WO2002056777A1 - Tige d'allongement, notamment pour protheses implantables - Google Patents

Tige d'allongement, notamment pour protheses implantables Download PDF

Info

Publication number
WO2002056777A1
WO2002056777A1 PCT/FR2002/000058 FR0200058W WO02056777A1 WO 2002056777 A1 WO2002056777 A1 WO 2002056777A1 FR 0200058 W FR0200058 W FR 0200058W WO 02056777 A1 WO02056777 A1 WO 02056777A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rack
relative
elongation
amount
extension rod
Prior art date
Application number
PCT/FR2002/000058
Other languages
English (en)
Inventor
Arnaud André SOUBEIRAN
Original Assignee
Soubeiran Arnaud Andre
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Soubeiran Arnaud Andre filed Critical Soubeiran Arnaud Andre
Publication of WO2002056777A1 publication Critical patent/WO2002056777A1/fr

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/72—Intramedullary pins, nails or other devices
    • A61B17/7216—Intramedullary pins, nails or other devices for bone lengthening or compression

Definitions

  • the present invention relates to elongation rods which find a particularly advantageous application as elongation rods or prostheses implantable in a particularly human organism, for example in the medullary canal of a long bone of a limb or on the surface of any bone, jaw, skull, etc. to achieve the progressive elongation of this bone previously osteotomy and, simultaneously, of the soft tissues which surround it.
  • Such extension rods can also be implanted along the spine, in patients of all ages to gradually correct a deformation, and in children to, moreover, maintain, during growth, a corrected position of the vertebrae. .
  • any prosthesis can also be integrated into any prosthesis to give it the capacity to lengthen to reproduce the growth of a bone which it replaces and simultaneously entail that of the soft tissues which surround it, which is particularly advantageous for replacing a bone or part of a bone that includes growth cartilage in a child.
  • They comprise for example a first and a second part, the second part being able to slide in a given direction relative to the first part, first means of connection to the body integral with the first part, second means of connection to the body integral with the second part and a means for transforming a rotation of a third part with respect to the first into a translation of said second part with respect to the first in the desired direction of elongation of the mechanical rod for obtain the desired displacement of the portions of the body which are linked to the two parts of the rod.
  • the third part is often confused with the second part as in the systems described in documents US-A-5,074,882 and US-A-5,505,733, or separate but also linked to the organism as in US-A-5 326 360 so that it is possible to activate the rod, i.e. to force the rotations, from forces applied to the outside of the organism and transmitted through the parts of the organism to which the stem is linked.
  • the present invention therefore aims to provide an extension rod which largely overcomes the drawbacks, mentioned above, of the extension rods known from the prior art. More specifically, the subject of the present invention is an extension rod comprising a first part and a second part, the two said first and second parts being arranged to move relative to each other in a given direction, characterized by the fact that it further comprises means for storing a given quantity of energy when the first part moves by an amount ⁇ x relative to the second part between a first and a second position, in the opposite direction to the direction of the elongation, and transforming the quantity of stored energy, into a displacement of the first part with respect to the second part between its second position and a third position, in the direction of elongation and by a quantity ⁇ y greater than ⁇ x.
  • FIGS. 1 to 5 represent the block diagram of five embodiments of an extension rod according to the invention.
  • FIG. 6 represents, seen in schematic section, an exemplary embodiment of means for blocking or unblocking the possibility of elongation of the elongation rod according to the invention, which can be applied to the embodiments according to FIGS. 1 to 5.
  • FIGS. 1 to 6 represent several embodiments of the extension rod according to the invention, in order to facilitate understanding of the present description, the same references designate the same elements there, whatever the figure on which they appear and whatever the form of representation of these elements. Likewise, if elements are not specifically referenced in one of the figures, their reference can be easily found by referring to another figure.
  • the object of the invention comprises "at least one" element having a given function
  • the embodiment described may include several of these elements.
  • the embodiment of the object according to the invention as illustrated comprises several elements with identical function and that if, in the description, it is not specified that the object according to this invention must necessarily include a particular number of these elements, the object of the invention may be defined as comprising "at least one" of these elements.
  • the object of the invention may be defined as comprising "at least one" of these elements.
  • ratchet-rack system we must understand a system consisting of two elements respectively called “ratchet” and “rack” capable of moving relative to each other. under the action of two opposite forces which are respectively applied to them, only in one direction, and this, whatever the means of cooperation between these two elements to obtain the result defined above.
  • the means of cooperation between the pawl and the rack can be of all types, for example mechanical, electrical, electromagnetic, etc.
  • a ratchet-rack system known in itself, essentially consisting of a rack consisting of a succession of asymmetrical teeth and at least one pawl comprising at least one tooth capable of cooperating with the rack on which it is kept applied under the effect of an elastic element such as a spring so that it can move in a direction relative to the rack by sliding on the inclined face of a tooth to its top before falling back into the next, but not in the opposite direction, the geometry of the teeth forming a stop.
  • the figures represent only the basic diagram of embodiments of the extension rod according to the invention, but it is obvious that, knowing this schematic representation, the skilled person will be able to easily produce extension rods adapted to each standard or custom application that can be integrated directly into the body or within a device intended to be placed in a particular body.
  • the extension rod comprises a first part I and a second part it arranged to move relative to each other in a given direction 1, for example parts of revolution capable of sliding l 'one in the other.
  • the elongation rod comprises means for linking the first and second parts I and II respectively to the two said portions of organism.
  • the extension rod further comprises means 2 for storing a given amount of energy when the first part I moves by an amount ⁇ x relative to the second part II between a first and a second position, in the opposite direction to the direction of elongation, arrow 3, and to transform the amount of energy stored, in a displacement of the first part I relative to the second part II between its second position and a third position, in the direction of elongation, arrow 5, and by an amount ⁇ y greater than ⁇ x.
  • the means for storing the quantity of energy given and transforming it into a displacement of the first part as defined above comprise elastic means
  • these elastic means can be constituted by at least one of the following elements: compression spring, tension spring, bar or torsion spring, or even if necessary by a combination of these elements.
  • Which springs can be in particular metallic, polymer or gas.
  • the means 2 for storing a given quantity of energy when the first part I moves by an amount ⁇ x relative to the second part II between a first and a second position, in the direction 3 opposite to the direction 5 of the elongation, and to transform the quantity of stored energy, in a displacement of the first part I relative to the second part II between its second position and a third position, in the direction 5 of the elongation and of an amount ⁇ y greater than ⁇ x comprise two first and second "ratchet-rack" systems 14, 15 and a lever 10 such that one of the ends 9 of the lever 10 is in contact with one of the parts of the first "ratchet-rack" system 14 and that a pivot pin 11 belonging to lever 10 rests on one of the parts of the second "ratchet-rack” system 15.
  • FIG. 1 represents a first embodiment of the extension rod according to the invention corresponding to the definition above, in which the means for storing the quantity of energy given and transforming it into a displacement of the first part as defined above comprise compressible elastic means constituted by a compression spring 6.
  • the compression spring 6 is connected by one of its ends 7 to the first part I and by its other end 8, for example by via a rigid tab 13, at a first end 9 of a lever 10 for example by means of a pivot or the like.
  • the other end 12 of the lever 10 opposite its first end 9 is connected to the first part I, for example by a pivot with an axis parallel to the axis of the pivot associated with the end 9 or the like, by means of a tab 13 'of constant and determined length, so that this end 12 is always located at the same distance from the first part I, whatever the position thereof.
  • the lever 10 is preferably of variable length, such as for example a slide lever or a telescopic lever, preferentially to a possibility of deformation of the connecting lugs like the rigid lugs 13 and 13 '.
  • the extension rod further comprises two "ratchet-rack" systems 14 and 15 whose pawls
  • the two racks associated with the two pawls 16, 17 are integral with the second part II and can be merged into a single rack 18, as illustrated in FIG. 1.
  • the pawls 16 and 17 are configured, relative to the rack 18, of so that they can only move relative to it in the direction of the lengthening of the rod, arrow 5.
  • the movement of the pawl 17 is guided during its movement in translation relative to the second part II by means for example of a slide or the like 19 when the geometry chosen for the part
  • FIG. 1A shows the extension rod in a position defined as the initial position.
  • To lengthen the rod we start by moving the first part I in the direction 3 opposite to that 5 of the desired elongation, for example by a quantity ⁇ x between a first position ( Figure 1A) and a second position ( Figure 1 B ).
  • the pawl 17 remains blocked on the rack 18, constituting a support for the lever 10 which then undergoes a dextrorsum rotation around the virtual axis 1 1 which is the point where it is connected to the pawl 17, noting that the position of this axis translates in the direction of the arrow 3 and that the lever 10 becomes longer, which is possible due to its variable length configuration, a preferable solution to the structure comprising a deformation of the connecting lugs like the lugs 13 and 13 '.
  • the end 12 of the lever 10 moves in the direction 3 by an amount equal to ⁇ x, and its end 9 moves by a value ⁇ x 'in the direction 5 due to the rotation around the axis 11 and the non-resistance to this movement of the pawl 16 which progresses along the rack 18.
  • the end 8 of the spring is therefore also displaced by ⁇ x 'in the direction of elongation 5, simultaneously with the movement of its other end 7 in direction 3 opposite to the elongation and of a value ⁇ x.
  • the pawl 17 which can slide along the rack 18 in the direction of elongation 5 is moved in this direction by the quantity ⁇ x 'by means of the lever 10 whose end 9 connected to the pawl 16 cannot move back and then becomes the fulcrum for the rotation of the lever.
  • the extension rod may further comprise means for limiting the amplitude of movement of the first part I relative to the second part II.
  • These means can be constituted in different ways. In FIG. 1, they have been represented diagrammatically by stop means 99 integral with the second part II which limit the amplitude of rotation of the lever 10. In the absence of such means, the elongation obtained during a reset-elongation cycle given will depend on the force exerted during the rearming and the stiffness of the elastic mechanical energy accumulation system.
  • the compression spring 6 is interposed between the pawl 16 and the first part I. It is however possible to design another equivalent embodiment, such as that illustrated in FIG. 3, in which the compression spring 6 is replaced by another compression spring 6 'whose two ends T and 8' are respectively connected to the pawl 17 and to the end 12 of the lever 10.
