EP1139893A1 - Vis d'osteosynthese autocompressive pour la chirurgie de petits os - Google Patents

Vis d'osteosynthese autocompressive pour la chirurgie de petits os

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EP1139893A1
EP1139893A1 EP99964745A EP99964745A EP1139893A1 EP 1139893 A1 EP1139893 A1 EP 1139893A1 EP 99964745 A EP99964745 A EP 99964745A EP 99964745 A EP99964745 A EP 99964745A EP 1139893 A1 EP1139893 A1 EP 1139893A1
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screw
diameter
thread
head
proximal head
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EP99964745A
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Inventor
Louis Samuel "La Manchotte" Barouk
Vincent Coulange
Jean-Michel Gaume
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BAROUK, LOUIS SAMUEL
DePuy Ireland ULC
Original Assignee
DePuy France SAS
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/84—Fasteners therefor or fasteners being internal fixation devices
    • A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
    • A61B17/8625—Shanks, i.e. parts contacting bone tissue
    • A61B17/863—Shanks, i.e. parts contacting bone tissue with thread interrupted or changing its form along shank, other than constant taper
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    • A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
    • A61B17/8605—Heads, i.e. proximal ends projecting from bone
    • A61B17/861—Heads, i.e. proximal ends projecting from bone specially shaped for gripping driver
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    • A61B17/864—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor hollow, e.g. with socket or cannulated
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    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B2017/564—Methods for bone or joint treatment
    • A61B2017/565—Methods for bone or joint treatment for surgical correction of axial deviation, e.g. hallux valgus or genu valgus

