FR2852815A1 - Inter-vertebral connecting device for use in e.g. scoliosis, has two pedicle screws, coupled by rod, including V-shaped head with two branches, where branches are tightened to turn rod by ninety degrees - Google Patents

Inter-vertebral connecting device for use in e.g. scoliosis, has two pedicle screws, coupled by rod, including V-shaped head with two branches, where branches are tightened to turn rod by ninety degrees Download PDF

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Abstract

The device has two pedicle screws (1), coupled by a rod (6), including a V-shaped head with two branches. The branches are tightened to turn the rod by 90 degrees. The branches are then released to enable them to regain a rest position. A spring effect of the branches exercises a tightening effort with the rod on two points of each branch, to generate a butting on the branches based on a traction effort on the rod.

Description

La présente invention concerne un dispositif de liaison intervertébrale The present invention relates to an intervertebral linking device

implantable implantable

permettant de solidariser des vertèbres et de maintenir ainsi leur écartement. possible to secure the vertebrae and thus maintain their spacing.

Le maintien des vertèbres doit être aussi proche que possible de la normale; The maintenance of the vertebrae should be as close as possible to normal; cette utilisation s'applique notamment dans le cas de: Tassement des vertèbres ( disques écrasés par l'usure) - Scoliose Lordose exagérée - Cyphose ( convexité exagérée de la partie dorsale de la colonne vertébrale;) Bref dans les cas d'instabilité ou de diminution de l'espace intervertébral Le procédé consiste à solidariser entres elles les vertèbres pour corriger leur position ou limiter leur déplacement. This use is particularly applicable in the case of: compaction of the vertebrae (discs crushed by wear) - Scoliosis exaggerated lordosis - kyphosis (convexity exaggerated dorsal part of the spinal column;) short in the case of instability or decrease of the intervertebral space the method consists in joining among them the vertebrae to correct their position or limit their displacement.

Les dispositifs couramment utilisés pour ce type d'intervention sont réalisés selon le principe de liaison entre des vis pédiculaires implantées dans les vertèbres et reliées entre elles par des tiges préformées solidarisées par des vis agissant par compression 15 directe de la tige sur la tête de la vis ou par l'intermédiaire d'un collier ou d'un élément rotule. The devices commonly used for this type of operation are realized according to the principle of connection between the pedicle screw implanted in the vertebrae and linked by rods preformed secured by screws 15 acting through direct compression of the rod on the head of the screws or by means of a collar or a spherical element.

Le principe toujours recherché consiste à assurer une liaison entre une vis pédiculaire et une tige qui lui est souvent approximativement perpendiculaire. The principle still being sought is to provide a connection between a pedicle screw and a rod which is often approximately perpendicular to it.

Cette manipulation nécessite très souvent la mise en place d'éléments 20 mécaniques séparés (supplémentairement aux vis pédiculaires et aux tiges) par exemple des rondelles, des étriers ou des écrous qui sont d'un maniement délicat (engagement correct du filet de l'écrou ou mise en place d'une rondelle). This manipulation often requires the establishment of separate mechanical elements 20 (additionally with pedicle screws and rods), eg washers, clamps or nuts that are a delicate operation (proper engagement of the nut thread or placing a washer).

Toutes ces manipulations d'éléments mécaniques augmentent la durée de l'intervention et obligent l'opérateur à compter les pièces afin d'éviter les pertes ainsi que les risques 25 d'erreurs. All these manipulations of mechanical elements increase the duration of the procedure and require the operator to count parts to avoid losses and risks 25 errors.

Sur le plan mécanique certains systèmes utilisent des vis de pression dont l'extrémité appuie directement sur la tige ou des systèmes serrant un étrier sur la tige. Mechanically some systems use pressure screw the end of which rests directly on the stem or systems shaking a yoke on the shaft.

Les efforts générés par les mouvements du patient créent des efforts importants sur l'assemblage qui se traduisent par des phénomènes de matage d'un ou des deux 30 éléments ce qui conduit au glissement de l'assemblage et à son inefficacité. The forces generated by the patient's movements create significant efforts on the assembly that result in matting phenomena of one or two elements 30 leading to the sliding assembly and ineffective.