  • the means 2 for storing a given quantity of energy when the first part moves by an amount ⁇ x relative to the second part between a first and a second position, in the direction 3 opposite to the direction 5 of the elongation, and to transform the amount of stored energy, in a displacement of the first part I relative to the second part 11 between its second position and a third position, in the direction 5 of the elongation and d 'a quantity ⁇ y greater than ⁇ x comprise three third, fourth and fifth systems "ratchet-rack" 25, 26, 34 such that one of the two parts of the fourth system "ratchet-rack" 26 is integral in translation in direction 1 of one of the two parts of the third "ratchet-rack” system 25 and that the other part of the fourth "ratchet-rack” system is integral in translation in direction 1 of a e of the two parts of the fifth "ratchet-rack” system 34.
  • FIG. 2 represents an embodiment of the extension rod according to the invention corresponding to the definition given above, in which the means 2 for storing a given quantity of energy when the first part I moves by one quantity ⁇ x with respect to the second part II, in the opposite direction to the direction of elongation, arrow 3, between a first and a second position, and to transform the quantity of energy stored, in a second movement of the first part I relative to the second part II, in the direction of elongation, arrow 5, between its second position and a third position and of an amount ⁇ y greater than ⁇ x, comprise compressible elastic means constituted by at least two springs of compression
  • the compression spring 21 has one end 23 secured to the first part I, its other end 24 being connected to two "ratchet-rack" systems
  • the rack 30 which cooperates with the pawl 27 furthest from the end 24 of the spring 21 is integral with the second part II.
  • These means 2 further comprise, in this embodiment, another "ratchet-rack” system 34, the pawl 35 of which is integral with the first part I, its rack 36 being integral with the rack 31 with which the ratchet 28 cooperates. closer to the end 24 of the compression spring 21.
  • the two racks 31 and 36 will form only one which is mounted movable in translation in the direction 1 relative to the second part II.
  • pawls 27, 28 and 35 are arranged and mounted in cooperation with their respective rack 30, 31 and 36 so that they can move, relative to these racks, only in the direction 5 of the elongation .
  • the extension rod according to the embodiment illustrated in FIG. 2 operates as follows:
  • the extension rod is in its initial position, as illustrated in FIG. 2A.
  • the pawl 35 drives the rack 36, and therefore the rack 31, in a displacement ⁇ x opposite to the direction 5 of the elongation, which results in the shortening of an amount ⁇ x of the compression spring 22 whose end 32 is integral with the second part II.
  • the extension rod then takes the configuration as illustrated in FIG. 2B.
  • the spring 21 relaxes and displaces the first part I and the pawl 35, which does not oppose it, in the direction of the extension 5 of a quantity ⁇ x.
  • the spring 22 expands, moving the rack 31 in the direction of elongation 5 by an amount ⁇ x and causing in this same movement the pawl 28 and, via the support 29, the pawl 27 which moves by compared to its rack 30.
  • the extension rod has also returned to a state which will allow it to perform a new cycle as soon as an appropriate force is applied to it again.
  • the extension rod may further include means for limiting the amplitude of the displacement tox.
  • These means have only been schematically illustrated in FIG. 2C to avoid the complication of the drawings. They are constituted for example by jumpers, in this case two in number 40 and 41.
  • the ends of the jumper 40 cooperate with forks respectively integral with the rack 30 and the racks 31 and 36 to limit the amplitude of the compression and of the relaxation of the spring 21.
  • the ends of the rider 41 cooperate with forks respectively secured to the support 29 and to the first part I, in order to limit the amplitude of the compression and the relaxation of the spring 22.
  • FIGS. 1 and 2 are produced with elastic means constituted by compression springs, either the compression spring 6 for the embodiment according to FIG. 1, or the two compression springs 21, 22 for the embodiment according to FIG. 2.
  • FIG. 4 represents an embodiment in which the compression spring 21 according to the embodiment of FIG. 2 has been replaced by a spring 37 operating in tension in the direction 1 defined above, this tension spring 37 being mounted between the two pawls 28 and 35, the pawl 28 being connected to the end 38 of this spring closest to the first part I, the other end 39 of the spring being connected to the first part I and / or to the pawl 35 .
  • FIG. 5 represents another embodiment of the rod according to the invention which is particularly advantageous in the case of an embodiment using tubular elements capable of sliding one inside the other, for example for applications as implantable prostheses in the medullary canal of a long bone of a limb using so-called "opposite" racks.
  • the means 2 for storing a given quantity of energy when the first part moves by an amount ⁇ x relative to the second part between a first and a second position, in the direction 3 opposite to the direction 5 of the elongation, and to transform the quantity of energy stored, in a displacement of the first part I relative to the second part II between its second position and a third position, in the direction 5 of the elongation and by a quantity ⁇ y greater than ⁇ x are constituted by two compression springs 63, 64 mounted in series, means for compressing each spring by a quantity ⁇ x for a displacement of the first part I towards the second part II and means for adding the elongations ⁇ x by relaxing the springs 63, 64, to move the first part I away from the second part II from the quantity 2 ⁇ x from its second position.
  • the means defined above comprise a ratchet-rack system 51 comprising a rack 52 and a ratchet 53 mounted in cooperation by means 54 with the first part I.
  • the extension rod further comprises a sleeve 55 mounted sliding in direction 1 on a guide core 56 integral with the first part I.
  • This sleeve 55 are associated respectively two systems 57, 58 ratchet-rack.
  • the ratchet-rack system 57 comprises a ratchet 59 and a rack 60 which forms only one rack with the rack 52 defined above.
  • the ratchet-rack system 58 comprises a ratchet 61 associated with a rack 62 which is arranged so as to be parallel to the assembly of the two racks 60 and 52 and to the direction 1.
  • the rack 62 is integral with the second part 11.
  • the compression spring 63 is mounted between the sleeve 55 and the first part I, advantageously coaxially with the guide core 56 and the compression spring 64 is mounted between the assembly of the two racks 52, 60 and the rack 62.
  • the extension rod according to the embodiment illustrated in FIG. 5 works as follows:
  • the first part I is moved towards the second part II, by an amount ⁇ x for example.
  • the pawl 61 maintains the sleeve 55 in position relative to the rack 62.
  • the pawl 53 causes the displacement of the two racks 52, 60 by the same amount ,x, the displacement of the rack 60 being possible by relative to the pawl 59 which remains in position relative to the second part II since it is integral with the sleeve 55.
  • the rack 60 compresses the spring 64 by the quantity ⁇ x since the rack 62 remains fixed relative to the second part II.
  • the displacement ⁇ x of the first part I relative to the second part II, in the direction 3 opposite to the direction 5 of the elongation, causes the compression of the two springs 63 and 64 each of the quantity ⁇ x.
  • the two springs 63, 64 both relax by the same amount ⁇ x.
  • the spring 63 relaxes by the same quantity ⁇ x, allowing the displacement of the first part I by this quantity relative to the sleeve, made possible by the configuration of the first ratchet-rack system 51. Consequently, as the sleeve 55 has moved in the direction 5 of the elongation by an amount ⁇ x and as the first part I has moved in the direction 5 and by the same amount ⁇ x relative to this sleeve, after having been brought closer to the second part II in direction 3, the first part I has moved with respect to the second part II, in the direction 5 of the elongation, by the quantity 2 ⁇ x - ⁇ x, ie ⁇ x.
  • the elongation of the rod is therefore ⁇ x, each time the first part
  • the extension rod according to the invention also comprises controllable means for locking-unlocking the possibility of movement of the first and second parts I, II relative to each other.
  • controllable means for locking-unlocking the possibility of movement of the first and second parts I, II relative to each other There are of course many means for achieving this function, FIG. 6 by illustrating an advantageous example, in which the pawls 100 used to cooperate with a rack 101 are of a traditional type. These means comprise a finger 102 mounted in translation in a housing 103, between two positions, a first locking position Pb and a second unlocking position Pd, the movement of this finger being perpendicular to the direction in which the pawl 100 moves in its cavity 105 when it jumps from one tooth 104 from the rack to the next.
  • the finger 101 When it is in its first position Pb, that illustrated in solid lines in FIG. 6, the finger 101 is placed below the pawl 100 and prevents it from going down into its cavity 105, and therefore moving on to the next tooth.
  • the pawl is held in a fixed position on the rack 101.
  • the finger 100 When it is in its second position Pd, that illustrated in broken lines in FIG. 6, the finger 100 is released from the path of the pawl in the cavity 105. It does not prevents more to descend into this cavity 105, position shown in broken lines, and to slide on a tooth to jump to the next, which allows the pawl and the rack to move relative to each other in a known manner in herself.
  • the translation of the finger 100 in the housing 103, from one position to the other Pb and Pd and vice versa, can be controlled by different means.
  • Such control means are for example constituted by the earth's gravity itself.
  • the extension rod is implanted in the femur of a patient and if the finger 102 has been positioned in its housing 103 so that it fills, first position Pb, the cavity 105 of the pawl 100 in the in the case of the standing station and releases it in the other position Pd, which the skilled person will be able to achieve without difficulty, the extension rod is blocked when the patient is standing, and can only be released when the patient is on his back and lifts his leg vertically, "foot in the air".
  • control means can also be constituted by a control using electromagnetic radiation emitted by a specific external device and a transducer capable of transforming this type of radiation into a translation.
  • the radiation is a magnetic field varying fairly quickly over time (frequency between 20 to 150 KHz for example) and the transducer is a device comprising a rod or a spring made of a shape memory alloy such as Nitinol, for example , connected to finger 102 and which can be heated by induction if included in a closed circuit in which the magnetic field produces a current, or by conduction if it is in contact with said closed circuit without being directly part of it.
  • the activation of the magnetic field produces the translation which moves the locking finger 102 away from the cavity 105 of the pawl 100, while a traditional spring returns the finger 102 to its first position Pb when the memory spring cools and the ratchet is inserted into a tooth of the rack with which it cooperates.
  • FIGS. 1 to 5 comprises the locking-unlocking means described above, it is possible, by controlling these means as described above, either to allow the movement of the two parts relative to each other or to prohibit it and therefore not to be able in this case to extend the rod.
  • - as a lengthening nail for a long bone.
  • the nail is introduced into the medullary canal of the long bone previously osteotomy, the first part I being secured, for example by means of screws, to one of the two parts of the bone and the second part II to the other; - as an extension plate that can be used for long bones as well as for the bones of the face, skull or ribs. These plates are placed along the osteotomy bone perpendicular to the desired direction of elongation;
  • prosthesis which can be used to replace a growing bone.
  • the prosthesis is fixed in a known manner to the part of the bone or to the remaining articular surface and can be lengthened by simple support of the patient if a remote-controlled locking system is provided or by pressure on the patient's leg while it is lying down and presenting his leg in the air;