Definitions

  • the present invention relates to an autocompressive and atraumatic osteosynthesis screw for the surgery of small bones or small bone fragments, in particular those of the foot.
  • French patent 2,722,086 (94 08 445) describes a BAROUK screw, comprising a threaded proximal head, a body forming a threaded distal part and, between the head and the distal part, a smooth section of short length relative to the length of the distal part.
  • the thread of the latter has a pitch greater than that of the thread of the proximal head, and a longitudinal channel is arranged from one end to the other of the body of the screw to receive a guide pin. The difference between the steps of the two threads causes compression of the two bone fragments one on the other during screwing.
  • This cannulated screw has a relatively large diameter due to its longitudinal channel and therefore can only be used for fixation of fractures or for bone osteotomies of sufficient size, in particular the first metatarsal in the so-called osteotomy. "Scarf". Indeed the diameter of the threaded head of this screw at the bottom of the thread is about 3mm.
  • Dr. WEIL For smaller bones such as the other four metatarsals, we must, when we want to perform an osteotomy described by Dr. WEIL, to correct an excess of length of these metatarsals, use a screw of smaller dimensions such as that described by French patent No. 2,721,819 (94 08 373).
  • Such a screw is extended by a self-breaking end piece thanks to a rupture line formed between the head of the screw and the base of the end piece. The reduction in the diameter of this breakable screw is obtained by the fact that it is not pierced with a longitudinal channel for guiding a spindle.
  • the object of the invention is to propose an osteosynthesis screw of the aforementioned type, for the surgery of small bones or small bone fragments, which can be used in place of the two known screws mentioned above, not only for one any of the five metatarsals, but also for osteotomies of small bones or small bone fragments as well as for the fixation of fractures in other applications than foot surgery, for example for bones of the hand.
  • the autocompressive and atraumatic osteosynthesis screw includes means to allow it to fix small bones or small bone fragments of the skeleton after an osteotomy or a fracture, and in particular any one of the five metatarsals of a human foot.
  • said means comprise a diameter of the thread of the distal part slightly greater than the diameter of the bottom of the thread of the proximal head, as well as the fact that the diameter of the channel is between 0.8 and 1.0mm approx.
  • the diameter of the bottom of the thread of the proximal head is approximately 2.2 to 2.7mm, and the outside diameter of the thread of the distal part is between approximately 2.5 and 3.0mm approximately.
  • a screw is thus produced whose dimensions are sufficiently reduced compared to the screw according to French patent 2,722,096 to allow it to be used in osteotomies or fixation of fractures of small bones such as average metatarsals without risk of causing bursting of these bones, and retaining enough strength in the screw to withstand the stresses experienced during their period of use.
  • Figure 1 is a longitudinal elevational view on an enlarged scale of an embodiment of the osteosynthesis screw according to the invention.
  • FIG. 2 is an end view along arrow F1 of the screw of FIG. 1.
  • Figure 3 is an end view along arrow F2 of the screw of Figure
  • Figure 4 is a schematic top view of the bones of a human foot, the first phalanx having a hallux valgus and the first metatarsal a metatarsus varus which can be corrected by means of screws according to the invention.
  • Figure 5 is a longitudinal elevational view on an enlarged scale of the first metatarsal of Figure 4 showing the longitudinal and transverse section lines of the metatarsal bone to be treated.
  • Figure 6 is a longitudinal elevational view on an enlarged scale, illustrating the use of a screw according to the invention in a Weil osteotomy of a middle metatarsal.
  • the osteosynthesis screw 1 for the surgery of small bones or small bone fragments shown in FIGS. 1 to 3 comprises a proximal head 2 provided with a thread 3, as well as a body 4 forming a threaded distal part
  • a smooth section 6 is made, of short length compared to that of the distal part 5.
  • the thread 7 of the latter has a pitch p1 greater than the pitch p2 of the thread 3 of the proximal head 2.
  • a longitudinal channel 8 is arranged axially from one end to the other of the screw 1 and opens at its two opposite ends, this channel 8 being provided to be able to receive a guide pin not shown.
  • Two self-tapping notches 9 are arranged at the distal end of the part 5.
  • the axial channel 8 widens to delimit a housing 11 whose wall constitutes a hexagonal imprint 12 adapted to receive a tool for corresponding screw not shown.
  • the outside diameter d1 of the thread 7 of the distal part 5 is slightly greater than the diameter d2 of the bottom 10 of the thread 3 of the head 2. Therefore, taking into account the height of the threads of the thread 3, the outside diameter d3 of that - This can be of the order of for example 3.1 mm for a diameter d2 of 2.2mm and a diameter d1 of 2.6mm.
  • This external diameter d3 of 3.1 mm is a maximum acceptable by the four lateral metatarsals and is also suitable for the first metatarsal which requires screws of a minimum size.
  • the thread 3 has a maximum depth sufficient to ensure satisfactory bone attachment, without, on the other hand, reaching the wall of the impression 12 with a hexagon.
  • the fact that the top of the distal thread 7 has a diameter d1 barely greater than the diameter d2 of the bottom of the thread 3 prevents this distal thread from damaging the entry of the hole into the bone. Otherwise, the proximal thread 3 would interfere with the distal thread of different pitch, which is obviously undesirable for obtaining satisfactory bone anchoring.
  • the outside diameter d1 of the distal thread 7 is 2.6mm for a diameter d2 of 2.2mm, we obtain a radial width of 0.2mm of the thread 3 in the wall of the bone at the entrance of the hole . This low insertion value of the thread 3 avoids substantially damaging the bone. It should also be noted that the outside diameter d1 of the distal thread 7 cannot be reduced too much, otherwise it would not ensure sufficient bone bonding.
  • the outside diameter d1 of the distal thread 7 must be between approximately 2.3 and 2.8mm, the diameter d2 must be between approximately 2.0mm and 2.5mm, while the outside diameter d3 of the proximal thread 3 must be between substantially 2.8mm and 3.5mm.
  • the length of the screw is between 10 and 22mm. It covers all morphotypes and roughly corresponds to the different thicknesses of the metatarsals.
  • the table below contains an example of the characteristics of an anterior BAROUK screw and an embodiment of the self-compressive and atraumatic screw 1 according to the invention.
  • Figures 4 and 5 schematically illustrate a hallux valgus treatment which can be carried out through the use of self-compressive and atraumatic screws 1 according to the invention.
  • the first metatarsal 14 is deformed in the medial direction (arrow F3 and position 14a shown in phantom), constituting the metatarsus varus.
  • the surgical method for the treatment of this metatarsus varus consists, for short, in carrying out a longitudinal section of the metatarsal bone 14 along a longitudinal plane 15 and transverse planes 16 inclined at angles of 60 ° to the longitudinal plane 15.
  • the surgeon moves laterally, ie towards the metatarsals 13, the lower bone fragment 14b. Then the surgeon inserts fixing screws 1 to firmly assemble and compress one over the other the two bone fragments 14b and 14c. Finally, the surgeon partially cuts the bone portion 17 which forms a medial projection relative to the bone fragment 14b.
  • FIG. 6 illustrates a second example of implementation of the screw 1 according to the invention, in the context of a Weil osteotomy.
  • the screw 1 is used to fix the plantar part 13b of a metatarsal 13 previously cut longitudinally into two parts 13a and
  • the pitch of the screws 1 is of the order of 1 mm, substantially equal to that of the earlier, more bulky BAROUK screws. This increases the strength of the screw in the bone, which is often porotic or small.
  • the screw can be made of any suitable biocompatible material, such as a titanium alloy.

