WO2004019795A1 - Dispositif pour bloquer-debloquer une rotation dans l'organisme - Google Patents

Dispositif pour bloquer-debloquer une rotation dans l'organisme Download PDF

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WO2004019795A1
WO2004019795A1 PCT/FR2003/002615 FR0302615W WO2004019795A1 WO 2004019795 A1 WO2004019795 A1 WO 2004019795A1 FR 0302615 W FR0302615 W FR 0302615W WO 2004019795 A1 WO2004019795 A1 WO 2004019795A1
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blocking
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rotation
pieces
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Arnaud Soubeiran
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    • A61B17/7225—Intramedullary devices, e.g. pins or nails for bone lengthening or compression for bone compression

Definitions

  • the present invention relates to the non-invasive control of implantable systems with evolving geometry inside the organism.
  • the device according to the invention therefore offers a simple and effective solution for blocking and unblocking non-invasively the rotation in one direction and in the other between two first and second parts implanted in the body because it comprises: o first surfaces locking integral with said first part, o second locking surfaces integral with said second part, o at least one locking part:
  • the blocking part may also include: o an element on which a magnetic field is capable of exerting a force, o means for maintaining said blocking part in at least one of said first free state and second blocked state.
  • Said means defining between said first and second parts a cavity tight to surrounding materials can be of any type and in particular: o at least one flexible duct secured at one of its ends to said first part and to the other of its ends at said second room.
  • the amplitude of the rotation authorized between said first and second parts must be limited so as not to exceed the elastic limit of deformation or fatigue during the service provided for said flexible conduit.
  • at least one seal for example an O-ring, placed directly between the two said first and second parts if they have faces perpendicular to their relative axis of rotation placed one against the other,
  • a third part which surrounds the two said first and second parts and seals, for example O-rings, placed respectively between said third part and said first part and said third part and said second part,
  • Said means for driving in rotation in one direction and in the other from outside the body the two said first and second parts therebetween may in particular be constituted by means of connecting respectively said first and second part each to a different part of the body such as a bone or a segment of bone which can be handled separately from outside the body, which will be particularly advantageous in an application of bone lengthening nail or of growth prosthesis for example.
  • They can also consist of one or more pieces placed under the skin and manipulated through it in at least one direction, the other direction being able to be provided by elastic means which will have been compressed during handling in the first direction for example .
  • the free state will be set for “said first free state” and “the blocked state” for “said second blocked state”.
  • Said blocking surfaces are of the male-female type but can take very varied shape and position (cylinder in drilling, cross in cruciform cavity, parallelepipedal strip in parallelepipedic cavity ). They are oriented so as to allow movement to pass from the free state to the blocked state and vice versa and sufficient play, depending on the characteristics of the materials used and the dimensions of the device, is left between two groups of suitable blocking surfaces. to cooperate with one another to facilitate said movements.
  • Those skilled in the art will easily design the surfaces adapted to a given problem depending in particular on the forces which they must resist, the size of the device and the available manufacturing techniques.
  • the movement of passage of the blocking piece from the free state to the blocked state or vice versa when the two said first and second pieces are in a particular angular position may be a translation, a rotation, or any guided movement by surfaces such as those also ensuring the tightness of the volume swept or not.
  • Said passage of said blocking piece from the free state to the blocked state or vice versa takes place when the force exerted on said blocking piece by the gravity field, or a magnetic field if said blocking piece comprises an element which is sensitive to it, is suitably oriented and said first and second parts have been positioned so as to sufficiently reduce the forces exerted via said first and second blocking surfaces on said blocking part and which oppose said passage.
  • Figures 1 to 3 show a preferred embodiment of the device according to the invention.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of this embodiment.
  • Figures 2 and 3 are sectional views respectively in the free state and the locked state.
  • Figures 4 to 6 show a second embodiment of the device according to the invention.
  • Figure 4 is an exploded perspective view and partially broken away of this second embodiment.