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

La présente invention concerne les tiges d'allongement. La tige d'allongement selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'elle comporte une première pièce I et une seconde II agencées pour se déplacer l'une par rapport à l'autre sur une direction donnée (1), et des moyens (2) pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce entre une première et une seconde positions, dans le sens (3) opposé au sens (5) de l'allongement, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce I par rapport à la seconde pièce II entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens (5) de l'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx. Application, notamment, aux prothèses implantables dans un organisme humain.

Description

TIGE D'ALLONGEMENT
La présente invention concerne les tiges d'allongement qui trouvent une application particulièrement avantageuse comme tiges d'allongement ou prothèses implantables dans un organisme notamment humain, par exemple dans le canal médullaire d'un os long d'un membre ou à la surface d'un os quelconque, d'une mâchoire, du crâne, etc. pour réaliser l'allongement progressif de cet os préalablement ostéotomie et, simultanément, des tissus mous qui l'entourent. De telles tiges d'allongement peuvent aussi être implantées le long de la colonne vertébrale, chez des patients de tous âges pour corriger progressivement une déformation, et chez l'enfant pour, en outre, maintenir, durant la croissance, une position corrigée des vertèbres.
Elles peuvent aussi être intégrées dans une prothèse quelconque pour lui conférer la capacité de s'allonger pour reproduire la croissance d'un os qu'elle remplace et entraîner simultanément celle des tissus mous qui l'entourent, ce qui est particulièrement intéressant pour remplacer un os ou une partie d'os incluant un cartilage de croissance chez un enfant.
Plusieurs tiges d'allongement mécaniques implantables dans un organisme notamment humain existent déjà, et particulièrement celles décrites dans les documents US-A-5074 882, US-A-5505733 ou US-A-5326360.
Elles comportent par exemple une première et une seconde parties, la seconde partie étant apte à coulisser suivant une direction donnée par rapport à la première partie, des premiers moyens de liaison à l'organisme solidaires de la première partie, des seconds moyens de liaison à l'organisme solidaires de la seconde partie et un moyen pour transformer une rotation d'une troisième partie par rapport à la première en une translation de ladite seconde partie par rapport à la première dans le sens souhaité de l'allongement de la tige mécanique pour obtenir le déplacement voulu des portions de l'organisme qui sont liées aux deux parties de la tige. La troisième partie est souvent confondue avec la seconde partie comme dans les systèmes décrits dans les documents US-A-5 074 882 et US-A-5 505 733, ou distincte mais également liée à l'organisme comme dans US- A-5 326 360 de façon qu'il soit possible d'activer la tige, c'est-à-dire de forcer les rotations, à partir d'efforts appliqués sur l'extérieur de l'organisme et transmis par l'intermédiaire des parties de l'organisme auxquelles la tige est liée.
Ces tiges d'allongement mécaniques implantables existantes présentent toutefois plusieurs inconvénients, parmi lesquels: - le caractère non physiologique des contraintes appliquées sur l'organisme pour les activer : par exemple, dans le cas d'une tige placée au centre d'un os pour l'allonger, le cisaillement de l'os en formation qui entoure la tige ou encore les efforts qui s'appliquent sur les articulations à travers lesquelles doit s'effectuer la transmission des efforts appliqués à l'extérieur de l'organisme vers la tige et les douleurs fréquemment engendrées,
- une relative sophistication et une relative fragilité de leurs mécanismes, et leur corollaire, à savoir la difficulté de les miniaturiser,
- la possibilité d'allongements non souhaités si une liberté de mouvement normale est laissée au patient, particulièrement par exemple lorsque la tige est placée dans le fémur, ce qui limite ou interdit l'usage de ces tiges pour des applications dans lesquelles on préférerait que l'allongement se produise sur une longue période et de façon bien contrôlée, comme c'est le cas pour les prothèses pédiatriques,
- l'impossibilité d'utiliser ces tiges dans les applications et localisations où la rotation nécessaire à leur activation ne peut être réalisée, par exemple pour allonger un os de la mâchoire ou du crâne.
La présente invention a donc pour but de réaliser une tige d'allongement qui pallie en grande partie les inconvénients, mentionnés ci-dessus, des tiges d'allongement connues de l'art antérieur. Plus précisément, la présente invention a pour objet une tige d'allongement comportant une première pièce et une seconde pièce, les deux dites première et seconde pièces étant agencées pour se déplacer l'une par rapport à l'autre sur une direction donnée, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce entre une première et une seconde positions, dans le sens opposé au sens de l'allongement, et transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce par rapport à la seconde pièce entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens de l'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels :
Les figures 1 à 5 représentent le schéma de principe de cinq modes de réalisation d'une tige d'allongement selon l'invention, et
La figure 6 représente, vu en coupe schématique, un exemple de réalisation de moyens pour bloquer ou débloquer la possibilité d'allongement de la tige d'allongement selon l'invention, pouvant s'appliquer aux réalisations selon les figures 1 à 5.
Bien que les figures 1 à 6 représentent plusieurs modes de réalisation de la tige d'allongement selon l'invention, dans le but de faciliter la compréhension de la présente description, les mêmes références y désignent les mêmes éléments, quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leur référence peut être aisément retrouvée en se reportant à une autre figure.
Le Demandeur tient à préciser que les figures 1 à 6 représentent différents modes de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette invention.
Il précise en outre que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. II précise aussi que, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et que si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces éléments. II est également précisé que, dans la présente description, par "système cliquet-crémaillère", on doit comprendre un système constitué de deux éléments respectivement dénommés "cliquet" et "crémaillère" aptes à se déplacer l'un par rapport à l'autre sous l'action de deux forces opposées qui leur sont respectivement appliquées, uniquement dans un sens, et ce, quels que soient les moyens de coopération entre ces deux éléments pour obtenir le résultat défini ci- dessus.
Les moyens de coopération entre le cliquet et la crémaillère peuvent être de tous types par exemple mécaniques, électriques, électromagnétiques, etc. Cependant, dans le but de simplifier la présente description et de faciliter sa compréhension, il ne sera fait référence qu'à un système cliquet-crémaillère connu en lui-même, essentiellement constitué d'une crémaillère constituée d'une succession de dents asymétriques et d'au moins un cliquet comportant au moins une dent apte à coopérer avec la crémaillère sur laquelle il est maintenu appliqué sous l'effet d'un élément élastique tel qu'un ressort de manière qu'il puisse se déplacer dans un sens par rapport à la crémaillère en glissant sur le pan incliné d'une dent jusqu'à son sommet avant de retomber dans la suivante, mais pas dans le sens contraire, la géométrie des dents formant butée.
Les figures ne représentent que le schéma de principe de modes de réalisation de la tige d'allongement selon l'invention, mais il est bien évident que, connaissant cette représentation schématique, l'homme du métier saura sans difficulté réaliser des tiges d'allongement adaptées à chaque application standard ou sur mesure intégrables directement dans l'organisme ou au sein d'un dispositif destiné à être placé dans un organisme en particulier. Comme représenté sur les figures, la tige d'allongement comporte une première pièce I et une seconde pièce il agencées pour se déplacer l'une par rapport à l'autre suivant une direction donnée 1 , par exemple des pièces de révolution aptes à coulisser l'une dans l'autre.