Abstract

Vis (1) d'ostéeosynthèse autocompressive et atraumatique, comprenant une tête proximale filetée (2), un corps (4) formant une partie distale filetée (5) et, entre la tête et la partie distale, un tronçon lisse (6) de faible longueur par rapport à la longueur de la partie distale, le filetage (7) de cette dernière ayant un pas supérieur à celui du filetage (3) de la tête proximale, et un canal longitudinal (8) agencé d'une extrémité à l'autre de ladite vis pour recevoir une broche de guidage; cette vis comporte des moyens pour lui permettre de fixer les petits os ou de petits fragments osseux du squelette après une ostéotomie ou une fracture, et notamment l'un quelconque des cinq métatarsiens (13, 14) d'un pied humain, ledits moyens comprenant un diamètre (d1) du filetage (7) de la partie distale (5) légèrement supérieur au diamètre (d2) du fond du filetage (3) de la tête proximale (2), ainsi que le fait que le diamètre du canal (8) est compris entre 0,8 et 1,0 mm environ. Cette vis miniaturisée par rapport aux vis de BAROUK antérieures remplace avantageusement celles-ci aussi bien que les vis sécables à embout autocassant pour l'ensemble des petits os, et fragments osseux, en particulier les cinq métatarsiens.

Description

Vis d ' ostéosynt-hèse autocompressive pour la chirurgie de petits os .
La présente invention a pour objet une vis d'ostéosynthèse autocompressive et atraumatique pour la chirurgie des petits os ou de petits fragments osseux, notamment ceux du pied.
Le brevet français 2.722.086 (94 08 445) décrit une vis de BAROUK, comprenant une tête proximale filetée, un corps formant une partie distale filetée et, entre la tête et la partie distale, un tronçon lisse de faible longueur par rapport à la longueur de la partie distale. Le filetage de cette dernière possède un pas supérieur à celui du filetage de la tête proximale, et un canal longitudinal est agencé d'une extrémité à l'autre du corps de la vis pour recevoir une broche de guidage. La différence entre les pas des deux filetages provoque une compression des deux fragments osseux l'un sur l'autre lors du vissage.
Cette vis canulée possède un diamètre relativement élevé en raison de son canal longitudinal et de ce fait, ne peut être utilisée que pour la fixation de fractures ou pour des ostéotomies d'os de dimensions suffisantes, en particulier le premier métatarsien dans l'ostéotomie dite « Scarf » . En effet le diamètre de la tête filetée de cette vis en fond de filet, est d'à peu près 3mm. Pour des os plus petits tels que les quatre autres métatarsiens, on doit, lorsque l'on veut procéder à une ostéotomie décrite par le Dr. WEIL, pour corriger un excès de longueur de ces métatarsiens, utiliser une vis de dimensions plus réduites telle que celle décrite par le brevet français n°2.721.819 (94 08 373). Une telle vis est prolongée par un embout autocassant grâce à une ligne de rupture ménagée entre la tête de la vis et la base de l'embout. La réduction du diamètre de cette vis sécable est obtenue grâce au fait qu'elle n'est pas percée d'un canal longitudinal pour le guidage d'une broche.
Aucune de ces vis antérieures ne peut être utilisée de manière universelle pour l'ostéotomie ou la fixation de fractures de petits os notamment les métatarsiens. En effet la vis selon le brevet 2.722.086 présente un diamètre trop important pour les quatre métatarsiens autres que le premier métatarsien dont elle peut provoquer l'éclatement, ainsi que pour d'autres petits os ou fragments osseux du squelette. De son côté, si l'os de ces quatre métatarsiens latéraux est porotique, la vis à embout sécable peut s'avérer trop petite et sa tenue insuffisante. De même, si le premier métatarsien est en réalité de petite taille, comme cela est le cas pour certains patients, la vis canulée à tête filetée selon le brevet précité risque de le faire éclater. L'invention a pour but de proposer une vis d'ostéosynthèse du type précité, pour la chirurgie des petits os ou petits fragments osseux, qui puisse être utilisée à la place des deux vis connues rappelées ci-dessus, non seulement pour l'un quelconque des cinq métatarsiens, mais aussi pour des ostéotomies de petits os ou de petits fragments osseux ainsi que pour la fixation de fractures dans d'autres applications que la chirurgie du pied, par exemple pour des os de la main.
