DESCRIPTION
La présente invention concerne un dispositif de fixation permettant d'orienter la pièce maintenue, qui est plus particulièrement utilisé dans le domaine des appareils de fixation externe d'os.
En effet, pour la réduction d'os fracturés par exemple, on a développé depuis longtemps une technique de fixation de broches dans les os, broches qui sont soit prolongées dans l'os voisin, soit reprises dans un fixateur externe comportant une armature, afin d'assurer le maintien des éléments fracturés.
On connaît déjà des armatures comprenant des arceaux, telles que décrites dans le brevet CH 630.798.
On a étudié également la forme de la section de cet arceau, pour préférer une forme décrite dans le brevet CH 664.079, forme permettant de créer des possibilités multipes et étendues de montage de broches ainsi que de tiges d'armatures ou autres pièces ou organes de liaison.
Les éléments constitutifs de ces fixateurs externes doivent être étudiés dans un double but. Tout d'abord, ils doivent être aussi simples que possible, pour faciliter le travail du médecin au cours de l'opération, tout en autorisant une large gamme de positionnements éventuels. D'autre part, ils doivent permettre une fixation parfaitement rigide et sûre, pour éviter que la réduction de la fracture ne soit compromise au cours de la convalescence.
La présente invention vise ce double but et a en conséquence pour objet un dispositif destiné à être fixé, d'une part, à un arceau tel que décrit dans les brevets cités et, d'autre part, soit à une broche, soit à une tige d'armature ou autre pièce ou organe de liaison.
Ainsi le dispositif de positionnement et de blocage d'au moins une pièce présentant une partie arrondie, selon l'invention, comprend des éléments agencés pour être disposés l'un en face de l'autre et assurer le blocage de la pièce arrondie entre eux. Il est caractérisé par le fait que lesdits éléments sont serrés par au moins deux vis dont les axes forment un angle l'un par rapport à l'autre, de sorte que, par serrage, l'un au moins des éléments fléchit pour assurer un meilleur blocage de la partie arrondie de la pièce.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
Au dessin:
la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de position nement et de blocage monté sur un arceau (représenté en traitillés) et maintenant une rotule de guidage (également en traitillés au dessin), comportant une partie tubulaire partant de la sphère centrale;
la figure 2 est une vue éclatée des constituants de la figure 1;
la figure 3 est une vue latérale du dispositif représenté auparavant, présentant ici une rotule avec une partie tubulaire s'étendant de part et d'autre de la sphère centrale;
la figure 4 est une vue en coupe, selon IV-IV, du dispositif de la figure 3, et
la figure 5 est une coupe d'une rotule constituée par deux coquilles.
Le dispositif de positionnement et de blocage représenté au dessin comporte principalement deux vis de fixation 10 et 20, destinées à traverser un élément supérieur 30 et un élément inférieur 40, avant de venir coopérer avec une contre-pièce 50, tout en permettant le positionnement et la fixation d'une rotule 60 ainsi que le serrage de l'ensemble sur un arceau 70.
Il faut tout d'abord noter que les axes il et 21 des vis de fixation 10 et 20 ne sont pas parallèles, mais forment un angle d'environ 10 pour une raison qui sera explicitée par la suite.
Les vis 10 et 20 présentent de larges têtes 12 et 22, pour faciliter leur mise en place et leur serrage manuel, avant d'être bloquées au moyen de tout outil adéquat lorsque le système est en place. Les vis représentées ont des têtes 12 et 22 carrées, mais il va sans dire que toute autre forme de tête est envisageable sans sortir du cadre de la présente invention.
En outre, les vis 10 et 20 comportent des rondelles 13 et 23 présentant chacune une face plane 14, 24 destinée à s'appuyer sur la tête de vis correspondante 12 ou 22, ainsi qu'une partie sphérique 15, 25, sur sa face opposée, dont le besoin sera énoncé par la suite. Il est à noter que les rondelles 13 et 23 sont engagées une fois pour toutes sur les vis 10 et 20, puis serties à leur base dans les rétrécissements
16 et 26 des vis 10 et 20. Ainsi ces rondelles 13 et 23 restent solidaires des vis 10 et 20 au cours de manipulations telles que montage ou stérilisation. A la figure 2, la rondelle 13 est représentée contre la tête de vis 12, pour permettre de voir le rétrécissement 16, tandis que la rondelle 23 est sensiblement dans la partie inférieure du rétréds- sement 26.
