FR2730918A1 - Flexible inter-vertebral connector implant with controlled movement, for correcting defects in vertebral posture - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a trait à un dispositif de liaison intervertébrale à mobilité et à rigidité contrôlées. The present invention relates to an intervertebral connection device with controlled mobility and rigidity.
Il est destiné à palier aux défauts de posture ou d'affaiblissement de la colonne vertébrale, de nature traumatique ou dégénérative, qui impliquent le système musculoligamentaire, les vertèbres ou les disques intervertébraux. It is intended to compensate for defects in posture or weakening of the spine, of a traumatic or degenerative nature, which involve the musculoligamentary system, the vertebrae or the intervertebral discs.
Ce sont principalement les cas de scoliose, de cyphose, de lordose, d'instabilité vertébrale, de lésion discale, de fracture vertébrale. These are mainly cases of scoliosis, kyphosis, lordosis, vertebral instability, disc damage, vertebral fracture.
Le présent dispositif caractérisé par une rigidité longitudinale et transversale différenciées permet d'adapter le niveau de réduction de mobilité des segments vertébraux instrumentés, aux indications citées ci-dessus. De plus, cette réduction peut s'appliquer indépendamment aux différents mouvements des segments vertébraux flexion dans le plan sagittal, inflexion latérale et compression-élongation. Par ailleurs, la réduction peut être modulable et adaptée au niveau de chargement des segments rachidiens lié au poids et à l'activité potentielle du patient. The present device, characterized by differentiated longitudinal and transverse rigidity, makes it possible to adapt the level of reduction in mobility of the instrumented vertebral segments, to the indications cited above. In addition, this reduction can be applied independently to the different movements of the vertebral segments flexion in the sagittal plane, lateral inflection and compression-elongation. Furthermore, the reduction can be flexible and adapted to the level of loading of the spinal segments related to the weight and the potential activity of the patient.
On connaît des dispositifs dits amortisseurs ou souples [Brevets FR 2.701.651, FR 2.692.952, FR 2.394.714, FR 2.697.428, FR 2.697.993] qui comprennent généralement un corps creux de section circulaire fixé à une vertèbre, à l'intérieur duquel se déplace un second corps métallique solidaire d'une vertèbre adjacente. So-called shock-absorbing or flexible devices are known [Patents FR 2,701,651, FR 2,692,952, FR 2,394,714, FR 2,697,428, FR 2,697.993] which generally comprise a hollow body of circular section fixed to a vertebra, inside which moves a second metallic body integral with an adjacent vertebra.
De tels dispositifs se distinguent par les mouvements autorisés, et par les amortissements qu'ils procurent. Such devices are distinguished by the authorized movements, and by the depreciation they provide.
Les mouvements possibles sont soit une translation simple [Brevets FR 2.692.952,
FR 2.394.714, FR 2.702.362], soit une combinaison d'une translation et de trois rotations qui autorise un mouvement angulaire appelé angulation [Brevets FR 2.697.993, FR2.701.651, FR2697428]. The possible movements are either a simple translation [Patents FR 2,692,952,
FR 2.394.714, FR 2.702.362], that is to say a combination of a translation and three rotations which allows an angular movement called angulation [Patents FR 2.697.993, FR2.701.651, FR2697428].
L'amortissement du mouvement de translation est obtenu par des éléments déformables à caractère élastique [Brevets FR 2.394.714, FR 2.697.428] ou viscoélastique Brevets FR 2.692.952, FR 2.697.428]. Ce sont par exemple des éléments de type rondelle belleville , ou ressort, ou corps élastomère cylindrique ou torique. The damping of the translational movement is obtained by deformable elements of an elastic nature [Brevets FR 2,394,714, FR 2,697,428] or viscoelastic Brevets FR 2,692,952, FR 2,697,428]. These are for example elements of the belleville washer type, or spring, or cylindrical or toric elastomer body.
L' amortissement d'un mouvement de rotation (autre que la rotation autour de l'axe de translation) est obtenu par friction des surfaces du manchon et de la sphère solidaire de la vis pédiculaire [Brevet FR 2.701.651] ou par l'écrasement asymétrique de rondelles belleville [Brevet FR 2.697.428]. The damping of a rotational movement (other than rotation around the axis of translation) is obtained by friction of the surfaces of the sleeve and the sphere secured to the pedicle screw [Patent FR 2,701,651] or by asymmetric crushing of belleville washers [Patent FR 2,697,428].
Le dispositif décrit dans le brevet FR 2.697.428 autorise un amortissement des mouvements de translation et également de rotation. The device described in patent FR 2,697,428 allows a damping of the movements of translation and also of rotation.