  • Figures 5 and 6 are sectional views respectively in the free state and the locked state.
  • Figures 7 to 9 show a third embodiment of the device according to the invention in which said second locking surfaces allow the passage of said locking piece from the free state to the locked state in several particular angular positions.
  • Figure 7 is an exploded perspective view of this third embodiment.
  • Figures 8 and 9 are sectional views in a particular angular position respectively in the free state and the locked state.
  • Figures 10 to 14 show a fourth embodiment of the device according to the invention which comprises means for maintaining said blocking piece in the free state.
  • Figure 10 is an exploded perspective view and partially broken away of this fourth embodiment.
  • Figures 11 to 14 are sectional views.
  • FIGS. 11 to 13 represent said fourth embodiment in the free state under different circumstances.
  • Figure 14 shows it in the locked state.
  • the object of the invention comprises “at least one” element having a given function
  • the embodiment described may include several of these elements.
  • the embodiments of the object according to the invention as illustrated comprise several elements with identical functions and that if, in the description, it is not specified that the object according to this invention must obligatorily include a particular number of these elements, the subject of the invention may be defined as comprising "at least one" of these elements.
  • the means for rotating said first and second parts together which can be very varied, are easily designed by those skilled in the art as a function of the system into which said first and second parts are integrated, depend on said system and their nature is not involved in the functioning of said device according to the invention.
  • first and second parts can take very varied forms and only their parts involved in said device according to the invention has been shown.
  • the device according to the invention for non-invasively blocking-unblocking the rotation between two first 1 and second 2 parts implanted in the body in all of its embodiments and in particular those represented in FIGS.
  • o means 411, 412, 413 or 421, 422 or 431, 432 defining between said first 1 and second 2 pieces a cavity tight to surrounding materials which includes at least said first 11 and second 21 blocking surfaces and the volume swept by said blocking part 3 when it moves between said first free state and said second blocked state and vice versa, o means for driving in rotation in one direction and in the other from outside the body the two said first and second pieces together, Said means for driving in rotation in one direction and in the other from outside the body the two said first and second parts between them can be very varied, are a function of the system in which the device according to the invention is integrated, are generally known or easily definable by those skilled in the art and are therefore not shown.
  • said first 1 and second 2 pieces each have one end consisting of a cylinder, respectively 412, 413, extended by substantially parallelepipedal shapes including faces constitute respectively the first 11 and second 21 blocking surfaces.
  • Each of these ends is symmetrical with respect to the axis of rotation of said first 1 and second 2 pieces. They are also turned towards each other and separated by a distance greater than the length along the axis of rotation of said first 1 and second 2 pieces of said parallelepiped of the first piece 1 which is at most half of that following the same axis of said parallelepiped of the second part 2 which allows the blocking part 3 to be inserted between the two said ends and operate between them in the manner specified below.
  • the two cylinders 412, 413 have the same diameter.
  • the locking piece 3 is a cylinder of diameter smaller than that, common, of the cylinders 412, 413 of the ends of said first 1 and second 2 pieces and of length less than the distance between these said two cylinders 412, 413 reduced by the following length the axis of rotation of said first 1 and second 2 pieces of the parallelepiped of said first piece 1 and greater than the distance between the two said parallelepipeds of the first piece 1 and of the second piece 2 respectively.
  • Said blocking piece 3 further comprises at one end a complementary cavity of the parallelepiped of said first part 1 whose faces constitute said third locking surfaces 31 and, at the opposite end, a complementary cavity of the parallelepiped of said second part 2 whose faces constitute said fourth locking surfaces 32.
  • a flexible tube 411 for example made of silicone elastomer, of internal diameter r in the absence of constraints substantially equal to that of the cylinders of said first 1 and second 2 pieces is secured in a sealed manner, for example by bonding after expansion with an appropriate solvent, at one of its ends on the cylinder 412 of said first piece 1 and to the other on the cylinder 413 of said second part 2, preferably in an angular position of the first 1 and of the second 2 parts which allows the locking part 3 to pass from the free state to the blocked state or vice versa, thus constituting the means defining between said first 1 and second 2 parts a cavity tight to surrounding materials.