Les vis 10 et 20 comportent encore une longueur filetée 17 et 27 respectivement, destinée à s'engager dans un taraudage correspondant, comme on le verra plus loin.
Les vis 10 et 20 et leurs rondelles 13 et 23 sont réalisées généralement en acier inoxydable, qui permet d'obtenir des pièces résistantes et aptes à la stérilisation.
L'élément supérieur 30 comporte sur les axes 1 1 et 21 deux passages 31 et 32 pour les vis 10 et 20, dont la partie supérieure présente une creusure 33 et 34, destinée à coopérer avec la face sphérique
15 ou 25 des rondelles 13 et 23. Les creusures 33 et 34 sont soit sphériques, soit coniques. Pour éviter tout risque de rupture, il est nécessaire que les surfaces des parties sphériques 15 et 25 des rondelles, de même que celles des creusures 33 et 34, soient parfaitement polies.
La face inférieure de l'élément 10 comporte en outre une gorge 35, centrée entre les passages 31 et 32, comme visible à la figure 4.
La gorge 35 est pourvue d'un évidement central 36 dont l'utilité sera expliquée plus loin.
L'élément de blocage 30 comporte encore des dégagements latéraux 37 et 38, disposés de part et d'autre de la gorge 35, et destinés à permettre une orientation angulaire des prolongements tubulaires 61 et 62 de la rotule 60 représentée à la figure 3.
L'élément inférieur 40 fait face à l'élément 30 décrit jusqu'ici. De manière analogue, il est pourvu de deux passages 41 et 42 sur les axes 1 1 et 21 des vis 10 et 20, d'une gorge 43 avec un évidement central 44, et de deux dégagements latéraux 45 et 46, tous ces éléments étant visibles soit en perspective à la figure 2, soit dans la vue latérale de la figure 3.
Dans sa partie inférieure, l'élément 40 comporte encore un prolongement d'appui 47, ainsi qu'une mâchoire 48 présentant une face inclinée 49, qui sont particulièrement visibles à la figure 3.
Le prolongement 47 sert de surface d'appui au côté 51 de la contre-pièce 50, dont les taraudages 52 et 53 sont prévus, sur les axes 1 1 et 21, pour recevoir les filetages 15 et 25 des vis 10 et 20.
Dans la forme d'exécution décrite ici, où le dispositif est prévu sur un arceau ayant une section 71 formée de deux triangles réunis par une âme (voir figure 1), la contre-pièce 50 est pourvue d'une mâchoire inclinée 54, destinée à la fixation de l'arceau 70 entre les mâchoires 48 de la pièce de blocage inférieure 40 et la mâchoire 54.
Comme on vient de le rappeler, la forme d'exécution décrite ici se rapporte à un dispositif prévu pour être monté sur un arceau.
Pour cette raison, les éléments 30, 40 et 50 présentent une légère courbure, particulièrement visible à la figure 4, qui correspond à la courbure de l'arceau sur lequel est prévu le dispositif. Il va sans dire que, dans d'autres formes d'exécution, les éléments de blocage 30 et 40, ainsi que la contre-pièce éventuelle 50, seront plats et non courbés.
De plus, le dispositif de positionnement et de blocage représenté ici est prévu pour être serré sur la partie extérieure de l'arceau, mais, sans sortir du cadre de la présente invention, on pourrait bien sûr réaliser également un dispositif destiné à être mis sur la partie intérieure de l'arceau.
Les éléments de blocage 30 et 40 ainsi que la contre-pièce 50 sont généralement réalisés en alliage léger, mais pourraient également être réalisés en une matière synthétique, apte à la stérilisation.
Quant à la rotule sphérique 60 destinée à être pincée entre les éléments 30 et 40, elle peut comporter deux prolongements tubulaires 61 et 62, comme représenté à la figure 3, disposés de part et d'autre de la sphère 63. Dans la variante des figures 1 et 2, elle ne comporte qu'un prolongement latéral 64, dont l'alésage central 65 sert de guidage à une tige d'armature ou autre pièce ou organe de liaison.
