FR2948558A1

FR2948558A1 - Prothese de disque intervertebral

Info

Publication number: FR2948558A1
Application number: FR0903784A
Authority: FR
Inventors: Herve Chataigner; Hugues Mousselard; Henry Dufour; Olivier Gille
Original assignee: Euros SAS
Current assignee: Euros SAS
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2011-02-04
Also published as: WO2011012781A1

Abstract

L'invention concerne une prothèse (1) de disque intervertébral comportant deux plateaux (10, 30), un noyau (20) interposé et monté mobile entre les deux plateaux, et des moyens de retenue (21, 31) qui appartiennent au noyau et à l'un des deux plateaux et qui sont adaptés à limiter le débattement du noyau par rapport à ce plateau. Selon l'invention, lesdits moyens de retenue comportent un unique logement et un unique ergot engagé dans ce logement, qui s'étendent respectivement en creux et en saillie, l'un sur ledit plateau, à distance du bord périphérique de ce plateau, et l'autre sur ledit noyau, à distance du bord périphérique de ce noyau.

Description

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale les prothèses de disque intervertébral, destinées à être substituées aux disques situés entre les vertèbres de la colonne vertébrale.

Elle concerne plus particulièrement une prothèse de disque intervertébral comportant deux plateaux, un noyau interposé et monté mobile entre les deux plateaux, et des moyens de retenue qui appartiennent au noyau et à l'un des deux plateaux et qui sont adaptés à limiter le débattement du noyau par rapport à ce plateau.

Elle concerne également un ensemble comportant un boîtier de conditionnement rigide et une telle prothèse de disque intervertébral. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Une colonne vertébrale comporte une superposition de vertèbres articulées les unes par rapport aux autres.

Chaque vertèbre comporte un corps vertébral qui supporte le poids des vertèbres supérieures. Ce corps vertébral possède deux surfaces articulaires supérieure et inférieure qui s'articulent avec les autres vertèbres. Entre les surfaces articulaires inférieures et supérieures des corps vertébraux de deux vertèbres consécutives se trouve un disque intervertébral, constitué de cartilages, qui protège les surfaces articulaires des traumatismes causés par les chocs. On connaît du document FR 2 846 550 une prothèse de disque intervertébral telle que précitée, permettant de remplacer l'un de ces disques intervertébraux lorsque celui-ci est usé, brisé ou cassé.