  • This flexible tube 411 deforms in torsion during the rotations between the first 1 and the second 2 pieces.
  • the entire device is symmetrical with respect to the axis of rotation of said first 1 and second 2 pieces.
  • the blocked state can thus be obtained in two relative positions, at 180 ° from one another, of said first 1 and second 2 pieces.
  • the operation of the device in the gravity field will now be described.
  • the operation in a magnetic field if the blocking piece comprises an element on which such a field can exert a force is deduced very simply and therefore will not be deepened.
  • said first part 1 has a bore 10 which receives the end of said second part 2 which is a cylinder with a diameter slightly smaller than that of said bore 10.
  • the axis of rotation of said first 1 and second 2 parts is thus that of said bore.
  • the means defining between said first 1 and second 2 parts a cavity tight to surrounding materials are constituted by a recess 421 close to the through end of the bore 10 and which receives for example an O-ring 422, for example made of silicone elastomer .
  • the blocking part is a cylinder 3 able to move between first blocking surfaces 11 made up of a hole not opening, of length less than that of said blocking piece 3 and made beyond said recess 421, for example by electroerosion, from the interior of said bore 10 perpendicular to the axis of the latter and second blocking surfaces 21 formed of a hole made in said second part 2 so that there is at least one angular position of said first 1 and second 2 parts so that said first 11 and second 21 locking surfaces are aligned.
  • the length of the blocking piece 3 is such that it can be entirely contained in said second blocking surfaces 21, which constitutes the free state shown in FIG. 5.
  • the blocked state shown in FIG. 6 is that in which said blocking piece 3 straddles said first 11 and second 21 blocking surfaces.
  • the locked state can be obtained in two relative positions, 180 ° from each other, of said first 1 and second 2 pieces.
  • the third embodiment of the device according to the invention shown in FIGS. 7 to 9 offers a large number of positions in which the locked state can be obtained, which in particular makes it possible to produce prostheses of which an angle can be modified quite finely. after their implantation if necessary or very simple systems for turning in one direction or the other a screw implanted in the body by means of a precise succession alternately of rotational and tilting movements of the device according to the invention.
  • the first blocking surfaces 11 consist of at least one blind bore with an axis parallel to that of the rotation but not coincident with it and of sufficient depth for a cylindrical blocking piece 3 of diameter slightly less than that of the bore can stay there entirely.
  • FIGS. 7 to 9 two holes have been shown in which two blocking parts 3 are housed.
  • the second blocking surfaces 21 consist of a plurality of holes of axes parallel to the axis of rotation of said first 1 and second 2 parts, of diameter substantially identical to that of the holes constituting said first blocking surfaces 11, but of length less than that of the blocking parts 3 cylindrical and distributed around said axis of rotation so that there is at least one position of the first part 1 with respect to the second part 2 in which each bore of the first part 1 is opposite a bore of the second part 2.
  • the regular symmetrical distribution of the drill holes ensures the existence of several of these positions.
  • the means defining between said first 1 and second 2 parts a cavity tight to surrounding materials for example consist of an annular groove 431 formed in said first part 1 on the face in contact with said second part 2, centered on the axis of rotation of the two said first 1 and second 2 parts and which receives for example an O-ring made of silicone elastomer 432.
  • the function of this third embodiment is deduced easily from that of the previous ones.
  • Figures 8 and 9 respectively represent the device in its free and blocked state.
  • the fourth embodiment of the device according to the invention shown in FIGS. 10 to 14 illustrates an example of means for maintaining said blocking piece in at least one of said first free state and second blocked state.
  • These means can be of any kind and in particular: - elastic, such as a bistable blade which maintains in one or the other of the free or blocked states said blocking piece until sufficient force has been exerted .
  • These means will, for example, prevent a passage from one state to another under the effect of gravity and allow it only under the effect of a sufficient magnetic field.