Dans l'application à une prothèse implantable dans un organisme, notamment humain, pour déplacer deux portions de cet organisme l'une par rapport à l'autre, la tige d'allongement comprend des moyens pour lier les première et seconde pièces I et II respectivement aux deux dites portions d'organisme. Ces moyens sont bien connus en eux-mêmes et, comme ils n'entrent pas dans le champ de protection de la présente invention, ils ne seront pas plus amplement définis ici.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la tige d'allongement comporte en outre des moyens 2 pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce I se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce II entre une première et une seconde positions, dans le sens opposé au sens de l'allongement, flèche 3, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce I par rapport à la seconde pièce II entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens de l'allongement, flèche 5, et d'une quantité δy supérieure à δx.
Dans des réalisations possibles, les moyens pour emmagasiner la quantité d'énergie donnée et la transformer en un déplacement de la première pièce comme défini ci-dessus comportent des moyens élastiques
Il est de plus précisé que ces moyens élastiques peuvent être constitués par au moins l'un des éléments suivants : ressort de compression, ressort de traction, barre ou ressort de torsion, ou même si nécessaire par une combinaison des ces éléments. Lesquels ressorts peuvent être notamment métalliques, polymères ou à gaz.
Dans une réalisation avantageuse de la tige d'allongement, les moyens 2 pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce I se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce II entre une première et une seconde positions, dans le sens 3 opposé au sens 5 de l'allongement, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce I par rapport à la seconde pièce II entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens 5 de l'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx, comportent deux premier et deuxième systèmes "cliquet- crémaillère" 14, 15 et un levier 10 tels qu'une des extrémités 9 du levier 10 soit en contact avec une des parties du premier système "cliquet-crémaillère" 14 et qu'un axe pivot 11 appartenant au levier 10 s'appuie sur une des parties du second système"cliquet-crémaillère" 15.
La figure 1 représente un premier mode de réalisation de la tige d'allongement selon l'invention répondant à la définition ci-dessus, dans lequel les moyens pour emmagasiner la quantité d'énergie donnée et la transformer en un déplacement de la première pièce comme défini ci-dessus comportent des moyens élastiques compressibles constitués d'un ressort de compression 6.
Dans ce cas, le ressort de compression 6 est relié par une de ses extrémités 7 à la première pièce I et par son autre extrémité 8, par exemple par l'intermédiaire d'une patte rigide 13, à une première extrémité 9 d'un levier 10 par exemple au moyen d'un pivot ou analogue.
L'autre extrémité 12 du levier 10 opposée à sa première extrémité 9 est reliée à la première pièce I, par exemple par un pivot d'axe parallèle à l'axe du pivot associé à l'extrémité 9 ou analogue, au moyen d'une patte 13' de longueur constante et déterminée, de façon que cette extrémité 12 soit toujours située à la même distance de la première pièce I, quelle que soit la position de celle-ci.
Pour obtenir un fonctionnement correct de la tige comme explicité ci-après, le levier 10 est de préférence à longueur variable, comme par exemple un levier à coulisseau ou un levier telescopique, preferentiellement à une possibilité de déformation des pattes de liaison comme les pattes rigides 13 et 13'.
Selon ce premier mode de réalisation, figure 1 , la tige d'allongement comporte en outre deux systèmes "cliquet-crémaillère" 14 et 15 dont les cliquets
16, 17 sont respectivement solidaires de façon directe ou indirecte de l'extrémité 8 du ressort de compression 6 et du levier 10 au moyen d'un pivot ou analogue d'axe 1 1 parallèle aux axes des deux autres pivots et situé entre ces deux axes sur le levier, avantageusement sensiblement en son milieu. Les deux crémaillères associées aux deux cliquets 16, 17 sont solidaires de la seconde pièce II et peuvent être confondues en une seule crémaillère 18, comme illustré sur la figure 1. Les cliquets 16 et 17 sont configurés, par rapport à la crémaillère 18, de façon qu'ils ne puissent se déplacer par rapport à celle-ci que dans le sens de l'allongement de la tige, flèche 5.
De façon préférentielle, le déplacement du cliquet 17 est guidé lors de son déplacement en translation par rapport à la seconde pièce II au moyen par exemple d'une glissière ou analogue 19 quand la géométrie choisie pour la pièce
Il n'assure pas elle-même ce guidage, ce qui est le cas par exemple si la pièce II est tubulaire et si le support du cliquet 17 y coulisse à l'intérieur.
La figure 1A représente la tige d'allongement dans une position définie comme position initiale. Pour allonger la tige, on commence par déplacer la première pièce I dans le sens 3 opposé à celui 5 de l'allongement souhaité, par exemple d'une quantité δx entre une première position (figure 1A) et une seconde position (figure 1 B).
Dans ce sens, le cliquet 17 reste bloqué sur la crémaillère 18, constituant un appui pour le levier 10 qui subit alors une rotation dextrorsum autour de l'axe 1 1 virtuel qui est le point où il est relié au cliquet 17, en notant que la position de cet axe se translate dans le sens de la flèche 3 et que le levier 10 s'allonge, ce qui est possible du fait de sa configuration à longueur variable, solution préférable à la structure comportant une déformation des pattes de liaison comme les pattes 13 et 13'.
L'extrémité 12 du levier 10 se déplace dans le sens 3 d'une quantité égale à δx, et son extrémité 9 se déplace d'une valeur δx' dans le sens 5 du fait de la rotation autour de l'axe 11 et de la non-résistance à ce mouvement du cliquet 16 qui progresse le long de la crémaillère 18. L'extrémité 8 du ressort est donc elle aussi déplacée de δx' dans le sens de l'allongement 5, simultanément au déplacement de son autre extrémité 7 dans le sens 3 opposé à l'allongement et d'une valeur δx. Le ressort 6 se trouve ainsi raccourci d'une longueur δy = δx + δx', soit 2δx dans l'exemple illustré, et comprimé selon sa raideur. Quand l'effort exercé sur la première pièce I est relâché, le ressort comprimé 6 tend à se détendre de la valeur δy et, comme le cliquet 16 ne peut pas reculer dans le sens 3 opposé à l'allongement, la détente de ce ressort 6 pousse la première pièce I qui se déplace alors d'une valeur δy dans le sens 5 de l'allongement entre sa seconde position (figure 1 B) et une troisième position (figure 1C).
En même temps, le cliquet 17 qui peut coulisser le long de la crémaillère 18 dans le sens de l'allongement 5 est déplacé dans ce sens de la quantité δx' par l'intermédiaire du levier 10 dont l'extrémité 9 reliée au cliquet 16 ne peut reculer et devient alors le point d'appui pour la rotation du levier. La tige s'est donc allongée, par rapport à sa position initiale, d'une valeur δy - δx = δx', c'est-à-dire δx dans le cas du mode de réalisation selon la figure 1.
Ses différents éléments se retrouvent en outre dans une position qui permet qu'un nouveau cycle de réarmement-allongement puisse être provoqué.
De façon avantageuse, la tige d'allongement peut comporter en outre des moyens pour limiter l'amplitude de déplacement de la première pièce I par rapport à la seconde pièce II. Ces moyens peuvent être constitués de différentes façons. Sur la figure 1 , ils ont été représentés schématiquement par des moyens de butée 99 solidaires de la seconde pièce II qui limitent l'amplitude de la rotation du levier 10. En l'absence de tels moyens, l'allongement obtenu lors d'un cycle de réarmement-allongement donné dépendra de la force exercée lors du réarmement et de la raideur du système élastique d'accumulation d'énergie mécanique.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le ressort de compression 6 est interposé entre le cliquet 16 et la première pièce I. U est cependant possible de concevoir un autre mode de réalisation équivalent, comme celui illustré sur la figure 3, dans lequel le ressort de compression 6 est remplacé par un autre ressort de compression 6' dont les deux extrémités T et 8' sont respectivement reliées au cliquet 17 et à l'extrémité 12 du levier 10.
Il est aussi possible par exemple de réaliser une tige d'allongement comme illustré sur la figure 3, par utilisation d'un ressort de traction dont les deux extrémités sont respectivement reliées à l'extrémité 9 du levier 10 et au cliquet 17, ou d'un ressort ou barre de torsion fixé de manière à ce qu'il tende à rappeler le levier 10 dans sa position initiale.
Le fonctionnement de ce mode de réalisation selon la figure 3 se déduit sans difficulté de celui, décrit auparavant, du mode de réalisation selon la figure 1 et ne sera donc pas décrit ici.