Mais, la réponse dynamique élastique des mouvements d'angulation, assurée par le pincement de la bague épaulée sous l'action des éléments élastiques placés de part et d'autre, est assujettie à la sollicitation en compression-élongation. However, the elastic dynamic response of the angulation movements, ensured by the pinching of the shouldered ring under the action of the elastic elements placed on either side, is subject to the stress in compression-elongation.
Ainsi un chargement selon l'axe du dispositif, résultant de la mise en compression de la colonne vertébrale, entraîne une flexion spontanée du mécanisme qui induit une modification de la courbure anatomique du rachis. Thus a loading along the axis of the device, resulting from the compression of the spine, causes a spontaneous flexion of the mechanism which induces a modification of the anatomical curvature of the spine.
La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. The object of the present invention is to remedy this drawback.
Le dispositif de stabilisation intervertébrale est constitué selon la présente invention d'un corps creux de section circulaire fixé à une vertèbre, à l'intérieur duquel se déplace un second corps métallique solidaire d'une vertèbre adjacente, comprenant un premier élément déformable détaillé plus loin, qui autorise l'angulation et qui contrôle sa rigidité et son amplitude, indépendamment de la présence ou de l'efficacité d'un deuxième élément déformable qui contrôle le déplacement et la raideur en translation, sans faire intervenir l'action du premier. The intervertebral stabilization device consists according to the present invention of a hollow body of circular section fixed to a vertebra, inside which moves a second metal body integral with an adjacent vertebra, comprising a first deformable element detailed below , which allows the angulation and which controls its rigidity and its amplitude, independently of the presence or the efficiency of a second deformable element which controls the displacement and the stiffness in translation, without involving the action of the first.
Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple, permettent de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer:
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un stabilisateur intervertébral à rigidité et à mobilité transversale contrôlées.The appended drawings, given by way of example, allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing:
FIG. 1 is a view in longitudinal section of an intervertebral stabilizer with controlled stiffness and transverse mobility.
La figure 2 est une coupe transversale montrant l'épaisseur des éléments déformables. Figure 2 is a cross section showing the thickness of the deformable elements.
La figure 3 est une variante de réalisation du dispositif Fig 1 montrant un mode de réalisation des lamelles avec un profil évasé en forme de tulipe. Figure 3 is an alternative embodiment of the device Fig 1 showing an embodiment of the slats with a flared profile in the shape of a tulip.
La figure 4 est une variante de réalisation du dispositif Fig. 1 montrant un mode de réalisation constitué d'une structure filaire déformable. FIG. 4 is an alternative embodiment of the device FIG. 1 showing an embodiment consisting of a deformable wire structure.
La figure 5 est une variante de réalisation du dispositif Fig. 1 combinant deux éléments déformables. FIG. 5 is an alternative embodiment of the device FIG. 1 combining two deformable elements.
La figure 6 est une variante de réalisation du dispositif Fig 1 montrant un profil intérieur de la bague qui lors de la flexion coopère au profil extérieur des lamelles. Figure 6 is an alternative embodiment of the device Fig 1 showing an inner profile of the ring which during bending cooperates with the outer profile of the lamellae.
La figure 7 est une variante de réalisation du dispositif Fig. 1 autorisant un réglage de la raideur transversale. FIG. 7 is an alternative embodiment of the device FIG. 1 authorizing an adjustment of the transverse stiffness.
La figure 8 est une variante de réalisation du dispositif Fig. 1 autorisant un réglage du débattement transversale. FIG. 8 is an alternative embodiment of the device FIG. 1 authorizing adjustment of the transverse travel.
La figure 9 est une coupe longitudinale d'un stabilisateur intervertébral à rigidité et à mobilité transversale et longitudinale contrôlées. FIG. 9 is a longitudinal section of an intervertebral stabilizer with controlled stiffness and transverse and longitudinal mobility.