  • small magnets placed in said first or said second part maintain said blocking part in a corresponding state, which in this case comprises an element on which a magnetic field is capable of exerting a force.
  • the interest and the operation are similar to those of the elastic means described above.
  • - adhesives a single-use or multi-use adhesive depending on the desired operation is judiciously placed on one of said first or second part.
  • Said fourth embodiment illustrates the geometric means which are particularly interesting. Indeed, the device according to the invention according to this fourth embodiment can only pass from the free state to the blocked state if the orientation of said device in the field which applies a force on the blocking part is made at starting from a particular position and following an obligatory trajectory.
  • the wearer of the prosthesis can perform all the movements of everyday life without risk of involuntary elongation and only a movement such as the one obtained directly from standing or lying down on the belly to that of "walking on the hands", which is very specific and generally requires the assistance of a third party, makes it possible to block said first 1 and second 2 pieces and to cause elongation by activating a mechanism which transforms for example the alternative rotation of the second part 2 into an extension.
  • the first 1 and second 2 parts are in contact via faces perpendicular to their common axis of rotation.
  • the locking piece 3 is a rectangular parallelepiped.
  • the second blocking surfaces 21 consist of faces of a parallelepipedal cavity formed in the second part 2 and which can contain said blocking part halfway with little play.
  • the first blocking surfaces 11 are constituted by the faces of a hole with a rectangular section which can, in at least one angular position of said first 1 and second 2 pieces, face said second blocking surfaces 21. But, in this fourth embodiment , an additional parallelepipedal cavity 52 widened at the bottom and on one side the cavity limited by said first blocking surfaces 11 over a width, a length and a depth sufficient to entirely or almost contain said blocking part 3.
  • the fourth embodiment of said device according to the invention operates like the previous embodiments.
  • the behavior of said fourth embodiment is observed if its initial position is in the free state and such that the locking piece 3 is located in said cavity 52 as in FIG. 11, pass the first piece 1 above the second part 2 does not cause the tilting in the blocked state because said blocking part 3 remains blocked on the flange 51 of said cavity 52 as in FIG. 12.
  • the means defining between said first 1 and second 2 parts a cavity tight to surrounding materials are not shown for this fourth embodiment. They can be of any type.
  • the device according to the invention has the advantage of being able to be produced from any type of material, in particular all the materials known to be implantable such as certain alloys based on cobalt and chromium or high performance polymers such as polyether- ether-ketone for example, and to be able to be integrated into an environment whatever if it works by gravity.
  • it is necessary for the system to which it is integrated to consist essentially of materials insensitive to magnetic and non-magnetic fields if it includes them itself in order to be able to control it with such fields.
  • the applications of the device according to the invention are numerous: it integrates with existing systems to improve their control and also makes it possible to design new systems.
  • the device according to the invention will therefore be advantageously used to properly control or even interrupt the elongation obtained by a rotary medullary nail or a growth prosthesis or to block a prosthetic knee joint in a position, generally in extension, in the case where the patient's soft tissue does not temporarily or permanently allow normal activation of the knee and its stability.
  • the device according to the invention can be used to control by simple orientation in space or in a magnetic field any system driven by an alternating rotational movement. It will thus be possible to make games and toys (for example an automaton which simulates walking with the legs if it has the feet "down" and walking on the hands otherwise or games of reflection and manipulation ) or also security systems (for example a screw closure system which can only be unscrewed if it is oriented properly with respect to gravity) using the device according to the invention.