Pour limiter le débattement du noyau par rapport au plateau inférieur, le plateau inférieur de cette prothèse comporte deux ergots logés dans deux ouvertures correspondantes du noyau. Les ouvertures présentent des dimensions supérieures à celles des ergots, de manière que le noyau reste libre de se mouvoir en translation et en rotation par rapport au plateau inférieur. Ces deux ergots n'immobilisent donc pas le noyau par rapport au plateau inférieur, mais permettent d'éviter l'éjection peu souhaitable du noyau. L'inconvénient de cette prothèse est que, du fait du débattement en rotation limité du noyau par rapport au plateau inférieur, ce dernier s'use non pas de manière homogène, mais au contraire sur des zones localisées, si bien que la prothèse présente une durée de vie réduite. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose une prothèse de disque intervertébral dont la durée de vie est accrue. Plus particulièrement, on propose selon l'invention une prothèse telle que définie dans l'introduction, dans laquelle lesdits moyens de retenue comportent un unique logement et un unique ergot engagé dans ce logement, qui s'étendent respectivement en creux et en saillie, l'un sur ledit plateau, à distance du bord périphérique de ce plateau, et l'autre sur ledit noyau, à distance du bord périphérique de ce noyau. Ainsi, grâce à l'invention, le noyau peut pivoter par rapport audit plateau avec un débattement illimité, c'est-à-dire sur plus d'une révolution complète. De cette manière, lorsqu'un patient équipé de cette prothèse se déplace, le noyau pivote naturellement entre les deux plateaux, ce qui permet de répartir au mieux les zones d'usure sur l'ensemble de la circonférence du noyau. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de la prothèse conforme à l'invention sont les suivantes : - il est prévu d'autres moyens de retenue qui appartiennent au noyau et à l'autre des deux plateaux et qui sont adaptés à limiter le débattement du noyau par rapport à cet autre plateau ; - lesdits autres moyens de retenue comportent un unique logement et un unique ergot engagé dans ce logement, qui s'étendent respectivement en creux et en saillie, l'un sur ledit autre plateau, à distance du bord périphérique de cet autre plateau, et l'autre sur ledit noyau, à distance du bord périphérique de ce noyau ; - chaque ergot s'étend en saillie du plateau et chaque logement s'étend en creux dans ledit noyau ; ledit plateau est un plateau inférieur, dont une face supérieure porte ledit ergot et dont une face inférieure est adaptée à s'accrocher à la face supérieure d'un corps vertébral ; - ledit plateau est un plateau supérieur, dont une face inférieure porte ledit ergot et dont une face supérieure est adaptée à s'accrocher à la face inférieure d'un corps vertébral ; - lesdits logement et ergot s'étendent l'un au centre dudit plateau et l'autre au centre dudit noyau ; et - ledit noyau présente une première face plane qui est en contact avec une face de forme complémentaire de l'un des deux plateaux et une seconde face en forme de calotte sphérique qui est en contact avec une face de forme complémentaire de l'autre des deux plateaux. L'invention concerne également un ensemble comportant, d'une part, un boîtier de conditionnement rigide définissant un logement intérieur, et, d'autre part, une telle prothèse de disque intervertébral, logée dans le logement intérieur dudit boîtier de conditionnement. Selon une caractéristique avantageuse de cet ensemble, ledit logement intérieur présente une profondeur inférieure à la longueur de ladite prothèse de disque intervertébral, et une section transversale de dimensions égales, au jeu près, aux dimensions d'une section transversale de ladite prothèse de disque intervertébral. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - les figures 1 et 2 sont des vues schématiques en perspective éclatée d'une prothèse de disque intervertébral selon l'invention, représentée sous deux angles différents ; - les figures 3 et 4 sont des vues schématiques en perspective assemblée de la prothèse de disque intervertébral de la figure 1, représentée sous deux angles différents ; - la figure 5 est une vue schématique en perspective assemblée de la prothèse de disque intervertébral de la figure 1, logée dans un boîtier de conditionnement ; et - la figure 6 est une vue schématique en coupe transversale de la prothèse de disque intervertébral de la figure 1, interposée entre deux vertèbres.

Sur les figures 1 à 6, on a représenté schématiquement une prothèse 1 de disque intervertébral, destinée à être substituée à un disque situé entre deux vertèbres 50, 60 successives de la colonne vertébrale d'un patient. Comme le montre plus particulièrement la figure 6, cette prothèse 1 est destinée à être interposée entre la surface articulaire supérieure 62 d'un corps vertébral 61 d'une vertèbre inférieure 60 et la surface articulaire inférieure 51 d'un corps vertébral 51 d'une vertèbre supérieure 50. Telle que représentée sur les figues 1 à 4, cette prothèse 1 de disque intervertébral comporte deux plateaux 10, 30, et un noyau 20 interposé et monté mobile entre les deux plateaux 10, 30.

