FR2995205A1 - Prothese de disque cervicale dynamique dotee d'amortissement - Google Patents
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Abstract
Prothèse de disque cervicale dynamique (1) comprenant deux plateaux rigides supérieur (11) et inférieur (12) contenant un élément viscoélastique (10), les plateaux (11 et 12) supérieur et inférieur possédant une face de contact légèrement bombée et striée, la caractéristique essentielle de cette invention étant que le plateau inférieur (12) a une forme de boîtier, compatible avec un verrouillage par rotation du plateau supérieur (11) tout en permettant la mobilité et l'amortissement des deux plateaux (11 et 12) autour de l'élément viscoélastique (10), qui peut librement se déformer tout en évitant ainsi tout risque de désolidarisation de la dite prothèse soumise aux sollicitations.
Description
Prothèse de disque cervicale dynamique dotée d'amortissement Domaine de l'invention L'invention est une prothèse de disque cervicale dynamique dotée d'amortissement qui s'insère entre les vertèbres cervicales par remplacement du disque intervertébral dégénéré.
Art antérieur Dans l'art antérieur, il existe des documents qui proposent des prothèses de disque cervical qui sont le plus souvent un assemblage de moyens rigides et dans ce cas l'amortissement est absent et il se produit rapidement des frottements générateurs d'usure et on ne retrouve plus les fonctions anatomiques désirées. C'est ainsi que le brevet n° FR2895234 décrit et revendique une telle prothèse qui ne possède aucune fonction de souplesse ni d'amortissement requise.
Le brevet FR2929105 décrit un dispositif dont un des éléments comprend deux parties indépendantes l'une de l'autre dont au moins une inclut une surface articulaire et chacune des deux parties comprenant un siège articulaire délimité par une paroi arquée ; ledit élément comprend un anneau en forme de joint torique en matière élastiquement déformable et l'un desdits sièges est dimensionné pour recevoir une partie radialement extérieure de cet anneau tandis que l'autre siège est dimensionné pour recevoir une partie radialement intérieure de cet anneau. Les fonctions de ce dispositif sont complexes. En effet, il y a combinaison de mouvement de translation, de rotation et de mouvement rotule avec de l'amortissement, ceci grâce à l'anneau torique qui est élastiquement déformable. Cet anneau torique dont le diamètre de la section est inférieur à un millimètre paraît sous dimensionné par rapport au niveau de charge que lui font subir les vertèbres. De plus, les mouvements complexes de translation sont favorables à des déplacements vertébraux qui pourraient engendrer des spondylolisthésis. Cette invention de l'art antérieur présente donc des risques de fragilité et d'inadéquation avec les pathologies qu'elle est sensée traiter. Le brevet W02012047279 décrit un dispositif comprenant deux plateaux rigides entre lesquels est placé un noyau déformable en matériau viscoélastique, entouré par une structure fibreuse annulaire liée aux deux plateaux, elle-même entourée par une membrane de protection. Par rapport à l'invention du brevet FR2929105, l'amortissement est amélioré grâce à l'augmentation importante de la quantité de matière viscoélastique ce qui permet de se rapprocher du comportement d'un disque intervertébral cervical sain. Cependant, la grande variété de matériaux souples et le nombre important de pièces flexibles qui compose le dispositif peuvent induire des mouvements parasites de cisaillement potentiellement néfastes pour le patient et pouvant compromettre la durée de vie de la prothèse. De plus, la complexité d'assemblage engendre un coût de fabrication élevé ce qui est un indice d'absence d'activité inventive.50 La présente invention évite la complexité en choisissant un mode de déformation sans contrainte parasite de l'élément viscoélastique qui est un des risques essentiel qu'il faut supprimer pour assurer un fonctionnement dynamique avec amortissement du dispositif à long terme. Afin de réduire les risques précédemment évoqués, la présente invention combine un mouvement de type rotule avec un amortissement optimisé tout en limitant le nombre de moyens, et en permettant au moyen viscoélastique central de se déformer librement lors des sollicitations qu'il subit.