  • games and toys for example an automaton which simulates walking with the legs if it has the feet "down" and walking on the hands otherwise or games of reflection and manipulation
  • security systems for example a screw closure system which can only be unscrewed if it is oriented properly with respect to gravity

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Abstract

Dispositif pour bloquer-débloquer de manière non invasive la rotation entre deux première (1) et seconde (2) pièces implantées dans l'organisme qui comporte des premières surfaces de blocage (11) solidaires de la première pièce 1, des secondes surfaces de blocage (21) solidaires de la seconde pièce (2), au moins une pièce de blocage (3) apte à coopérer dans un état bloqué avec les deux dites premières (11) et secondes (21) surfaces de blocage et dans un état libre avec au plus l'une de ces surfaces (11, 21) et à passer d'un état à l'autre sous l'effet du champ de gravité ou d'un champ magnétique dans au moins une position angulaire particulière des première (1) et seconde (2) pièces entre elles. Des moyens tels qu'un conduit souple (411) assurent l'étanchéité du volume dans lequel se déplace la pièce de blocage (3). Le dispositif permet notamment de contrôler l'allongement obtenu par un clou centromédullaire rotatif ou une prothèse de croissance.

Description

Dispositif pour bloquer-débloquer une rotation dans l'organisme.
La présente invention se rapporte à la commande non invasive de systèmes implantables à géométrie évolutive à l'intérieur de l'organisme.
Plusieurs systèmes à géométrie évolutive à l'intérieur de l'organisme comportent une pièce dont la rotation dans un sens et dans l'autre entraîne l'évolution de la géométrie dudit système. C'est par exemple le cas des clous centromédullaires d'allongement tels que ceux décrits dans les documents US-A-5 074 882 ou US-A-5 505 733 qui transforment la rotation dans un sens et dans l'autre d'une pièce par rapport à une autre en un allongement ou même des prothèses de genou contraintes dont la rotation de la pièce tibiale ou de la pièce fémorale dans un sens et dans l'autre par rapport à un axe permet l'évolution de la géométrie.
Pour autant, il n'existe aucun moyen non invasif simple de bloquer ces systèmes dans une position donnée puis de les débloquer pour leur permettre de reprendre leur évolution quand on le souhaite. Le dispositif suivant l'invention propose donc une solution simple et efficace pour bloquer- débloquer de manière non invasive la rotation dans un sens et dans l'autre entre deux première et seconde pièces implantées dans l'organisme car il comporte : o des premières surfaces de blocage solidaires de ladite première pièce, o des secondes surfaces de blocage solidaires de ladite seconde pièce, o au moins une pièce de blocage:
• qui comporte des troisièmes surfaces de blocage aptes à coopérer avec lesdites premières surfaces de blocage solidaires de ladite première pièce et des quatrième surfaces de blocage aptes à coopérer avec lesdites secondes surfaces de blocage solidaires de ladite seconde pièce, et,
• apte, quand les deux dites première et seconde pièces se trouvent dans une position angulaire particulière, à passer d'un premier état libre dans lequel les deux dites première et seconde pièces sont libres de tourner entre elles, au moins une desdites troisièmes et quatrièmes surfaces de blocage de ladite pièce de blocage étant dégagées des surfaces de blocage de celle desdites première et seconde pièces avec lesquelles elles peuvent coopérer à un second état bloqué dans lequel les deux dites première et seconde pièces sont bloquées en rotation entre elles par l'intermédiaire desdites premières et troisièmes surfaces de blocage d'une part et desdites secondes et quatrièmes surfaces de blocage d'autre part et inversement de passer dudit second état bloqué audit premier état libre. o des moyens définissants entre lesdites première et seconde pièces une cavité étanche aux matières environnantes qui inclue au moins lesdites premières et secondes surfaces de blocage et le volume balayé par ladite pièce de blocage quand elle se déplace entre ledit premier état libre et ledit second état bloqué et inversement, o des moyens pour entraîner en rotation dans un sens et dans l'autre depuis l'extérieur de l'organisme les deux dites