CA2063484A1 - Osteosynthesis plate and fastener with dynamic compressive restraint characteristics - Google Patents
Osteosynthesis plate and fastener with dynamic compressive restraint characteristicsInfo
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Abstract
AGRAFE ET PLAQUE D'OSTEOSYNTHESE A COMPRESSION DYNAMIOUE AUTO-RETENTIVE. Cette agrafe d'ostéosynthèse est réalisée en alliage martensitique thermo-élastique, dont les températures de transformation sont : - température de transformation martensitique Ms inférieure à 10 .degree. C; - température de transformation austénitique As supérieure à 15.degree. C ; et présente deux branches (2,3), destinées à être insérées en force de part et d'autre du foyer de la fracture de l'os à réparer, lesdites branches (2,3) étant éduquées pour se déformer et notamment se rapprocher sous l'effet de la température au-dessus de la température de transformation austénitique As, lesdites branches étant reliées par une base de raccordement (1). Cette agrafe se caractérise en ce que la base de raccordement (1) ou plaque est éduquée pour se présenter sous forme rectiligne à une température inférieure à la température de transformation martensitique Ms du matériau qui la compose, et sous forme ondulée, induisant un raccourcissement de sa longueur, à une température supérieure à la température de transformation austénitique As dudit matériau.STAPLE AND SELF-RETENTIVE DYNAMICALLY COMPRESSED OSTEOSYNTHESIS PLATE. This osteosynthesis clip is made of thermo-elastic martensitic alloy, the transformation temperatures of which are: - martensitic transformation temperature Ms less than 10 .degree. VS; - austenitic transformation temperature As greater than 15.degree. VS ; and has two branches (2,3), intended to be forcibly inserted on either side of the focal point of the fracture of the bone to be repaired, said branches (2,3) being educated to deform and in particular to approach under the effect of the temperature above the austenitic transformation temperature As, said branches being connected by a connection base (1). This clip is characterized in that the connection base (1) or plate is educated to be in rectilinear form at a temperature below the martensitic transformation temperature Ms of the material which composes it, and in wavy form, inducing a shortening of its length, at a temperature higher than the austenitic transformation temperature As of said material.
Description
,r~
AGRAP~ ET PL~E ~Ç~T~OSYNTHESE A COMPRESSION D~YNj~MIQU~
AUTO-RETENTIVE.
L'invention concerne un nouveau type d'agrafe et de 5 plaque d'ostéosynthèse présentant des caractéristiques de compression dynamique et d'auto-rétension.
Par "compression dynamique", on entend la faculté
gue présentent ces agrafes ou plaques de générer une 10 force de compression résult~nte entre les deux poi~ts au niveau desquels elles sont implantées et, plus particu-lièrement de part et d'autre d'un foyer de fracture os-seux.
Les agrafes chirurgicales utilisées pour la fixation des os et des tissus mous doivent posséder plusieurs caractéristiques essentielles. Tout d'abord, elles doi-vent développer une compression constante dans le temps.
En outre, elles doivent être ancrées parfaitement, de 20 façon à éviter le dacrochement après le~lr implantation, décrochement généralement dû à des mouvements de l'arti-culation ou simplement de l'os sur lequel elles sont implantées-. Enfin, le mode a ~ implantation ou d'enlèvement des agrafes et plagues doit être simple, facile ~ mettre 25 en oeuvre, et générant un minimum de traumatismes osseux.
A ce jour, on connait différents types d'ag.rafes ou de plaques visant à atteindre ces buts. On a par exemple proposé, pour assurer leur rétention dans l'os mou, des 30 agrafes dont les branches latérales sont munies de par-ties saillantes ou d'arêtes, destinées à empêcher le retrait de l'agrafe hors du tissu (FR-A-2 52S 102). Néan-moins, si certes ce type d'agrafes annule tout risque de désancrage hors de l'os à maintenir, il ne génère aucune 35 compression dynamique, et en outre, l'enlèvement de l'agrafe est générateur d'importants traumatismes osseux.
On a également propvsé, notamment dans le document DE-A-2 703 529, de réaliser des agrafes en matérlau mar-tensitiques (en alliage de type Ni-Ti ou Ti-Nb), et de conférer aux branches des agra~es une mémoire de forme, 5 susceptible d'induire un rapprochement de leur extrémité
au-dessus de la température austénitique dudit matériau martensitique qui la compose. Ce phénomène de "mémoire de forme" est dû à la transformation martensitique thermo-élastique réversible. Ce phénomène, bien connu, consiste 10 à donner à un matériau une forme définie que l'on traite à une température supérieure à la temp~rature austéniti-que As du mat~riau, puis à lui donner une autre forme également définie, à une température inférieure à la température martensitique Ms dudit matériau, et enfin à
lS répéter plusieurs fois cette opération en fonction de la nature de l'alliage utilisé, afin de donner à ce matériau sa mémoire de forme définitive. Cette température Ms est inférieure à la température As.