Dans une seconde réalisation avantageuse possible, les moyens 2 pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce entre une première et une seconde positions, dans le sens 3 opposé au sens 5 de l'allongement, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce I par rapport à la seconde pièce 11 entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens 5 de l'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx, comportent trois troisième, quatrième et cinquième systèmes "cliquet-crémaillère" 25, 26, 34 tels qu'une des deux parties du quatrième système "cliquet-crémaillère" 26 est solidaire en translation suivant la direction 1 d'une des deux parties du troisième système "cliquet-crémaillère" 25 et que l'autre partie du quatrième système "cliquet-crémaillère" est solidaire en translation suivant la direction 1 d'une des deux parties du cinquième système "cliquet-crémaillère" 34. La figure 2 représente un mode de réalisation de la tige d'allongement selon l'invention répondant à la définition donnée ci-dessus, dans lequel les moyens 2 pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce I se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce II, dans le sens opposé au sens de l'allongement, flèche 3, entre une première et une seconde positions, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un second déplacement de la première pièce I par rapport à la seconde pièce II, dans le sens de l'allongement, flèche 5, entre sa seconde position et une troisième position et d'une quantité δy supérieure à δx, comportent des moyens élastiques compressibles constitués par au moins deux ressorts de compression
21, 22 dont les axes sont parallèles à la direction d'allongement 1.
Le ressort de compression 21 a une extrémité 23 solidaire de la première pièce I, son autre extrémité 24 étant reliée à deux systèmes "cliquet-crémaillère"
25, 26 dont les cliquets 27, 28 sont logés dans un même support 29. Ces deux cliquets 27, 28 coopèrent avec respectivement deux crémaillères 30, 31 reliées chacune à une des extrémités respectivement 32, 33 du ressort de compression
22. La crémaillère 30 qui coopère avec le cliquet 27 le plus éloigné de l'extrémité 24 du ressort 21 est solidaire de la seconde pièce II.
Ces moyens 2 comportent en outre, dans ce mode de réalisation, un autre système "cliquet-crémaillère" 34 dont le cliquet 35 est solidaire de la première pièce I, sa crémaillère 36 étant solidaire de la crémaillère 31 avec laquelle coopère le cliquet 28 le plus près de l'extrémité 24 du ressort de compression 21.
Dans une réalisation avantageuse, les deux crémaillères 31 et 36 n'en formeront qu'une seule qui est montée mobile en translation selon la direction 1 par rapport à la seconde pièce II.
De plus, les cliquets 27, 28 et 35 sont agencés et montés en coopération avec leur crémaillère respective 30, 31 et 36 de façon qu'ils ne puissent se déplacer, par rapport à ces crémaillères, que dans le sens 5 de l'allongement.
La tige d'allongement selon le mode de réalisation illustré sur la figure 2 fonctionne de la façon suivante:
On considère que la tige d'allongement est dans sa position initiale, comme illustré sur la figure 2A. On commence par déplacer la première pièce I dans le sens 3 opposé au sens 5 de l'allongement, entre une première position (figure 2A) et une seconde position (figure 2B), d'une quantité δx. Dans ce mouvement, le cliquet 35 entraîne la crémaillère 36, et donc la crémaillère 31, dans un déplacement δx opposé au sens 5 de l'allongement, ce qui entraîne le raccourcissement d'une quantité δx du ressort de compression 22 dont l'extrémité 32 est solidaire de la seconde pièce II. Dans ce mouvement de recul des deux crémaillères 31 et 36, la crémaillère 31 se déplace par rapport au cliquet 28 qui, lui, reste fixe par rapport à la seconde pièce II puisqu'il est lié par le support 29 au cliquet 27 monté en coopération avec la crémaillère 30 qui est solidaire de cette seconde pièce II.
Dans ces conditions, le cliquet 35 se rapproche du cliquet 28 d'une quantité δx et le ressort de compression 21 est raccourci de cette même valeur.
La tige d'allongement prend alors la configuration comme illustrée sur la figure 2B. Quand on relâche l'effort qui a amené le recul de la première pièce I d'une quantité δx, le ressort 21 se détend et déplace la première pièce I et le cliquet 35, qui ne s'y oppose pas, dans le sens de l'allongement 5 d'une quantité δx.
Simultanément, le ressort 22 se détend, déplaçant la crémaillère 31 dans le sens d'allongement 5 d'une quantité δx et entraînant dans ce même déplacement le cliquet 28 et, par l'intermédiaire du support 29, le cliquet 27 qui se déplace par rapport à sa crémaillère 30.
Les détentes des deux ressorts de compression 21, 22 s'ajoutent pour déplacer la première pièce I dans le sens d'allongement 5, entre sa seconde position (figure 2B) et une troisième position (figure 2C), d'une valeur δy = 2δx, soit d'une quantité δx par rapport à sa position initiale (figure 2A). La tige d'allongement est également revenue dans un état qui lui permettra d'effectuer un nouveau cycle dès qu'un effort approprié lui sera de nouveau appliqué.
De façon avantageuse, pour contrôler l'amplitude des mouvements lors d'un cycle, la tige d'allongement peut comporter en outre des moyens pour limiter l'amplitude du déplacement δx. Ces moyens n'ont été schématiquement illustrés que sur la figure 2C pour éviter la complication des dessins. Ils sont constitués par exemple par des cavaliers, en l'occurrence au nombre de deux 40 et 41. Les extrémités du cavalier 40 coopèrent avec des fourchettes respectivement solidaires de la crémaillère 30 et des crémaillères 31 et 36 pour limiter l'amplitude de la compression et de la détente du ressort 21. Les extrémités du cavalier 41 coopèrent avec des fourchettes respectivement solidaires du support 29 et de la première pièce I, pour limiter l'amplitude de la compression et de la détente du ressort 22.
Ces moyens pour limiter l'amplitude du déplacement δx découlent souvent de la géométrie et de l'imbrication des différents éléments sans qu'il soit nécessaire de les individualiser spécifiquement.
Il est donc possible d'obtenir un allongement de la tige relativement important par une succession de cycles d'allongement pas à pas comme décrit ci- dessus, chacun d'une valeur δy - δx, en fait δx pour les deux modes de réalisation illustrés. Quand la tige d'allongement est placée dans l'organisme ou tout autre contenant, après qu'un effort de réarmement lui soit appliqué, le système élastique d'accumulation d'énergie mécanique pousse en permanence sur le contenant jusqu'à achèvement du pas d'allongement « programmé ».
Les deux modes de réalisation illustrés sur les figures 1 et 2 sont réalisés avec des moyens élastiques constitués par des ressorts de compression, soit le ressort de compression 6 pour le mode de réalisation selon la figure 1 , soit les deux ressorts de compression 21, 22 pour le mode de réalisation selon la figure 2.
Comme mentionné précédemment, il est possible de réaliser des tiges d'allongement à partir de ressorts en traction. La figure 4 représente un mode de réalisation dans lequel le ressort de compression 21 selon le mode de réalisation de la figure 2 a été remplacé par un ressort 37 fonctionnant en traction suivant la direction 1 définie ci-avant, ce ressort en traction 37 étant monté entre les deux cliquets 28 et 35, le cliquet 28 étant relié à l'extrémité 38 de ce ressort la plus proche de la première pièce I, l'autre extrémité 39 du ressort étant reliée à la première pièce I et/ou au cliquet 35.
Le fonctionnement du dispositif selon la figure 4 ne sera pas développé ici car il se déduit sans aucune difficulté du mode de fonctionnement décrit ci-dessus pour le mode de réalisation selon la figure 2. La figure 5 représente un autre mode de réalisation de la tige selon l'invention qui est particulièrement avantageux dans le cas d'une réalisation à partir d'éléments tubulaires aptes à coulisser les uns dans les autres, par exemple pour des applications comme prothèses implantables dans le canal médullaire d'un os long d'un membre en utilisant des crémaillères dites "en vis-à-vis".
Dans ce mode de réalisation selon la figure 5, qui est équivalent au mode de réalisation selon la figure 2, les moyens 2 pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce entre une première et une seconde positions, dans le sens 3 opposé au sens 5 de l'allongement, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce I par rapport à la seconde pièce II entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens 5 de l'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx, sont constitués par deux ressorts de compression 63, 64 montés en série, des moyens pour comprimer chaque ressort d'une quantité δx pour un déplacement de la première pièce I vers la seconde pièce II et des moyens pour ajouter les allongements δx par détente des ressorts 63, 64, pour éloigner la première pièce I par rapport à la seconde pièce II de la quantité 2δx à partir de sa seconde position.