première et seconde pièces entre elles, La pièce de blocage peut aussi comporter : o un élément sur lequel un champ magnétique est apte à exercer une force, o des moyens pour maintenir ladite pièce de blocage dans au moins un desdits premier état libre et second état bloqué. Lesdits moyens définissants entre lesdites première et seconde pièces une cavité étanche aux matières environnantes peuvent être de tout type et notamment : o au moins un conduit souple solidarisé à une de ses extrémités à ladite première pièce et à l'autre de ses extrémités à ladite seconde pièce. Dans ce dernier cas, l'amplitude de la rotation autorisée entre lesdites première et seconde pièces doit être limitée pour ne pas dépasser la limite élastique de déformation ou de fatigue pendant le service prévu dudit conduit souple. o au moins un joint, par exemple torique, placé directement entre les deux dites première et seconde pièces si elles possèdent des faces perpendiculaires à leur axe de rotation relatif placées l'une contre l'autre, o une troisième pièce qui entoure les deux dites première et seconde pièces et des joints, par exemple toriques, placés entre respectivement ladite troisième pièce et ladite première pièce et ladite troisième pièce et ladite seconde pièce,
Lesdits moyens pour entraîner en rotation dans un sens et dans l'autre depuis l'extérieur de l'organisme les deux dites première et seconde pièces entre elles peuvent notamment être constitués de moyens de liaison respectivement desdites première et seconde pièce chacune à une partie différente de l'organisme telle qu'un os ou un segment d'os manipulables séparément depuis l'extérieur de l'organisme, ce qui sera particulièrement avantageux dans une application de clou d'allongement osseux ou de prothèse de croissance par exemple. Ils peuvent encore être constitués par une ou plusieurs pièces placées sous la peau et manipulables à travers elle dans un sens au moins, l'autre sens pouvant être assuré par des moyens élastiques qui auront été comprimés lors de la manipulation dans le premier sens par exemple.
Dans la suite de la présente description, pour plus de clarté, « l'état libre » sera mis pour « ledit premier état libre » et « l'état bloqué » pour « ledit second état bloqué ». Lesdites surfaces de blocage sont de type mâle-femelle mais peuvent prendre des formes dimensions et positions très variées (cylindre dans perçage, croix dans cavité cruciforme, lamelle parallélépipédique dans cavité parallélépipédique...). Elles sont orientées de façon à permettre le mouvement de passage de l'état libre à l'état bloqué et inversement et un jeu suffisant, dépendant des caractéristiques des matériaux utilisés et des dimensions du dispositif, est laissé entre deux groupes de surfaces de blocage aptes à coopérer entre elle pour faciliter lesdits mouvements. L'homme de l'art concevra sans difficulté les surfaces adaptées à un problème donné en fonction notamment des efforts auxquels elles doivent résister, de l'encombrement du dispositif et des techniques de fabrication disponibles.
Le mouvement de passage de la pièce de blocage de l'état libre à l'état bloqué ou inversement quand les deux dites première et seconde pièces se trouvent dans une position angulaire particulière peut-être une translation, une rotation, ou un mouvement quelconque guidé par des surfaces comme celles assurant également l'étanchéité du volume balayé ou non.
Ledit passage de ladite pièce de blocage de l'état libre à l'état bloqué ou inversement s'effectue quand la force exercée sur ladite pièce de blocage par le champ de gravité, ou un champ magnétique si ladite pièce de blocage comporte un élément qui y est sensible, est convenablement orientée et lesdites première et seconde pièces ont été positionnées de manière à diminuer suffisamment les efforts s'exerçant par l'intermédiaire desdites première et seconde surfaces de blocage sur ladite pièce de blocage et qui s'opposent audit passage.
Il peut y avoir plusieurs positions angulaires particulières discrètes relatives desdites première et seconde pièces permettant chacune le passage de ladite pièce de blocage de l'état libre à l'état bloqué ou inversement. C'est le cas en particulier si au moins une des surfaces de blocages présente une symétrie autour de l'axe de rotation desdites première et seconde pièces.
