FR2990618A1 - Vis autocompressive d'osteosynthese - Google Patents

Abstract

Vis autocompressive d'ostéosynthèse, se présentant sous forme d'un corps longitudinal d'axe A du type comprenant entre ses extrémités libres distale et proximale: - un filetage distal (1) de pas (P1), le fond de filet (14) du filetage distal (1) définissant un corps de forme conique, - un filetage de tête (2) de pas (P2) inférieur au pas (P1) du filetage distal, - une partie lisse (3) intermédiaire reliant le filetage distal (1) au filetage de tête (2), - un orifice (4) longitudinal traversant, Le fond de filet (24) du filetage de tête et la crête (23) du filetage de tête définissent chacun, depuis l'extrémité libre distale en direction de l'extrémité libre proximale de la vis un corps de forme bombée se prolongeant par un corps de forme cylindrique, ces corps de forme bombée définis l'un, par la crête (23) du filetage de tête, l'autre, par le fond de filet (24) du filetage de tête présentant respectivement l'un, une distance entre la crête (23) et l'axe A de la vis et l'autre, une distance entre le fond de filet (24) et l'axe A qui augmentent lorsqu'on suit l'axe A en direction de l'extrémité libre proximale.

Description

Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication de matériel d'ostéosynthèse. Plus précisément, l'invention concerne une vis autocompressive, terme par lequel on entend une tige filetée, destinée à solidariser deux os ou fragments d'os entre eux en exerçant un effort de compression tendant à les plaquer l'un contre l'autre. Une telle vis est utilisée en chirurgie orthopédique, dans les opérations visant à réparer des fractures apparues notamment dans des os de très petites dimensions, tels que dans le pied ou la main. Elle est installée dans le corps du patient, selon une direction généralement oblique par rapport à l'axe de la fracture, de telle sorte que son maintien dans chacun des deux bouts d'os soit suffisant pour qu'ils soient solidement maintenus serrés l'un contre l'autre. Pour faciliter et sécuriser l'insertion de la vis selon la direction souhaitée, une broche de guidage de diamètre inférieur au diamètre nominal de la vis est, en général, introduite préalablement à la vis. Cela permet de limiter le risque que la vis soit montée de travers, ou en cisaillement, et qu'elle soit déformée. Cela favorise également la réalisation de vis de petites dimensions. Selon un mode de réalisation classique, une vis autocompressive d'ostéosynthèse se présente donc sous forme d'un corps longitudinal d'axe A du type comprenant entre ses extrémités libres distale et proximale: - un filetage distal de pas, le fond de filet du filetage distal définissant un corps de forme conique, - un filetage de tête ou proximal de pas inférieur au pas du filetage distal, - une partie lisse intermédiaire reliant le filetage distal au filetage de tête, - un orifice longitudinal traversant permettant de faire coulisser la vis sur une broche de guidage préalablement introduite dans les os ou fragments d'os à rapprocher.

Un enjeu, dans la réalisation de telles vis, est d'optimiser leur capacité d'appui et de maintien dans les deux bouts d'os, tout en minimisant leur taille et le traumatisme d'implantation engendré chez le patient.

On note que le filetage de tête d'une telle vis présente, classiquement, un fond de filet et une crête définissant une forme cylindrique ou conique. Or, plusieurs inconvénients sont apparus lors de l'utilisation des vis de l'art antérieur, parmi lesquels : la compression des deux os ou fragments d'os réalisée à l'aide de ces vis n'est pas optimale, un relâchement pouvant apparaître à la longue entre les fragments d'os ; les vis présentent une tête trop invasive et sont dotées d'éléments saillants, compte tenu notamment de leur montage oblique et de leur tête cylindrique ou conique, susceptibles de générer des douleurs pour le patient ; le retrait des vis après consolidation de l'os est parfois extrêmement difficile, voire impossible, et à tout le moins nécessite des moyens spécifiques, tels qu'un kit d'ablation ; la liaison entre la tête et le reste du corps de ces vis est fragile, au point qu'elle se brise parfois lorsqu'elle est soumise aux efforts d'introduction dans l'os ou de retrait de l'os. L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une vis autocompressive d'ostéosynthèse offrant une meilleure compression entre des fragments d'os, en termes de solidité et de durabilité.

L'invention a également pour objectif de fournir une telle vis qui soit moins invasive et moins traumatisante pour le patient.

Un autre objectif de l'invention est de permettre le retrait de telles vis, après serrage, sans moyens supplémentaires.