Néanmoins, si certes avec ce type d'agrafes on ob-tient une compression dynamique au niveau de l'extrémité
des agrafes, celle-ci s'avère généraleme~t insuffisante pour la totalité de la fracture au niveau de laquelle est implantée l'agrafe, et même parfois rédhibitoire car 25 cette compression est dissymétrique, en effet, elle rapproche les parties profondes de la zone de fracture et écarte la partie superficielle de cette même zone.
L'invention vise ~ pallier ces différents inconvé-30 nients. Elle vise une agrafe ou une pla~ue d'ostéosyn-thèse susceptibles de répondre aux différents impératifs énoncés ci-dessus, et aptes à générer une compression dynamique globale, au niveau de la fracture proprement dite sur laquelle est implant~e l'agrafe ou la pla~ue, et 35 présentant en outre des qualit~s d'auto-rétention.
Cette plaque d'ostéosynthèse est réalisée en allia-ge martensitique thermo-élastique, dont les températures de transformation sont :
- température de transformation martensitique Ms inférieure à 10 C ;
- temp~rature de transformation aust~nitique As supérieure à 15- C , le passage de la temp~rature martensitique à la tempéra-ture austénitique induisant un raccourcissement de la 10 longueur de la plaque.
Elle se caractérise en ce qu'elle est éduquée pour se présenter sous forme rectiligne à une température inférieure à la température de transformation martensiti-15 que Ms, et sous forme ondulée à une température supérieu-re à la température de transformation austénitique As L'invention concerne également une agrafe d'ostéo-synthèse présentant deux branches destinées à etre i~sé-20 rées de part et d'autre du foyer de la fracture de l'osà réparer, lesdites branches étant éduquées pour se déformer et notamment se rapprocher sous l'effet de la température, au-dessus de la température de transforma-tion austénitique As, lesdites branches étant reliées 25 par une base de raccordement, constituée par une plaque du type de celle précédemment mentionnée.
De la sorte, lorsque l'ensemble de l'agrafe est à
une température supérieure ou égale à la température de 30 transformation austénitique, non seulement l'extrémité
des agrafes se rapproche mais en outre et surtout, la base de raccordement elle-même se raccourcit, induisant au niveau de la fracture sur laquelle elle est implantée, une compression dynamique ta~t au niveau de l'os spon-35 gieux qu'au ~iveau de l'os cortical, ou au niveau desdeux parties haute et basse de l'os cortical lorsqu~
l'agrafe traverse l'os de part en part 4 2 ~
Avantageusement en pratique :
- l'agrafe est une agrafe monobloc ;
- les branches sont rapportées sur la base de rac-cordement ;
- seule une portion de la base de raccordement est éduquée ;
- la portion de la base réduite et éduqu~e est de section inférieure à la section totale de la base ;
- la plaque ou la base de raccordement présente au 10 moins deux orifices traversants situés au voisinage de leur extrémité, et destinés à permettre la fixation de ladite plaque ou base par tout moyen approprié, et notam-ment par des vis ;
- les extrémités libres des branches latérales de 15 l~agrafe sont également éduguées pour augmenter leur surface dans le plan général les contenant à une tempé-rature supérieure à la température austénitique ;
- l'une des branches latérales est constitu~e d'au moins trois sections, respectivement une première et une 20 troisième sections, éduquées pour être globalement per-pendiculaires ~ la base de raccordement à une température inférieure à la température martensitique, la première section,contigue à ladite base ~tant éduquée pour s'écar-ter de l'autre branche latérale à une température supé-25 rieure à la température austénitique, et la troisièmesection étant éduquée pour au contraire se rapprocher de l'autre branche latérale à une température supérieure à
la temperature austénitique, lesdites première et troi-sième sections étant en outre raccordées par une deuxième 30 section, globalement parallèle à la base de raccordement;
- l'extrémité libre de la troisième ~ection est fendue longitudinalement, les deux zones ainsi définies étant éduquées pour rester parallèles et dans le prolon-gement de ladite troisi~me section ~ une température 35 inférieure à la température martensitique, et pour s'écarter dans le plan de ladite section à une tempéra-ture supérieure à la température austénitique ;
- l'agrafe est constituée de deux agrafes du type en guestion, solidarisées entre elles au voisinage du milieu de leur base de raccordement, celles-ci étant éduquées de part et d~autre de cette zone de solidarisation, ou d~un 5 coté seulement ;
- l'agrafe comporte trois branches, selon une forme de Y, les bases de raccordement des dites branches à la zone de solidarisation, ou une partie seulement d'entre elles étant ~duquée conformément à l'invention ;
- l'alliage de l'agrafe est un alliage à base de titane-nickel ou alliage cuivre-aluminium-zinc.