Dans la variante présentée à la figure 5, la rotule sphérique est constituée par deux coquilles 66 et 67 se faisant face. Ces coquilles comportent deux passages 68 et 69, dimensionnés pour permettre de serrer une tige de fixation ou une fiche transcutanée, disposées dans les passages 68 et 69, et assurer son blocage dans le sens longitudinal.
La pièce sphérique 60 sera par exemple réalisée en acier inoxydable, qui a l'avantage d'avoir une dureté supérieure à l'alliage léger des éléments 30 et 40. On pourrait également prévoir de réaliser la pièce sphérique 60 en une matière synthétique, à condition que celleci nit une dureté supérieure à celle des éléments 30 et 40 l'entourant.
On peut prévoir, afin d'améliorer le blocage, de traiter la surface de la sphère 63, soit par sablage, soit en y réalisant des facettes. Il va sans dire que les différentes manières d'augmenter l'adhérence de la sphère 63 sont également valables pour le traitement des gorges sphériques 35 et 43.
L'utilisation du dispositif de positionnement et de blocage objet de l'invention sera détaillée dès maintenant.
Selon chaque cas, on déterminera tout d'abord le genre de rotule 60 nécessitée dans le montage, soit une rotule avec deux prolongements latéraux 61 et 62 (voir figure 3), soit une rotule avec un prolongement 64 (figure 2), soit une rotule simplement sphérique, formée éventuellement de deux coquilles hémisphériques 66 et 67 (figure 5).
Le diamètre de l'alésage central 65 sera choisi en fonction des pièces à assembler.
On montera ensuite l'ensemble directement sur l'arceau, bien sûr sanslbloquer encore les vis 10 et 20 dans les taraudages correspondants 52 et 53 de la pièce 50, et on disposera la pièce sphérique 60 ainsi que l'arceau 70 selon les nécessités.
On comprend dès lors l'intérêt des dégagements latéraux 37 et 38 de la pièce 30, ainsi que 45 et 46 de la pièce 40, qui permettent d'orienter les parties tubulaires 64 ou 61 et 62, sans être limité par les pièces 30 et 40 dans une plage d'orientation angulaire jusqu'à 40" environ.
Dès que le positionnement correct est atteint, on pourra serrer les vis 10 et 20, de manière à bloquer l'ensemble, qui pourra bien sûr toujours être ultérieurement desserré pour permettre tout réglage.
En se souvenant que les axes 1 1 et 21 ne sont pas rigoureusement parallèles, mais présentent un angle relatif d'environ 10", on com prend dès lors l'intérêt de l'invention, qui permet d'obtenir un merl^ leur blocage, soit de la rotule, soit de l'arceau, puisque le serrage des vis peut fléchir les éléments de blocage 30 et 40.
La déformation due au fléchissement des pièces 30 et/ou 40 est compensée par le jeu des rondelles 13 et 23 dont la partie sphérique 15 ou 25 s'appuie différemment dans les creusures sphériques ou coniques 33 et 34. Ces rondelles permettent d'augmenter le serrage tout en diminuant le frottement. Pratiquement, on dimensionnera les parties sphériques 15 et 25 des rondelles pour que le contact avec la creusure correspondante se fasse environ au centre de la partie arrondie.
Il faut encore remarquer que les évidements 36 et 44 des éléments de blocage 30 et 40 respectivement ont pour rôle d'augmenter l'élasticité des pièces 30 et 40 et, par conséquent, de favoriser le blocage, puisqu'ils permettent de doubler le point d'appui sur la partie sphérique de la rotule.
DESCRIPTION
The present invention relates to a fixing device for orienting the maintained part, which is more particularly used in the field of external bone fixation devices.
Indeed, for the reduction of fractured bones for example, a technique has been developed for a long time for fixing pins in the bones, pins which are either extended in the neighboring bone, or taken up in an external fixator comprising a framework, in order maintain fractured elements.
Reinforcements comprising hoops are already known, as described in patent CH 630,798.
We also studied the shape of the section of this hoop, to prefer a shape described in patent CH 664.079, shape allowing to create multiple and extensive possibilities of mounting pins as well as reinforcing rods or other parts or organs of liaison.