Le desserrage des éléments oblige fréquemment à des ré-interventions opératoires sur le patient pour reprendre les liaisons; Loosening elements frequently requires re-operative intervention on the patient to use the links; ces dernières étant le plus souvent réalisées en alliage de titane, matériau particulièrement ductile. the latter being most often made of titanium alloy, particularly ductile material.

La présente invention vise à palier ces différents défauts en proposant un 35 dispositif de liaison intervertébrale implantable apte à rattraper automatiquement les jeux dus au matage ou à tout autre cause sans demander aucune intervention; The present invention aims to overcome these defects by proposing a 35 intervertebral implantable connection device capable of automatically adjust clearance due to matting or any other cause without requiring any intervention; ce dispositif est constitué d'un nombre de pièces minimum limitant la perte d'éléments et garantissant un temps d'implantation extrêmement court. this device consists of a minimum number of parts limiting the loss of elements and guaranteeing an extremely short implementation time.

Les matériaux utilisés (Acier à ressort tel que celui connu sous la marque " Phynox " ou matériau à mémoire de forme) permettent à l'assemblage une certaine souplesse ce qui génère un rôle d'amortisseur procurant un plus grand confort et une plus grande durabilité de l'assemblage. The materials used (spring steel such as that known under the trademark "Phynox" or shape memory material) allow the assembly flexibility which generates a shock absorber providing greater comfort and greater durability assembly.

A cet effet l'invention à pour objet un dispositif de liaison intervertébrale implantable comprenant au moins deux vis pédiculaires et une tige de liaison, l'objet de l'invention reposant sur la conception de la tête de préhension de la vis pédiculaire. To this end the invention relates to a connecting device implantable intervertebral comprising at least two pedicular screws and a connecting rod, the object of the invention based on the design of the gripping head of the pedicle screw.

La tête de la vis pédiculaire (1) est constituée de deux branches élastiques (2) et (5) solidaires de la vis (1); The head of the pedicle screw (1) consists of two resilient legs (2) and (5) integral with the screw (1); (le matériau constituant la vis doit être bio -compatible et 10 préférentiellement réalisé dans un acier à ressort tel que celui connu sous la marque " Phynox " ou un matériau à mémoire de forme, ou tout matériau possédant des caractéristiques élastiques suffisantes); (The material of the screw must be bio -compatible and 10 preferably made of a spring steel such as that known under the trademark "Phynox" or a shape memory material, or any material having sufficient resilient characteristics); les branches formant un V entres elles fig 3 et chacune de ces branches (5) et (2) disposant de plusieurs usinages essentiels à l'invention. the limbs forming a V among them fig 3 and each of these branches (5) and (2) with several machining essential to the invention.

La partie supérieure des branches (5)et (2) fig3 doit être usinée de telle sorte qu'elle puisse recevoir la tige de liaison (6) et lui empêcher tout mouvement. The upper part of the legs (5) and (2) fig3 be machined so that it can receive the connecting rod (6) and prevent it movement.

L'extrémité des branches (5)et (2) est usinée de façon à former une entrée en pente ou une rampe douce pour la tige (6) fig5, permettant de faciliter la mise en place du mécanisme par rotation de la vis sur la tige, l'extrémité de la branche (7) peut venir 20 heurter la tige et cet usinage en pente facilitera la montée de la branche sur la tige. The end of the legs (5) and (2) is machined so as to form an inlet slope or a gentle slope to the rod (6) fig5, to facilitate the establishment of the mechanism by rotation of the screw on the rod, the end of the leg (7) can come 20 hit the rod and this machining sloping facilitate the rise of the branch on the rod.