L'un des plateaux, appelé plateau supérieur 10, est agencé pour s'accrocher à la surface articulaire inférieure 51 du corps vertébral 51 de la vertèbre supérieure 50, tandis que l'autre plateau, appelé plateau inférieur 30, est agencé pour s'accrocher à la surface articulaire supérieure 62 du corps vertébral 61 de la vertèbre inférieure 60. Cette prothèse 1 est dite non contrainte en ce sens que le noyau 20 est monté mobile sur le plateau inférieur 30 au moyen d'une liaison de type appui-plan et sur le plateau supérieur 10 au moyen d'une liaison de type rotule. Le noyau 20 présente donc deux degrés de liberté en translation et un degré de liberté en rotation par rapport au plateau inférieur 30, et trois degrés de liberté en rotation par rapport au plateau supérieur 10. Il est par ailleurs prévu, sur le noyau 20 et sur au moins l'un des deux plateaux 10, 30, des moyens de retenue adaptés à limiter (voire bloquer) certains des degrés de liberté du noyau 20 par rapport à ce plateau 10, 30 afin d'éviter que le noyau 20 soit éjecté du plateau 10, 30, ce qui s'avérerait dangereux pour le patient. Le débattement du noyau 20 par rapport au plateau est ainsi limité autour d'une position neutre dans laquelle les deux plateaux s'étendent parallèlement l'un à l'autre, au droit l'un de l'autre. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ces moyens de retenue comportent un unique logement 21 et un unique ergot 11, 31 engagé dans ce logement 21, qui s'étendent respectivement en creux et en saillie, l'un sur le plateau 10, 30, à distance du bord périphérique de ce plateau 10, 30, et l'autre sur le noyau 20, à distance du bord périphérique de ce noyau 20. L'ergot 11 et le logement 21 s'étendent plus précisément ici à une distance des bords périphériques du plateau 10, 30 et du noyau 20 qui est telle que le bord périphérique du noyau 20 ne puisse pas passer au-delà des bords périphériques des plateaux 10, 30.

Tels que représentés sur les figures, l'ergot 11 et le logement 21 s'étendent plus précisément au centre du noyaux 20 et au centre du plateau 10, 30. Ici, il est avantageusement prévu des moyens de retenue sur les deux plateaux 10, 30, ce qui permet de limiter le débattement du noyau 20 par rapport aux deux plateaux 10, 30. Ces moyens de retenue comportent exactement deux logements 21 et deux ergots 11, 31 respectivement engagés dans ces deux logements 21. Ainsi, cette prothèse 1 empêche l'éjection du noyau 20 par rapport à chacun des deux plateaux 10, 30. Les risques de luxation de la prothèse 1 sont ainsi fortement réduits.

En variante, on pourrait également prévoir que seul le plateau supérieur 10 ou seul le plateau inférieur 30 soit équipé de tels moyens de retenue. De manière préférentielle, comme le montrent plus particulièrement les figures 1 et 2, les ergots 11, 31 s'étendent en saillie des plateaux 10, 30 tandis que les logements 21 s'étendent en creux dans le noyau 20. De cette manière, les ergots permettent de rigidifier les plateaux 10, 30, alors que ceux-ci présentent des épaisseurs réduites.

En variante, on pourrait aussi prévoir que l'un et/ou l'autre des ergots s'étende en saillie du noyau et que le logement correspondant s'étende en creux dans le plateau. Quoi qu'il en soit, ici, le noyau 20 se présente sous la forme d'une rondelle de bord périphérique circulaire, tandis que les plateaux 10, 30 se présentent sous la forme de plaques sensiblement planes, de bords périphériques de forme globalement trapézoïdale isocèle. Tels que représentés sur les figures, le noyau 20 et les plateaux 10, 30 présentent des épaisseurs réduites, de manière qu'en position assemblée, l'épaisseur totale de la prothèse 1 soit égale à 4,5 millimètres, à 0,5 millimètre près. Cette prothèse 1 est ainsi plus particulièrement adaptée à être interposée entre deux vertèbres 50, 60 cervicales consécutives. Bien sûr, on pourrait également prévoir que la prothèse présente une épaisseur totale légèrement supérieure, comprise entre 0,5 et 0,7 millimètres. On pourrait également prévoir que le noyau et/ou les plateaux présentent des épaisseurs sensiblement plus importantes, afin que la prothèse puisse être interposée entre deux vertèbres du rachis lombaire ou thoracique. Le noyau 20 en forme de rondelle présente une ouverture centrale traversante cylindrique de révolution autour d'un axe A20. Cette ouverture centrale traversante forme à la fois le logement 21 d'accueil de l'ergot Il du plateau supérieur 10 et le logement d'accueil 21 de l'ergot 31 du plateau inférieur 30, ces deux logements 21 communiquant donc l'un avec l'autre. On pourrait bien sûr en variante prévoir d'isoler ces deux logements par une cloison de séparation. Comme le montrent plus particulièrement les figures 1, 2 et 6, le noyau 20 présente une face supérieure 22 en forme de calotte sphérique centrée sur l'axe A20, et une face inférieure 23 plane orthogonale à cet axe A20. Le plateau supérieur 10 présente en correspondance sur sa face inférieure 13 une portion centrale 13A en creux de forme sphérique (figure 2), contre laquelle peut glisser la face supérieure 21 du noyau 20, de manière à former ladite liaison rotule.