Dans ce mode de réalisation, les moyens définis ci-dessus comportent un système cliquet-crémaillère 51 comportant une crémaillère 52 et un cliquet 53 monté en coopération par des moyens 54 avec la première pièce I. La tige d'allongement comporte en outre un manchon 55 monté coulissant suivant la direction 1 sur une âme de guidage 56 solidaire de la première pièce I. A ce manchon 55 sont associés respectivement deux systèmes 57, 58 cliquet- crémaillère. Le système cliquet-crémaillère 57 comporte un cliquet 59 et une crémaillère 60 qui ne forme qu'une seule crémaillère avec la crémaillère 52 définie ci-avant. Le système cliquet-crémaillère 58 comporte un cliquet 61 associé à une crémaillère 62 qui est agencée de façon à être parallèle à l'ensemble des deux crémaillères 60 et 52 et à la direction 1. La crémaillère 62 est solidaire de la seconde pièce il. Le ressort de compression 63 est monté entre le manchon 55 et la première pièce I, avantageusement coaxialement avec l'âme de guidage 56 et le ressort de compression 64 est monté entre l'ensemble des deux crémaillères 52, 60 et la crémaillère 62. La tige d'allongement selon le mode de réalisation illustré sur la figure 5 fonctionne de la façon suivante:
Lorsque l'on veut procéder à l'allongement de la tige selon la direction 1 , on déplace la première pièce I vers la seconde pièce II, d'une quantité δx par exemple. Dans ce déplacement, le cliquet 61 maintient le manchon 55 en position par rapport à la crémaillère 62. En revanche, le cliquet 53 entraîne le déplacement des deux crémaillères 52, 60 de la même quantité δx, le déplacement de la crémaillère 60 étant possible par rapport au cliquet 59 qui reste en position par rapport à la seconde pièce II puisque solidaire du manchon 55. Dans ce déplacement, la crémaillère 60 comprime le ressort 64 de la quantité δx puisque la crémaillère 62 reste fixe par rapport à la seconde pièce II. En résumé, le déplacement δx de la première pièce I par rapport à la seconde pièce II, dans le sens 3 opposé au sens 5 de l'allongement, entraîne la compression des deux ressorts 63 et 64 chacun de la quantité δx. En relâchant la pression exercée sur la première pièce I par rapport à la seconde pièce II, les deux ressorts 63, 64 se détendent tous les deux de la même quantité δx.
La détente du ressort 64 entraîne le déplacement des crémaillères 52, 60 d'une quantité δx, dans le sens de l'allongement 5. Dans ce déplacement, du fait de la configuration du deuxième système cliquet-crémaillère 57, le manchon 55 se déplace dans le sens 5 d'une quantité δx.
Simultanément, le ressort 63 se détend de la même quantité δx, permettant le déplacement de la première pièce I de cette quantité par rapport au manchon, rendu possible par la configuration du premier système cliquet- crémaillère 51. En conséquence, comme le manchon 55 s'est déplacé dans le sens 5 de l'allongement d'une quantité δx et comme la première pièce I s'est déplacée dans le sens 5 et de la même quantité δx par rapport à ce manchon, après avoir été rapprochée de la seconde pièce II dans le sens 3, la première pièce I s'est déplacée par rapport à la seconde pièce II, dans le sens 5 de l'allongement, de la quantité 2δx - δx, soit δx.
L'allongement de la tige est donc de δx, chaque fois que la première pièce
I a été rapprochée de la seconde pièce II, de la quantité δx.
Plusieurs autre modes de réalisation ne sortant pas du cadre de la présente invention sont possibles, en particulier:
- en modifiant seulement la position des éléments tout en conservant leurs relations respectives comme, par exemple, pour la forme de réalisation représentée sur la figure 5, dans laquelle les crémaillères sont positionnées en vis-à-vis au lieu de l'être l'une derrière l'autre comme sur la figure 2, les cliquets correspondants étant positionnés de part et d'autre de leur support plutôt que l'un derrière l'autre,
- en intervertissant dans un ou plusieurs systèmes cliquet-crémaillère le cliquet et la crémaillère. Le sens des dents de la crémaillère est alors identique à celui ou cliquet dont elle prend la place et vice-versa, leurs déplacement respectifs aussi. Le fonctionnement de ces modes de réalisation se déduit immédiatement de ceux à partir desquels ils ont été obtenus en remplaçant les "crémaillère" par "cliquet" et "cliquet" par "crémaillère". On note que le déplacement d'un cliquet interverti avec sa crémaillère par rapport à cette dernière est alors de sens inverse à celui du mode de réalisation à partir duquel il est obtenu.
Dans une réalisation préférentielle, la tige d'allongement selon l'invention comporte aussi des moyens commandables pour bloquer-débloquer la possibilité de déplacement des première et seconde pièces I, Il l'une par rapport à l'autre. Il existe bien entendu de nombreux moyens pour réaliser cette fonction, la figure 6 en illustrant un exemple avantageux, dans lequel les cliquets 100 utilisés pour coopérer avec une crémaillère 101 sont d'un type traditionnel. Ces moyens comportent un doigt 102 monté en translation dans un logement 103, entre deux positions, une première position de blocage Pb et une seconde position de déblocage Pd, le déplacement de ce doigt étant perpendiculaire à la direction suivant laquelle se déplace le cliquet 100 dans sa cavité 105 lorsqu'il saute d'une dent 104 de la crémaillère à la suivante.
Lorsqu'il est dans sa première position Pb, celle illustrée en traits continus sur la figure 6, le doigt 101 se place en dessous du cliquet 100 et l'empêche de descendre dans sa cavité 105, et donc de passer à la dent suivante. Le cliquet est maintenu en position fixe sur la crémaillère 101. Lorsqu'il est dans sa seconde position Pd, celle illustrée en traits interrompus sur la figure 6, le doigt 100 est dégagé du trajet du cliquet dans la cavité 105. Il ne l'empêche plus de descendre dans cette cavité 105, position représentée en traits interrompus, et de glisser sur une dent pour sauter à la suivante, ce qui permet au cliquet et la crémaillère de se déplacer l'un par rapport à l'autre de façon connue en elle-même.
La translation du doigt 100 dans le logement 103, d'une position à l'autre Pb et Pd et réciproquement, peut être commandée par différents moyens.
De tels moyens de commande sont par exemple constitués par la gravité terrestre elle-même. Dans ce cas, si la tige d'allongement est implantée dans le fémur d'un patient et si le doigt 102 a été positionné dans son logement 103 de façon qu'il comble, première position Pb, la cavité 105 du cliquet 100 dans le cas de la station debout et la libère dans l'autre position Pd, ce que l'homme de l'art pourra réaliser sans difficulté, la tige d'allongement est bloquée quand le patient est debout, et ne peut être débloquée que lorsque le patient est sur le dos et lève sa jambe à la verticale, le « pied en l'air ».
Ces moyens de commande peuvent aussi être constitués par une commande utilisant un rayonnement électromagnétique émis par un appareillage spécifique externe et un transducteur capable de transformer ce type de rayonnement en une translation. Avantageusement, le rayonnement est un champ magnétique variant assez rapidement dans le temps (fréquence comprise entre 20 à 150 KHz par exemple) et le transducteur est un dispositif comprenant un barreau ou un ressort en alliage à mémoire de forme tel que le Nitinol, par exemple, relié au doigt 102 et qui pourra être chauffé par induction s'il est inclus dans un circuit fermé dans lequel le champ magnétique produit un courant, ou par conduction s'il est au contact dudit circuit fermé sans en faire directement partie. L'activation du champ magnétique produit la translation qui éloigne le doigt de blocage 102 de la cavité 105 du cliquet 100, tandis qu'un ressort traditionnel rappelle le doigt 102 dans sa première position Pb quand le ressort à mémoire de forme refroidit et que le cliquet est inséré dans une dent de la crémaillère avec laquelle il coopère.
Lorsqu'au moins l'un des cliquets des différents modes de réalisation définis ci-avant, figures 1 à 5, comporte les moyens de blocage-déblocage décrits ci-dessus, il est possible, en commandant ces moyens comme décrit ci-dessus, soit de permettre le déplacement des deux pièces l'une par rapport à l'autre soit de l'interdire et donc de ne pas pouvoir procéder dans ce cas à un allongement de la tige.
Les applications avantageuses de la tige d'allongement selon l'invention sont nombreuses, notamment :
- comme clou d'allongement pour un os long. Le clou est introduit dans le canal médullaire de l'os long préalablement ostéotomie, la première pièce I étant solidarisée, par exemple au moyen de vis, à une des deux parties de l'os et la seconde pièce II à l'autre ; - comme plaque d'allongement utilisable aussi bien pour les os longs que pour les os de la face, du crâne ou les côtes. Ces plaques sont placées le long de l'os ostéotomie perpendiculairement à la direction souhaitée de l'allongement ;
