organe de liaison (en une ou plusieurs pièces) adapté à relier rigidement l'un à l'autre les deuxième et troisième organes d'ancrage, et adapté à relier l'un à l'autre les premier et deuxième organes d'ancrage en exerçant des contraintes à 1 ' encontre du rapprochement des premier et deuxième organes d'ancrage en translation l'un vers l'autre et en étant déformable élastiquement en flexion autour d'au moins un axe de déformation entre les premier et deuxième organes d ' ancrage .
Ainsi, lorsque les première et deuxième vertèbres sont soumises à des contraintes tendant à déplacer relativement les premier et deuxième organes d'ancrage en rotation autour de l'axe de déformation, l'organe de liaison est soumis à un moment de flexion et se fléchit élastiquement autour de l'axe de déformation. Il encaisse donc partiellement ces contraintes. Le système recrée partiellement la biomécanique de l'unité fonctionnelle composée des première et deuxième vertèbres fixées, ainsi que du disque intervertébral et permet ainsi d'atténuer le report des contraintes sur le disque susjacent à la fixation. Le système comportant trois organes d'ancrage avec deux des organes d'ancrage rigidement reliés l'un à l'autre et deux des organes d'ancrage reliés entre eux par la partie déformable de l'organe de liaison et se trouvant à une extrémité de la série, on constitue une transition ou gradient de rigidité entre la partie rigide de la colonne et sa partie libre. On obtient par conséquent une meilleure répartition des contraintes le long de la colonne.
Un tel système d' ostéosynthèse évite, lorsque le système concerne au moins trois vertèbres reliées entre elles, l'apparition d'une discontinuité brutale dans la répartition des contraintes entre la dernière vertèbre de la série rigide et la première vertèbre libre, et favorise au contraire une répartition harmonieuse des contraintes le long de la colonne.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d ' ostéosynthèse pour colonne vertébrale, comportant au moins deux organes d'ancrage (2) adaptés à être fixés à deux vertèbres (4) de la colonne vertébrale, et un organe de liaison (6; 106) adapté à relier les deux organes d'ancrage en exerçant des contraintes à 1 ' encontre du rapprochement des deux organes d'ancrage en translation l'un vers l'autre, l'organe de liaison (6; 106) étant déformable élastiquement en flexion autour d'au moins un axe de déformation (45, 47, 49), l'organe de liaison (6; 106) comportant au moins deux portions de fixation (16) adaptées à être fixées aux deux organes d'ancrage (2) et au moins une portion intermédiaire (40) telle que les deux portions de fixation sont reliées l'une à l'autre uniquement par la portion intermédiaire, la portion intermédiaire étant décalée par rapport à un axe d'alignement (18) défini par les deux portions de fixation (16) , caractérisé en ce que pour la ou chaque portion intermédiaire (40), l'organe de liaison (6; 106) comporte en outre deux butées (39) s ' étendant en regard l'une de l'autre et disposées de façon à venir en appui l'une contre l'autre lorsque l'organe de liaison est déformé autour de l'axe ou au moins l'un (45) des axes de déformation dans un sens de rotation donné sur un angle (a) égal à une valeur limite prédéterminée.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe ou au moins l'un (45) des axes de déformation s'étend perpendiculairement à une direction longitudinale (10) de chaque organe d'ancrage (2) et à une direction longitudinale (18) de l'organe de liaison (6 ; 106) .
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'axe ou au moins l'un (47) des axes de déformation s'étend sensiblement parallèlement à une direction longitudinale (10) de chaque organe d ' ancrage (2) .
4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe ou au moins l'un (49) des axes de déformation s'étend parallèlement à une direction longitudinale (18) de l'organe de liaison (6 ; 106) .
5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'axe d'alignement (18) s'étend entre la portion intermédiaire (40) d'une part et les deux butées (39) d'autre part.
6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la portion intermédiaire (40) présente une face externe (30) de forme sphérique.
7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux butées (39) présentent chacune une face externe (30) de forme sphérique.
8. Système selon les revendications 6 et 7 caractérisé en ce que la face sphérique (30) de la portion intermédiaire et la face sphérique (30) des deux butées ont un même centre de courbure .
9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pour le ou chaque couple de portions de fixation (16), l'organe de liaison (16) comporte une portion de jonction (28) contiguë aux deux portions de fixation, la portion de jonction associée au couple ou à au moins l'un des couples de portions de fixation étant d'une seule pièce.
10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, pour le ou chaque couple de portions de fixation (16), l'organe de liaison (106) comporte une portion de jonction (128) contiguë aux deux portions de fixation, la portion de jonction associée au couple ou à au moins l'un des couples de portions de fixation comportant un premier et un deuxième éléments de liaison (106a, 106b) distincts l'un de l'autre, et des moyens de fixation des premier et deuxième éléments de liaison 1 ' un à l'autre.
11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que ces moyens de fixation sont adaptés à permettre de régler la distance entre les deux organes d'ancrage (2) associés, suivant la direction longitudinale (18) de l'organe de liaison (106).
12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que le deuxième élément de liaison (106b) comporte une tige (144) et le premier élément de liaison (106a) présente un logement (150) adapté à recevoir la tige, le premier élément de liaison (106b) comportant des moyens de blocage (152) de la tige à l'intérieur du logement (150) dans plusieurs positions suivant la direction longitudinale (18) de l'organe de liaison.
13. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est adapté pour que l'axe d'alignement (18) s'étende entre la portion intermédiaire (40) et les vertèbres (4) .
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