L'invention vise également la fourniture d'une telle vis autocompressive qui soit moins sujette aux risques de déformations et de rupture. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet une vis autocompressive d'ostéosynthèse se présentant sous forme d'un corps longitudinal d'axe A du type comprenant entre ses extrémités libres distale et proximale: - un filetage distal de pas, le fond de filet du filetage distal définissant un corps de forme conique, - un filetage de tête ou proximal de pas inférieur au pas du filetage distal, - une partie lisse intermédiaire reliant le filetage distal au filetage de tête, - un orifice longitudinal traversant, caractérisée en ce que le fond de filet du filetage de tête et la crête du filetage de tête définissent chacun, depuis l'extrémité libre distale en direction de l'extrémité libre proximale de la vis un corps de forme bombée se prolongeant par un corps de forme cylindrique, ces corps de forme bombée définis l'un, par la crête du filetage de tête, l'autre, par le fond de filet du filetage de tête présentant respectivement l'un, une distance entre la crête et l'axe A de la vis et l'autre, une distance entre le fond de filet et l'axe A qui augmentent lorsqu'on suit l'axe A en direction de l'extrémité libre proximale.

De cette façon, la compression réalisée entre deux bouts d'os peut être optimisée à l'aide d'une vis dont la tête présente des formes saillantes limitées. La vis est alors complètement noyée dans l'os, ce qui limite le risque d'interférence externe, de desserrage, voire de rupture au niveau de la liaison entre la tête et le reste du corps de la vis. Une vis présentant cette forme de tête est également moins intrusive et moins blessante qu'une tête de vis cylindrique ou conique, telle que réalisée selon l'art antérieur. En outre, la forme bombée du filetage de tête, tant au niveau du fond de filet qu'au niveau de la crête du filet, permet d'atteindre en douceur un effort de serrage dans l'os, sans compromettre la possibilité de retirer la vis après serrage. La vis est ainsi préservée, ses formes arrondies la rendent moins sensible aux efforts tendant à l'amener en rupture, et les mêmes outils (connus en soi) peuvent alors être utilisés pour installer et désinstaller la vis dans l'os. Avantageusement, la crête du filetage distal définit, depuis l'extrémité libre distale en direction de l'extrémité libre proximale de la vis, un corps de forme cylindro-conique ou de forme conique à deux cônes opposés par leur base. En d'autres termes, la crête du filetage distal définit depuis l'extrémité libre distale de la vis soit un premier corps de forme conique dont le diamètre croît depuis l'extrémité libre distale en direction de l'extrémité libre proximale de la vis suivi d'un deuxième corps de forme conique dont le diamètre décroît depuis l'extrémité libre distale en direction de l'extrémité libre proximale de la vis, soit un corps cylindrique suivi d'un corps conique dont le diamètre décroît depuis l'extrémité libre distale en direction de l'extrémité libre proximale de la vis.

Grâce à cette caractéristique, l'introduction de la vis dans l'os permet un serrage progressif, et le retrait d'une vis serrée dans l'os est facilité. De préférence, la distance entre la crête et l'axe A de la vis du corps de forme bombée défini par la crête du filetage de tête croit plus vite que la distance entre le fond de filet et l'axe A du corps de forme bombée défini par le fond de filet du filetage de tête lorsqu'on suit l'axe A en direction de l'extrémité libre proximale. Cette conception facilite l'implantation de la vis dans l'os.

Selon une solution avantageuse, les filets du filetage distal et du filetage de tête présentent chacun un profil incliné, le profil incliné du filetage distal étant orienté dans un sens opposé au profil incliné du filetage de tête.

Cette caractéristique optimise l'appui et le maintien des deux filetages dans l'os ou fragment d'os respectif auquel ils sont destinés à être solidarisés, et améliore encore la compression des deux bouts d'os l'un contre l'autre.

De façon préférentielle, l'extrémité libre proximale de la vis est chanfreinée. La présence d'un chanfrein permet de limiter le débordement de la tête de vis hors de l'os sans nuire ni à la mise en place, ni au retrait de la vis. De préférence, la crête du filetage de tête et la crête du filetage distal présentent un sommet plat. Cette conception facilite la pénétration de la vis et son retrait de l'os. Préférentiellement, la vis d'ostéosynthèse présente une tête à six lobes internes ou à six pans creux.

Un outil connu en soi (comme par exemple une clé allen ou torx - marques déposées) peut ainsi être utilisé pour serrer la vis dans les os, serrer les bouts d'os l'un contre l'autre, puis desserrer l'ensemble le cas échéant.

De façon avantageuse, la vis d'ostéosynthèse est auto-taraudeuse. Ainsi, le montage de la vis dans les os ou fragments d'os ne nécessite pas leur taraudage préalable. L'insertion d'une broche de guidage, sur laquelle la vis est chaussée pour coulisser, est une préparation suffisante pour permettre la solidarisation de la vis sur l'os.