On a représenté en Fig. 1 un stabilisateur selon l'invention comprenant essentiellement un cylindre 1, un axe 2 à porté sphérique. Dans ce mode d'exécution, le cylindre 1 comporte une surface interne sphérique la qui coopère à la surface extérieure 2a d'une portion de sphère percée en son centre 2b tronquée 2c perpendiculairement au trou, de part et d'autre du plan médian, et rapportée à l'axe 2, afin de constituer une liaison de type rotule. L'extrémité du cylindre 1 possède un profil rétreint en forme de cône creux ouvert lb pourvu de fentes radiales qui définissent de multiples lamelles élastiques 3. Ces lamelles sont au contact de l'axe 2. Elles agissent en multiples ressorts indépendants et fléchissent lorsque l'axe s'incline. La bague cylindrique 4 rapportée à la pièce 1 coiffe l'ensemble de ces lamelles.Les surfaces externe 3a des lamelles 3 et, interne 4a de la bague 4 entrent en contact lors de la flexion et limite leur déformation. There is shown in FIG. 1 a stabilizer according to the invention essentially comprising a cylinder 1, an axis 2 with spherical bearing. In this embodiment, the cylinder 1 has a spherical internal surface 1a which cooperates with the external surface 2a of a portion of sphere pierced at its center 2b truncated 2c perpendicular to the hole, on either side of the median plane, and related to axis 2, in order to constitute a ball joint type connection. The end of the cylinder 1 has a narrowed profile in the shape of an open hollow cone 1b provided with radial slots which define multiple elastic lamellae 3. These lamellae are in contact with the axis 2. They act in multiple independent springs and flex when the axis inclines. The cylindrical ring 4 attached to the part 1 covers all of these strips. The external surfaces 3a of the strips 3 and, internal 4a of the ring 4 come into contact during bending and limit their deformation.
La distance (Di) entre l'extrémité libre de deux éléments déformables diamétralement opposés est inférieure au diamètre (De) de l'axe 2. Ainsi lorsque l'axe est en place au centre du cylindre 1, les lamelles se déforment et développent au repos des forces antagonistes. La différence de deux valeurs Di et De définie la raideur de la flexion en position neutre. The distance (Di) between the free end of two diametrically opposite deformable elements is less than the diameter (De) of the axis 2. Thus when the axis is in place at the center of the cylinder 1, the lamellae deform and develop at rest of the opposing forces. The difference of two values Di and De defines the stiffness of the bending in neutral position.
Lors du montage, on engage la sphère percée et tronquée à l'intérieur du cylindre 1 en présentant la portion de sphère à plat dans les deux encoches latérales îc. Puis par simple rotation sur elle même, on oriente son trou central 2b selon l'axe du cylindre 1. During assembly, the pierced and truncated sphere is engaged inside the cylinder 1, presenting the sphere portion flat in the two lateral notches îc. Then by simple rotation on itself, its central hole 2b is oriented along the axis of the cylinder 1.
Par ailleurs, on place la bague 4 autour de l'axe 2, puis on introduit l'axe 2 au centre des lamelles 3 de sorte que son extrémité cylindrique 2d s'encastre dans le trou 2b.Furthermore, the ring 4 is placed around the axis 2, then the axis 2 is introduced at the center of the lamellae 3 so that its cylindrical end 2d fits into the hole 2b.
On a montré en Fig. 2 une section transversale A-A des lamelles élastiques 3. Dans ce plan, l'épaisseur des dites lamelles peut être régulière 3b ou au contraire varier en fonction de leur position périphérique 3~. We have shown in Fig. 2 a cross section A-A of the elastic strips 3. In this plane, the thickness of said strips can be regular 3b or on the contrary vary depending on their peripheral position 3 ~.
On a montré en Fig. 3 une variante de réalisation du dispositif Fig. 1. L'axe 2 possède, de préférence à son extrémité, un profil évasé en forme de tulipe 2e pourvu de fentes radiales qui définissent de multiples lamelles élastiques 3'
On a présenté en Fig. 4 un autre mode de réalisation favorable des éléments déformables comportant des fils métalliques 3" droits ou courbes répartis à la périphérie du cylindre 1 ou éventuellement disposés autour de l'axe 2.We have shown in Fig. 3 an alternative embodiment of the device FIG. 1. The axis 2 has, preferably at its end, a tulip-shaped flared profile 2e provided with radial slots which define multiple elastic strips 3 '
We presented in Fig. 4 another favorable embodiment of the deformable elements comprising straight or curved metallic wires 3 "distributed around the periphery of the cylinder 1 or possibly arranged around the axis 2.