Conformément à l'invention, la vis d'ostéosynthèse autocompressive et atraumatique comporte des moyens pour lui permettre de fixer les petits os ou de petits fragments osseux du squelette après une ostéotomie ou une fracture, et notamment l'un quelconque des cinq métatarsiens d'un pied humain.
Ainsi la vis selon l'invention remplace avantageusement les deux vis, canulée et sécable, de l'art antérieur exposé ci-dessus. Suivant un mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens comprennent un diamètre du filetage de la partie distale légèrement supérieur au diamètre du fond du filetage de la tête proximale, ainsi que le fait que le diamètre du canal est compris entre 0,8 et 1 ,0mm environ.
On réalise ainsi une miniaturisation des vis antérieures tout en maintenant l'agencement d'un canal longitudinal débouchant aux deux extrémités de la vis, qui lui permet d'être guidée en place par une broche.
Le diamètre du fond du filetage de la tête proximale est d'environ 2,2 à 2,7mm, et le diamètre extérieur du filetage de la partie distale est compris entre sensiblement 2,5 et 3,0mm environ. On réalise ainsi une vis dont les dimensions sont suffisamment réduites par rapport à la vis selon le brevet français 2.722.096 pour lui permettre d'être utilisée dans des ostéotomies ou des fixations de fractures de petits os tels que les métatarsiens moyens sans risque de provoquer un éclatement de ces os, et en conservant à la vis une solidité suffisante pour résister aux efforts subis pendant leur durée d'utilisation.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif.
La figure 1 est une vue en élévation longitudinale à échelle agrandie d'une forme de réalisation de la vis d'ostéosynthèse selon l'invention.
La figure 2 est une vue en bout selon la flèche F1 de la vis de la figure 1. La figure 3 est une vue en bout selon la flèche F2 de la vis de la figure
1.
La figure 4 est une vue de dessus schématique des os d'un pied humain, la première phalange présentant un hallux valgus et le premier métatarsien un métatarsus varus qui peuvent être corrigés au moyen de vis selon l'invention.
La figure 5 est une vue en élévation longitudinale à échelle agrandie du premier métatarsien de la figure 4 montrant les lignes de coupe longitudinale et transversales de l'os métatarsien à traiter. La figure 6 est une vue en élévation longitudinale à échelle agrandie, illustrant l'utilisation d'une vis selon l'invention dans une ostéotomie de Weil d'un métatarsien moyen.
La vis 1 d'ostéosynthèse pour la chirurgie de petits os ou de petits fragments osseux représentée aux figures 1 à 3 comprend une tête proximale 2 pourvue d'un filetage 3, ainsi qu'un corps 4 formant une partie distale filetée
5. Entre la tête 2 et la partie distale 5, est ménagé un tronçon lisse 6 de faible longueur par rapport à celle de la partie distale 5.
Le filetage 7 de cette dernière possède un pas p1 supérieur au pas p2 du filetage 3 de la tête proximale 2. Un canal longitudinal 8 est agencé axialement d'une extrémité à l'autre de la vis 1 et débouche à ses deux extrémités opposées, ce canal 8 étant prévu pour pouvoir recevoir une broche de guidage non représentée. Deux entailles 9 d'autotaraudage sont agencées à l'extrémité distale de la partie 5. Dans la tête 2, le canal axial 8 s'élargit pour délimiter un logement 1 1 dont la paroi constitue une empreinte hexagonale 12 adaptée pour recevoir un outil de vissage correspondant non représenté.
Le diamètre d1 extérieur du filetage 7 de la partie distale 5 est légèrement supérieur au diamètre d2 du fond 10 du filetage 3 de la tête 2. De ce fait, compte tenu de la hauteur des filets du filetage 3, le diamètre extérieur d3 de celui-ci peut être de l'ordre de par exemple 3,1 mm pour un diamètre d2 de 2,2mm et un diamètre d1 de 2,6mm. Ce diamètre extérieur d3 de 3, 1 mm est un maximum acceptable par les quatre métatarsiens latéraux et convient aussi au premier métatarsien qui exige des vis d'une taille minimale.
