FR3039988A1 - Expansive intersomatic cage spinal, self-locking double lattice structure and process for its manufacturing - Google Patents

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Abstract

Cage intersomatique rachidienne (1-4) destinée à être implantée dans un corps osseux ou bien entre deux corps osseux adjacents, par exemple des corps vertébraux pour réaliser la fusion de ces derniers, caractérisée en ce que ladite cage intersomatique est composée d'une paroi externe à structures en treillis semi-rigide (2-1) caractérisée en ce que la dite paroi externe destinée à supporter la compression des corps osseux, d'un espace interne à structure en treillis souple exposé par une première face de fusion (2-2) destinée à venir en contact avec l'un des corps osseux(4-1), une seconde face de fusion (2-3), opposée à la précédente destinée à venir en contact avec l'autre corps osseux (4-2), lesdites faces de fusion sont disposées parallèlement sans contact de leurs faces internes (3-3) et d'un organe écarteur (2-4) en forme de coin de fente, caractérisé en ce que ledit organe écarteur (2-4) repousse les faces de fusion (2-2) (2-3) contre les corps osse Interbody spinal cage (1-4) intended to be implanted in a bony body or between two adjacent bone bodies, for example the vertebral bodies to achieve melting thereof, characterized in that said interbody cage is composed of a wall external structures in semi-rigid lattice (2-1) characterized in that said outer wall for supporting the compression of the bone body, a flexible inner space lattice structure exposed by a first face of fusion (2- 2) intended to come into contact with one of the bone bodies (4-1), a second face of fusion (2-3), opposite to the previous intended to come into contact with the other bone body (4-2 ), said melting faces are arranged parallel without contact with their inner faces (3-3) and a spreader member (2-4) wedge-shaped slot, characterized in that said spreader member (2-4) pushes the melting faces (2-2) (2-3) against the body osse ux (4-1) (4-2). ux (4-1) (4-2).

Description

Cage intersomatique rachidienne expansive, autobloquante à double structure en treillis et son procédé de fabrication Expansive intersomatic cage spinal, self-locking double lattice structure and its manufacturing method

Description L'invention se rattache au secteur technique des implants rachidiens, et plus particulièrement l'invention concerne toute la famille des cages intersomatiques rachidiennes trouvant une application particulièrement avantageuse, mais non exclusivement, pour le traitement du rachis dégénératif, et notamment les ALIF ou « fusion lombaire antérieure », PLÎF ou «fusion lombaire postérieure », PLF ou « fusion postérolatérale »OLIF, TLIF ou « fusion lombaire inter somatique transforaminale », XLIF ou « fusion inter somatique latérale »TDR ou « remplacement de prothèse totale de disque », ACD ou « discectomie cervicale antérieure sans fusion », ACDF ou «discectomie cervicale antérieure avec fusion » afin de stabiliser les vertèbres lombaires et la charnière lombo-sacrée dans les traitements chirurgicaux des disques dégénératifs. Description The invention relates to the technical field of spinal implants, particularly the invention relates to the entire family of interbody spinal cages finding a particularly advantageous, but not exclusively, for the treatment of degenerative spine, including ALIF or " anterior lumbar fusion "PLIF or" posterior lumbar fusion "PLF or" fusion posterolateral "OLIF, TLIF or" intersomatic lumbar fusion transforaminal "XLIF or" inter lateral somatic fusion "TDR or" total disc prosthesis replacement " ACD or "anterior cervical discectomy without fusion" CMPDA or "anterior cervical discectomy with fusion" to stabilize the lumbar and lumbosacral junction in surgical treatment of degenerative discs.

Une cage intersomatique, notamment pour le traitement du rachis dégénératif, est déjà connue. An interbody cage, particularly for the treatment of degenerative spine, is already known. Elle comporte essentiellement une entretoise en forme de disque comprenant deux faces de base opposées sensiblement planes et parallèles et une paroi latérale reliant les deux faces de base. It essentially comprises a disc-shaped spacer comprising two opposite base surfaces substantially plane and parallel and a side wall interconnecting the two base faces. Cette entretoise est apte à être disposée entre les faces en regard des deux corps vertébraux respectivement de deux vertèbres consécutives, en remplacement du disque endommagé situé entre ces deux vertèbres, les deux faces de base de l'entretoise étant placées au contact des corps vertébraux. This spacer is adapted to be disposed between the opposing faces of the two vertebral bodies of two consecutive vertebrae respectively, damaged disc replacement in between these two vertebrae, the two base faces of the spacer being placed in contact with the vertebral bodies. L'entretoise comporte en outre une cavité ouverte dans laquelle il est possible de placer un greffon osseux ou analogue dans le but de souder entre eux les deux corps vertébraux par ostéosynthèse. The spacer further comprises an open cavity in which it is possible to place a bone graft or the like in order to weld together the two vertebral bodies by osteosynthesis.

Les techniques actuelles de fabrication d'implants osseux (cage, plaque osseuse et structure) sont des techniques traditionnelles d'usinage, en général d'un bloc de plastic de type The current manufacturing techniques of bone implants (cages, bone plate and structure) are traditional machining techniques, generally of a type of plastic block

PolyEtherEtherKetone (PEEK) ou PolyEtherKetoneEtherKetoneKetone (PEKEKK) ou Poly-L-Lactide-co-D, L lactide (PLDLLA) ou d'un bloc métallique de type acier inoxydable, titane, Cobalt Chrome ou Tantale. PolyEtherEtherKetone (PEEK) or PolyEtherKetoneEtherKetoneKetone (PEKEKK) or Poly-L-Lactide-co-D, L lactide (PLDLLA) or a stainless steel type metal block, titanium, cobalt chrome or tantalum. Ses techniques conventionnelles d'usinage sont limitées dans la réalisation des formes anatomiques complexes et ne peuvent pas réaliser des structures en treillis à l'intérieur des implants, d'où très peu d'implants osseux ont la forme exacte de l'os et des caractéristiques qui s'y approches. Its conventional machining techniques are limited in the realization of complex anatomical shapes and can not achieve lattice structures within the implant, hence very little bone implants have the exact shape of the bone and features that it approaches.

Sachant que les alliages de titane ont un module d'élasticité au moins dix fois supérieur au module d'élasticité de l'os des vertèbres, cette discontinuité des propriétés mécaniques pose de sérieux problèmes d'usure prématurée de l'os. Knowing that titanium alloys have an elastic modulus at least ten times the modulus of elasticity of the bone of the vertebrae, this discontinuity in the mechanical properties poses serious premature wear of the bone problems.

Les greffons osseux des vertèbres sont une substance visqueuse voire liquide. Bone grafts vertebrae are viscous or liquid substance. Certains cas de fuite d'une partie ou en totalité du greffon de la cavité centrale de la cage intervertébrale sont rapportés dans des études cliniques. Some cases of leakage of part or all of the graft of the central cavity of the intervertebral cage are reported in clinical studies. Dans ce cas l'ostéosynthèse n'est plus assurée, une nouvelle intervention chirurgicale est nécessaire. In this case the bone is no longer assured, further surgery is required. L'état de la technique peut être défini par trois catégories de brevets : The state of the art can be defined by three types of patents:

Des brevets d'implants réalisés par usinage, citons le brevet «Expandable Self-Anchoring Interbody Cage for Orthopédie Applications» de Arno Sungarian, Philip Kuszpa, W.Riley Allen, Bradley Cole déposé le 13 février 2013 sous le US 13/766,562 et publié le 20 juin 2013 sous le No. US20150134e79 A2 of implants made by machining patents include patent "Self-Expandable Interbody Cage Anchoring for Orthopedic Applications" Arno Sungarian Philip Kuszpa, W.Riley Allen Bradley Cole filed February 13, 2013 under US 13 / 766.562, published June 20, 2013 under No. US20150134e79 A2

Les brevets d'implants osseux réalisés par fabrication additive (impression 3d), nous citons le brevet de Renovis Surgical Technologies Inc, publié le 29 janvier 2015 sous le numéro WO2010146383A1. The patents bone implants made by additive manufacturing (3D printing), we quote patent Renovis Surgical Technologies Inc., published January 29, 2015 under the number WO2010146383A1.

Les brevets d'implants osseux avec un système de blocage, nous citons le brevet « Spinal cage having déployable member » de Theken Spine LLc, publié le 05 février 2013 sous le numéro US8366774 B1 Patents bone implants with a locking system, we quote patent "Spinal cage HAVING deployable member" of Theken Spine LLc, published February 5, 2013 under the number US8366774 B1

Tous ces brevets décrivent des moyens et des méthodes de réalisation de cage lombaire ou une façon de fixation de ladite cage, mais aucun de ces brevets ne suggère la possibilité de réaliser une cage intersomatique rachidienne de forme morphologique, expansive, autobloquante à double structure en treillis l'objet de la présente invention. All of these patents describe means and methods for achieving lumbar cage or a way of fixing the said cage, but none of these patents suggest the possibility of achieving spinal intervertebral cage morphological form, expansive, self-locking double mesh structure the object of the present invention.

Plusieurs publications traitent du sujet de la fabrication additive d'implants osseux, les plus pertinentes des publications sont : « SLM Produced Porous Titanium Implant Improvement for Enhanced Vascularisation and Osteoblast Seeding» publiée le 02 avril 2015 décembre 2014 dans International Journal of Molecular Sciences. Several publications deal with the subject of additive manufacturing bone implants, the most relevant publications are: "SLM Produced Porous Titanium Implant Improvement for Enhanced vascularization and Osteoblast Seeding" published April 2, 2015 December 2014 in International Journal of Molecular Sciences. « Potential Use of Porous Titanium-Niobium Alloy in Orthopédie Implants : Préparation and Experimental Study of Its Biocompatibility In Vitro » publié le 19 novembre 2013 dans la revue POSEIDON Journal « Fabrication of Bioactive Porous Ti Métal with Structure Similar to human Cancellous Bone by Sélective Laser Melting” Publié le 2 décembre 2010 dans la revue PLOS ONE. "Potential Use of Porous Titanium-Niobium Alloy in Orthopedic Implants: Preparation and Experimental Study of Its Biocompatibility In Vitro", published November 19, 2013 in the journal POSEIDON Journal "Fabrication of Bioactive Porous Ti metal with Structure Similar to human Cancellous Bone by Selective Laser melting "Published December 2, 2010 in the journal PLOS ONE. « Rapid Prototypping: Porous Titanium Alloy Scaffolds produced by Sélective Laser Melting (SLM) for Bone Tissue Engineering » publié le 22 février 2009 lors du 55th Annual Meeting ofthe Orthopaedic Research Society (ORS) "Rapid Prototypping: Porous Titanium Alloy Scaffolds produced by Selective Laser Melting (SLM) for Bone Tissue Engineering" published on 22 February 2009 at the 55th Annual Meeting ofthe Orthopedic Research Society (ORS)

Toutes les publications s'accordent sur les avantages indéniables de la réalisation d'implants osseux par fabrication additive dans des matériaux bio compatibles de type TÎ6AI4V dans différents grades. All publications agree on the undeniable benefits of achieving bone implants by additive manufacturing in bio compatible materials Ti6Al4V type in different grades.

En effet, la fabrication additive et pour certaines technologies additives précisément (SLM, EBM, SLA) présentent plusieurs possibilités de contrôle de la géométrie, de la porosité, de l'interconnectivité et l'architecture 3D par des changements dans les paramètres de fabrication, citons les principaux paramètres pour la technologie de fusion laser sélective: - la puissance des lasers - la vitesse de scan - le diamètre du spot - la stratégie de parcours du laser - le recouvrement entre deux point de fusion - l'épaisseur des couches de la poudre Indeed, additive manufacturing and some additive technologies specifically (SLM, EBM, SLA) have several possibilities of controlling the geometry, porosity, interconnectivity and 3D architecture by changes in the production parameters, include the main parameters for selective laser melting technology: - power lasers - scan speed - spot diameter - the laser path strategy - the overlap between the two melting point - the thickness of the layers of the powder

Le procédé de fusion laser sélective de poudre métallique en terminologie anglaise « Sélective Laser Melting(SLM), la dénomination SLM sera maintenue dans tout le texte du brevet. The selective laser melting process of metallic powder in English terminology "Selective Laser Melting (SLM), the name SLM will be maintained throughout the entire text of the patent. SLM est un procédé utilisé pour la fabrication de composants complexes en trois dimensions à partir de poudres de métal, de céramique ou poudres polymère. SLM is a process used for the manufacture of complex three-dimensional components from metal powders, ceramic or polymer powders. La technologie est mature et déjà utilisée dans l'industrie aéronautique et le médical pour fabriquer des composants complexes présentant de hautes densités et homogénéité. The technology is mature and already used in the aviation industry and the medical to manufacture complex components with high density and homogeneity. Nous citons un des premiers brevets de l'institut Fraunhofer en Allemagne, déposé le 27 oct. 1997 sous le numéro WO1998024574A1, qui décrit le procédé SLM d'une façon plus précise. We quote one of the first patents of the Fraunhofer Institute in Germany, filed October 27, 1997 under the number WO1998024574A1, which describes the SLM process in a more precise way.

La présente invention décrit une cage intersomatique rachidienne expansive, autobloquante à double structure en treillis et son procédé de réalisation par fabrication additive. The present invention describes an interbody spinal cage expansive, self-locking double lattice structure and its production method by additive fabrication.

Cage intersomatique rachidienne de forme anatomique destinée à être implantée dans un corps osseux ou bien entre deux corps osseux adjacents, par exemple des corps vertébraux pour réaliser la fusion de ces derniers, caractérisée en ce que ladite cage intersomatique est composée 1- d'une paroi externe à structures en treillis semi-rigide, ladite paroi externe destinée à supporter la compression des corps osseux, 2- d'un espace interne à structure en treillis souple exposé par une première face de fusion destinée à venir en contact avec l'un des corps osseux, une seconde face de fusion, opposée à la précédente destinée à venir en contact avec l'autre corps osseux, lesdites faces de fusion sont disposées parallèlement sans contact de leurs faces internes, 3- d'un organe écarteur en forme de coin de fente, caractérisé en ce que ledit organe écarteur repousse les faces de fusion contre les corps osseux assurant ainsi l'expansion et le blocage de ladite cage inte Interbody spinal cage anatomically shaped for implantation into a bone body or between two adjacent bone bodies, for example the vertebral bodies to achieve melting thereof, characterized in that said intersomatic cage 1 is composed of a wall external structures in semi-rigid lattice, said outer wall for supporting the compression of the bone shaft, 2 a flexible mesh structure internal space exposed by a first face of fusion intended to come into contact with one of bone element, a second side of fusion, opposite to the previous intended to come into contact with the other bone body, said melting faces are arranged parallel without contact of their internal faces, 3- a wedge-shaped spacer member slot, characterized in that said spacer member pushes the melting faces against the bone element thus ensuring the expansion and locking of said inte cage rsomatique. rsomatique.

Cage intersomatique rachidienne, dans laquelle les faces de fusions sont expansives par un organe écarteur. Spinal interbody cage, wherein the fusions are expansive sides by a spacer member.

Cage intersomatique rachidienne, caractérisée en ce que la paroi externe est une armature de précontraintes. Spinal interbody cage, characterized in that the outer wall is a prestressed reinforcement.

Cage intersomatique rachidienne, caractérisée en ce que les extrémités des intersections du treillis poreux de la surface des faces de fusion sont en forme de pics pyramidaux, Spinal interbody cage, characterized in that the ends of the porous lattice intersections of the surface of the melting surfaces are pyramid-shaped peak,

La réalisation d'une telle cage intersomatique, selon l'invention, est obtenue selon le flux d'exécution suivant : 1 - Acquisition numérique de la zone de travail, pour l'exemple et à titre illustratif non limitatif, un disque intervertébral dégénératif est numérisé par imagerie à résonance magnétique (IRM), 2- Interprétation de l'IRM pour analyser la structure de l'os et sa densité. The realization of such intersomatic cage according to the invention, is obtained according to the following execution flow: 1 - Digital capture of the work area, for example and non-limiting illustration, a degenerative intervertebral disk is digitized by magnetic resonance imaging (MRI), MRI 2- Interpretation for analyzing the bone structure and density. 3- Un logiciel de conception en trois dimensions est utilisé pour reprendre les contours et les dimensions du disque intervertébral afin de générer une silhouette 3D optimisée dudit disque. 3. A software design in three dimensions is used to resume the contours and dimensions of the intervertebral disc to generate a 3D silhouette optimized said disc. 4- Délimitations de la paroi externe de la cage intersomatique et délimitation de la cavité interne 5- Réalisation en trois dimensions de l'implant osseux avec les doubles structures en treillis respectivement pour la paroi externe et la zone interne 6- Réalisation de l'implant osseux dans un équipement industriel, caractérisé en ce qu'il est effectué par empilement de couches de poudres métalliques ou non métalliques, fusionnées sélectivement par concentration d'une source d'énergie modulable. 4. Boundaries of the outer wall of the intervertebral cage and defining an internal cavity 5. Realization of three-dimensional bone implant with dual truss structures respectively to the outer wall and the inner zone 6 of the implant Direction bone in industrial, characterized in that it is made by stacking layers of metallic or non-metallic powders, selectively fused by concentrating a source of modulated energy. 7- Pose de la cage intersomatique entre les vertèbres et sa fixation par l'introduction d'un organe écarteur entre les faces de fusion. 7 Laying of the intersomatic cage between the vertebrae and its attachment by the introduction of a spacer member between the melting faces.

Le système d'expansion des faces de fusion est composé par un organe écarteur en forme de coin de fente, introduit dans l'espace interne des faces de fusions, lors de son passage entre les faces internes des faces de fusion ledit organe écarteur repousse les faces de fusions contre la face supérieure de la vertèbre inférieure et contre la face inférieure de la vertèbre supérieure. The expansion of the melting faces system is composed by a spacer member wedge-shaped slot, introduced into the indoor space fusions faces, during its passage between the inner faces of the melting faces said spacer member repels faces fusions against the upper face of the lower vertebra and against the underside of the upper vertebra.

Le système autobloquant, caractérisé en ce que les extrémités des intersections du treillis poreux des surfaces externes des deux faces de fusion sont en forme de pics pyramidaux. The self-locking system, characterized in that the ends of the intersections of the porous mesh of the outer surfaces of the two fusion faces are shaped pyramidal peaks. Lesdits pics pyramidaux viennent s'enfoncer dans la face supérieure de la vertèbre inférieure et dans la face inférieure de la vertèbre supérieure sous la contrainte de poussée de l'organe écarteur, ce mode de blocage présente l'avantage de grandes surfaces d'accroche entre la cage intersomatique et les vertèbres. Said pyramidal peaks come sink into the upper surface of the lower vertebra and the lower face of the upper vertebra in the organ retractor thrust constraint, this locking mode the advantage of large surfaces grip between intersomatic cage and vertebrae. Lesdites surfaces d'accroche sont tapissées de pics qui sont introduits dans les vertèbres ce qui favorise l'oséintégration et l'ostéosynthèse par la colonisation rapide des pores internes de la cage intersomatique. Said grip surfaces are covered with spikes that are introduced into the vertebrae which encourages oséintégration and osteosynthesis by the rapid colonization of internal pores of the intervertebral cage.

La paroi externe de la cage intersomatique, tel que décrit dans l'invention est destinée à supporter les fortes compressions des corps osseux, dans le cas présent, la compression des vertèbres d'où sa forme en armature de précontraintes à structures de treillis semi-rigide. The outer wall of the intervertebral cage, as described in the invention is intended to withstand high compression bone body, in this case, the compression of the vertebrae where its shaped armature prestressed lattice structures semi- rigid.

La structure en treillis souple des faces de fusion présente une porosité avantageuse comprise entre 45 % et 90 %, une taille des pores comprise entre 70pm et 900pm et une distribution des pores comprise entre 300 pm et 850pm avec une interconnectivité totale. The flexible mesh structure of the melting surfaces has an advantageous porosity between 45% and 90%, a pore size between 70pm and 900pm and a pore distribution comprised between 300 pm and 850pm with a total interconnectivity. Dans un autre mode de réalisation préférentiel, la structure en treillis souple des faces de fusion présente une porosité comprise entre 65% et 85 %, une taille des pores comprise entre 100pm et 650pm avec une distribution de la porosité comprise entre 450pm et 700pm et une interconnectivité totale. In another preferred embodiment, the flexible mesh structure of the melting surfaces has a porosity between 65% and 85%, a pore size of between 100 .mu.m and 650pm with a porosity distribution between 450pm and 700pm and total interconnectivity. Ses valeurs sont proches des caractéristiques de la microarchitecture de l'os au niveau des vertèbres. Its values ​​are close to the characteristics of the microarchitecture of the bone in the vertebrae.

La structure en treillis semi-rigide de la paroi externe, présente une porosité avantageuse comprise entre 10% et 70%, une taille des pores comprise entre 300pm et 900pm et une distribution des pores comprise entre 500pm et 2000pm avec une interconnectivité totale. The semi-rigid lattice structure of the outer wall, has an advantageous porosity between 10% and 70%, a pore size of between 900pm and 300PM and a pore distribution between 500pm and 2000pm with total interconnectivity. Dans un autre mode de réalisation préférentiel, la structure en treillis semi-rigide de la paroi externe présente une porosité comprise entre 25% et 45%, une taille des pores comprise entre 450pm et 650pm et une distribution des pores comprise entre 800pm et 1800pm avec une interconnectivité totale. In another preferred embodiment, the semi-rigid lattice structure of the outer wall has a porosity between 25% and 45%, a pore size between 450pm and 650pm and a pore distribution between 800pm and 1800pm with total interconnectivity.

Cage intersomatique rachidienne, selon l'invention, se caractérise en ce que la pose de ladite cage se fasse sans greffon ceci est dû à la structure alvéolaire interne des faces de fusion. Spinal interbody cage, according to the invention is characterized in that the laying of said cage is done without graft this is due to the internal cellular structure of the fusion surfaces. Ce mode de pose de cage intersomatique sans greffon apporte une solution aux problèmes liés à la fuite du greffon. This installation method of interbody cage without graft solves the problems associated with leakage of the graft.

Cage intersomatique rachidienne, selon l'invention, se caractérise en ce que ladite cage intersomatique est de forme anatomique. Spinal interbody cage, according to the invention is characterized in that said interbody cage is anatomically shaped. La réalisation de formes amorphes, anatomiques et complexes est due aux avantages de fabrication du procédé additif. Achieving amorphous, anatomical and complex shapes is due to the manufacturing advantages of the additive method.

Cage intersomatique rachidienne, selon l'invention, se caractérise en ce que ladite cage intersomatique ait une déformation élastique homogène à la zone d'implantation. Spinal interbody cage, according to the invention is characterized in that said interbody fusion cage has an elastic deformation homogeneous the implantation zone. Les modules d'élasticité, selon l'invention, sont calculés lors de l'interprétation de l'IRM du patient et ceci par l'évaluation de la masse osseuse et la microarchitecture par une mesure de la densité osseuse (DMO).La valeur de densité et la microarchitecture des vertèbres adjacentes conditionnent les valeurs du module d'élasticité de la cage intersomatique. Modulus of elasticity according to the invention, are calculated when interpreting the patient's MRI and this by assessing bone mass and microarchitecture by a measurement of bone density (BMD) .The value density and microarchitectural adjacent vertebrae determine the values ​​of the elasticity of the intervertebral cage module. Lesdits modules d'élasticité sont directement liés aux paramètres de génération de la structure en treillis pour les faces de fusion de ladite cage intersomatique. Said moduli of elasticity are directly related to the generation parameters of the lattice structure to the melting surfaces of said intervertebral cage. Dans un mode de réalisation préférentiel, le module d'élasticité des faces de fusion est compris entre 10Gpa et 30Gpa et le module d'élasticité de la paroi externe est compris entre 30Gpa et 70Gpa assurant une continuité des propriétés mécaniques de l'os, ces valeurs non limitatives correspondent à une DMO normale. In a preferred embodiment, the elastic fusion faces modulus is between 10Gpa and 30Gpa and the outer wall elastic modulus is between 30Gpa 70Gpa and ensuring continuity of the mechanical properties of the bone, these non-limiting values ​​correspond to a normal BMD.

Cage intersomatique rachidienne, selon l'invention, réalisée par empilement de couches de poudre métallique ou non métallique, fusionnés sélectivement, dans le cas de poudre métallique d'alliage de titane/aluminium/vanadium l'épaisseur des couches est généralement de 30pm. Interbody spinal cage according to the invention, made by stacking layers of metal powder or non-metallic, selectively fused, in the case of metal powder of titanium alloy / aluminum / vanadium layer thickness is generally from 30pm. Une des techniques de fabrication additive sélectionnée pour la présente invention est la technologie SLM, ce mode de réalisation n'est pas limitatif, d'autres technologies de dépôt peuvent être déployées One of the selected additive manufacturing techniques to the present invention is the SLM technology, this embodiment is not limited to, other deposition technologies can be deployed

Procédé de fabrication de cage intersomatique, selon l'invention, caractérisé en ce qu'il est effectué par empilement de couches de poudres métalliques ou non métalliques, fusionnées sélectivement par concentration d'une source d'énergie modulable. A method of manufacturing intersomatic cage according to the invention, characterized in that it is carried out by stacking of metallic or non-metallic powder layers selectively fused by concentrating a source of modulated energy. Les paramètres de modularité sont la puissance des lasers, la vitesse de scan et le diamètre du spot. modularity of the parameters are laser power, scanning speed and spot diameter.

Le matériau utilisé pour la réalisation de ladite cage intersomatique est un matériau biocompatible de métal pur ou d'alliages métalliques de type Chrome cobalt, tantale, niobium, des composés métallo céramique ou organo-métal ou organo céramique ou une combinaison organo-céramique métal. The material used for the realization of said intervertebral cage is a pure metal of biocompatible material or metal alloys of type Chrome cobalt, tantalum, niobium, ceramic or metallo organic metal compounds or organo ceramic or organo-ceramic combination metal.

Dans un mode de réalisation préférentiel, trois alliages de matériaux ont été sélectionnés : un alliage Titane Aluminium vanadium Ti6AI4V de grade 23, avec un taux d'oxygène < 0.2 %, In a preferred embodiment, three alloys materials were selected: a titanium alloy Ti6Al4V vanadium Aluminum grade 23, with an oxygen content <0.2%,

Une combinaison d'un alliage de titane mélangé avantageusement avec un matériau à base de zircone. A combination of a titanium alloy preferably mixed with a zirconia based material.

Une combinaison d'un alliage de titane mélangé avantageusement avec un alliage à base de nickel. A combination of a titanium alloy preferably mixed with a nickel base alloy.

Et dans un autre mode de réalisation préférentiel, un matériau biocompatible contenant un matériau composite binaire zircone/titane avec des concentrations de poudre de zircone comprise entre 0,5 % et 15%. And in another preferred embodiment, a biocompatible material containing a binary composite zirconia / titanium with concentrations of zirconia powder between 0.5% and 15%. L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide des dessins qui illustrent une forme de réalisation d'une cage intersomatique rachidienne expansive, autobloquante à double structure en treillis suivant l'invention. The invention will now be described in more detail using the drawings which illustrate one embodiment of a cage interbody spinal expansive, self-locking double mesh structure according to the invention.

Dans les dessins : In the drawings:

Fig-1 illustre le flux d'exécution du mode de réalisation de ladite cage intersomatique. Figure-1 illustrates the flow of execution of the embodiment of said intervertebral cage.

Fig-2 illustre les différents composants de ladite cage intersomatique : paroi externe à structures en treillis semi-rigide, espace interne s à structures en treillis souple et l'organe écarteur. Fig-2 shows the individual components of said intersomatic cage outer wall structures in semi-rigid mesh, inner space s structures flexible mesh member and spacer.

Fig-3 illustre le système d'expansion de ladite cage intersomatique. Fig-3 illustrates the expansion of said intervertebral cage system.

Fig-4 illustre le système de fixation et de blocage de ladite cage intersomatique. Fig-4 shows the securing system and locking of said intervertebral cage.

Cage intersomatique rachidienne (1-4) destinée à être implantée dans un corps osseux ou bien entre deux corps osseux adjacents (1-5), par exemple des corps vertébraux (4-1) (4-2) pour réaliser la fusion de ces derniers, caractérisée en ce que ladite cage intersomatique est réalisée selon le flux d'exécution suivant : 1- Acquisition numérique de la zone de travail (1-1), dans ce mode d'illustration un disque intervertébral dégénératif (1-2) est numérisé par imagerie à résonance magnétique (IRM). Interbody spinal cage (1-4) intended to be implanted in a bony body or between two adjacent bone bodies (1-5), for example the vertebral bodies (4-1) (4-2) to realize the fusion of these latter, characterized in that said interbody cage is performed according to the following execution flow: 1- Digital capture of the work area (1-1), in this illustrative mode a degenerative intervertebral disk (1-2) is digitized by magnetic resonance imaging (MRI). 2- Interprétation de l'IRM pour analyse de la structure de l'os et mesure de la densité osseuse (DMO). 2- MRI Interpretation for analysis of the bone structure and measurement of bone density (BMD). 3- Un logiciel de conception en trois dimensions est utilisé pour reprendre les contours et les dimensions du disque intervertébral (1-2) pour générer une silhouette 3D optimisée (1-3) dudit disque (1-2). 3- A design software in three dimensions is used to take the contours and dimensions of the intervertebral disc (1-2) for generating an optimized 3D silhouette (1-3) of said disk (1-2). 4- Délimitations de la paroi externe (2-1) et de la cavité interne (2-3). 4. Boundaries of the outer wall (2-1) and the internal cavity (2-3). 5- Génération de l'implant osseux (1-4) avec les doubles structures poreuses respectivement semi-rigide pour la paroi externe (2-1) et souple pour les faces de fusion (2-2) (2-3). 5- Generating the bone implant (1-4) with double porous structures rigid respectively to the outer wall (2-1) and flexible for melting faces (2-2) (2-3). 6- Pose de la cage intersomatique (1-5) entre les vertèbres adjacentes (4-1) (4-2) et sa fixation par l'introduction d'un organe écarteur (2-4) entre les faces de fusions (2-2) (2-3). 6- Laying of the intervertebral cage (1-5) between adjacent vertebrae (4-1) (4-2) and its attachment by the introduction of a spacer member (2-4) between the fusions faces (2 -2) (2-3).

Une cage intersomatique telle que décrite dans la présente invention est de forme anatomique comme illustré en fig-2, se caractérise en ce que la cage intersomatique est composée 1- d'une paroi externe à structures poreuses semi-rigide (2-1), caractérisée en ce que ladite paroi externe destinée à supporter la compression des corps osseux, dans le cas de l'exemple de la présente invention deux vertèbres adjacentes (4-1) (4-2) à un disque intervertébral (1-2). An intersomatic cage as described in the present invention is anatomically shaped as shown in Fig-2 is characterized in that the intersomatic cage 1 is composed of an outer wall to rigid porous structures (2-1), characterized in that said outer wall for supporting the compression of the bone shaft, in the case of example of the present invention two adjacent vertebrae (4-1) (4-2) in an intervertebral disc (1-2). 2- d'un espace interne à structure en treillis souple exposé par une première face de fusion (2-2) destinée à venir en contact avec l'un des corps osseux (4-1), une seconde face de fusion (2-3), opposée à la précédente destinée à venir en contact avec l'autre corps osseux(4-5), lesdites faces de fusion (2-2) (2-3) sont disposées parallèlement sans contact de leurs faces internes(3-3), 3- d'un organe écarteur (2-4) en forme de coin à fendre , caractérisé en ce que ledit organe écarteur (2-4) repousse les faces de fusion(2-2)(2-3) contre les corps osseux (4-1)(4-2) après son introduction par un orifice muni d'un système de guidage avantageusement disposé afin d'assurer le passage de l'organe écarteur (2-4) au milieu des faces de fusions (2-2) (2-3) 2- a flexible inner space lattice structure exposed by a first face of fusion (2-2) intended to come into contact with one of the bone bodies (4-1), a second face of fusion (2- 3), opposite to the previous intended to come into contact with the other bone body (4-5), said fusion faces (2-2) (2-3) are arranged in parallel without contact with their inner faces (3- 3) 3- a spacer member (2-4) in the form of splitting wedge, characterized in that said spreader member (2-4) pushes the melting faces (2-2) (2-3) against bone body (4-1) (4-2) after its insertion through an orifice provided with a suitably disposed guide system to ensure the passage of the spreader member (2-4) in the middle of the faces of mergers (2-2) (2-3)

Pour une meilleure compréhension de la présente invention, une coupe longitudinale de la cage intersomatique comme indiqué en fig-3, illustre bien le système d'expansion (3-6) des faces de fusion (2-2) (2-3). For a clearer understanding of the present invention, a longitudinal section of the intervertebral cage as shown in Fig-3, illustrates the expansion system (3-6) of the melting faces (2-2) (2-3). L'organe écarteur (3-5) est introduit dans l'espace (3-3) situé en interne des faces de fusions (2-2) (2-3), à son passage et avec sa forme en coin de fente, ledit organe écarteur (3-5) repousse les faces de fusions (2-2) (2-3) contre la face supérieure de la vertèbre inférieure (4-2) et contre la face inférieure de la vertèbre supérieure (4-1). The spreader member (3-5) is introduced into the space (3-3) located in internal fusions faces (2-2) (2-3) in its passage and with its wedge-shaped slot, said spacer member (3-5) pushes fusions faces (2-2) (2-3) against the upper face of the lower vertebra (4-2) and against the underside of the upper vertebra (4-1) .

Une coupe longitudinale de la cage intersomatique installée entre deux vertèbres comme indiqué en fig-4, illustre bien le système autobloquant, caractérisé en ce que les extrémités des intersections du treillis poreux des surfaces externes (4-3) et (4-5) des deux faces de fusion (2-2) (2-3) sont en forme de pics pyramidaux (4-6). A longitudinal section of the intervertebral cage installed between two vertebrae as shown in Fig-4, illustrates the self-locking system, characterized in that the ends of the intersections of the porous mesh of the outer surfaces (4-3) and (4-5) of two fusion faces (2-2) (2-3) are in the shape of pyramidal peaks (4-6). Les dits pic pyramidaux (4-6) viennent s'enfoncer dans la face supérieure de la vertèbre inférieure (4-2) et dans la face inférieure de la vertèbre supérieure (4-1) sous la contrainte de poussée de l'organe écarteur (3-5), ce mode de blocage présente l'avantage des grandes surfaces d'accroche (4-3) (4-5) entre la cage intersomatique (1-4) et les vertèbres (4-1) (4-2). Said pyramidal peak (4-6) come to sink into the upper surface of the lower vertebra (4-2) and in the lower face of the upper vertebra (4-1) under the thrust of the spacer member stress (3-5), that this blocking mode advantage of large surfaces grip (4-3) (4-5) between the intervertebral cage (1-4) and vertebrae (4-1) (4- 2). Lesdites surfaces d'accroche (4-3) (4-5) sont tapissés de pics qui sont introduits dans les vertèbres ce qui favorise avantageusement l'oséintégration et l'ostéosynthèse par la colonisation rapide des pores (3-2) de la cage intersomatique. Said hook surfaces (4-3) (4-5) are covered with spikes that are introduced into the vertebrae which advantageously promotes oséintégration and osteosynthesis by the rapid colonization of pores (3-2) of the cage interbody.

Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle la possibilité du contrôle de l'élasticité de ladite cage intersomatique dans ses deux zones (paroi externe, espace interne) en fonction du milieu implantaire par le biais du contrôle des structures en treillis, la pose de la cage sans greffon, la fixation de la cage par un système d'expansion et le blocage de la cage par un lit de pics pyramidaux. The advantages clearly appear from the description, in particular the elasticity can control is emphasized and recalled said intersomatic cage in its two areas (outer wall, inner space) based on the implant environment through control structures lattice, the laying of the cage without graft, securing the cage by a blowing system and blocking the cage by a bed of pyramidal peaks.

Claims (7)

  1. Revendications claims
    1- Cage intersomatique rachidienne (1-4) de forme anatomique destinée à être implantée dans un corps osseux ou bien entre deux corps osseux adjacents, par exemple des corps vertébraux pour réaliser la fusion de ces derniers, caractérisée en ce que ladite cage intersomatique est composée : i- d'une paroi externe à structures en treillis semi-rigides (2-1), destinée à supporter la compression des corps osseux ii- d'un espace interne à structure en treillis souple exposé par une première face de fusion (2-2) destinée à venir en contact avec l'un des corps osseux (4-1), une seconde face de fusion (2-3), opposée à la précédente destinée à venir en contact avec l'autre corps osseux (4-2), lesdites faces de fusion sont disposées parallèlement sans contact de leurs faces internes (3-3) iii- d'un organe écarteur (2-4) en forme de coin de fente, qui repousse et bloque les faces de fusion (2-2) (2-3) contre les corps osseux (4-1) (4-2). 1- interbody spinal cage (1-4) of anatomical shape for implantation in a bony body or between two adjacent bone bodies, for example the vertebral bodies to achieve melting thereof, characterized in that said interbody cage is consisting of: i- an outer wall to semi-rigid lattice structures (2-1), for supporting the compression of the bone body ii- a flexible mesh structure internal space exposed by a first face of fusion ( 2-2) intended to come into contact with one of the bone bodies (4-1), a second face of fusion (2-3), opposite to the previous intended to come into contact with the other bone body (4 -2), said fusion faces are arranged parallel without contact with their inner faces (3-3) iii-a spreader member (2-4) wedge-shaped slot, which pushes and locks the melting faces ( 2-2) (2-3) against the bone body (4-1) (4-2).
  2. 2- Cage intersomatique rachidienne (1-4) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités des intersections du treillis poreux de la surface des faces de fusion (2-2) (2-3) sont en forme de pics pyramidaux. 2- interbody spinal cage (1-4) according to claim 1, characterized in that the ends of the porous lattice intersections of the surface of the melting faces (2-2) (2-3) are in the shape of pyramidal peaks.
  3. 3- Cage intersomatique rachidienne (1-4) selon l'une des revendications 1 à 2 , caractérisée en ce que la structure poreuse des faces de fusion (2-2) (2-3) présente une porosité comprise entre 65% et 85%, une taille des pores comprise entre 100pm et 650pm avec une distribution de la porosité comprise entre 450pm et 700pm et une interconnectivité totale. 3- interbody spinal cage (1-4) according to one of claims 1 to 2, characterized in that the porous structure of the melting faces (2-2) (2-3) has a porosity between 65% and 85 %, a pore size of between 100 .mu.m and 650pm with a porosity distribution between 450pm and 700pm and complete interconnectivity.
  4. 4- Cage intersomatique rachidienne (1-4) selon l'une des revendications de 1 à 3, caractérisée en ce que la paroi externe (2-1 ) présente une porosité comprise entre 25% et 45%, une taille des pores comprise entre 450pm et 650pm et une distribution des pores comprise entre 800pm et 1800pm avec une interconnectivité totale. 4- interbody spinal cage (1-4) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer wall (2-1) has a porosity between 25% and 45%, a pore size of between 450pm and 650pm and a pore distribution between 800pm and 1800pm with total interconnectivity.
  5. 5- Cage intersomatique rachidienne (1-4) selon l'une des revendications de 1 à 4, caractérisée en ce que ladite cage intersomatique a une déformation élastique homogène à la zone d'implantation , avec respectivement un module d'élasticité compris entre 10Gpa et 30Gpa pour les faces de fusion (2-2) (2-3) et un module d'élasticité compris entre 30Gpa et 70Gpa pour la paroi externe (2-1 ). 5- interbody spinal cage (1-4) according to one of claims 1 to 4, characterized in that said interbody cage has a uniform elastic deformation to the location area, with a modulus of elasticity between 10Gpa respectively 30Gpa and the fusion faces (2-2) (2-3) and a modulus of elasticity of between 30Gpa 70Gpa and to the outer wall (2-1).
  6. 6- Cage intersomatique rachidienne (1-4) selon l'une des revendications de 1 à 5, caractérisée en ce que ladite cage est réalisée dans un matériau biocompatible contenant un composite binaire zircone/titane avec des concentrations de poudre de zircone comprise entre 0,5 % et 15 %. 6- interbody spinal cage (1-4) according to one of claims 1 to 5, characterized in that said cage is made of a biocompatible material containing a binary composite zirconia / titanium with concentrations of zirconia powder between 0 , 5% and 15%.
  7. 7- Procédé de fabrication de cage intersomatique (1-4) selon l'une des revendications de 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est effectué par empilement de couches de poudres métalliques ou non métalliques, fusionnées sélectivement par concentration d'une source d'énergie modulable. 7- A method of manufacturing intervertebral cage (1-4) according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is made by stacking layers of metallic or non-metallic powders, selectively fused by concentrating a source modulatable energy.
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