On a présenté en Fig. 5 une variante de réalisation du dispositif Fig. 1, constitué d'une combinaison de moyens d'amortissement en flexion situés de part et d'autre de la liaison rotule. L'extrémité du cylindre 1 possède un profil rétreint en forme de cône creux ouvert 1k, pourvu de fentes radiales qui définissent de multiples lamelles élastiques 3. Ces lamelles sont au contact de l'axe 2. La bague cylindrique 4 rapportée à la pièce 1 coiffe l'ensemble de ces lamelles, elle est prolongée d'une forme qui coopére à un moyen de fixation sur les vertèbres. Les surfaces externe 3a des lamelles 3 et interne 4a de la bague 4, entrent en contact lors de la flexion et limite leur déformation. We presented in Fig. 5 an alternative embodiment of the device FIG. 1, consisting of a combination of bending damping means located on either side of the ball joint. The end of the cylinder 1 has a narrowed profile in the shape of an open hollow cone 1k, provided with radial slots which define multiple elastic lamellas 3. These lamellas are in contact with the axis 2. The cylindrical ring 4 attached to the part 1 covers all of these strips, it is extended in a form which cooperates with a means of attachment to the vertebrae. The external surfaces 3a of the strips 3 and internal 4a of the ring 4, come into contact during bending and limit their deformation.
L'axe 2 possède un profil évasé en forme de tulipe 2e pourvu de fentes radiales, qui définissent de multiples lamelles élastiques 3'
On a montré en Fig. 6 une variante de réalisation du dispositif Fig. 1. Lors d'un mouvement d'angulation, le profil extérieur des lamelles 3a offre, en combinaison avec le profil intérieur 4a de la bague 4, une progression du point de contact dans la direction longitudinale. La longueur libre des lamelles sousmises à la flexion diminue progressivement avec le mouvement d'inclinaison. Ainsi, la rigidité augmente lors du mouvement d'inclinaison. Par conséquent, le dispositif développe une courbe forcedéplacement proche du comportement physiologique d'un disque.Axis 2 has a tulip-shaped flared profile 2e provided with radial slots, which define multiple elastic strips 3 '
We have shown in Fig. 6 an alternative embodiment of the device FIG. 1. During an angular movement, the external profile of the lamellae 3a offers, in combination with the internal profile 4a of the ring 4, an increase in the point of contact in the longitudinal direction. The free length of the slats subjected to bending gradually decreases with the tilting movement. Thus, the rigidity increases during the tilting movement. Consequently, the device develops a forced displacement curve close to the physiological behavior of a disc.
On a présenté en Fig. 7 une variante de réalisation du dispositif Fig. 1. La bague cylindrique filetée 5 à l'intérieur placée sur l'axe 2 (filétée à l'extérieur et située sur le cylindre 1) présente une face externe (interne) conique 5a orientée vers les lamelles. Sa rotation induit un déplacement longitudinal. Au contact de la surface Sa, les lammelles déformables (3, 3' ou 3") adoptent une position fléchie et dévellopent au repos des forces antagonistes proportionnelles au déplacement de la bague. La bague 5 est immobilisée par le serrage d'un écrou 5', après le réglage de sa position qui a permis d'atteindre le niveau de raideur souhaité. We presented in Fig. 7 an alternative embodiment of the device FIG. 1. The cylindrical ring threaded inside 5 placed on the axis 2 (threaded outside and located on the cylinder 1) has an external (internal) conical face 5a oriented towards the lamellae. Its rotation induces a longitudinal displacement. In contact with the surface Sa, the deformable lammels (3, 3 ′ or 3 ") adopt a bent position and develop at rest the opposing forces proportional to the movement of the ring. The ring 5 is immobilized by tightening a nut 5 ', after adjusting its position which has made it possible to reach the desired level of stiffness.