Les figures servant à la compréhension de l'invention sont les suivantes : Figure 1 - planche 1/5, vue en coupe du dispositif décrit et revendiqué dans le brevet 15 FR2895234 (Art antérieur) Figure 2 - planche 1/5, vue en coupe du dispositif décrit et revendiqué dans le brevet FR2929105 (Art antérieur) Figure 3 - planche 1/5, vue en coupe du dispositif décrit et revendiqué dans le brevet W02012047279 (Art antérieur) 20 Figure 4 - planche 2/5, vue en perspective du dispositif représentant la prothèse de disque cervicale dynamique Figure 5 - planche 2/5, vue de dessus du dispositif représentant la prothèse de disque cervicale dynamique Figure 6 - planche 2/5, vue en coupe du dispositif représentant la prothèse de disque 25 cervicale dynamique Figure 7 - planche 2/5, vue en coupe de détail du dispositif montrant la prothèse de disque cervicale dynamique avec son élément viscoélastique central Figure 8 - planche 3/5, vue en perspective semi éclatée de la prothèse de disque cervicale dynamique montrant l'ensemble de ces moyens 30 Figure 9 - planche 3/5, vue de dessus montrant la forme spécifique du plateau inférieur prête à accueillir le plateau supérieur de la prothèse de disque cervicale dynamique Figure 10 - planche 3/5, vue de dessous montrant la forme spécifique du plateau supérieur prête à être insérée dans le plateau inférieur de la prothèse de disque 35 cervicale dynamique Figure 11 - planche 3/5, vue en perspective de la prothèse de disque cervicale dynamique en cours de verrouillage Figure 12 - planche 4/5, vue en coupe montrant la prothèse de disque cervicale dynamique en mode de travail de flexion-extension 40 Figure 13 - planche 4/5, vue en coupe montrant la prothèse de disque cervicale dynamique en mode de travail de compression Figure 14 - planche 5/5, vue de profil en coupe de la prothèse de disque cervicale dynamique montée entre deux vertèbres Figure 15 - planche 5/5, vue de face de la prothèse de disque cervicale dynamique 45 montée entre deux vertèbres 50 - La prothèse de disque cervicale dynamique 1 comprend deux plateaux rigides supérieur 11 et inférieur 12 enserrant un élément viscoélastique 10. Les plateaux supérieur 11 et inférieur 12 possèdent une face de contact striée 5 et légèrement bombée de manière à épouser parfaitement la concavité des corps vertébraux et permettre un bon accrochage. Les stries 110, (figure 5) possèdent un profil en dent de scie curviligne permettant de s'impacter par pression dans l'os et empêchant ainsi toute expulsion de la prothèse hors de son logement, Ce profil en dent de scie suit une extrusion curviligne qui permet de générer un bon accrochage 10 sur toute sa surface et facilite la mise en place de la prothèse, ce qui confère une grande stabilité à la prothèse. La partie interne du plateau supérieur 11 a une forme d'arche circulaire 111(figure 6) dans le plan vertical, sa face extérieure 1110 (figure 12 ) possède une géométrie sphérique qui, en bordure extérieur possède deux méplats 1111 a et b 15 diamétralement opposés permettant l'introduction de l'élément viscoélastique 10 dans le plateau inférieur 12 puis le verrouillage par rotation d'un quart de tour du plateau supérieur 11 dans le plateau inférieur 12. Le fond du plateau inférieur 12 comporte un socle concave 121 et forme avec 20 l'arche circulaire 111 du plateau supérieur 11 une cavité 1112 contenant le moyen viscoélastique 10 pour lui permettre de se déformer sans perte de volume ni contrainte ce qui permet d'amortir les sollicitations appliquées. La cavité 1112 a une forme de révolution adaptée à la déformation du moyen 25 viscoélastique 10. Le plateau inférieur 12 en forme de boîtier accueille la partie inférieure 111 du plateau supérieur 11, grâce à des formes spécialement étudiées pour l'emboîtement, les dites formes étant apairées avec celtes du plateau supérieur 11. En effet, le plateau inférieur 12 possède une ouverture 120 (figures 8 et 12) qui permet l'insertion du plateau supérieur 11 dans le plateau inférieur 12, puis son 30 verrouillage par quart de tour. Cette technique de montage par rotation d'un quart de tour du plateau supérieur 11 dans le plateau inférieur 12 rend la prothèse 1 indémontable une fois en place en empêchant toute désolidarisation des deux plateaux 11 et 12 au contact avec les vertèbres. 35 Plus précisément, le plateau inférieur 12 en forme de bottier a des parois internes de géométrie sphérique 1113 qui s'apairent, aux jeux d'assemblages près, à la géométrie sphérique 1110 du moyen 111, ce qui permet de générer un mouvement de rotule avec un minimum de frottement, très bien adapté aux sollicitations exercées par la colonne vertébrale au niveau cervical. 40 Le fond du plateau inférieur 12 comporte un socle concave 121 (figures 7 et 12) sur lequel repose le moyen viscoélastique 10. L'élément central viscoélastique 10 possède une forme de révolution avec des faces supérieures et inférieures 100 a et b bombées de rayons r et r' (figure 7). Le socle 121 du plateau inférieur 12 45 possède une face concave de rayon R (figure 7) supérieur au rayon r de la face inférieure bombée 100a du moyen viscoélastique 10. De même l'arche circulaire 111 du plateau supérieur 11 possède un rayon de courbure R' (figure 7) supérieur au rayon r" de la face supérieure bombée 100b du moyen viscoélastique 10 , ces formes ayant été spécifiquement étudiées pour auto centrer le moyen viscoélastique (10) sur 50 le socle concave (121) du plateau inférieur (12) et pour créer des espaces CO 39Vd SINVidWIPTS LSL9089SS1 60:LT 3TOZ/7t/LZ , permettant au moyen viscoélastique 10 de se déformer librement dans n'importe quelle direction sans perte de volume ni concentration de contraintes lors des sollicitations appliquées.
Sans le conception de ces géométries spécifiquement étudiées et concernant des moyens précédemment décrits puis ensuite les expérimentations effectuées, pour vérifier que ces fonctions ont bien été obtenues, le risque de concentration de contraintes sur le moyen viscoélastique (10) serait important donc néfaste pour la durée de vie de la prothèse 1.
Une fois assemblée, la prothèse 1 se comporte comme une rotule grâce à la combinaison des moyens précédemment décrits. Ce mouvement de rotule s'accompagne de mouvements de flexion-extension et de rotation des plateaux 11 et 12 solidaires des vertèbres entre lesquelles la prothèse 1 est insérée.
Le moyen viscoélastique central 10, de par les caractéristiques physico-chimiques du polymère qui le constitue, apporte un amortissement protecteur à la prothèse 1 lors de sollicitations mécaniques en compression et flexion-extension respectant le comportement anatomique d'un disque intervertébral sain.
Lors de sollicitations mécaniques extrêmes, le plateau supérieur 11 vient en contact avec le fond ou le dessus du plateau inférieur 12 (figure 13), ce qui constitue une butée de sécurité quelque soit l'intensité et la direction de la sollicitation mécanique, évitant ainsi tout endommagement de la prothèse.
De par la configuration et la combinaison de ses divers moyens, la prothèse 1 garantit au patient un fonctionnement parfaitement adapté à la biomécanique du rachis avec une durée de vie optimale.
35 40 45 50 PO 39Vd SINVidWIPTS LSL9089S90 60:LT "fU./I,YL3
Claims (6)
- REVENDICATIONS1-Prothèse de disque cervicale dynamique (1) comprenant deux plateaux rigides supérieur (11) et inférieur (12) enserrant un élément viscoélastique (10), les plateaux (11 et 12) supérieur et inférieur possédant une face de contact légèrement bombée et striée, caractérisé en ce que le plateau inférieur (12) a une forme de boîtier, compatible avec un verrouillage par rotation du plateau supérieur (11) tout en permettant la mobilité et l'amortissement des deux plateaux (11 et 12) autour de l'élément viscoélastique (10), évitant ainsi tout risque de désolidarisation des plateaux (11 et 12) de la dite prothèse soumise aux sollicitations.
- 2- Prothèse de disque cervicale dynamique (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que la partie interne du plateau supérieur 11 a une forme d'arche circulaire (111) dans le plan vertical, sa face extérieure (1110) de géométrie sphérique qui, en bordure extérieure possède deux méplats (1111 a et b) diamétralement opposés permettant l'introduction de l'élément viscoélastique (10) dans le plateau inférieur (12) puis un verrouillage par rotation d'un quart de tour du plateau supérieur (11) dans le plateau inférieur (12) ce qui évite tout risque de désolidarisation de la prothèse (1).
- 3-Prothèse de disque cervicale dynamique (1) selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le plateau inférieur (12) comporte des parois internes de géométrie sphérique (1113) s'appairant à la géométrie sphérique (1110) de la face extérieure du moyen (111) ceci pour pouvoir générer un mouvement de rotule des deux plateaux (11 et 12) avec un minimum de frottement, parfaitement adapté aux déplacements subis.
- 4-Prothèse de disque cervicale dynamique (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications caractérisée en ce que le socle concave (121) constituant le fond du plateau inférieur (12 ) forme avec l'arche circulaire (111) une cavité (1112) contenant le moyen viscoélastique (10) permettant à cedit moyen viscoélastique de se déformer sans perte de volume ni contrainte à l'intérieur de ladite cavité (1112) permettant ainsi d'amortir les sollicitations appliquées.
- 5 Prothèse de disque cervicale dynamique (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que la face concave du socle concave (121) a un rayon (R), l'arche circulaire (111) ayant un rayon (R') , et tel que (R et R') sont toujours supérieurs aux rayons (r et r') des faces bombées de contact (100 a et b) du moyen viscoélastique (10), ces formes ayant été spécifiquement étudiées pour auto centrer le moyen viscoélastique (10) sur le socle concave (121) du plateau inférieur (12) et pour créer des espaces permettant au moyen viscoélastique (10) de se déformer librement.
- 6-Prothèse de disque cervicale dynamique (1) selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisée en ce que le plateau supérieur (11) vient en contact avec le fond ou le dessus du plateau inférieur 12 lors de sollicitations mécaniques extrêmes, ce qui constitue une butée de sécurité quelque soit l'intensité et la direction de la sollicitation mécanique, évitant ainsi tout endommagement.
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