- comme prothèse utilisable pour remplacer un os en croissance. La prothèse se fixe de façon connue à la partie de l'os ou à la surface articulaire restante et peut être allongée par simple appui du patient si un système de verrouillage télécommandé est prévu ou par pression sur la jambe du patient alors qu'il est allongé et présente sa jambe en l'air ;
- comme tige implantable le long de la colonne vertébrale ou entre deux côtes pour corriger une difformité chez tout patient de tout âge, et maintenir une correction malgré la croissance chez l'enfant.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Tige d'allongement, comportant une première pièce (I) et une seconde pièce (II), les deux dites première et seconde pièces étant agencées pour se déplacer l'une par rapport à l'autre sur une direction donnée (1), caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre : des moyens (2) pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce entre une première et une seconde positions, dans le sens (3) opposé au sens (5) de l'allongement, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce (I) par rapport à la seconde pièce (II) entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens (5) d'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx.
2. Tige d'allongement selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens (2) pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce entre une première et une seconde positions, dans le sens (3) opposé au sens (5) de l'allongement, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce (I) par rapport à la seconde pièce (II) entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens (5) de l'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx, comportent des moyens élastiques.
3. Tige d'allongement selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les moyens élastiques sont constitués par au moins l'un des éléments suivants : moyens élastiques de compression, moyens élastiques de traction, moyens élastiques de torsion.
4. Tige d'allongement selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens élastiques de compression sont constitués par un premier ressort de compression (6).
5. Tige d'allongement selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens (2) pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce entre une première et une seconde positions, dans le sens (3) opposé au sens (5) d'allongement, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce (I) par rapport à la seconde pièce (II) entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens (5) d'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx, comportent ledit premier ressort de compression (6) relié par une première (7) de ses deux extrémités à la première pièce (I) et par son autre seconde extrémité (8) à une première extrémité (9) d'un levier (10), la seconde extrémité (12) du levier (10) étant reliée à la première pièce (I) au moyen d'une première patte (13') de longueur constante, deux premier et deuxième systèmes "cliquet-crémaillère" (14, 15) dont les premier et deuxième cliquets (16, 17) sont respectivement solidaires de la seconde extrémité (8) du premier ressort de compression (6) et d'un point (1 1) dudit levier (10), les deux dites première et deuxième crémaillères étant solidaires de la seconde pièce (II), les premier et deuxième cliquets (16, 17) étant configurés, par rapport à leur crémaillère, de façon qu'ils ne puissent se déplacer par rapport à celle-ci que dans le sens (5) de l'allongement.
6. Tige d'allongement selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la longueur dudit levier (10) est variable et que ledit levier est monté pivotant autour dudit point (1 1) par rapport audit deuxième cliquet (17).
7. Tige d'allongement selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens élastiques compressibles sont constitués par deux deuxième et troisième ressorts de compression (21 , 22).
8. Tige d'allongement selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les moyens (2) pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce entre une première et une seconde positions, dans le sens (3) opposé au sens (5) d'allongement, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce (I) par rapport à la seconde pièce (II) entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens (5) d'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx, sont constitués par ledit deuxième ressort de compression (21) dont une première extrémité (23) est solidaire de la première pièce (I), son autre seconde extrémité (24) étant reliée à deux troisième et quatrième systèmes "cliquet-crémaillère" (25, 26) dont les troisième et quatrième cliquets (27, 28) sont reliés par un support (29) de longueur fixe, ces deux troisième et quatrième cliquets (27, 28) étant montés en coopération avec respectivement deux troisième et quatrième crémaillères (30, 31) reliées aux deux première et seconde extrémités (32, 33) du troisième ressort de compression (22), la troisième crémaillère (30) coopérant avec le troisième cliquet (27) le plus éloigné de la seconde extrémité (24) du deuxième ressort (21) étant solidaire de la seconde pièce (II), un cinquième système "cliquet-crémaillère" (34) dont le cinquième cliquet (35) est solidaire de la première pièce (I), sa cinquième crémaillère (36) étant solidaire de la quatrième crémaillère (31), les deux quatrième et cinquième crémaillères (31, 36) étant montées en translation par rapport à la seconde pièce (II) suivant ladite direction donnée (1), les troisième, quatrième et cinquième cliquets (27, 28, 35) étant agencés et montés en coopération avec leur crémaillère respective (30, 31, 36) de façon qu'ils ne puissent se déplacer, par rapport à ces crémaillères, que dans le sens (5) de l'allongement.
9. Tige d'allongement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens pour limiter l'amplitude du déplacement δx de la première pièce (I) par rapport à la seconde pièce (II).
10. Tige d'allongement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens commandables (figure 6) pour bloquer- débloquer la possibilité de déplacement des deux première et seconde pièces (I, II) l'une par rapport à l'autre.
11. Tige d'allongement selon la revendication 10 et l'une des revendications 5 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens commandables de blocage-déblocage d'un cliquet.
12. Tige d'allongement selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens (2) pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce entre une première et une seconde positions, dans le sens (3) opposé au sens (5) de l'allongement, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce (I) par rapport à la seconde pièce (H) entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens (5) de l'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx, comportent deux premier et deuxième systèmes "cliquet-crémaillère" (14, 15) et un levier (10) tels qu'une des extrémités (9) dudit levier (10) soit en contact avec une des parties dudit premier système "cliquet-crémaillère" (14) et qu'un axe pivot (11) appartenant audit levier (10) s'appuie sur une des parties du second système"cliquet-crémaillère" (15).
13. Tige d'allongement selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens (2) pour emmagasiner une quantité d'énergie donnée lorsque la première pièce se déplace d'une quantité δx par rapport à la seconde pièce entre une première et une seconde positions, dans le sens (3) opposé au sens (5) de l'allongement, et pour transformer la quantité d'énergie emmagasinée, en un déplacement de la première pièce (I) par rapport à la seconde pièce (II) entre sa seconde position et une troisième position, dans le sens (5) de l'allongement et d'une quantité δy supérieure à δx, comportent trois troisième, quatrième et cinquième systèmes "cliquet-crémaillère" (25, 26, 34) tels qu'une des deux parties dudit quatrième système "cliquet-crémaillère" (26) est solidaire en translation suivant la direction (1) d'une des deux parties dudit troisième système "cliquet- crémaillère" (25) et que l'autre partie dudit quatrième système "cliquet- crémaillère" est solidaire en translation suivant la direction (1) d'une des deux parties dudit cinquième système "cliquet-crémaillère" (34).
PCT/FR2002/000058 2001-01-17 2002-01-09 Tige d'allongement, notamment pour protheses implantables WO2002056777A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0100572A FR2819394B1 (fr) 2001-01-17 2001-01-17 Tige d'allongement
FR01/00572 2001-01-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002056777A1 true WO2002056777A1 (fr) 2002-07-25