On a présenté en Fig. 8 une variante de réalisation du dispositif Fig. 1. La bague cylindrique 6 filetée à l'intérieur placée sur l'axe l'axe 2 (filétée à l'extérieur et située sur le cylindre 1) présente une face externe (interne) conique 6a. orientée vers les lamelles déformables (3, 3' ou 3"). Sa rotation induit un déplacement longitudinal qui réduit ou au contraire augmente l'espace ménagé entre la surface 6a et la face externe 3a (interne) des lamelles 3. Le débattement transversale de l'axe 2 par rapport au cylindre 1 ,limité par l'interposition de la bague 6, est réglé par la positon longitudinale de la bague 6.La bague 6 est immobilisée par le serrage de l'écrou 6'
On a présenté en Fig. 9 une variante de réalisation du dispositif Fig 1 comprenant essentiellement un cylindre 1', un axe 2' à potée sphérique et une coquille 7 intercalée entre l'axe et le cylindre. Dans ce mode d'exécution, le cylindre 1' comporte une surface interne courbe ld de révolution qui coopère à la surface extérieure 7a de la coquille 7. Ladite coquille présente une surface interne courbe 7b de révolution et épaulée 7c.Le rayon de courbure de ces surfaces le 7a et 7b est décalé par rapport à l'axe géométrique du cylindre 1' La pièce 7 est positionnée autour de la portée sphérique 2h de l'axe 2' L'épaulement 7a se loge dans la gorge 2g située dans le plan médian de la portée spérique. Ladite coquille est pourvue de fentes radiales qui définissent des languettes déformables. We presented in Fig. 8 an alternative embodiment of the device FIG. 1. The cylindrical ring 6 internally threaded placed on the axis axis 2 (externally threaded and located on the cylinder 1) has a conical external (internal) face 6a. oriented towards the deformable slats (3, 3 ′ or 3 "). Its rotation induces a longitudinal displacement which reduces or on the contrary increases the space provided between the surface 6a and the external face 3a (internal) of the slats 3. The transverse movement of the axis 2 relative to the cylinder 1, limited by the interposition of the ring 6, is adjusted by the longitudinal position of the ring 6. The ring 6 is immobilized by tightening the nut 6 '
We presented in Fig. 9 an alternative embodiment of the device Fig 1 essentially comprising a cylinder 1 ', an axis 2' with a spherical pot and a shell 7 interposed between the axis and the cylinder. In this embodiment, the cylinder 1 ′ has an internal curved surface ld of revolution which cooperates with the external surface 7a of the shell 7. Said shell has an internal curved surface 7b of revolution and stepped 7c. The radius of curvature of these surfaces 7a and 7b are offset relative to the geometric axis of the cylinder 1 'The part 7 is positioned around the spherical bearing 2h of the axis 2' The shoulder 7a is housed in the groove 2g located in the plane median of the spherical litter. Said shell is provided with radial slots which define deformable tongues.
On a présenté en Fig. 10 une variante de réalisation du dispositif Fig 9 comprenant essentiellement un cylindre 1', un axe 2' à portée courbe de révolution et une coquille 7' intercalée entre l'axe et le cylindre. Dans ce mode d'exécution, le cylindre 1' comporte une surface interne sphérique lb qui coopère à la surface extérieure 7a de la coquille 7. Ladite coquille présente une surface interne sphérique 7k et comporte un épaulement 7c situé dans le plan médian. La pièce 7' est positionnée autour de la portée courbe de révolution 2h de l'axe 2' L'épaulement 7a se loge dans la gorge 2g située dans le plan médian de la portée de l'axe 2' Ladite coquille est pourvue de fentes radiales qui définissent des languettes déformables. We presented in Fig. 10 an alternative embodiment of the device Fig 9 essentially comprising a cylinder 1 ', an axis 2' with a curved range of revolution and a shell 7 'interposed between the axis and the cylinder. In this embodiment, the cylinder 1 ′ has a spherical internal surface 1b which cooperates with the external surface 7a of the shell 7. Said shell has a spherical internal surface 7k and has a shoulder 7c situated in the median plane. The piece 7 'is positioned around the curved bearing surface of revolution 2h of the axis 2' The shoulder 7a is housed in the groove 2g situated in the median plane of the bearing of the axis 2 'Said shell is provided with slots radial which define deformable tongues.
Lors du montage, on engage la sphère percée et tronquée, coiffée de la coquille à ailettes élastiques (7 ou 7'), à l'intérieur du cylindre 1 en présentant la portion de sphère et la coquille à plat dans les deux encoches latérales ic. Puis par simple rotation sur elle même, on oriente son trou central 2c selon l'axe du cylindre. On place la bague 4 autour de l'axe 2, puis on introduit l'axe au centre des lamelles 3 de sorte que la portée cylindrique terminale 2d de l'axe 2 s'encastre dans le trou 2c de la sphère. During assembly, the pierced and truncated sphere, capped with the shell with elastic fins (7 or 7 '), is engaged inside the cylinder 1, presenting the portion of the sphere and the shell flat in the two lateral notches ic . Then by simple rotation on itself, its central hole 2c is oriented along the axis of the cylinder. The ring 4 is placed around the axis 2, then the axis is introduced at the center of the lamellae 3 so that the terminal cylindrical surface 2d of the axis 2 is embedded in the hole 2c of the sphere.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9502155A FR2730918A1 (en) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | Flexible inter-vertebral connector implant with controlled movement, for correcting defects in vertebral posture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9502155A FR2730918A1 (en) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | Flexible inter-vertebral connector implant with controlled movement, for correcting defects in vertebral posture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2730918A1 true FR2730918A1 (en) | 1996-08-30 |
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ID=9476471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9502155A Pending FR2730918A1 (en) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | Flexible inter-vertebral connector implant with controlled movement, for correcting defects in vertebral posture |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| FR (1) | FR2730918A1 (en) |
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