Selon une solution préférentielle, la vis d'ostéosynthèse contient du titane. Ce matériau permet de réaliser une vis qui, par ses propriétés de résistance mécanique, d'usinabilité et d'acceptation par le corps humain, est parfaitement adaptée aux applications d'ostéosynthèse concernées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une vue longitudinale d'une vis selon l'invention, comprenant une représentation en pointillés des parties cachées ; la figure 2 est une vue d'un filetage distal selon la figure 1, précisant la forme définie par le fond de filet ; la figure 3 est une vue d'un filetage de tête selon la figure 1, précisant la forme définie par la crête et le fond de filet ; la figure 4 est une vue axiale de la tête d'une vis selon la figure 1 ; la figure 5 est une vue longitudinale d'une vis selon l'invention, après rotation de 900 autour de son axe par rapport à sa représentation sur la figure 1 ; la figure 6 est une vue en perspective de la vis selon la figure 1 ; la figure 7 est une représentation schématique de la forme bombée de la tête d'une vis selon l'invention ; les figures 8A et 8B illustrent l'extrémité libre proximale d'une vis sans chanfrein (figure 8A) et avec chanfrein (figure 8B) ; la figure 9 illustre la vue d'une vis avec le détail des profils inclinés des filetages distal et de tête.

Tel qu'indiqué précédemment, le principe de l'invention consiste à proposer une vis autocompressive d'ostéosynthèse, comprenant une tête présentant un filetage dont la crête et le fond de filet décrivent depuis l'extrémité libre distale en direction de l'extrémité libre proximale de la vis une forme bombée suivie d'une forme cylindrique. En référence à la figure 1, une vis selon l'invention comprend : un filetage distal 1, destiné à traverser un premier os ou fragment d'os, puis à pénétrer un deuxième os ou fragment d'os, en vue d'assurer l'ancrage de la vis dans ce dernier ; un filetage de tête 2, destiné à ancrer la vis dans le premier os ou fragment d'os, tout en permettant un rapprochement de ce dernier avec le deuxième os ou fragment d'os ; une partie lisse 3 intermédiaire, reliant le filetage de tête au filetage distal ; un orifice 4 longitudinal, traversant la vis de part en part.

Une telle vis, destinée notamment à être utilisée dans la chirurgie du pied ou de la main (opération d'ostéotomie...), présente une section dont les dimensions sont de l'ordre du millimètre, et une longueur qui peut atteindre quelques dizaines de millimètres.

La vis est réalisée dans un matériau contenant notamment du titane. Selon le principe de l'invention, et tel qu'illustré en trait plein sur la figure 3, la crête 23 et le fond de filet 24 du filetage de tête 2 définissent chacun un corps de forme bombée suivi d'un corps de forme cylindrique. Plus précisément, la distance entre la crête 23 et l'axe A de la vis, ainsi que la distance entre le fond de filet 24 et l'axe A, augmentent lors d'une progression le long de l'axe A en direction de l'extrémité de la tête de vis. Cette augmentation, plus importante pour la crête 23 que pour le fond de filet 24, évolue dans les deux cas de moins en moins rapidement, au point que la crête et le fond de filet sont pratiquement à une distance constante de l'axe A à l'approche de l'extrémité de la tête de vis pour conférer audit corps une forme cylindrique.

L'effort de serrage du filetage de tête 2 dans l'os, en fin de course de la vis, peut donc être maintenu très proche d'une valeur minimale souhaitée, ce qui permet de ne pas compromettre le desserrage et l'ablation de la vis. D'autre part, cette forme bombée, réalisée par usinage, donne au filetage de tête 2 un profil moins saillant que le profil en V des vis classiques, la crête 23 étant tronquée (« écrétée » ou « aplatie »). Le profil bombé du filetage de tête 2, tant au niveau de la crête 23 que du fond de filet 24, minimise donc les arêtes vives de la vis, susceptibles de faire saillie par rapport à l'os dans lequel elle est serrée, et il facilite son démontage.

Tel qu'illustré sur la figure 2, le filetage distal 1 présente, depuis l'extrémité libre distale, une crête 13 qui définit un corps de forme cylindro-conique de diamètre maximal D1 (diamètre nominal du filetage distal), et un fond de filet 14 qui définit un corps de forme conique. La crête 13 du filetage distal 1 aurait pu, de manière équivalente, définir un corps de forme conique à deux cônes opposés par leur base, depuis l'extrémité distale en direction de l'extrémité proximale de la vis. Indépendamment de la forme conique ou cylindro-conique, la crête du filetage distal 1 définit donc au voisinage de la partie lisse 3 intermédiaire un cône de diamètre croissant en direction de l'extrémité libre distale qui facilite le retrait de la vis. Le cône défini par le fond de filet 14 présente un diamètre qui croît lors d'une progression le long de l'axe A en direction de l'extrémité de la tête de vis.

