CA2126459A1 - Ligament artificiel et son procede de confection - Google Patents

Abstract

2126459 9409720 La présente invention concerne un ligament artificiel pour le remplacement d'un ligament naturel articulaire, comportant deux parties extrêmes intra-osseuses (1) et une partie intermédiaire intra-articulaire (2), caractérisé en ce qu'au moins ladite partie intra-articulaire (2) est formée de deux cordons (6) de fibres longitudinales indépendants, obtenus par roulage sur elles-mêmes de deux laizes tricotées, ou de deux demi-laizes d'une laize tricotée unique partiellement fendue en sa partie médiane sur une longueur au moins égale à celle de ladite partie intra-articulaire (2), les deux parties extrêmes intra-osseuses (1) étant tordues d'au moins un quart de tour l'une par rapport à l'autre lorsque ledit ligament est posé dans l'articulation. L'invention concerne également un procédé de confection d'un tel ligament.

Description

WO 94/097~0 2 1 2 6 ~ ~ 9 P~/~R93/01053 ,~
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LIGAMENT ARTIFICIEL ET SON PROCEDE DE CONFECTION

~ a pr~sente in~ention concerne un ligamenk artificiel et son proc~d~ de confection.
On connaît un grand nombre de type de ligaments ar*ificiels destinés au remplacement de ligamen~s articulaires. En particulier, on connaît les ligaments form~s par pliage ou roulage de bandes ~extiles d'un mat~riau biocompatible, tissées ou tricot~es de manière laisser libres ou, au con~raire/ ~ lier entre elles les fibres longitudinales du 1igament. A cet ~gard, il a ~t~
propos~ de r~aliser des ligaments tressés t avec une torsion plus ou moins gxande, dans l'objectif d'am~liorer les qualit~s d'~lasticit~ des ligaments artificiels par d~formation réversible des spires ainsi form~es le long desdits ligaments. On a ~galement proposé d'enrober, sur toute QU partie de leur longueur, les ligaments ainsi tress~s ou toro~n~s avec des r~sines biocompati~les visco-tiques. On a enfin préconis~ d'associer plusieurs faisceaux individualis~s les uns des autres dans un m~e ligament, ces faisceaux étant ou:non croisés.
Tous ces ligaments ant~rieurs pr~sentent incontestablement des qualit~s dynanom~triques ~lev~es. La : pr~sente invention, sans remettre en cause les techniques : pr~c~dentes, ~ise ~: am~liorer encore Ia r~ponse des : ligaments actuels aux sollicitations auxquelle~ ils sont .
soumis une:fois im~lant~s dans le~ articulations lésées en : proposant ;de~ 8 ' approcher au plus pr~s de la g~om~trie et ~: de la: configuration des fihres d'un ligament articulaire naturel. A cet~effet, la pr~sente invention ~oncerne un ligament artificiel pour le remplac~ment d'un ligament 30~ naturel~'articulaire, comportant deux parties extrêmes : : in~ra-osseuses et une partie interm~diaire intxa-:articulaire, caract~rlsé en ce qu~au moins ladike partie intxa-articulaire est form~e de deux cord~n~ de fibres longitudinales ind~pendan~s, obtenus par roulage sur elles-memes de deux laizes tricot~es~ ou de deux demi-laizes d'une laize tricot~e unique partiellement fendue en : sa partie médiane sur une longueur au moins ~gale ~ celle WO94/Og720 PCT/FR93/01053 21 ~ 6q5 9 - 2 - ~

de ladite par~ie intra-articulaire, les deux parties extrêmes intra-osseuses étant tordues d'au moins un quart de tour l'une par rspport ~ l~autre lorsque le ligament est mis en place dans l'articulation.
Pr~f~rentiellement, la longueur sur laquelle la laize est fendue est au plus ~gale a celle de la partie intra-articulaire du 1 ~ ament, de sorte que les deux cordons de fibres du ligament ne sont ind~pendants l~un de l'autre ~'au milieu de la zone intra-articulaire d'implantation dudit ligament.
Dans une autre variante exactement oppos~e, le ligament pourra etre fabriqué à par~ir de deux demi-laizes roul~es qui ser~nt ensuite cousues aux deux extr~mit~s sur une longueur adé~uate pour constituer les parties intra-osseuses.
On a mis en ~vidence qu'un ligament à deux` cordonspxésentait des qualités de résistance ~ la traction tr~s sup~rieures à celles d~un ligament obtenu par roulage en un seul cordon de la m~me laize, qu'il présente ~u non une torsion. A cet ~gard, on a même pu constater que, : contrairement ~ l'opinion g~n~ralement admise, une torsion trop important~ du cordon 5 ' av~r~it ~tonnemenk néfaste : la r~sistance en traction. En fait, on comprend que la r~partition des efforts entre les deux cordQns l~gèrement tordus d'un ligament artificiel selon l'invention soit r~lativement bonne, et en tout cas meilleure que celle que : 1'on: peut ~obtenir~ avec un ensemble multifilamentaire :: ~ tress~ avec une: korsion beaucoup plus importante, chaque , ~
` fibre de cet ens~e~ble~ne travaillant alors plus dans sa dir~ction longitudinale : propre.; En ou~re, des ~tudes m~caniques ont d~montr~ qu'un ligament ar~ificiel id~al serait ~ons~itu~ de fibres lon~itudinales agenc~es librement autour de plusieurs centres, normalement deux, : ce :qui pexmet~ de ~reconstituer assez fid~lement la : 35 progressivit~ et la sp~cificit~ du recrutement :
:~: ligamentaire lors de la flexion-extensîon.
D~un~autre côt~, la structur~ en deux cordons tordus du ligament selon l'invention procure, pour le W094/09720 212 6 ~ 5 9 PCT/Fo93/01053 ,.................................... .

remplace~ent du ligament crois~ ant~rieur du genou, un avantage biom~canique tout ~ fait nouv~au et surprenant par rapport aux ligaments ant~rieurement connus. En effet, on sait que le ligament croi~ antérieur subit une torsion d'en~iron un quart de tour lorsque le genou passe de sa po~ition de flexion ~ sa position d'extension maximales ;
en implantant un ligament artificiel torsad~ dans le m~me sens que ce mouvement naturel de torsion entre le tibia et le condyle f~moral interne sur le genou en flexion, on peut faire en sorte que, en position d'extension du genou, les deux cordons roul~s fo~mant le ligament se d~tordent, présentant alors une structure parfaikement parall~le. Si, dans cette g~om~trie, on a pr~vu de r~aliser le ligament à
partir d'une laize tricotée pr~s~r~ant le parall~lisme des fibres longitudinales, ces derni~res pourront alors æupporter les effor~s appliqu~s au ligament implanké
suivant leur direction longitudinale propre.
Cette disposition permet donc aux fibres longitudinales de se retrou~er parall~les entre elles lorsque le genou est proche de l'extension t c'est-~-dire dans la position o~ il est habituellement traumatis~ lors des entorses ; il se produit ainsi un recrutement progressif des fibres lors des efforts de tension, qui s'accompagne d'un effet d'amortisseur comparable ~ celui :: 25 d'un ligament naturel.
On observera n~anmoins que c~t effet n'est ~raimen~
sensible sur un lig~ment artificiel, ~ue dans la mesure o~
un nombre su~isant de fibres longitudinales, entourant au plus prbs la fibre neutre isom~trique, sont mises en action d'embl~e ; ~ cet ~gard, on rappelle que la fibre I Ineutre ~ d'un ligament e~t celle ~ui passe p~lr l'axe isom~trique joignant les points isom~triques des tetes ~: osseuses de l'articulation concern~e (dans le cas du ~ remplacement d'un ligament crois~ ant~rieur du genou, il :: 35 s'agit, bien entendu, d s points isom~triques du ~ibia et du f~mur).
Sur genou fl~chi à 90, les deux cordons du ligament crois~ ant~rieur sont tordus dans le sens horaire pour le WOg4/09720 2 12 6 ~ S 9 PCT/~R93J01053 !

genou gauche, et dans le sens anti-horaire pour le genou droit. De ce fait, suivant une caractéristique compl~mentaire de l'in~ention sp~cifique à la plas~ie du genou, on imprimera un sens de rotation diff~rent aux deux cordons du ligam~n~ artificiel selon que l'on désirera obtenir un ligament crois~ antérieur gauche ou un ligament croiæ~ ant~rieur droit.
Un proc~d~ de confe~tion d'un ligament artificiel deux cordons présentant toutes le~ caract~ristiques pr~céden~e~ consiste ~uccessivement en ce que :
- on ixa à plat une laize, tricotée sur toute ou partie de sa longueur, dans un dispositif d'en~rainement longitudinal t parall~le aux lisières de ladite laize, - on fait progresser la laize vers une ouverture circulaire calibrée, au tra~ers d'une tuy~re convergente, sym~trique dans le ens longitudinal, tou~ en appliquant sur ladite laize un effort destin~ ~ la maintenir à plat, au moins en son milieu, - on fait passer la laize, ainsi roul~e en deux cordons serrés l'un contre l'autre, dans un disposikif d'entrainement ~ galets rapprochant les derni~res spires : ~ des deux cordons l'une de l'autre, - on coud les derni~xes spir~s des cordons ainsi : rappr~ch~s.: :
:
La l~g~re rotation du ligament artificiel sur lui-meme peut-8tre obtenu de deux mani~res -soit le ligament est progressi~ement pivot~ sur lui-m~me d'au moins un quart de tour avant d'etre cousu.
- ~oi~t, ;pr~f~rentiell~ement, les fibres longitudinales de ~a~laize servant ~ former le ligament ~sont toronn~es au moment~du tricotage de ladite laize~ de sorte qu'apr~s:roulage, les extr~mit~s du ligament soient torsad~es sur au ~oins un quart de ~our l'une par rapport autre. L'importance de la rotation des deux cordons pourra: bien sûr ~tre~:parfaitement~ détermin~ au moyen de di~ers essais effectu~ au moment du tricotage.
Les deux techniques prc~dentes ne sont d'ailleurs pas exclusives l'une de l'autre. En outre, meme un W0~4/09720 212 G ~ 5 9 . -- 5 --ligament ~ deux cordons non tordus au repos pourra ~tre tordu ~ust~ au momen~ de la pose par le pra~icien ; un tel ligament une fois pos~ ne saurait bien entendu sortir du cadre de la pr~sen~e inv~n~ion.
5D'autres caract~ristiques et avantages de la pr~sente invention ressortiront mieux de la de~cription ~ui va suivre d~un mode d~ex~cution d~un ligament proth~tique pour le remplacement du ligament crois~
antérieur du genou, donn~ ~ titre d'exemple non limitatif en réf~rence aux dessins annex~s sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective partiellement ~clatée du ligament artificiel conforme à
l'invention, - la figure 2 est une ~ue en plan de la laize tricotée et fendue servan~ à obtenir par roulage convolute le ligament repr~senté sur la figure 1, - les ~igures 3 ~ 5 sont des vues en coupe ~agittale de 1'articulation tibio-f~morale montrant 1~ pi~otement :~: sur lui mame du ligament crois~ ant~rieur du genou entre la position d'extension et la position de flexion :~maximales.
e ligament articulaire représenté sur les figures comporte deux parties extr~mes intra-osseuses 1 et une partie intra-articulaire 2, :qui sont obtenus ~ par~ir d'une laize textlle 3 trico~e pr~sentant, suivant un axe ~ longitudinal m~dian,~une fen~e 3 destin~e ~ former, apr~s ;;: : roulage convolute de ladite lai~e 4 parall~lem~nt ~ ~es bords lateraux,: une ouvertùre 5 s~par~n~ deux cordons 6 de la partie intra-articulaire 2 du ligament.
~: 30La fente:3 pr~sente une longueur telle que les pàrties~ - intra osseuses 1; comportant deux cordons la jointifs, li~s entre eux par une cou~ure transversale lb.
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: Par cons:truction, les deux cord~ns:intra-articulaires 6 du ` ligament sont donc de longueurs idantiques/ de sorte que la~r~partition des efforts de traction ~e r~par~issent de mani~re uniforme entre Ies deux cordons 6.
~: En outrè, les moyens da réalisation du ligament/ par exemple ceux qul seront d~crits par la suite/ permettent ~:

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d~imprimer une rotation d~finitive d~environ 1809 entre les deux parties intra-osseuseæ 1 du ligament. A cet ~gard, la rotation sera dextrogyre ou l~vogyre selon le type de ligament droit ou gauche r~alis~.
Pr~f~rentiellement, les fibres longitudinales, dites techniques, de la laize servant ~ la réalisation du liyament sont maint0nues entre elle$ par un tricotage-chaine, c'est-~-dire un tricot à mailles jet~es offxant une grande rugosit~ et limitant le déport desdites fibres longitudinale~ par rapport ~ leur axe. La rugosité est utile dans les zones intra-osseuse pour permettre une bonne réabilitation oss~use du ligamen~ implant~.
On a montr~, sur les figures 3 ~ 5, un exemple d'implantation du ligament articulaire artificiel repr~sent~ sur les figures 1 et 2 en lieu et place du ligament crois~ nt~rieur du genou. Sur la figure 3, le genou est repr~sent~ en position d'extension maximale ;
: dans cette positionr le ligament artificiel est tendu entre le tibia 9 et le condyle i~terne du f~mur 10 en pr~sentant ses deux cordons 8 parall~les entre eux. Les fibres longitudinales composant le ligament sont alors ~: recrutees pxogressivement avec un effet amortisseur déj~
:: mentionné plus haut. Sur la fig~re 4, le genou est l~g~rement fl~chi, ce qui pro~oque un d~but de tor~ion du 25~ ligament au fur et ~ mesure que les condyles du f~mur 10 roulent sur les plateaux tibiaux. Enfin, sur la figure 5, le ~ genou est en ~:flexion~maximale ; ~ ce m~ment, l'extr~mit~ du~ ligament implant~ dans le tunnel f~moral a pratiquement pivot~ d'un angle de 180~. C'est dans cette derni~r~position gue les ligaments arti~i~iels crois~s ant~rieurs ~ont g~n~ralemen~ implantés ; on comprend idonc ;~ ~: que le ligament pré-torsad~ conforme ~ l~invention convienne particuli~rement ~bîen a cette op~ration proth~tique et pr~sente, dans ce:dernier cas, des quali~is biom~canique de sta~ilité et d'is~m~rie presque id~ales.
~ 'invention n'est bien entendu pa~ limi~e ~ la des~ription qui ~ient d~en ~itre donn~e mais s'~tend au contraire ~ la r~alisation de tout ligament articulaire :

W~ g4/09720 212 6 4 5 9 PCI~/FR93/01053 "., ~.~

proth~tique couramment implant~, tel que les ligarnents lat~raux ou croi~és du genou ~ les ligaments rac:hidiens et les ligam~n~s d ' ~paule .

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Claims (6)

REVENDICATIONS

1 - Ligament artificiel pour le remplacement d'un ligament naturel articulaire, comportant deux parties extrêmes intra-osseuses (l) et une partie intermédiaire intra-articulaire (2), caractérisé en ce qu'au moins ladite partie intra-articulaire (2) est formée de deux cordons (6) de fibres longitudinales indépendants, obtenus par roulage sur elles-mêmes de deux laizes tricotées, ou de deux demi-laizes d'une laize tricotée unique partiellement fendue en sa partie médiane sur une longueur au moins égale à celle de ladite partie intra-articulaire (2), les deux parties extrêmes intra-osseuses (1) étant tordues d'au moins un quart de tour l'une par rapport à l'autre lorsque ledit ligament est posé dans l'articulation.

2 - Ligament artificiel selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins ladite partie intra-articulaire (2) est formée de deux cordons (6) de fibres longitudinales indépendants, obtenus par roulage sur elles-mêmes de deux laizes tricotées, ou de deux demi-laizes d'une laize tricotée unique partiellement fendue en sa partie médiane sur une longueur au plus égale à celle de ladite partie intra-articulaire (2), les deux parties extrêmes intra-osseuses (1) étant tordues d'au moins un quart de tour l'une par rapport à l'autre lorsque ledit ligament est posé dans l'articulation.

3 - Ligament artificiel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on imprime un sens de rotation horaire ou antihoraire aux deux cordons dudit ligament artificiel selon que l'on désire obtenir un ligament croisé antérieur gauche ou un ligament croisé antérieur droit.

4 - Ligament artificiel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres longitudinales de la laize servant à former le ligament sont toronnées au moment du tricotage de ladite laize, de sorte qu'après roulage, les extrémités du ligament soient torsadées sur au moins un quart de tour l'une par rapport à l'autre.

5 - Procédé de confection d'un ligament artificiel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste successivement à :
- fixer à plat une laize tricotée et fendue en son milieu dans un dispositif d'entraînement longitudinal, parallèle aux lisières de ladite laize, - faire progresser la laize vers une ouverture circulaire calibrée, au travers d'une tuyère convergente, symétrique dans le sens longitudinal, tout en appliquant sur ladite laize un effort destiné à la maintenir à plat, au moins en son milieu, - faire passer la laize t ainsi roulée en deux cordons serrés l'un contre l'autre, dans un dispositif d'entrainement à galets rapprochant les dernières spires des deux cordons l'une de l'autre, - coudre les dernières spires des cordons ainsi rapprochés.

6 - Procédé de confection d'un ligament artificiel selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le ligament est progressivement pivoté sur lui-même d'au moins un quart de tour avant d'être cousu.