Family

ID=8858899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2002/000058 WO2002056777A1 (fr) 2001-01-17 2002-01-09 Tige d'allongement, notamment pour protheses implantables

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2819394B1 (fr)
WO (1) WO2002056777A1 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8016837B2 (en) 2006-04-06 2011-09-13 Synthes Usa, Llc Remotely adjustable tissue displacement device
US8298240B2 (en) 2006-04-06 2012-10-30 Synthes (Usa) Remotely adjustable tissue displacement device
US8632548B2 (en) 2006-10-03 2014-01-21 Arnaud Soubeiran Intracorporeal elongation device with a permanent magnet

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2194016A (en) * 1939-01-03 1940-03-19 Geller Isaac Fish spearing gaff
US5074882A (en) * 1988-06-09 1991-12-24 Medinov Sarl Progressive elongation centro-medullar nail
FR2726460A1 (fr) * 1994-11-04 1996-05-10 Medinov Sa Dispositif pour l'allongement d'os longs tels que le femur
DE19855254A1 (de) * 1998-11-30 2000-06-08 Richard Hans Albert Vorrichtung zur Retention und Protektion von beschädigten Knochen

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9115810U1 (de) 1991-12-20 1992-02-20 Howmedica GmbH, 2314 Schönkirchen Endoprothese für das Kniegelenk
US5505733A (en) 1993-10-22 1996-04-09 Justin; Daniel F. Intramedullary skeletal distractor and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2194016A (en) * 1939-01-03 1940-03-19 Geller Isaac Fish spearing gaff
US5074882A (en) * 1988-06-09 1991-12-24 Medinov Sarl Progressive elongation centro-medullar nail
FR2726460A1 (fr) * 1994-11-04 1996-05-10 Medinov Sa Dispositif pour l'allongement d'os longs tels que le femur
DE19855254A1 (de) * 1998-11-30 2000-06-08 Richard Hans Albert Vorrichtung zur Retention und Protektion von beschädigten Knochen

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8016837B2 (en) 2006-04-06 2011-09-13 Synthes Usa, Llc Remotely adjustable tissue displacement device
US8298240B2 (en) 2006-04-06 2012-10-30 Synthes (Usa) Remotely adjustable tissue displacement device
US8894663B2 (en) 2006-04-06 2014-11-25 DePuy Synthes Products, LLC Remotely adjustable tissue displacement device
US9259243B2 (en) 2006-04-06 2016-02-16 DePuy Synthes Products, Inc. Remotely adjustable tissue displacement device
US10105130B2 (en) 2006-04-06 2018-10-23 DePuy Synthes Products, Inc. Remotely adjustable tissue displacement device
US8632548B2 (en) 2006-10-03 2014-01-21 Arnaud Soubeiran Intracorporeal elongation device with a permanent magnet

Also Published As

Publication number Publication date
FR2819394B1 (fr) 2003-06-13
FR2819394A1 (fr) 2002-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0953317B1 (fr) Implant squelettique
FR2709246A1 (fr) Orthèse vertébrale implantée dynamique.
FR2843875A1 (fr) Dispositif implantable pour transformer sur commande des couples alternes appliques par la force musculaire entre deux pieces en un deplacement de deux corps relativement l'un a l'autre
EP1343419A1 (fr) Attache de fixation prothetique et dispositif de mise en place de cette attache
FR2838041A1 (fr) Systeme d'osteosynthese rachidienne
FR2914842A1 (fr) Systeme pour remplacer un disque entre deux vertebres
WO2011030015A1 (fr) Dispositif intra - corporel pour le deplacement de tissus
FR2788958A1 (fr) Retracteur de tissus pour la chirurgie rachidienne par voie posterieure
EP2704663A1 (fr) Appareil orthodontique a tiges coulissantes
WO2017140984A1 (fr) Implant intervertebral de stabilisation dynamique et kit chirurgical l'incorporant
EP2519179B1 (fr) Equipement pour la pose d'un implant
WO2002056777A1 (fr) Tige d'allongement, notamment pour protheses implantables
WO2011141061A1 (fr) Dispositif de reglage de la longueur utile d'un bracelet et fermoir de bracelet correspondant
WO2002071962A1 (fr) Dispositif pour deplacer dans un sens sur une direction donnee une portion d'os par rapport a une autre
WO2000044322A1 (fr) Appareil d'assistance ou de suppleance du genou
WO1997025092A1 (fr) Microcommissurotome a leviers
FR2669214A1 (fr) Prothese totale de poignet reglable.
EP0750522A1 (fr) Butee avant pour fixation de securite de ski alpin
EP3416574B1 (fr) Implant intervertébral de stabilisation dynamique et son outil de positionnement
EP3630023A1 (fr) Prothèse pour amputé fémoral
WO2005055843A1 (fr) Instrument chirurgical de type clipseuse pour implant rachidien
WO2004004822A1 (fr) Dispositif pour l'insertion d'implants
FR2899821A1 (fr) Dispositif de retenue de securite d'une chaussure sur une planche de glisse
CH692233A5 (fr) Chaussure de ski.
EP1121085A1 (fr) Attelle de mobilisation d'un membre inferieur

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CR CU CZ DE DK DM DZ EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP