FR2759894A1 - Spinal osteosynthesis implant - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un implant pour ostéosynthèse de la colonne vertébrale permettant de traiter les différentes pathologies du rachis en fixant les vertèbres les unes aux autres à l'aide d'une tige cylindrique reliant les différents implants. The present invention relates to an implant for osteosynthesis of the spine for treating the various pathologies of the spine by fixing the vertebrae to each other using a cylindrical rod connecting the different implants.
L'invention concerne plus particulièrement des perfectionnements à ce type d'implants. Plusieurs modèles d'implants vertébraux existent actuellement, et malgré les améliorations successives mises au point par les fabricants, aucun système d'ostéosynthèse de la colonne vertébrale ne donne une entière satisfaction. The invention relates more particularly to improvements to this type of implants. Several models of vertebral implants currently exist, and despite successive improvements developed by the manufacturers, no system of osteosynthesis of the spine gives full satisfaction.
Généralement les implants vertébraux sont munis d'un canal destiné à loger la tige de liaison qui relie les implants entre eux et se fixe à l'implant par une vis de blocage adaptée. Le problème essentiel réside dans la difficulté d'alignement des implants vertébraux entre eux, et par conséquent des canaux correspondants, lors de l'implantation à cause des contraintes opératoires et de l'irrégularité de l'anatomie humaine. Il en résulte une difficulté d'introduire les tiges de liaison dans les différents canaux et une manipulation intempestive des implants pouvant provoquer des fractures osseuses au niveau des vertèbres, ou la fracture ultérieure de l'implant par fatigue. Generally the vertebral implants are provided with a channel intended to accommodate the connecting rod which connects the implants together and is fixed to the implant by a suitable locking screw. The main problem lies in the difficulty of aligning the vertebral implants with one another, and consequently the corresponding channels, during implantation because of the operating constraints and the irregularity of the human anatomy. This results in a difficulty of introducing the connecting rods into the different channels and untimely manipulation of the implants which can cause bone fractures in the vertebrae, or the subsequent fracture of the implant by fatigue.
L'implant selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient majeur grâce à un canal décalé par rapport à l'axe de l'implant permettant de rattraper l'alignement, tout en conservant une résistance mécanique optimale de l'implant. The implant according to the invention makes it possible to remedy this major drawback by virtue of a channel offset with respect to the axis of the implant making it possible to make up for alignment, while retaining optimal mechanical strength of the implant.
Cet implant peut être constitué d'une vis pédiculaire ou d'un crochet, et possède dans les deux cas le même système de fixation de la tige de liaison. This implant may consist of a pedicle screw or a hook, and in both cases has the same system for fixing the connecting rod.
L'implant comporte donc, selon une première caractéristique, deux parties: une partie attachée à l'os et servant à maintenir la vertèbre qu'on appellera partie intravertébrale, et une partie fixée à la tige de liaison qu'on appellera partie extra-vertébrale. The implant therefore comprises, according to a first characteristic, two parts: a part attached to the bone and serving to hold the vertebra which will be called the intravertebral part, and a part fixed to the connecting rod which will be called the extra- vertebral.
La partie intra-vertébrale est constituée par une lame métallique coudée dans le cas d'un crochet, et par un filetage spongieux dans le cas de vis pédiculaire. The intra-vertebral part is constituted by a bent metal blade in the case of a hook, and by a spongy thread in the case of pedicle screw.
Selon une disposition avantageuse, la partie intra-vertébrale d'une vis pédiculaire possède un filetage spongieux de profil cylindrique avec un fond de filet conique ne possédant pas d'amorce de rupture pouvant provoquer la fracture de l'implant. La lame coudée du crochet peut avoir des formes différentes pour s'adapter aux différentes parties de la vertèbre. According to an advantageous arrangement, the intra-vertebral part of a pedicle screw has a spongy thread of cylindrical profile with a conical bottom of the net having no fracture initiator which can cause the implant to fracture. The angled blade of the hook can have different shapes to adapt to different parts of the vertebra.
La partie extra-vertébrale de l'implant, destinée à fixer la tige de liaison, est formée d'un canal servant à loger la tige et d'une vis de blocage. The extra-vertebral part of the implant, intended to fix the connecting rod, is formed by a channel used to house the rod and by a locking screw.
A cet implant peut être rajouté, dans les cas de gros écarts d'alignement, un crochet ouvert terminé par une tige cylindrique et permettant de raccorder l'implant à la tige de liaison. To this implant can be added, in cases of large misalignments, an open hook terminated by a cylindrical rod and allowing the implant to be connected to the connecting rod.
Selon une autre caractéristique de l'implant, le canal destiné à loger la tige est formé de deux parois verticales ouvertes vers le haut, avec un taraudage dans leurs faces internes, permettant d'introduire une vis pour bloquer la tige de liaison. According to another characteristic of the implant, the channel intended to accommodate the rod is formed by two vertical walls open upwards, with a thread in their internal faces, making it possible to introduce a screw to block the connecting rod.
Selon une disposition avantageuse, les faces externes, antérieures et postérieures des parois verticales sont plates pour permettre une adaptation précise, et sans jeu, des différents instruments destinés à mettre en place l'implant. According to an advantageous arrangement, the external, anterior and posterior faces of the vertical walls are flat to allow precise adaptation, and without play, of the various instruments intended to place the implant.
Selon une conception avantageuse, le canal est situé en position décalée par rapport à l'axe central de l'implant, ce qui permet dans le cas des vis pédiculaires d'effectuer une rotation de 1800 de certaines vis du montage et de rattraper l'alignement des différents canaux. Dans le cas des crochets ils seront de deux types, l'un possédant un canal situé du côté gauche, et l'autre un canal situé du côté droit. L'utilisation du crochet adéquat permettra de rectifier l'alignement des canaux. According to an advantageous design, the channel is located in an offset position relative to the central axis of the implant, which allows in the case of pedicle screws to perform a rotation of 1800 of certain screws of the assembly and to catch up with the alignment of the different channels. In the case of hooks they will be of two types, one having a channel located on the left side, and the other a channel located on the right side. Using the correct hook will correct the alignment of the channels.
Selon une disposition avantageuse, l'entrée du canal est large, permettant une introduction aisée de la tige, et se termine par une gouttière du même diamètre que celui de la tige assurant une fixation ferme de cette dernière. According to an advantageous arrangement, the entrance to the channel is wide, allowing easy introduction of the rod, and ends in a gutter of the same diameter as that of the rod ensuring a firm fixing of the latter.
Selon une caractéristique avantageuse, une rainure de faible profondeur est réalisée au fond de la gouttière. According to an advantageous characteristic, a shallow groove is made at the bottom of the gutter.
Cette rainure assure à la tige deux lignes de serrage dans sa partie inférieure, au lieu d'une ligne dans les systèmes traditionnels, afin de lutter contre sa rotation ou son glissement.This groove provides the rod with two clamping lines in its lower part, instead of a line in traditional systems, in order to combat its rotation or slipping.
Selon une autre conception avantageuse, un crochet ouvert, terminé par une tige cylindrique, peut être fixé à 1'implant, et permet dans les cas de gros écarts entre la tige et l'implant de raccorder celui-ci à la tige de liaison. According to another advantageous design, an open hook, terminated by a cylindrical rod, can be fixed to the implant, and allows in cases of large gaps between the rod and the implant to connect the latter to the connecting rod.
Selon une caractéristique avantageuse, ce crochet ouvert sur le côté, possède dans sa partie supérieure une vis de blocage incorporée permettant de fixer fermement la tige de liaison au crochet. According to an advantageous characteristic, this hook open on the side has in its upper part an incorporated locking screw making it possible to firmly fix the connecting rod to the hook.
Selon une disposition avantageuse, ce crochet de rattrapage peut être rajouté à tout niveau nécessaire, sans démonter les tiges de liaison, en effectuant une simple rotation de 900 de la vis pédiculaire, ou en utilisant un crochet particulier possédant un canal à axe horizontal. According to an advantageous arrangement, this catching hook can be added at any necessary level, without dismantling the connecting rods, by performing a simple rotation of 900 of the pedicle screw, or by using a particular hook having a channel with horizontal axis.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows with reference to the appended drawings which are given only by way of nonlimiting examples.
Les figures 1 à 8 représentent les différentes pièces du système selon l'invention. Figures 1 to 8 show the different parts of the system according to the invention.
La figure 1 est une vue de face d'une vis pédiculaire.Figure 1 is a front view of a pedicle screw.
La figure la est une vue de profil d'une vis pédiculaire.Figure la is a side view of a pedicle screw.
La figure lb est une vue de haut d'une vis pédiculaire.Figure 1b is a top view of a pedicle screw.
La figure 2 est une vue de face d'un crochet.Figure 2 is a front view of a hook.
La figure 2a est une vue de profil d'un crochet.Figure 2a is a side view of a hook.
La figure 2b est une vue de haut d'un crochet.Figure 2b is a top view of a hook.
La figure 2c est une vue d'un crochet possédant un canal à axe horizontal.FIG. 2c is a view of a hook having a channel with a horizontal axis.
La figure 3 est une vue de la vis de blocage. Figure 3 is a view of the locking screw.
La figure 4 est une vue de la tige de liaison.Figure 4 is a view of the connecting rod.
La figure 5 est une vue de la tige de liaison fixée à l'implant à l'aide de la vis de blocage.Figure 5 is a view of the connecting rod fixed to the implant using the locking screw.
La figure 6 est une vue de profil du crochet de rattrapage.Figure 6 is a side view of the catch hook.
La figure 7 est une vue de haut du crochet de rattrapage fixé à l'implant et à la tige de liaison.Figure 7 is a top view of the catch hook attached to the implant and the connecting rod.
La figure 7a est une vue de profil du crochet de rattrapage fixé à l'implant et à la tige de liaison.Figure 7a is a side view of the catch hook attached to the implant and the connecting rod.
La figure 8 est une vue d'un montage réalisé avec des vis, des crochets, des tiges de liaison, et des crochets de rattrapage.Figure 8 is a view of an assembly made with screws, hooks, connecting rods, and catch hooks.
Les dessins annexés illustrent l'invention. On décrira ci-après, en faisant référence aux figures 1 à 8, le mécanisme de montage d'une tige de liaison sur les différents implants. Un montage peut être composé, selon le nombre et la localisation des vertèbres impliquées, d'un nombre variable de vis et de crochets et il est, pratiquement toujours, effectué de part et d'autre de la ligne médiane constituée par les apophyses épineuses. The accompanying drawings illustrate the invention. The mechanism for mounting a connecting rod on the different implants will be described below, with reference to FIGS. 1 to 8. Depending on the number and location of the vertebrae involved, an assembly can be made up of a variable number of screws and hooks, and is almost always carried out on either side of the midline formed by the spinous processes.
Selon une caractéristique de l'invention, les implants(fig.l,fig.2), ainsi que les tiges de liaison(12) et les crochets de rattrapage(fig.6), sont usinés avec un alliage métallique biocompatible et résistant pouvant être, par exemple, un alliage de titane. According to a characteristic of the invention, the implants (fig.l, fig.2), as well as the connecting rods (12) and the catching hooks (fig.6), are machined with a biocompatible and resistant metal alloy which can be, for example, a titanium alloy.
L'implant selon l'invention est formé de deux parties: - Une partie intra-vertébrale à filetage spongieux(l) dans le cas de vis pédiculaire(fig.1), ou en forme de lame coudée(9) dans le cas d'un crochet(fig.2a). La partie intra-vertébrale est destinée à fixer l'implant dans l'os et s'opposer aux forces d'arrachement. Le filetage spongieux(1), à profil cylindrique, possède un fond de filet cylindrique au niveau de sa partie distale, puis devient progressivement conique, réduisant ainsi la profondeur du filetage. Cette forme de filetage est résistante, et dépourvue d'amorces de rupture. The implant according to the invention is made up of two parts: - An intra-vertebral part with spongy thread (l) in the case of pedicle screw (fig. 1), or in the form of a bent blade (9) in the case of '' a hook (fig.2a). The intra-vertebral part is intended to fix the implant in the bone and to oppose the tearing forces. The spongy thread (1), with cylindrical profile, has a cylindrical thread bottom at its distal part, then becomes progressively conical, thus reducing the depth of the thread. This form of threading is resistant, and devoid of breaking points.
- Une partie extra-vertébrale destinée à loger la tige de liaison(12) et à la fixer grâce à une vis de blocage(10) exerçant une force verticale. Cette partie extra-vertébrale constituant le système de fixation de la tige de liaison(12) est formée de quatre parties: - une paroi horizontale(2), - deux parois verticales ouvertes par le haut(3,4) - un canal(5) délimité par les deux parois verticales et destiné à loger la tige de liaison(12), - une vis de blocage(10) assurant la fixation de la tige(12). - An extra-vertebral part intended to house the connecting rod (12) and to fix it thanks to a locking screw (10) exerting a vertical force. This extra-vertebral part constituting the system for fixing the connecting rod (12) is formed of four parts: - a horizontal wall (2), - two vertical walls open from above (3,4) - a channel (5 ) delimited by the two vertical walls and intended to house the connecting rod (12), - a locking screw (10) ensuring the fixing of the rod (12).
Selon une caractéristique de l'invention, le canal(5) possède une ouverture large par le haut afin de faciliter l'entrée de la tige(12), et se termine dans sa partie inférieure par une gouttière semi-circulaire(6) ayant le même diamètre que celui de la tige de liaison(12) et servant à obtenir un contact optimal avec cette dernière. According to a characteristic of the invention, the channel (5) has a wide opening from the top in order to facilitate the entry of the rod (12), and ends in its lower part by a semicircular gutter (6) having the same diameter as that of the connecting rod (12) and used to obtain optimal contact with the latter.
Selon une conception avantageuse, et afin d'obtenir une meilleure efficacité de serrage et lutter contre la rotation et le glissement de la tige de liaison(12), une rainure(7) de faible profondeur est effectuée au fond de la gouttière(6). According to an advantageous design, and in order to obtain a better clamping efficiency and to fight against the rotation and the sliding of the connecting rod (12), a shallow groove (7) is made at the bottom of the gutter (6) .
Le but de cette rainure(7) est d'assurer deux lignes de serrage sur la partie inférieure de la tige(12), au lieu d'une seule dans les systèmes de fixation traditionnels.The purpose of this groove (7) is to provide two clamping lines on the lower part of the rod (12), instead of one in traditional fastening systems.
Selon une caractéristique avantageuse, le canal(5) à axe CC'(fig.l,fig.2) destiné à loger la tige de liaison(12), est situé en position décalée par rapport à l'axe central (AA') de la vis(fig.l) constitué par la partie filetée(l), et à l'axe(BB') du crochet(fig.2) constitué par la lame coudée(9). Cette dernière disposition entraîne deux types de crochet; l'un à canal(5) situé du côté droit de l'axe(BB'), et l'autre à canal(5) situé du côté gauche de l'axe(BB'). According to an advantageous characteristic, the channel (5) with axis CC '(fig.l, fig.2) intended to accommodate the connecting rod (12), is located in an offset position relative to the central axis (AA') of the screw (fig.l) constituted by the threaded part (l), and to the axis (BB ') of the hook (fig.2) constituted by the bent blade (9). This latter arrangement results in two types of hook; one with channel (5) located on the right side of the axis (BB '), and the other with channel (5) located on the left side of the axis (BB').
Grâce à cette caractéristique importante il est possible, en effectuant une rotation de certaines vis(fig.1) du montage, de rattraper l'alignement correct des différents canaux(5), et d'y faciliter l'introduction de la tige de liaison(12), principal souci durant une ostéosynthèse rachidienne. Thanks to this important characteristic, it is possible, by rotating certain screws (fig. 1) of the assembly, to make up for the correct alignment of the different channels (5), and to facilitate the introduction of the connecting rod therein. (12), main concern during spinal osteosynthesis.