Des usinages en forme de dents, (3) et (3') à la partie inférieure, (4) et(4') à la partie supérieure, sont pratiqués de façon à réaliser des appuis ponctuels et concentrer sur ces appuis les efforts dus à l'effet ressort des branches (2) et(S). Machining shaped teeth (3) and (3 ') to the lower part (4) and (4') at the upper part, are formed so as to make point supports and focus on these support the stresses due to the spring effect of the arms (2) and (S). Les deux branches (2)et (5) vont par l'intermédiaire de ces appuis pincer la tige et créer sur chaque branche du V un 25 arc-boutement (effet serre joint) avec la tige. The two legs (2) and (5) going through the support grip the rod and create on each arm of the V a 25 buttressing (greenhouse effect joint) with the shaft.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description d'un mode de réalisation préféré du dispositif de l'invention; Other features and advantages will emerge from the description of a preferred embodiment of the device of the invention; descriptif donné à titre d'exemple et en regard des dessins annexés. description given by way of example and to the attached drawings.

La figl est une vue en élévation latérale d'un dispositif de liaison de vertèbres conforme à l'invention. The Figl is a side elevational view of a vertebra connecting device according to the invention.

La figure 2 est une vue détaillée d'une tête de vis pédiculaire montrant son ancillaire de pose. Figure 2 is a detailed view of a pedicle screw head showing its ancillary installation.

La fig 3 détaille les points d'appui sur la tige, principe même de l'invention. FIG 3 details the points of support on the rod, the same principle of the invention. 35 La figure 4 est un synoptique de mise en place de la tige de liaison. 35 Figure 4 is a block diagram of implementation of the connecting rod.

La figure 5 est une vue en bout du dispositif monté sur sa tige. Figure 5 is an end view of the device mounted on its rod. La figure 6 est un mode de réalisation avec la partie en V rapportée sur la vis et tournant axialement autour de cette dernière. Figure 6 is an embodiment with the V-shaped portion attached to the screw and rotating axially about the latter.

Sur la figure (1), on a représenté la liaison entre deux vis pédiculaires conforme à l'invention, la partie supérieure de la vis (1) étant usinée de façon à ce que sa tête forme 2 branches (2) et (5) fig (3); In Figure (1), the connection is shown between two pedicle screws according to the invention, the upper part of the screw (1) being machined so that its head forms two limbs (2) and (5) fig (3); ces deux branches forment dans la vue présentée fig (3) un V dont l'angle (x) au repos (vis sans tige, à l'état libre) est plus grand que l'angle (y), 5 angle généré par la présence de la tige (6) sur laquelle les deux bras (2) et (5) s'appuient ce qui génère sur la tige une force correspondant à la contrainte d'élasticité des branches (angle Y fig 3). these two branches form in the view shown Fig (3) a V, the angle (x) at rest (screw rod, in the free state) is greater than the angle (y), generated by the angle 5 presence of the rod (6) on which the two arms (2) and (5) are supported which generates on the rod a force corresponding to the branches of the elastic constraint (angle Y fig 3).

De ce fait, quel que soit le cintrage de la tige, les deux branches (2) et (5) vont se 10 déformer plus ou moins et maintenir un bon contact (3) (4) (3') (4') avec la tige assurant en permanence l'arc-boutement. Therefore, regardless of the bending of the rod, the two arms (2) and (5) will be 10 deformed more or less and maintain good contact (3) (4) (3 ') (4') with the permanently ensuring rod buttressing.

En cas d'efforts de traction sur la tige vers F fig 3 les points (4' )et ( 3') fig3 deviennent glissants et les points (4) et (3) forment un arcboutement sur la tige. If tensile forces F on the rod to fig 3 the points (4 ') and (3') fig3 become slippery and points (4) and (3) form a buttressing on the stem. La 15 combinaison des deux branches opposées constitue donc un dispositif mécanique n'autorisant pas le déplacement de la tige quel que soit le sens de l'effort exercé sur la tige (effort vers F ou vers G). 15 the combination of two opposite branches thus constitutes a mechanical device that does not allow the movement of the stem irrespective of the direction of the force exerted on the rod (effort to F or to G).

Plus l'effort de traction exercé sur la tige va être important plus l'arcboutement 20 (effort résistant) va augmenter; Over the traction force exerted on the rod going to be important over the buttressing 20 (opposing force) will increase; les formes de dents (4') et (4) et (3') et (3) réalisées dans un acier de dureté supérieure à la tige pouvant aller jusqu'à pénétrer dans la tige. Forms of teeth (4 ') and (4) and (3') and (3) formed in a greater hardness of the steel rod up into the stem.

Dans une version préférentielle de l'invention, la tige (6) peut recevoir un usinage ( filetage moletage, etc... ) permettant d'augmenter le coefficient d'adhérence 25 entre les dents (4) et (4') et ( 3) et (3') et la tige (6). In a preferred embodiment of the invention, the rod (6) can receive a machining (knurling thread, etc ...) for increasing the friction coefficient 25 between the teeth (4) and (4 ') and ( 3) and (3 ') and the rod (6).

Sur les branches 2 et 5 fig 3 seront réalisées des empreintes (préférentiellement dans la partie la plus haute des branches 2 et 5. Ces empreintes permettront de recevoir un outillage (pince) 10 et 11 (fig 2) permettant de rapprocher les deux branches l'une de l'autre et ainsi d'augmenter l'espace entre les dents (3) et (4), (3') et (4'). On the arms 2 and 5 of fig 3 will be carried out of the indentations (preferably in the uppermost portion of the arms 2 and 5. These indentations allow to receive a tool (gripper) 10 and 11 (fig 2) in order to reconcile the two branches 'from each other and thus increase the space between the teeth (3) and (4), (3') and (4 ').

Cet espace ainsi obtenu (maximal lorsque les points (3) et (4) ,(3') et (4') s'alignent parallèlement à l'axe de la vis pédiculaire) permet, par rotation de 90 de la tête de la vis pédiculaire, l'introduction ou la libération de la tige (6). This space thus obtained (maximum when the points (3) and (4), (3 ') and (4') are aligned parallel to the axis of the pedicle screw) provides, by rotation of the head 90 of the pedicle screw, the introduction or release of the rod (6).

Le lecteur trouvera la description de la mise en place du dispositif objet de 35 l'invention dans la fig 4 sous la forme d'un synoptique. The reader will find a description of the implementation of the device of the invention 35 in Fig 4 in the form of a block.

Apres avoir classiquement vissé les vis pédiculaires dans les vertèbres, l'opérateur alignera les têtes de vis de façon à ce que les têtes (branches 2et 5 soient parallèles à la tige comme représenté fig 4 (A). After having conventionally the pedicle screws screwed into the vertebrae, the operator align them so that the heads screw heads (2and branches 5 are parallel to the rod as shown in Fig 4 (A).

Après formage de la tige (6) par le chirurgien pour l'adapter à la forme du dos du patient cette dernière sera introduite dans les têtes des vis (formant un V) fig 4 (B) l'angle formé par les deux branches étant maximum ( X fig 3) puisque la tige n'est pas présente pour le limiter. After forming of the rod (6) by the surgeon to fit the shape of the patient's back the latter will be introduced into the screw heads (forming a V) Fig 4 (B) the angle formed by the two branches being maximum (X fig 3), since the rod is not present to limit the.

Une fois la tige disposée dans les têtes de vis, l'opérateur resserra à l'aide de l'ancillaire adapté (10) et ( 11) fig 2 les deux branches jusqu'à les ramener sensiblement parallèles de façon à ce que l'espace réservé à la tige entre les dents (3) et (4), (3') et (4'), soit ainsi porté à son maximum fig 4 (C). Once the rod disposed in the screw heads, the operator tightened using the suitable jig (10) and (11) Fig 2 the two branches to bring them substantially parallel so that the space for the rod between the teeth (3) and (4), (3 ') and (4'), is thus brought to its maximum figure 4 (C).

Cette opération exécutée, l'opérateur, à l'aide de son ancillaire fera tourner la 10 tête de vis de 900 de telle sorte que la tige soit introduite dans les branches fig 4 (D); Executing this operation, the operator, using his ancillary 10 will rotate the screw head 900 such that the rod is introduced into the branches fig.4 (D); il ne lui restera plus qu'a rouvrir l'ancillaire pour que l'effet ressort des branches amène ces dernières en pression sur la tige (6) et crée au point de contact des dents un arc-boutement avec la tige fig 4 (E) . it has more it will reopen the ancillary device to the branches of the spring effect causes the last pressure on the rod (6) and creates the point of contact of the teeth with a bracing rod fig 4 (E ).

L'utilisation obligatoire de métaux à effet ressort pour cette invention permet d'autoriser une souplesse de l'ensemble des vis pédiculaires par déformation de l'ensemble de la liaison branche vis; The obligatory use of metal to effect spring for this invention is used to allow flexibility of the assembly of the pedicle screws by deformation of the entire screw connection branch; cette déformation peut être ajustée en jouant sur la section de la matière et sur sa forme (zone H fig 2) jusqu'à obtenir la souplesse souhaitée. this deformation may be adjusted by varying the material section and its shape (area H fig 2) to obtain the desired flexibility.

Cette souplesse de l'assemblage entre la vis et la tige peut permettre d'absorber les chocs et jouer ainsi un rôle d'amortisseur ce qui augmentera la résistance de la liaison vis vertèbre, zone particulièrement fragile notamment dans le cas ou la qualité de l'os est très dégradée. This flexibility of the connection between the screw and the rod can afford to absorb shock and thus play a role the damper which will increase bond strength vis vertebra particularly sensitive area in particular in case the quality of the bone is degraded.

Cet effet amortisseur augmentera également le confort du patient (transmission de chocs). This cushioning effect also increases patient comfort (shock transmission).

Dans une version préférentielle de l'invention, la tête constituée de son V élastique objet de l'invention peut être rapportée à la vis et être solidarisée à cette 30 dernière par vissage (la vis pouvant être filetée à son extrémité.) ou par matage de l'extrémité de la vis (8 fig 6), le V (9) fig 6 tout en étant maintenu axialement pourra tourner autour de l'axe de la vis, ce qui lui permettra, lors du quart de tour nécessaire à sa mise en place sur la tige (6), de ne pas enfoncer la vis dans la vertèbre d'une valeur correspondant à un quart de tour du pas de cette dernière. In a preferred embodiment of the invention, the head consists of a resilient V object of the invention can be attached to the screw and being fixed to this latter by screwing 30 (the screw being threaded at its end.) Or by caulking the end of the screw (8 fig 6), V (9) fig 6 while being kept axially can rotate about the axis of the screw, which will allow it, during the quarter turn needed for its implementation in place on the rod (6), not to drive the screw into the vertebra to a value corresponding to a quarter turn of the pitch thereof.

35 Dans tous les cas de construction la dureté du matériaux constituant les dents de la tête doit être plus grande que la dureté de la tige ( 6). 35 In all cases of construction the hardness of the materials constituting the head of the teeth should be greater than the hardness of the rod (6).

Claims (8)

    REVENDICATIONS
  1. 1) Dispositif de liaison intervertébrale implantable comprenant au moins 2 vis pédiculaires, reliées par une tige (6). 1) Connecting device implantable intervertebral comprising at least two pedicle screws, connected by a rod (6). Les vis pédiculaires, classiques dans leurs parties inférieures (1), sont caractérisées par leurs têtes formant un V élastique constitué de deux branches (2) et (5) préférentiellement réalisées dans un acier à 10 ressort biocompatible, ces deux branches étant usinées intérieurement de telle sorte qu'une fois resserrées sur elles même par un outillage approprié (10) et (11), elles permettent par une rotation de 90 d'entourer une tige (6) et lorsque l'outillage (10) et (11) aura relâché les branches (2) et (5) formant le V ces dernières tendront à reprendre leur position de repos et par effet ressort elles viendront exercer sur la tige 15 (6) un effort de serrage en deux points pour chacune des branches, ces points (3), (4), (3'), (4') usinés en forme de dents, générant avec la tige ( 6) un arc-boutement (effet serre joint) sur l'une ou l'autre des deux branches du V selon le sens de l'effort de traction (F ou G)sur la tige (6) (Figure 3). The pedicle screws, conventional in their lower parts (1) are characterized by their heads forming an elastic V consists of two limbs (2) and (5) preferably made of a steel with 10 biocompatible spring, these two branches being internally machined so that once tightened onto itself by an appropriate tool (10) and (11), they allow a rotation of 90 to surround a stem (6) and when the tool (10) and (11) will releasing the limbs (2) and (5) forming the V latter will tend to return to their rest position and by spring force they will exert on the rod 15 (6) a clamping force at two points for each of the branches, these points (3), (4), (3 '), (4') machined in the form of teeth, generating with the rod (6) a bracing (attached greenhouse effect) on one or other of the two branches V in the direction of the traction force (F or G) on the rod (6) (Figure 3).
  2. 2) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les branches du V (2) et (5) dans leur partie supérieure comportent des empreintes (Figures 2 et 3) permettant l'adaptation d'un ancillaire (10), (11) assurant le resserrement des deux branches formant le V et permettant ainsi de créer un espace suffisant entre les dents (3)et (4), (3') et(4'), avant d'effectuer un quart de tour et enserrer ainsi la tige (6) dans 25 l'espace créé. 2) Device according to Claim 1 characterized in that the branches of the V (2) and (5) in their upper part comprise indentations (2 and 3) for adaptation of an ancillary (10), (11) ensuring the tightening of the two arms forming the V and thereby create sufficient space between the teeth (3) and (4), (3 ') and (4'), before performing a quarter turn and the grip and rod (6) 25 in the space created.
  3. 3) Dispositif suivant la revendication lou 2 caractérisé en ce que les branches du V sont usinées en leur extrémité (7) de façon à former une entrée en pente ou une rampe douce et réaliser un appui sur la tige (6) et ainsi faciliter la fin de la rotation et 30 assurer la mise en place des V sur la tige(6) (Figure 5). 3) Device according to Claim lou 2 characterized in that the branches of the V are machined at their ends (7) so as to form an inlet slope or a gentle slope and provide a support on the rod (6) and thus facilitate end of the rotation 30 and ensure the implementation of the V on the rod (6) (Figure 5).
  4. 4) Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les points d'appui des branches du V (2) et (5) sur la tige sont obtenus par l'usinage de formes de dents (4) et (3), (4') et(3') afin de garantir une pression maximum due a l'effet 35 ressort des branches et augmenter l'arc-boutement des branches sur la tige (6). 4) Device according to one of claims 1 to 3 characterized in that the bearing points of the branches of the V (2) and (5) on the rod are obtained by machining tooth shapes (4) and ( 3), (4 ') and (3') to ensure a maximum pressure due to the effect of spring 35 branches and increase the arching of the legs on the rod (6).
  5. 5) Dispositif suivant l'une des revendications de l à 4 caractérisée en ce que la tige (6) comporte un usinage en forme de filetage ou moletage ou tout autre aspect ayant pour rôle d'augmenter la rugosité de surface et donc sa résistance au glissement (Figures 2 et 3). 5) Device according to one of claims l to 4 characterized in that the rod (6) has knurling machining shaped or thread or any other aspect which function to increase the surface roughness and therefore its resistance to slide (Figures 2 and 3).
  6. 6) Dispositif suivant l'une des revendications de 1 à 5 caractérisée en ce que la tête en V est solidaire de la vis pédiculaire (1) (figures 1 à 5). 6) Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the head V is secured to the pedicle screw (1) (Figures 1 to 5).
  7. 7) Dispositif suivant l'une des revendications de 1 à 5 caractérisée en ce que la tête en V est rapportée sur la vis pédiculaire (1) par un assemblage mécanique tel qu'un matage ou un vissage permettant ou non la rotation de la vis par rapport à la tête 10 (Figure 6). 7) Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the head V is attached to the pedicle screw (1) by a mechanical assembly such as caulking or screwing allows or not the rotation of the screw with respect to the head 10 (Figure 6).
  8. 8) Dispositif suivant l'une des revendications de 1 à 7 caractérisé en ce que les branches du V (2) et (5) sont rendues souples en ajustant les sections de métal au niveau de la liaison avec la tige (6). 8) Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the branches of the V (2) and (5) are made flexible by adjusting the metal sections at the connection with the rod (6).
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