L'angle cc entre la surface de ce cône et l'axe A est de l'ordre du degré. Cet éloignement régulier entre le fond de filet 14 et la crête 13 permet d'exercer un effort de maintien progressif de la vis dans l'os, qui facilite également son retrait ultérieur.

On note que, dans le mode de réalisation illustré, la crête 13 présente un profil en V tronqué ou « aplati », dont l'épaisseur augmente lorsqu'on suit l'axe A en direction de l'extrémité de la tête de vis.

Pour permettre le serrage du filetage de tête 2 dans le premier os ou fragment d'os, préalablement traversé par le filetage distal 1, le diamètre nominal D1 du filetage distal 1 est inférieur au diamètre maximal D2 atteint par la crête 23 du filetage de tête 2 à l'extrémité de la tête de vis. Plus précisément, dans le mode de réalisation illustré, D1 avoisine le diamètre maximal d2 atteint par le fond de filet 24 du filetage de tête 2.

En outre, le filetage distal 1 présente deux filets 11 et 12 imbriqués, de telle sorte qu'il présente un pas apparent, constant, noté P1. Le filetage de tête 2 présente également deux filets 21 et 22 imbriqués, de telle sorte qu'il présente un pas apparent, constant, noté P2. Le rapprochement entre les os ou fragments d'os est permis par le fait que P1 est supérieur à P2. En effet, lors du montage de la vis, l'avance du filetage distal 1 dans le deuxième os ou fragment d'os est alors plus rapide que l'avance du filetage de tête dans le premier os ou fragment d'os, ce qui engendre mécaniquement une réduction du jeu les séparant.

On note que le filetage distal 1 et le filetage de tête 2 pourraient tout aussi bien, et indépendamment l'un de l'autre, présenter un seul filet, ou encore plus de deux filets imbriqués les uns dans les autres. Le rapprochement et la compression des deux os ou fragments d'os l'un contre l'autre est facilité par la présence de la partie lisse 3, qui sépare le filetage distal 1 du filetage de tête 2, de sorte que ces filetages viennent s'ancrer respectivement dans un seul des deux bouts d'os, sans interférence possible avec un autre fragment osseux, jusqu'à ce que la position serrée soit atteinte. La partie lisse 3 prend la forme d'un cylindre de diamètre D3, qui correspond au diamètre maximum du cône défini par le fond de filet 14 et au diamètre minimum du corps de forme bombée défini par le fond de filet 24. Elle assure ainsi une continuité entre le filetage distal 1 et le filetage de tête 2, qui réduit le risque de rupture entre ces différentes parties. La figure 5 et la figure 9 illustrent que les profils des filets des filetages 1 et 2 ne sont pas symétriques mais globalement inclinés par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe A de la vis. Plus précisément, le profil incliné X1 du filetage distal 1 est, sur l'illustration de la figure 5, orienté dans un sens opposé au profil incliné X2 du filetage de tête 2. En effet, en se déplaçant le long de l'axe A, le profil du filet du filetage distal 1 est ascendant entre le fond de filet 14 et la crête 13 lorsqu'on avance en direction de l'extrémité de la tête de vis, tandis que le profil du filet du filetage de tête 2 est ascendant entre le fond de filet 24 et la crête 23 lorsqu'on avance en provenance de l'extrémité de la tête de vis, donc dans le sens inverse. Cette opposition entre l'inclinaison des profils des deux filetages 1 et 2 permet d'augmenter la force de serrage et de retenue entre les deux os ou fragments d'os dans lesquels ils sont montés. Par ailleurs, l'orifice 4 comprend une partie cylindrique 41 de diamètre D4 constant, s'étendant à l'intérieur du filetage distal 1 et de la partie lisse 3, et s'évasant vers un évidement 42 dont la section est prévue pour recevoir un outil de vissage de forme complémentaire. La partie cylindrique 41 permet de faire coulisser la vis sur une broche de guidage (non représentée) préalablement insérée dans les os ou fragments d'os, afin d'optimiser le positionnement de la vis, au fur et à mesure de son introduction. L'outil de vissage utilisé pour cela, connu en soi et non représenté, présente généralement une partie de coopération avec l'évidement 42, destinée à transmettre l'effort de serrage exercé par le chirurgien, telle qu'elle est elle- même traversée par un orifice dont le diamètre est au moins égal à D4, afin de permettre le coulissement de l'outil sur la broche.

Selon un mode de réalisation, illustré par les figures 4 et 6, l'évidement 42 présente une section à six pans creux ou "torx" (marque déposée). Bien entendu, la tête de la vis peut présenter un évidement 42 caractérisé par d'autres formes susceptibles de correspondre à un outil de vissage : tête à six lobes internes, notamment. On note que la partie lisse 3 cylindrique, la partie cylindrique 41 et l'évidement 42 sont également centrés sur l'axe A de la vis et des filetages 1 et 2.

Une telle vis, entièrement traversée par l'orifice longitudinal 4, est encore appelée vis canulée. Selon un mode de réalisation préférentiel, le filetage distal 1 et le filetage de tête 2 sont, au moins pour l'un d'entre eux, prévus pour venir tarauder l'os ou fragment d'os auquel ils doivent être solidarisés. Ainsi, l'os n'a pas besoin d'être préalablement percé et taraudé en vue de recevoir la vis, et une broche de guidage peut être insérée puis solidement maintenue dans l'os lors de l'introduction de la vis. Une telle vis, auto- taraudeuse, permet donc de simplifier, de fiabiliser l'opération chirurgicale et de réduire sa durée. La figure 7 illustre de façon schématique la tête d'une vis selon l'invention. Tel qu'illustré, l'enveloppe 230 définie par la crête 23 de la tête de vis présente une forme bombée dont le rayon de courbure R1 est compris entre 2,5 mm. L'enveloppe 240 définie par le fond de filet 24 de la tête de vis présente quant à elle une forme bombée dont le rayon de courbure R2 est compris entre 2,73 mm et 12 mm.

Au voisinage de l'extrémité libre de la tête de vis, les enveloppes 230 et 240 présentent une forme cylindrique.

L'extrémité libre de la tête de vis encore appelée extrémité libre proximale est chanfreinée. Le chanfrein représenté en 5 aux figures limite le débordement de la tête devis hors de l'os comme l'illustre la figure 8B par comparaison avec la figure 8A représentant une tête de vis exempte de chanfrein.5

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Vis autocompressive d'ostéosynthèse, se présentant sous forme d'un corps longitudinal d'axe A du type comprenant entre ses extrémités libres distale et proximale : - un filetage distal (1) de pas (P1), le fond de filet (14) du filetage distal (1) définissant un corps de forme conique, - un filetage de tête (2) ou proximal de pas (P2) inférieur au pas (P1) du filetage distal, - une partie lisse (3) intermédiaire reliant le filetage distal (1) au filetage de tête (2) , - un orifice (4) longitudinal traversant, caractérisée en ce que le fond de filet (24) du filetage de tête et la crête (23) du filetage de tête définissent chacun, depuis l'extrémité libre distale en direction de l'extrémité libre proximale de la vis, un corps de forme bombée se prolongeant par un corps de forme cylindrique, ces corps de forme bombée définis l'un, par la crête (23) du filetage de tête, l'autre, par le fond de filet (24) du filetage de tête présentant respectivement l'un, une distance entre la crête (23) et l'axe A de la vis et l'autre, une distance entre le fond de filet (24) et l'axe A qui augmentent lorsqu'on suit l'axe A en direction de l'extrémité libre proximale.
2. 2. Vis d'ostéosynthèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la crête (13) du filetage distal (1) définit, depuis l'extrémité libre distale en direction de l'extrémité libre proximale de la vis, un corps de forme cylindro-conique ou de forme conique à deux cônes opposés par leur base.
3. 3. Vis d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la distance entre la crête (23) et l'axe A de la vis du corps de forme bombée défini par la crête (23) du filetage de tête croit plus vite que la distance entre le fond de filet (24) et l'axe A du corps de forme bombée défini par le fond de filet (24) du filetage de tête lorsqu'on suit l'axe A endirection de l'extrémité libre proximale.
4. 4. Vis d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les filets du filetage distal (1) et du filetage de tête (2) présentent chacun un profil incliné, le profil incliné (X1) du filetage distal étant orienté dans un sens opposé au profil incliné (X2) du filetage de tête.
5. 5. Vis d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'extrémité libre proximale de la vis est chanfreinée.
6. 6. Vis d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la crête (23) du filetage de tête (2) et la crête (13) du filetage distal (1) présentent un sommet plat.
7. 7. Vis d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle présente une tête à six lobes internes ou à six pans creux.
8. 8. Vis d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle est auto-taraudeuse.
9. 9. Vis d'ostéosynthèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle contient du titane.25