Le plateau inférieur 30 présente quant à lui sur sa face supérieure 32 une portion centrale 32A circulaire plane (figure 1), contre laquelle peut glisser la face inférieure 23 du noyau 20, de manière à former ladite liaison appui-plan.

Le plateau supérieur 10 présente par ailleurs une face supérieure 12 sensiblement bombée, qui s'adapte ainsi à la forme de la surface articulaire 52 du corps vertébral 51 de la vertèbre supérieure 50. Le bombement de cette face supérieure 12 est ici formé par un cône tronqué 15 de faible hauteur, qui s'étend en saillie au centre de la face supérieure 12. Le plateau inférieur 30 présente quant à lui une face inférieure 33 sensiblement plane, qui s'adapte ainsi à la forme de la surface articulaire 62 du corps vertébral 61 de la vertèbre inférieure 60. Ici, la face supérieure 12 du plateau supérieur 10 et la face inférieure 33 du plateau inférieur 30 sont munies de dents d'accroche 14, 34, 35 qui permettent de fixer rigidement les plateaux 10, 30 aux corps vertébraux 51, 61 des deux vertèbres 50, 60 considérées. Telles que représentées sur la figure 1, les dents d'accroche 14 du plateau supérieur 10 sont au nombre de quatre. Elles présentent des formes de pyramides carrées de hauteurs sensiblement égales à la hauteur du cône tronqué 15. Elles sont régulièrement réparties autour de ce cône tronqué 15, aux quatre coins de la face supérieure 12 du plateau supérieur 10. Telles que représentées sur la figure 2, les dents d'accroche 34, 35 du plateau inférieur 30 sont ici au nombre de trois. Elles sont alignées de telle manière que deux des dents d'accroche 34 sont situées à proximité du bord de la face inférieure 33 du plateau inférieur 30, tandis que la troisième dent d'accroche 35 est située au centre de la face inférieure 33 du plateau inférieur 30. Comme le montre plus particulièrement la figure 1, l'ergot 31 du plateau inférieur 30 s'étend à partir du centre de la portion centrale 32A circulaire de la face supérieure 32 de ce plateau inférieur 30. II présente une forme cylindrique de révolution autour d'un axe A30 orthogonal au plan du plateau inférieur 30. II présente une hauteur inférieure à la moitié de l'épaisseur maximale du noyau 20. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, l'ergot 11 du plateau supérieur 10 s'étend à partir du centre de la portion centrale 13A de la face inférieure 13 de ce plateau supérieur 10. Il présente une forme cylindrique de révolution autour d'un axe A10 orthogonal au plan du plateau supérieur 10. lI présente une hauteur inférieure à la moitié de l'épaisseur du noyau 20. Grâce à sa position centrale, cet ergot 11 s'étend au niveau de la zone de plus petite épaisseur du plateau supérieur 10. Cet ergot 11 optimise ainsi la rigidité du plateau supérieur 10. Le plateau supérieur 10 est par conséquent susceptible de résister à de fortes contraintes malgré sa faible épaisseur, ce qui permet d'utiliser la prothèse 1 entre les vertèbres cervicales 50, 60.

Lorsque le noyau 20 est en position neutre par rapport aux plateaux 10, 30, les axes A10, A20, A30 de ces noyaux et plateaux sont confondus. Grâce au diamètre des logements 21 qui est plus important que le diamètre des deux plots 11, 31, le noyau 20 peut se mouvoir par rapport aux plateaux 10, 30, de part et d'autre de cette position neutre. Plus particulièrement, le noyau 20 peut se déplacer en translation sur la portion centrale 32A de la face supérieure 32 du plateau inférieur 30, avec une amplitude correspondant à la différence de diamètres entre l'ergot 31 et le logement 21 correspondant. II peut en outre se déplacer en rotation autour de l'axe A30 avec une amplitude illimitée, ce qui permet de répartir l'usure de manière homogène sur la face inférieure 23 du noyau 20 et sur la portion centrale 32A de la face supérieure 32 du plateau inférieur 30. Le noyau 20 peut en outre se déplacer en rotation par rapport au plateau supérieur 10 autour de l'ensemble des axes orthogonaux à l'axe A10, avec une amplitude correspondant à la différence de diamètres entre l'ergot 31 et le logement 21 correspondant. Il peut en outre se déplacer en rotation autour de l'axe Al 0 avec une amplitude illimitée, ce qui permet de répartir l'usure de manière homogène sur la face supérieure 22 du noyau 20 et sur la portion centrale 13A de la face inférieure 13 du plateau supérieur 10.

Grâce aux formes symétriques de révolution de l'ergot 31 du plateau inférieur 30 et du logement 21 correspondant, l'amplitude de déplacement en translation du noyau 20 par rapport au plateau inférieur 30 est identique dans toutes les directions du plan du plateau inférieur 30. En outre, grâce aux formes symétriques de révolution de l'ergot 11 du plateau supérieur 10 et du logement 21 correspondant, l'amplitude de déplacement en rotation du noyau 20 par rapport au plateau supérieur 10 est identique autour de chacun des axes orthogonaux à l'axe A10. En variante, on pourrait prévoir que les logements et/ou les ergots présentent des formes différentes. On pourrait par exemple prévoir que le noyau présente une ouverture centrale traversante de forme oblongue, de manière que l'amplitude de déplacement du noyau par rapport aux plateaux soit plus importante suivant l'axe longitudinal de l'ouverture oblongue. Ici, les plateaux 10, 30 et le noyau 20 sont chacun réalisés d'une seule pièce par moulage ou usinage d'une matière biocompatible, de manière à éviter tout rejet de la prothèse 1. Les plateaux 10, 30 sont plus particulièrement réalisés en polyétheréthercétone (également connu sous l'acronyme peek ) ou en matière métallique (titane ou chrome-cobalt), alors que le noyau 20 est réalisé en céramique ou en polyéthylène, au bénéfice de la réduction des frottements entre le noyau 20 et les plateaux 10, 30. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la prothèse 1 est livrée dans un boîtier de conditionnement 40 rigide conditionné de manière stérile et destiné à être mis au rebut après utilisation. Ce boîtier de conditionnement 40 comporte quatre parois latérales 42 et une paroi de fond 43, qui définissent ensemble un logement intérieur 41 parallélépipédique. Ce logement intérieur 41 est ouvert en face avant pour recevoir la prothèse 1. Ce logement intérieur 41 présente une profondeur P inférieure à la largeur de la prothèse 1, de manière qu'une fois engagée dans ce logement 41, la prothèse 1 continue de faire saillie hors du boîtier de conditionnement 40. De cette manière, la prothèse 1 reste facilement saisissable par un instrument de préhension spécialement adapté à la mise en place stérile de la prothèse 1 entre les deux vertèbres 50, 60. Le logement intérieur 41 présente par ailleurs une section transversale de largeur L et de hauteur H égales, au jeu près, aux largeur et épaisseur de la prothèse 1. De cette manière, la prothèse 1 reste solidement maintenue en position assemblée dans le logement intérieur 41, quelles que soient les contraintes auxquelles le boîtier de conditionnement 40 est soumis. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.

Claims

REVENDICATIONS1. Prothèse (1) de disque intervertébral comportant : - deux plateaux (10, 30), - un noyau (20) interposé et monté mobile entre les deux plateaux (10, 30), et - des moyens de retenue (11, 21, 31) qui appartiennent au noyau (20) et à l'un des deux plateaux (10, 30) et qui sont adaptés à limiter le débattement du noyau (20) par rapport à ce plateau (10, 30), caractérisée en ce que lesdits moyens de retenue comportent un unique logement (21) et un unique ergot (11, 31) engagé dans ce logement (21), qui s'étendent respectivement en creux et en saillie, l'un sur ledit plateau (10, 30), à distance du bord périphérique de ce plateau (10, 30), et l'autre sur ledit noyau (20), à distance du bord périphérique de ce noyau (20).
2. Prothèse (1) de disque intervertébral selon la revendication 1, dans laquelle il est prévu d'autres moyens de retenue (11, 21, 31) qui appartiennent au noyau (20) et à l'autre des deux plateaux (10, 30) et qui sont adaptés à limiter le débattement du noyau (20) par rapport à cet autre plateau (10, 30).
3. Prothèse (1) de disque intervertébral selon la revendication 2, dans laquelle lesdits autres moyens de retenue comportent un unique logement (21) et un unique ergot (11, 31) engagé dans ce logement (21), qui s'étendent respectivement en creux et en saillie, l'un sur ledit autre plateau (10, 30), à distance du bord périphérique de cet autre plateau (10, 30), et l'autre sur ledit noyau (20), à distance du bord périphérique de ce noyau (20).
4. Prothèse (1) de disque intervertébral selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle chaque ergot (11, 31) s'étend en saillie du plateau (10, 30) et chaque logement (21) s'étend en creux dans ledit noyau (20).
5. Prothèse (1) de disque intervertébral selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle ledit plateau est un plateau inférieur (30), dont une face supérieure (32) porte ledit ergot (31) et dont une face inférieure (33) est adaptée à s'accrocher à la face supérieure d'un corps vertébral (61).
6. Prothèse (1) de disque intervertébral selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle ledit plateau est un plateau supérieur (10); dont une face inférieure (13) porte ledit ergot (11) et dont une face supérieure (12) est adaptée à s'accrocher à la face inférieure d'un corps vertébral (51).
7. Prothèse (1) de disque intervertébral selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle lesdits logement (21) et ergot (11, 31) s'étendent l'un au centredudit plateau (10, 30) et l'autre au centre dudit noyau (20).
8. Prothèse (1) de disque intervertébral selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle ledit noyau (20) présente une première face (23) plane qui est en contact avec une face (32) de forme complémentaire de l'un des deux plateaux (30) et une seconde face (22) en forme de calotte sphérique qui est en contact avec une face (13) de forme complémentaire de l'autre des deux plateaux (10).
9. Ensemble comportant, d'une part, un boîtier de conditionnement (40) rigide définissant un logement intérieur (41), et, d'autre part, une prothèse (1) de disque intervertébral selon l'une des revendications 1 à 8, logée dans le logement intérieur (41) dudit boîtier de conditionnement (40).
10. Ensemble selon la revendication 9, dans lequel ledit logement intérieur (41) présente une profondeur (P) inférieure à la largeur de ladite prothèse (1) de disque intervertébral, et une section transversale de dimensions égales, au jeu près, aux dimensions d'une section transversale de ladite prothèse (1) de disque intervertébral.