Au niveau des crochets(fig.2), il suffit de choisir un crochet possédant un canal(5) du côté correspondant à l'alignement des autres canaux. At the level of the hooks (fig. 2), it suffices to choose a hook having a channel (5) on the side corresponding to the alignment of the other channels.
Les parois verticales(3,4) du canal(5) seront désignées par paroi proximale(3) pour la paroi la plus proche de l'axe de l'implant(AA',BB'), et paroi distale(4) pour la paroi la plus éloignée. Chaque paroi verticale(3et4) comprend quatre faces - une face interne taraudée dans laquelle viendra se visser la vis de blocage(10), - une face externe plate(fig.lb,fig.2b), - une face antérieure plate(fig.lb,fig.2b), - une face postérieure plate(fig.lb,fig.2b). The vertical walls (3,4) of the channel (5) will be designated by proximal wall (3) for the wall closest to the axis of the implant (AA ', BB'), and distal wall (4) for the most distant wall. Each vertical wall (3 and 4) has four faces - an internal threaded face into which the locking screw (10) will be screwed, - a flat external face (fig.lb, fig.2b), - a flat front face (fig. lb, fig. 2b), - a flat rear face (fig.lb, fig.2b).
Les faces externes, antérieures et postérieures sont plates et servent à l'adaptation précise, et sans jeu, de l'instrumentation de pose sur les parois de l'implant (fig.l,fig.2). The external, anterior and posterior faces are flat and are used for the precise adaptation, and without play, of the instrumentation of installation on the walls of the implant (fig.l, fig.2).
Selon une disposition avantageuse de l'invention, la partie supérieure de la paroi verticale distale(4) porte une marque de fraisage(8) permettant de l'identifier durant l'implantation en regardant l'implant par le haut. According to an advantageous arrangement of the invention, the upper part of the distal vertical wall (4) carries a milling mark (8) making it possible to identify it during the implantation by looking at the implant from above.
La vis de blocage(10) est un cylindre fileté à parois supérieure et inférieure identiques et plates. Elle est percée sur toute sa hauteur d'un trou à profil en six pans(11), ou autre profil, permettant d'introduire un instrument servant à la visser. The locking screw (10) is a threaded cylinder with identical and flat upper and lower walls. It is pierced over its entire height with a hexagonal profile hole (11), or other profile, making it possible to introduce an instrument used to screw it.
Une fois tous les implants mis en place, la tige de liaison(12) est cintrée selon l'alignement souhaité, puis introduite dans les différents canaux(5) et fixée à l'aide des vis de blocage(10). Once all the implants are in place, the connecting rod (12) is bent according to the desired alignment, then introduced into the different channels (5) and fixed with the locking screws (10).
La vis de blocage(10) est vissée sur les faces internes taraudées des deux parois verticales(3,4) et assure un serrage par le haut de la tige de liaison(12). La tige est ainsi soumise à trois zones de serrage, une zone supérieure assurée par la vis de blocage(10) et deux zones inférieures séparées par la rainure(7) au fond de la gouttière(6). Un serrage en trois zones étant l'un des serrages les plus efficaces et les plus stables. A noter l'impossibilité de rotation de l'implant(fig.l,fig.2) durant le serrage de la vis de blocage(10) grâce au contact entre les parois verticales(3,4) et la tige de liaison(12)
Dans les cas extrêmes où la tige de liaison(12) est très éloignée du canal(5) de la vis pédiculaire(fig.1) ou du crochet(fig.2), et où le canal décalé ne permet pas à lui seul de rattraper l'alignement des canaux, une pièce de rattrapage(fig.6) peut être utilisée.The locking screw (10) is screwed onto the internal threaded faces of the two vertical walls (3,4) and ensures tightening from the top of the connecting rod (12). The rod is thus subjected to three clamping zones, an upper zone provided by the locking screw (10) and two lower zones separated by the groove (7) at the bottom of the gutter (6). One of the most effective and stable clamps is three-zone tightening. Note the impossibility of rotation of the implant (fig.l, fig.2) during the tightening of the locking screw (10) thanks to the contact between the vertical walls (3,4) and the connecting rod (12 )
In extreme cases where the connecting rod (12) is very far from the channel (5) of the pedicle screw (fig. 1) or the hook (fig. 2), and where the offset channel alone does not allow catch the alignment of the channels, a catch piece (fig. 6) can be used.
Selon une autre caractéristique de l'invention, cette pièce de rattrapage est constituée d'un crochet(13) à ouverture latérale usiné en monobloc avec une tige cylindrique(15), de différentes longueurs, destinée à être fixée dans le canal(5) de l'implant(fig.l,fig.2). Le crochet de rattrapage(13) possède dans sa partie supérieure une vis incorporée(14), à six pans interne, permettant de fixer la tige de liaison(12) dans le crochet(13)(fig.7a). According to another characteristic of the invention, this catching piece consists of a hook (13) with lateral opening machined as a single piece with a cylindrical rod (15), of different lengths, intended to be fixed in the channel (5) of the implant (fig.l, fig.2). The catching hook (13) has in its upper part an incorporated screw (14), with internal hexagon, making it possible to fix the connecting rod (12) in the hook (13) (fig.7a).
Dans le cas d'une vis pédiculaire(fig.1), il suffit d'effectuer une rotation de 900 de la vis(fig.la) rendant son canal en position horizontale. In the case of a pedicle screw (fig. 1), it suffices to perform a rotation of 900 of the screw (fig. La) making its channel in a horizontal position.
Dans le cas des crochets vertébraux(fig.2), il faut utiliser un modèle différent(fig.2c) possédant un canal(5) à axe horizontal donc orienté à 90" par rapport à un canal(5) d'un crochet normal(fig.2a). In the case of the vertebral hooks (fig.2), it is necessary to use a different model (fig.2c) having a channel (5) with horizontal axis therefore oriented at 90 "with respect to a channel (5) of a normal hook (fig.2a).
Le crochet de rattrapage(13) est monté sur la tige de liaison(12) à la hauteur voulue sans serrer à fond la vis incorporée(14). La tige de liaison(12) est mise en place dans les différents canaux(5) et la tige cylindrique(15) du crochet(13) est introduite et fixée dans le canal(5) réglé en position horizontale(fig.2c). Ensuite on procède au serrage de la vis incorporée(14), et des différentes vis de blocage(10)(fig.8). The catching hook (13) is mounted on the connecting rod (12) at the desired height without fully tightening the incorporated screw (14). The connecting rod (12) is placed in the different channels (5) and the cylindrical rod (15) of the hook (13) is introduced and fixed in the channel (5) adjusted in horizontal position (fig.2c). Then proceed to tighten the incorporated screw (14), and the various locking screws (10) (fig.8).
Selon une disposition avantageuse, le crochet de rattrapage(13) peut être rajouté, même après la fin du montage, dans le cas de persistance d'un grand écart entre la tige de liaison(12) et l'un des implants(fig.l,fig.2). Le crochet(13) est monté sur la tige de liaison(12) par son ouverture latérale, et par un simple mouvement de rotation du haut vers le bas, sa tige cylindrique(15) est introduite dans le canal(5) de l'implant mis en position horizontale (fig.2a,fig.2c). According to an advantageous arrangement, the catching hook (13) can be added, even after the end of the assembly, in the case of persistence of a large gap between the connecting rod (12) and one of the implants (fig. l, fig. 2). The hook (13) is mounted on the connecting rod (12) through its lateral opening, and by a simple rotational movement from top to bottom, its cylindrical rod (15) is introduced into the channel (5) of the implant placed in horizontal position (fig.2a, fig.2c).
Le serrage de la vis de blocage(10) sur la tige(15) du crochet(13), et de la vis incorporée(14) au crochet(13) sur la tige de liaison(12) rend le système rigide et solidaire en rattrapant l'espace entre l'implant et la tige de liaison (12)(fig.8). The tightening of the locking screw (10) on the rod (15) of the hook (13), and of the incorporated screw (14) on the hook (13) on the connecting rod (12) makes the system rigid and integral in catching up with the space between the implant and the connecting rod (12) (fig. 8).
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