The components of these external fixators must be studied for a double purpose. First of all, they must be as simple as possible, to facilitate the work of the doctor during the operation, while allowing a wide range of possible positions. On the other hand, they must allow a perfectly rigid and secure fixation, to prevent the reduction of the fracture from being compromised during convalescence.
The present invention aims at this double aim and consequently has for its object a device intended to be fixed, on the one hand, to a hoop as described in the cited patents and, on the other hand, either to a spindle, or to a reinforcing rod or other connecting piece or member.
Thus, the device for positioning and blocking at least one part having a rounded part, according to the invention, comprises elements arranged to be arranged one opposite the other and ensure the blocking of the rounded part between them. . It is characterized by the fact that said elements are tightened by at least two screws whose axes form an angle with respect to each other, so that, by tightening, at least one of the elements flexes to ensure a better blocking of the rounded part of the part.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the object of the present invention.
In the drawing:
Figure 1 is a perspective view of a positioning and blocking device mounted on a hoop (shown in dotted lines) and now a guide ball (also in dotted lines in the drawing), comprising a tubular part extending from the central sphere ;
Figure 2 is an exploded view of the components of Figure 1;
Figure 3 is a side view of the device shown above, here showing a ball with a tubular part extending on either side of the central sphere;
FIG. 4 is a sectional view, along IV-IV, of the device of FIG. 3, and
Figure 5 is a section through a ball joint formed by two shells.
The positioning and locking device shown in the drawing mainly comprises two fixing screws 10 and 20, intended to pass through an upper element 30 and a lower element 40, before coming to cooperate with a counter-piece 50, while allowing positioning and fixing a ball joint 60 as well as tightening the assembly on a hoop 70.
It should first of all be noted that the axes il and 21 of the fixing screws 10 and 20 are not parallel, but form an angle of approximately 10 for a reason which will be explained later.
The screws 10 and 20 have large heads 12 and 22, to facilitate their installation and their manual tightening, before being blocked by means of any suitable tool when the system is in place. The screws shown have square heads 12 and 22, but it goes without saying that any other head shape is possible without departing from the scope of the present invention.
In addition, the screws 10 and 20 comprise washers 13 and 23 each having a flat face 14, 24 intended to bear on the corresponding screw head 12 or 22, as well as a spherical part 15, 25, on its face opposite, whose need will be stated later. It should be noted that the washers 13 and 23 are engaged once and for all on the screws 10 and 20, then crimped at their base in the narrowing
16 and 26 of the screws 10 and 20. Thus these washers 13 and 23 remain integral with the screws 10 and 20 during manipulations such as mounting or sterilization. In FIG. 2, the washer 13 is shown against the screw head 12, so that the constriction 16 can be seen, while the washer 23 is substantially in the lower part of the constriction 26.
The screws 10 and 20 also have a threaded length 17 and 27 respectively, intended to engage in a corresponding thread, as will be seen below.
The screws 10 and 20 and their washers 13 and 23 are generally made of stainless steel, which makes it possible to obtain resistant parts capable of sterilization.
The upper element 30 comprises on the axes 1 1 and 21 two passages 31 and 32 for the screws 10 and 20, the upper part of which has a recess 33 and 34, intended to cooperate with the spherical face
15 or 25 of the washers 13 and 23. The recesses 33 and 34 are either spherical or conical. To avoid any risk of rupture, it is necessary that the surfaces of the spherical parts 15 and 25 of the washers, as well as those of the recesses 33 and 34, be perfectly polished.
The underside of the element 10 also has a groove 35, centered between the passages 31 and 32, as visible in FIG. 4.
The groove 35 is provided with a central recess 36, the usefulness of which will be explained below.
The locking element 30 also has lateral clearances 37 and 38, arranged on either side of the groove 35, and intended to allow angular orientation of the tubular extensions 61 and 62 of the ball joint 60 shown in FIG. 3.
The lower element 40 faces the element 30 described so far. Similarly, it is provided with two passages 41 and 42 on the axes 1 1 and 21 of the screws 10 and 20, a groove 43 with a central recess 44, and two lateral clearances 45 and 46, all of these elements being visible either in perspective in FIG. 2, or in the side view of FIG. 3.
In its lower part, the element 40 also includes a support extension 47, as well as a jaw 48 having an inclined face 49, which are particularly visible in FIG. 3.
The extension 47 serves as a bearing surface on the side 51 of the counterpiece 50, whose threads 52 and 53 are provided, on the axes 1 1 and 21, to receive the threads 15 and 25 of the screws 10 and 20.
In the embodiment described here, where the device is provided on a hoop having a section 71 formed of two triangles joined by a core (see FIG. 1), the counterpiece 50 is provided with an inclined jaw 54, intended to the fixing of the arch 70 between the jaws 48 of the lower locking piece 40 and the jaw 54.
As we have just recalled, the embodiment described here relates to a device intended to be mounted on a hoop.
For this reason, the elements 30, 40 and 50 have a slight curvature, particularly visible in FIG. 4, which corresponds to the curvature of the arch on which the device is provided. It goes without saying that, in other embodiments, the locking elements 30 and 40, as well as the possible counter piece 50, will be flat and not curved.
In addition, the positioning and locking device shown here is designed to be tightened on the outer part of the hoop, but, without departing from the scope of the present invention, one could of course also make a device intended to be put on the inner part of the arch.
The locking elements 30 and 40 as well as the counterpiece 50 are generally made of light alloy, but could also be made of a synthetic material, suitable for sterilization.
As for the spherical ball joint 60 intended to be pinched between the elements 30 and 40, it may comprise two tubular extensions 61 and 62, as shown in FIG. 3, arranged on either side of the sphere 63. In the variant of Figures 1 and 2, it comprises only a lateral extension 64, whose central bore 65 serves as a guide for a reinforcing rod or other part or connecting member.
In the variant presented in FIG. 5, the spherical ball joint consists of two shells 66 and 67 facing each other. These shells have two passages 68 and 69, dimensioned to allow a clamping rod or a transcutaneous plug, arranged in the passages 68 and 69, to be clamped and ensure its blocking in the longitudinal direction.
The spherical part 60 will for example be made of stainless steel, which has the advantage of having a hardness greater than the light alloy of the elements 30 and 40. One could also provide for making the spherical part 60 of a synthetic material, provided that this hardness exceeds that of the elements 30 and 40 surrounding it.
One can provide, in order to improve the blocking, to treat the surface of the sphere 63, either by sandblasting, or by making facets there. It goes without saying that the different ways of increasing the adhesion of the sphere 63 are also valid for the treatment of the spherical grooves 35 and 43.
The use of the positioning and blocking device object of the invention will be detailed now.
In each case, we will first determine the kind of ball joint 60 required in the assembly, either a ball joint with two lateral extensions 61 and 62 (see Figure 3), or a ball joint with an extension 64 (Figure 2), or a simply spherical ball joint, possibly formed of two hemispherical shells 66 and 67 (Figure 5).
The diameter of the central bore 65 will be chosen according to the parts to be assembled.
The assembly will then be mounted directly on the hoop, of course without further blocking the screws 10 and 20 in the corresponding threads 52 and 53 of the part 50, and the spherical part 60 as well as the hoop 70 will be arranged as required.
We therefore understand the interest of the lateral clearances 37 and 38 of the part 30, as well as 45 and 46 of the part 40, which allow the tubular parts 64 or 61 and 62 to be oriented, without being limited by the parts 30 and 40 in an angular orientation range up to approximately 40 ".
As soon as the correct positioning is reached, the screws 10 and 20 can be tightened, so as to block the assembly, which can of course always be subsequently loosened to allow any adjustment.
Remembering that the axes 1 1 and 21 are not strictly parallel, but have a relative angle of about 10 ", we understand therefore the interest of the invention, which allows to obtain a merl ^ blocking them , either of the ball joint, or of the hoop, since the tightening of the screws can bend the locking elements 30 and 40.
The deformation due to the deflection of the parts 30 and / or 40 is compensated by the play of the washers 13 and 23 whose spherical part 15 or 25 rests differently in the spherical or conical recesses 33 and 34. These washers make it possible to increase the tightening while reducing friction. In practice, the spherical parts 15 and 25 of the washers will be dimensioned so that the contact with the corresponding recess is made approximately in the center of the rounded part.
It should also be noted that the recesses 36 and 44 of the blocking elements 30 and 40 respectively have the role of increasing the elasticity of the parts 30 and 40 and, consequently, of favoring the blocking, since they make it possible to double the point. of support on the spherical part of the patella.