La manière dont l'invention peut être réalisée en les avantages qui en découlent ressortiront mieux des 15 exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre in-dicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 est une vue sc~ématique de l'agrafe conformément à l'invention à une température inférieure 20 à la température de transformation martensitique ;
- la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 à une température supérieure à la température de transformation austénitique ;
- la figure 3 est une vue d'une plaque d'ostéosyn-25 thèse con.forme à l'invention à une température inférieu-re à la température de transformation martensitique ;
- la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 à une température supérieure à la température de transformation austénitique ;
- la figure 5 est une vue d'une autre forme de réa-lisation de l'agrafe, à une température inférieure à la température martensitique ;
- la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 5, à une température supérieure à la température 35 austénitique ;
- la figure 7 est une représentation d~une autre forme de réalisation de l'agrafe, a une température infé-rieure à la température martensitique ;
- la figure 8 est une vue slmilaire à celle de la figure 7, à une température supérieure ~ la température austénitigue ;
- la figure 9 est une représentation d'une autre 5 forme de réalisation de l'agrafe, à une température infé-rieure à la température martensitique ;
- la figure 10 est une vue similaire ~ celle de la figure 9~ à une température sup~rieure à la température austénitique ;
- la figure 11 est une repr~se~tation schématique d'une autre forme de r~alisation de l'agrafe, à u~e tem-pérature inférieure ~ la température martensitique ;
- la figure 12 est une vue similaire ~ celle de la figure 11, à une température supérieure à la température 15 austénitique ;
- la figure 13 est une représentation schématigue d'une autre forme de réalisation de l'agrafe, à une tem-pérature inférieure à la température marte~sitique ;
- la figure 14 est une vue similaire à celle de la 20 figure 13, à une température supérieure à la température austénitique.
Une agrafe d'ostéosynthèse est fondamentalement constituée d'une base (1) sur laquelle sont rapportées les deux branches lat~rales (2,3). Ces branches latérales 25 (2,3) sont lisses, ou granuleuses, et peuvent être légè-rement éffilées à leur extrémité libre (7,8), afin de faciliter leur insertion lors de l'implantation de l'agrafe à la température martensitique, au niveau des tissus osseux de la fracture. De manière connue, et selon 30 les applications thérapeutiques particulières, la lon-gueur des branches ~2,3) peut être identique voire diffé-rente. Les branches peuvent en outre être perpendiculai-res ou inclinées par rapport à la base de raccordement.
Selon une caractéristique fondamentale de l'inven-35 tion, l'agrafe est réalisée en un matériau martensitiquethermo-élastique, répondant aux crit~res de biocompati-bilité requis. Typiquement, ce mat~riau martensitigue est constitué par un alliage nickel-titane ou un alliage à base de cuivre d'aluminium et de zinc.
7 ~ ~3; ~
La température martensitique Ms du matériau est typiquement voisine de 10 C. A cette température, les branches latérales (2,3) d'une part et la base de raccor-dement (1) d'autre part subissent des déformations répé-5 tées afin d'induire un effet de mémoire de forme, quisera restitué lors du franchissement du seuil ~e tempéra-ture austénitique à savoir typiguement 25-C. Cette mémoi-re de forme peut être acquise par les différents élé-ments, ~ savoir branches latérales et base de raccorde-10 ment en leur donnant une forme particulière à une tempé-rature supérieure ~ la température de transformation aus-ténitique As, puis en leur donnant une autre forme et notamment une forme droite à une temp~rature inférieure la temp~rature de transformation martensitique. En répé-15 tant un certain nombre de fois ces transformations méca-niques, une mémoire de forme rectiligne, respectivement pour la base de raccordement et les branches latérales à
une température inférieure à la température martensiti-que, et une mémoire de forme ondulée, telle que représen-20 tée sur la figure 2 pour la base de raccordement avec lesbranches iatérales se rappro~hant pour une témpérature supérieure au seuil austénitique, sont obtenues.
Dans une forme de réalisation particulière, 25 l~agrafe est monobloc. Néanmoins, dans une autre forme de réalisation on peut concevoir que les branches laté-rales (2,3) soient rapport~es, et ce par tout m~yen con-nu, sur la base de raccordement (1).
Dans une autre forme de réalisaticn, représentée sur les figures 5 et 6, la base de raccordement est cons-tituée de trois parties, à savoir deux parties extrêmes (4,5) de profil donné, et une partie intermédiaire (6) de section inférieure, joignant ces deux parties. De la 35 sorte, on peut ainsi donner une mémoire de forme unique-ment à cette partie intermédiaire, mémoire de forme ondu-lée, telle que représentée à la figure 6. Cette ondula-tion de la section intermédiaire (6) peut s'effectuer dans le plan général de la base de raccordement (1), tel r, r que représenté dans la figure 6, ou dans un autre plan, et notamment dans un plan perpendiculaire au plan général de la dite base (1). Cette ondulation de la section in-termédiaire (6) induit un raccourcissement de la base de 5 raccordement (l) de l~agrafe, et par voie de conséquence une compression dynamique de la fracture à ce niveau. On peut observer sur les figures 3, 4, 5 et 6, gue la lon-gueur 1 de la section de jonction (6) lorsqu'elle est rectiligne, c'est à dire, à une température inférieure à
10 la température de transformation marte~sitique Ms, se réduit à la longueur l' < l à une température supérieure a la température de transformation austénitlque. Cette réduction entraine la réduction de la longueur totale L
de la base de raccordement à une valeur L' < k, cette 15 réduction ayant une valeur typique voisine de un millimè-tre et demi (1,5 mm).
Lorsque la base de raccordement ~1) atteint une certaine longueur, il peut être nécessaire de solidari-20 ser celle-ci à l'os à réparer. On réalise cette solida-risation au moyen de vis,que l'on insère dans l'os au travers d'orifices traversants (9,10) ménagés dans celle-ci au voisinage de ses extrémités (voire figure 3 - 6).
En d'autres termes, l'agrafe conforme à l'invention permet d'obtenir un double effet de compression et ce tant au niveau intramédulaire, par l'intermédiaire des branches latérales (2,3) dont les extrémités (7,8) se rapprochent, qu'au niveau externe ~ la surface même de 30 l'os, au ~iveau de l'os cortical. En outre, compte-tenu de la déformation des extrémités des branches latérales de l'agrafe, celle-ci est auto-rétentive.
Pour sa mise en place, on porte l'ensemble de 35 l'agrafe à une température inf~rieure à la température de transformation martensitique. A cette température, la base de raccordement (1) et les deux branches latérales (2,3) sont rendues rectilignes, lesdites branches étant globalement perpendiculaires à la base de raccordement 9 ~ r (1). On implante alors l'agrafe en position rectillgne de part et d'autre du foyer de la fracture, et ce par compaction, des pré-trous ayant été préalablement réali-sés par le chirurgien. La température du corps humain 5 étant supérieure à la température austénitique, l'agrafe se d~forme et adopte une forme définie par la mémoire de forme déjà acquise. On observe d'une part un raccourcis-sement de sa base de raccordement, et d'autre part un rapprochement des extrémit~s libres (7,8) de ses bran-10 ches latérales (2,3), conduisant outre à un double effetde compression déjà mentionné, à un résultat d'auto-ré-tention de l'agrafe.
Ainsi, aussi longtemps que la température de l'agra-15 fe reste supérieure à la temp~rature austénitique,l'agrafe reste solidement implantée au niveau de l'os.
Pour ôter l'agrafe, il suffit de refroidir l'agrafe à une température inférieure à la température de transformation martensitique, et ce par tout moyen quelconque. On peut 20 ainsi retirer l'agrafe en douceur, sans risque de générer des traumatismes osseux.
On a représenté dans les figures 3 et 4, une plaque d'ostéosynthèse, d'un type tout à fait similaire à la 25 base de raccordement ci-dessus. Cette plaque, comporte nottament des orifices traversants (9,10), destinés à
permettre sa fixation au moyen de vis sur l'os à réparer.
Comme dans le cas précédent, à une température supérieure à la température aust~niti~ue, la section intermédiaire 30 se réduit d'une longueur l à une longueur 1' < 1, indui-sant ainsi au niveau de l'os à réparer une compression dynamique.
Dans une forme de réalisation plus particulièrement 35 décrite dans les figures 7 et 8, l'extrémité libre (7,8) de chacune des branches latérales de l'agrafe est éduquée pour augmenter sa surface dans le plan contenant chacune des dites ~ranches (figure 8), à une température supé-rieure à la température austénitique. Cet élargissement (11,12) permet ainsi d'augmenter la surface d'appui des-dites extrémités au nlveau de l'os spongieux, et ainsi 5 d'améliorer la compression dynamique "interne" à l'os à
réparer.
Dans une autre forme de réalisation décrite en liai-son avec les figures 9 et 10, plus particuli~rement adap-10 tée au genou, l'une des branches latérales (3) est cons-tituée de trois sections (13,14,15), chacune d'entre elles étant rectiligne ~ une température inf~rieure ~ la température de transformation martensitique. A une telle température, la première section (13) est lég~rement 15 écartée par éducation, de la verticale, et ce d'une va-leur voisine de 15 degrés. En revanche, la direction de la troisième section (15) est globalement perpendiculaire à la base de raccordement (1) de l'agrafe. Elles sont reliées entre elles par une deuxième section (14), sensi-20 blement parallèle à la dite base (1). En outre, la troi-sième section (15) présente à son extrémité une fente longitudinale t16), s'étendant sur quelques millimètres, typiquement dix millimètres.
La première section (13) reçoit une éducation de mémoire de forme telle, qu'à une température supérieure à la température austénitique, elle se rapproche de l'au-tre branche latérale (2), et devient globalement perpem-diculaire à la base de raccordement (1), induisant par 30 voir de conséquence, un rapprochement des autres sections (14,15) de la dite branche t2).
- La troisième section (15) reçoit également une édu-cation de mémoire de forme, et ce à deux niveaux. Tout 35 d'abord, à une température supérieure à la température austénitique, ladite troisième sectlon (15) se rapproche de la branche latérale (2), et ce afin d'induire un effet C~
ll de compression dynamique, similaire à celui décrit dans les exemples précédents. Ensuite, à une telle températu-re, les deux zones (17,18) définies par la fente (16) au niveau de l'extrémité (8) de cette section s'écartent 5 l'une de l'autre dans le plan de ladite section (15), afin dlinduire un effet de rétention à ce niveau.
On peut egalement prévoir, pour cette forme de réa-lisation, de ménager des orifices traversants (non repré-10 sent~s) d'une part sur la base de raccordement (1), etd'autre part sur la deuxième section (14) de la branche latérale, afin de permettre une fixation plus importante de l'agrafe sur son lieu d'implantation.
Dans une autre forme de r~alisation plus particuliè-rement décrite dans les figures 11 et 12, l'agrafe a la forme d'un X, et est en fait constituée de deux agrafes d'un type précédemment décrit, solidarisées entre elles, par exemple par soudage au voisinage du milieu (19) de 20 leur base de raccordement. Dans ce cas particulier, les-dites bases de raccordement (1) sont éduguées pour pren-dre une forme ondulée à une température supérieure à la température de transformation austénitique As du matériau qui les compose. Plus spécifiquement, et dans une ~orme 25 de réalisation avantageuse, lesdites bases de raccorde-ment comportent chacune deux parties intermédiaires (6) de section inférieure, positionnées de part et d'autre de la zone de solidarisation des deux agrafes. De la sorte, l'agrafe résultante s'avère tout particulièrement adaptée 30 à la réduction de fracture complexe.
Dans le même ordre d'idée, la forme de réalisation représentée dans les figures 13 et 14 concerne une agrafe complexe, se présentant sous la forme d'un Y. Les trois 35 branches (20) du Y sont solidarisées entre elles par exemple par soudage. Toutefois, on peut concevoir que cette morphologie particulière est obtenue par pliure ~,, !J , ~
d'une agrafe simple, dont les deux extrémit~s originelles sont éduquées pour se recourber vers l'intérieur à une température supérieure à la température de transformation austénitique du matériau, comme pour les agrafes précé-5 demment décrites, et dont la zone de pliure (21), consti-tuant l'extrémité de la branche de base (22) du Y, est également éduquée pour adopter ce profil particulier.
En outre, on peut concevoir que chacune des branches 10 comporte une portion intermédiaire de section inférieure (6), comme précédemment d~crit, ou gue seulement certai-nes d'entre elles sont munies d'une telle section, édu-quée pour adopter une forme ondulée ~ une température supérieure à la température de transformation austéniti-15 que du matériau qui les compose, de telle sorte ~ induireun raccourcissement de la branche concernée. Ainsi, en fonction de l'application particulière de l'agrafe, on peut choisir la morpholigie la plus adapt~e.
- Les plaques et agrafes d'ostéosynthèse conformes à
l'invention, se révèlent parfaitement adaptées aux rôles qui leur sont assignés, et notamment, à générer un dou-ble effet de compression dynamique au niveau des fractu-res osseuses. , r ~
AGRAP ~ AND PL ~ E ~ Ç ~ T ~ OSYNTHESE A COMPRESSION D ~ YNj ~ MIQU ~
SELF-RETENTIVE.
The invention relates to a new type of clip and 5 osteosynthesis plate with characteristics dynamic compression and self-retention.
By "dynamic compression" is meant the faculty gue present these staples or plates to generate a 10 compression force resulting ~ nte between the two poi ~ ts at level of which they are implanted and, more particularly on either side of a bone fracture focus seux.
Surgical staples used for fixation bones and soft tissue must have multiple essential characteristics. First, they should wind develop constant compression over time.
In addition, they must be anchored perfectly, 20 so as to avoid the attachment after the ~ lr implantation, stall generally due to movements of the culation or simply the bone on which they are implanted-. Finally, the a ~ implantation or removal mode staples and plagues should be simple, easy ~ put 25 in use, and generating a minimum of bone trauma.
To date, we know different types of staples or of plaques aimed at achieving these goals. We have for example proposed, to ensure their retention in soft bone, 30 staples, the lateral branches of which are provided with protrusions or edges, intended to prevent the removing the clip from the fabric (FR-A-2 52S 102). However less, if certainly this type of staples cancels any risk of anchoring out of the bone to be maintained, it generates no 35 dynamic compression, and furthermore the removal of the staple generates significant bone trauma.
We also proposed, notably in the document DE-A-2 703 529, to make staples out of material mar-tensitics (made of Ni-Ti or Ti-Nb type alloys), and give the branches of the agra ~ es a shape memory, 5 likely to bring their end closer together above the austenitic temperature of said material martensitic which composes it. This phenomenon of "memory of form "is due to the thermo-martensitic transformation reversible elastic. This well-known phenomenon consists 10 to give a material a defined shape that we treat at a temperature higher than the austenitic temperature that ace of mat ~ riau, then give it another form also defined, at a temperature below the martensitic temperature Ms of said material, and finally at lS repeat this operation several times depending on the nature of the alloy used, in order to give this material his final form memory. This temperature Ms is below the temperature As.
However, if certainly with this type of staples we obtain holds dynamic compression at the end staples, it turns out generaleme ~ t insufficient for the entire fracture at which is stapled, and even sometimes prohibitive because 25 this compression is asymmetrical, in fact, it brings the deepest parts of the fracture zone together and spreads the superficial part of this same zone.
The invention aims to overcome these various disadvantages.
30 customers. It aims at a staple or a plate of osteosyn-thesis likely to meet different requirements stated above, and capable of generating compression global dynamics, at the level of the fracture properly said on which is implanted ~ the clip or the pla ~ ue, and 35 further presenting qualities of self-retention.
This osteosynthesis plate is made of alloy thermoelastic martensitic age, whose temperatures are:
- martensitic transformation temperature Ms less than 10 C;
- austenitic transformation temperature As greater than 15- C, the transition from martensitic temperature to temperature austenitic ture inducing a shortening of the 10 plate length.
It is characterized in that it is educated for be in rectilinear form at a temperature below the martensiti-15 than Ms, and in corrugated form at a higher temperature.
re at the austenitic transformation temperature As The invention also relates to an osteo staple synthesis presenting two branches intended to be i ~ se-20 rees on either side of the focal point of the bone fracture to be repaired, said branches being educated to deform and in particular move closer under the effect of temperature, above the transformation temperature austenitic tion As, said branches being connected 25 by a connection base, consisting of a plate of the type previously mentioned.
In this way, when the entire staple is at a temperature greater than or equal to the temperature of 30 austenitic transformation, not just the end of staples is approaching but moreover and above all, the connection base itself shortens, inducing at the level of the fracture on which it is implanted, dynamic compression ta ~ t at the bone spon-35 gieux than at the level of the cortical bone, or at the level of the two upper and lower parts of the cortical bone when ~
the clip goes right through the bone 4 2 ~
Advantageously in practice:
- The clip is a one-piece clip;
- the branches are reported on the basis of cordage;
- only a portion of the connection base is educated;
- the portion of the reduced and educated base is section lower than the total section of the base;
- the connection plate or base present at 10 minus two through holes in the vicinity of their end, and intended to allow the fixing of said plate or base by any appropriate means, and in particular by screws;
- the free ends of the lateral branches of 15 the clip are also edged to increase their surface in the general plane containing them at a temperature rature higher than the austenitic temperature;
- one of the side branches is constituted ~ e of minus three sections, respectively a first and a 20 third sections, educated to be broadly per-pendulars ~ the connection base at a temperature lower than the martensitic temperature, the first section, contiguous to said base ~ so educated to spread-ter on the other side branch at a higher temperature 25 higher than the austenitic temperature, and the third section being educated to on the contrary approach the other side branch at a temperature above the austenitic temperature, said first and third sth sections being further connected by a second 30 section, generally parallel to the connection base;
- the free end of the third ~ ection is split longitudinally, the two zones thus defined being educated to stay parallel and in the prolet-management of said third section at a temperature 35 below the martensitic temperature, and for deviate in the plane of said section at a temperature ture higher than the austenitic temperature;
- the staple consists of two staples of the guestion, joined together in the vicinity of the middle of their connection base, these being educated either side of this joining zone, or of a 5 rated only;
- the clip has three branches, in a shape of Y, the bases for connecting said branches to the joining area, or only part of it they being ~ duced in accordance with the invention;
- the alloy of the clip is an alloy based on titanium-nickel or copper-aluminum-zinc alloy.
The manner in which the invention can be carried out in the resulting benefits will be more apparent from 15 examples of embodiments which follow, given for information dicative and not limiting in support of the appended figures in which :
- Figure 1 is a sc ~ ematic view of the clip according to the invention at a lower temperature 20 at the martensitic transformation temperature;
- Figure 2 is a view similar to that of the figure 1 at a temperature higher than the temperature austenitic transformation;
- Figure 3 is a view of an osteosyn plate 25 thesis according to the invention at a lower temperature re at the martensitic transformation temperature;
- Figure 4 is a view similar to that of the figure 3 at a temperature higher than the temperature austenitic transformation;
- Figure 5 is a view of another form of reaction stapling, at a temperature below the martensitic temperature;
- Figure 6 is a view similar to that of Figure 5, at a temperature higher than the temperature Austenitic;
- Figure 7 is a representation of another embodiment of the clip, at a lower temperature lower than martensitic temperature;
- Figure 8 is a view slmilaire to that of Figure 7, at a higher temperature ~ the temperature austenitigue;
- Figure 9 is a representation of another 5 embodiment of the clip, at a lower temperature lower than martensitic temperature;
- Figure 10 is a view similar to that of the Figure 9 ~ at a temperature higher than the temperature austenitic;
- Figure 11 is a schematic representation ~ se ~ tation another form of r ~ realization of the clip, to u ~ e tem-lower temperature ~ martensitic temperature;
- Figure 12 is a view similar to that of the figure 11, at a temperature higher than the temperature Austenitic;
- Figure 13 is a schematic representation of another embodiment of the clip, at a time temperature below the market temperature ~ sitic;
- Figure 14 is a view similar to that of Figure 13, at a temperature higher than the temperature austenitic.
An osteosynthesis clip is basically consisting of a base (1) on which are reported the two lateral branches (2,3). These side branches 25 (2,3) are smooth, or grainy, and may be slightly tapered at their free end (7,8), in order to facilitate their insertion during the implantation of the clip at the martensitic temperature, at the level of bone tissue from the fracture. In a known manner, and according to 30 particular therapeutic applications, the long branch branch ~ 2,3) may be the same or even different annuity. The branches can also be perpendicular res or inclined with respect to the connection base.
According to a fundamental characteristic of the invention 35 tion, the clip is made of a martensitiquethermo-elastic material, meeting the criteria ~ res of biocompati-bility required. Typically, this martensitigue material consists of a nickel-titanium alloy or an alloy based on aluminum copper and zinc.
7 ~ ~ 3; ~
The martensitic temperature Ms of the material is typically close to 10 C. At this temperature, the lateral branches (2,3) on the one hand and the connection base dement (1) on the other hand undergo repeated deformations 5 tees in order to induce a shape memory effect, which will be restored when crossing the threshold ~ e temperature-austenitic ture namely typically 25-C. This mem-re form can be acquired by different ele-elements, ie lateral branches and connection base 10 by giving them a particular shape at a temperature rature higher ~ the transformation temperature also tenitic As and then giving them another form and especially a straight shape at a lower temperature martensitic transformation temperature. In rehearsal 15 so many times these mechanical transformations nics, a rectilinear memory, respectively for the connection base and side branches to a temperature below the martensiti-that, and a wavy shape memory, as shown 20 tee in Figure 2 for the connection base with the side branches approximates ~ hant for a temperature above the austenitic threshold, are obtained.
In a particular embodiment, 25 the clip is one piece. However, in another form it is conceivable that the lateral branches rales (2,3) are reported, and this by all means bare, on the connection base (1).
In another form of realization, represented in FIGS. 5 and 6, the connection base is cons-consisting of three parts, namely two extreme parts (4,5) of given profile, and an intermediate part (6) of lower section, joining these two parts. Of the 35 so you can give a unique shape memory ment to this intermediate part, wavy shape memory lée, as shown in Figure 6. This wavy-tion of the intermediate section (6) can be carried out in the general plan of the connection base (1), as r, r as shown in figure 6, or in another plane, and in particular in a plane perpendicular to the general plane of said base (1). This undulation of the section in-intermediate (6) induces a shortening of the base of 5 connection (l) of the clip, and consequently dynamic compression of the fracture at this level. We can see in Figures 3, 4, 5 and 6, that the length jor 1 of the junction section (6) when it is straight, that is, at a temperature below 10 the transformation temperature goes ~ sitic Ms, se reduced to length l <l at a higher temperature at the austenitlque transformation temperature. This reduction results in reduction of total length L
of the connection base to a value L '<k, this 15 reduction with a typical value close to one millimeter three and a half (1.5 mm).
When the connection base ~ 1) reaches a certain length, it may be necessary to join 20 tighten it to the bone to be repaired. We realize this solida-with screws, which are inserted into the bone at through through orifices (9,10) formed therein Ci in the vicinity of its ends (see Figure 3 - 6).
In other words, the clip according to the invention provides a double compression effect and this both intramedullally, through lateral branches (2,3) whose ends (7,8) are approach, that at the external level ~ the very surface of 30 the bone, at the level of the cortical bone. In addition, given deformation of the ends of the lateral branches of the clip, it is self-retentive.
For its installation, we wear the set of 35 the clip at a temperature lower than the temperature martensitic transformation. At this temperature, the connection base (1) and the two lateral branches (2,3) are made rectilinear, said branches being generally perpendicular to the connection base 9 ~ r (1). We then implant the clip in the rectilinear position on either side of the focus of the fracture, and this by compaction, pre-holes having been previously made by the surgeon. Human body temperature 5 being higher than the austenitic temperature, the clip is formed and adopts a form defined by the memory of form already acquired. On the one hand, there is a shortcut of its connection base, and on the other hand a approximation of free extremities (7,8) of its branches 10 side shields (2,3), leading in addition to a double compression effect already mentioned, to a self-resetting result stapling.
So, as long as the temperature of the 15 fe remains above the austenitic temp ~ rature, the clip remains firmly implanted at the bone.
To remove the staple, simply cool the staple to a temperature below the transformation temperature martensitic, by any means whatsoever. We can 20 thus gently remove the staple, without risk of generating bone trauma.
There is shown in Figures 3 and 4, a plate osteosynthesis, of a type quite similar to the 25 connection base above. This plate, includes notably through holes (9,10), intended for allow its fixing by means of screws on the bone to be repaired.
As in the previous case, at a higher temperature at aust ~ niti ~ ue temperature, the intermediate section 30 is reduced from a length l to a length 1 ′ <1, induces-thus being at the level of the bone to repair a compression dynamic.
In a particular embodiment 35 described in Figures 7 and 8, the free end (7,8) of each side branch of the staple is educated to increase its surface in the plane each containing said ~ ranches (Figure 8), at a higher temperature higher than the austenitic temperature. This enlargement (11,12) thus makes it possible to increase the bearing surface of the say ends at the level of the cancellous bone, and so 5 to improve the dynamic compression "internal" to the bone to fix.
In another embodiment described in liai-sound with Figures 9 and 10, more particularly ~ adap-10 knee, one of the lateral branches (3) is consisting of three sections (13,14,15), each of them they being rectilinear ~ a temperature lower ~ lower ~ the martensitic transformation temperature. At such temperature, the first section (13) is slightly 15 apart by education, from the vertical, and this will their neighbor 15 degrees. However, the management of the third section (15) is generally perpendicular to the connection base (1) of the clip. They are interconnected by a second section (14), sensi-20 clearly parallel to said base (1). In addition, the third fifth section (15) has a slot at its end longitudinal t16), extending over a few millimeters, typically ten millimeters.
The first section (13) receives an education from shape memory such that at a higher temperature at the austenitic temperature, it approaches the au-be lateral branch (2), and becomes generally perpetual dicular to the connection base (1), inducing by 30 see consequently, a reconciliation of the other sections (14,15) of said branch t2).
- The third section (15) also receives an edu-cation of shape memory, and this on two levels. All 35 first, at a temperature higher than the temperature austenitic, said third section (15) approaches of the lateral branch (2), in order to induce an effect C ~
he dynamic compression, similar to that described in the previous examples. Then at such a temperature-re, the two zones (17,18) defined by the slot (16) at level of the end (8) of this section deviate 5 from each other in the plane of said section (15), in order to induce a retention effect at this level.
We can also provide, for this form of reaction lization, to provide through holes (not shown 10 sent ~ s) on the one hand on the connection base (1), and on the other hand on the second section (14) of the branch lateral, to allow greater fixation of the staple on its location.
In another form of realization more particularly rely described in Figures 11 and 12, the clip has the shaped like an X, and actually consists of two staples of a type previously described, joined together, for example by welding in the vicinity of the middle (19) of 20 their connection base. In this particular case, the-said connection bases (1) are edged to take dre a wavy shape at a temperature above the austenitic transformation temperature As of the material who composes them. More specifically, and in a ~ elm 25 of advantageous embodiment, said connection bases each have two intermediate parts (6) of lower section, positioned on either side of the joining area of the two clips. In this way, the resulting clip is particularly suitable 30 to reduction of complex fracture.
Similarly, the embodiment shown in Figures 13 and 14 relates to a staple complex, in the form of a Y. The three 35 branches (20) of the Y are joined together by example by welding. However, it is conceivable that this particular morphology is obtained by folding ~ ,,! J, ~
a simple staple, the two original ends of which are educated to curl inward at a temperature higher than the transformation temperature austenitic material, as for the previous staples 5 as described, and of which the fold zone (21), constitutes killing the end of the base branch (22) of the Y, is also educated to adopt this particular profile.
Furthermore, it is conceivable that each of the branches 10 has an intermediate portion of lower section (6), as previously described, or only certai-nes of them are provided with such a section, edu-quée to adopt a wavy shape ~ a temperature higher than the austenitic transformation temperature 15 as the material that composes them, so ~ induireun shortening of the branch concerned. So in depending on the particular application of the staple, can choose the most suitable morphology.
- Osteosynthesis plates and staples in accordance with the invention, prove to be perfectly suited to the roles assigned to them, and in particular, to generate a double ble dynamic compression effect at fracture level bone res.
Claims (14)
- température de transformation martensitique Ms inférieure à 10° C ;
- température de transformation austénitique As supérieure à 15° C ;
le passage de la température martensitique à la tempéra-ture austénitique induisant un raccourcissement de la longueur de la plaque, caractérisée en ce qu'elle est éduquée pour se présenter sous forme rectiligne à une température inférieure à la température de transformation martensitique Ms du maté-riau qui la compose, et sous forme ondulée 'à une tempéra-ture supérieure a la température de transformation austé-nitique As dudit matériau. 1 / Osteosynthesis plate made of an alloy thermoelastic martensitic, whose temperatures transformation are:
- martensitic transformation temperature Ms less than 10 ° C;
- austenitic transformation temperature As higher than 15 ° C;
the transition from martensitic temperature to temperature austenitic ture inducing a shortening of the plate length, characterized in that she is educated to present herself in rectilinear form at a temperature below the martensitic transformation temperature Ms of the material riau which composes it, and in wavy form 'at a temperature-ture higher than the austerity transformation temperature nitic As of said material.
- une première section (13), contig?e à la base de raccordement (1), éduquée pour s'écarter de l'autre bran-che latérale (2) à une température inférieure à la tempé-rature martensitique, et pour se rapprocher de cette dite branche latérale (2) à une température supérieure à la température austénitique, - une troisième section (15), éduquée pour que sa direction soit globalement perpendiculaire à la base de raccordement (1) à une température inférieure à la tem-pérature martensitique, et pour s'écarter de l'autre branche latérale (2) à une température supérieure à la température austénitique, lesdites première (13) et troisième section (15) étant en outre raccordées par une deuxième section (14), glo-balement parallèle à la base de raccordement (1). 9 / Osteosynthesis clip according to one of the claims tions 5 to 7, characterized in that one of the branches lateral (3) consists of at least three sections, respectively :
- a first section (13), adjacent to the base of connection (1), educated to move away from the other branch lateral che (2) at a temperature lower than the martensitic erasure, and to get closer to this so-called lateral branch (2) at a temperature higher than the austenitic temperature, - a third section (15), educated so that its direction be generally perpendicular to the base of connection (1) at a temperature below the time martensitic temperature, and to move away from the other lateral branch (2) at a temperature higher than the austenitic temperature, said first (13) and third section (15) being further connected by a second section (14), globally balement parallel to the connection base (1).
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