Le filetage 3 présente une profondeur maximum suffisante pour assurer un accrochage osseux satisfaisant, sans d'autre part atteindre la paroi de l'empreinte 12 à six pans. Le fait que le sommet du filet distal 7 ait un diamètre d1 à peine supérieur au diamètre d2 du fond du filet 3 évite que ce filet distal n'endommage l'entrée du trou dans l'os. En effet dans le cas contraire, le filet proximal 3 viendrait interférer avec le taraudage distal de pas différent, ce qui est évidemment indésirable pour obtenir un ancrage osseux satisfaisant.
Si par exemple le diamètre extérieur d1 du filet distal 7 est de 2,6mm pour un diamètre d2 de 2,2mm, on obtient une largeur radiale de 0,2mm du filetage 3 dans la paroi de l'os à l'entrée du trou. Cette faible valeur d'enfoncement du filet 3 évite d'endommager sensiblement l'os. Il convient en outre d'observer que le diamètre extérieur d1 du filet distal 7 ne peut être trop réduit, sinon il n'assurerait pas un accrochage osseux suffisant.
Il a par ailleurs été constaté que les résultats les meilleurs par rapport à des empreintes de profils différents sont obtenus avec un profil hexagonal de la paroi 12, et une distance e entre deux faces opposées 12a de la paroi hexagonale 12 comprise entre environ 1 ,3mm et 1 ,7mm. En effet avec une telle empreinte, associée à un tournevis canule d'un diamètre par exemple de 0,9mm, on constate que le tournevis peut exercer sur la vis 1 un couple de torsion élevé sans « riper » sur la paroi hexagonale 12.
Les essais ont permis d'établir que le diamètre extérieur d1 du filetage distal 7 doit être compris entre 2,3 et 2,8mm environ, le diamètre d2 doit être compris entre environ 2,0mm et 2,5mm, tandis que le diamètre extérieur d3 du filetage proximal 3 doit être compris entre sensiblement 2,8mm et 3,5mm. La longueur de la vis est comprise entre 10 et 22mm. Elle couvre l'ensemble des morphotypes et correspond à peu près aux différentes épaisseurs des métatarsiens.
Le tableau ci-après contient un exemple des caractéristiques d'une vis BAROUK antérieure et un exemple de réalisation de la vis 1 autocompressive et atraumatique selon l'invention.
On voit que toutes les dimensions de la vis selon l'invention sont sensiblement réduites. Malgré cette réduction de dimensions, l'effort d'arrachement et le couple de torsion de la vis restent largement supérieurs à ceux d'une vis sécable ou « Twist-off » de même diamètre extérieur de tête.
Les figures 4 et 5 illustrent schématiquement un traitement d'hallux valgus qui peut être effectué grâce à l'utilisation de vis 1 autocompressives et atraumatiques selon l'invention.
Parmi les cinq métatarsiens 13 et 14, le premier métatarsien 14 est déformé dans la direction médiale (flèche F3 et position 14a représentée en traits mixtes), constituant le métatarsus varus. La méthode chirurgicale pour le traitement de ce métatarsus varus consiste, en abrégé, à procéder à une coupe longitudinale de l'os métatarsien 14 suivant un plan longitudinal 15 et des plans transversaux 16 inclinés d'angles de 60° sur le plan longitudinal 15.
Dans une étape ultérieure, le chirurgien déplace latéralement, c'est à dire vers les métatarsiens 13, le fragment osseux inférieur 14b. Ensuite le chirurgien insère des vis 1 de fixation pour assembler fermement et comprimer l'un sur l'autre les deux fragments osseux 14b et 14c. Finalement, le chirurgien coupe partiellement la partie osseuse 17 qui forme une saillie médiale par rapport au fragment osseux 14b.
La figure 6 illustre un second exemple de mise en œuvre de la vis 1 selon l'invention, dans le cadre d'une ostéotomie de Weil. Dans cette application la vis 1 est utilisée pour fixer la partie plantaire 13b d'un métatarsien 13 préalablement coupé longitudinaiement en deux parties 13a et
13b, et reculée jusqu'à la position voulue.
Le pas des vis 1 est de l'ordre de 1 mm, sensiblement égal à celui des vis de BAROUK antérieures, plus encombrantes. Ceci accroît la tenue de la vis dans l'os, qui est souvent porotique ou de petite taille. La vis peut être réalisée en tout matériau biocompatible approprié, tel qu'un alliage de titane.

Claims

REVENDICATIONS
1. Vis (1 ) d'ostéosynthèse autocompressive et atraumatique, comprenant une tête proximale filetée (2), un corps (4) formant une partie distale filetée (5) et, entre la tête et la partie distale, un tronçon lisse (6) de faible longueur par rapport à la longueur de la partie distale, le filetage (7) de cette dernière ayant un pas supérieur à celui du filetage (3) de la tête proximale, et un canal longitudinal (8) agencé d'une extrémité à l'autre de ladite vis pour recevoir une broche de guidage, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour lui permettre de fixer les petits os ou de petits fragments osseux du squelette après une ostéotomie ou une fracture, et notamment l'un quelconque des cinq métatarsiens (13, 14) d'un pied humain.
2. Vis selon la revendication 1 , caractérisée en ce que lesdits moyens comprennent un diamètre (d1 ) du filetage (7) de la partie distale (5) légèrement supérieur au diamètre (d2) du fond du filetage (3) de la tête proximale (2), ainsi que le fait que le diamètre du canal (8) est compris entre
0,8 et 1 ,0mm environ.
3. Vis selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que dans la tête proximale (2) est formée une empreinte à paroi hexagonale (12) pour un outil de vissage, et la distance (e) entre deux pans opposés (12a) de cette empreinte est d'environ 1 ,3mm à 1 ,7mm.
4. Vis selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le diamètre extérieur (d1 ) du filetage (7) de la partie distale (5) est compris entre 2,3 et 2,8mm environ, le diamètre (d2) du fond du filetage (3) de la tète proximale (2) est d'environ 2,0 mm à 2,5mm et le diamètre extérieur (d3) du filetage de la tête est compris entre sensiblement 2,8 mm et 3,5mm.
EP99964745A 1998-12-30 1999-12-30 Vis d'osteosynthese autocompressive pour la chirurgie de petits os Ceased EP1139893A1 (fr)

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