L'invention, son fonctionnement et ses applications seront mieux compris et d'autres de ses caractéristiques et avantages 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 3 représentent un mode de réalisation préféré du dispositif suivant l'invention. La figure 1 est une vue éclatée en perspective de ce mode de réalisation. Les figures 2 et 3 en sont des vues en coupe respectivement dans l'état libre et l'état bloqué. Les figures 4 à 6 représentent un second mode de réalisation du dispositif suivant l'invention. La figure 4 est une vue éclatée en perspective et partiellement écorchée de ce second mode de réalisation. Les figures 5 et 6 en sont des vues en coupe respectivement dans l'état libre et l'état bloqué. Les figures 7 à 9 représentent un troisième mode de réalisation du dispositif suivant l'invention dans lequel lesdites secondes surfaces de blocage permettent le passage de ladite pièce de blocage de l'état libre à l'état bloqué dans plusieurs positions angulaires particulières. La figure 7 est une vue éclatée en perspective de ce troisième mode de réalisation. Les figures 8 et 9 en sont des vues en coupe dans une position angulaire particulière respectivement dans l'état libre et l'état bloqué.
Les figures 10 à 14 représentent un quatrième mode de réalisation du dispositif suivant l'invention qui comporte des moyens pour maintenir ladite pièce de blocage dans l'état libre. La figure 10 est une vue éclatée en perspective et partiellement écorchée de ce quatrième mode de réalisation. Les figures 11 à 14 en sont des vues en coupe. Les figures 11 à 13 représente ledit quatrième mode de réalisation dans l'état libre dans différentes circonstances. La figure 14 le représente dans l'état bloqué. Il est bien précisé que, sur les figures, les mêmes références 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, la référence peut être aisément retrouvée en se reportant à une autre figure.
Dans toutes les figures les lignes cachées sont invisibles sauf pour les pièces pour lesquelles elles facilitent la compréhension. Dans toutes les figures, les dimensions et proportions ont été adaptées quand cela pouvait faciliter la compréhension.
Dans toutes les figures, la force magnétique ou gravitationnelle qui peut s'exercer sur ladite pièce de blocage est supposée dirigée du haut vers le bas de la figure. Le demandeur tient aussi à préciser que les figures représentent plusieurs modes de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il existe d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette invention.
Il précise en outre que, lorsque que, 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. Il précise aussi que si les modes de réalisation de l'objet selon l'invention tels qu'illustrés comportent plusieurs éléments de fonctions identiques 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. Il précise enfin que les moyens pour monter en rotation lesdites première et seconde pièces entre elles qui peuvent être très variés, sont facilement conçus par l'homme de l'art en fonction du système auquel s'intègrent lesdites première et seconde pièces, dépendent dudit système et leur nature n'intervient pas dans le fonctionnement dudit dispositif suivant l'invention. Ils n'ont donc pas été représentés. De même, lesdites première et seconde pièce peuvent prendre des formes très variées et seules leurs parties impliquées dans ledit dispositif suivant l'invention a été représentée. Le dispositif suivant l'invention pour bloquer-débloquer de manière non invasive la rotation entre deux première 1 et seconde 2 pièces implantées dans l'organisme, dans tous ses modes de réalisation et notamment ceux représentés sur les figures 1 à 14, comporte : o des premières surfaces 11 de blocage solidaires de ladite première pièce 1 , o des secondes surfaces 21 de blocage solidaires de ladite seconde pièce 2, o au moins une pièce de blocage 3: « qui comporte des troisièmes surfaces de blocage 31 aptes à coopérer avec lesdites premières surfaces de blocage 11 solidaires de ladite première pièce 1 et des quatrième surfaces de blocage 32 aptes à coopérer avec lesdites secondes surfaces de blocage 21 solidaires de ladite seconde pièce 2, et, • apte, quand les deux dites première 1 et seconde 2 pièces se trouvent dans une position angulaire particulière, à passer d'un premier état libre dans lequel les deux dites première 1 et seconde 2 pièces sont libres de tourner entre elles, au moins une desdites troisièmes 31 et quatrièmes 32 surfaces de blocage de ladite pièce de blocage étant dégagées des surfaces de blocage 11, 21 de celle desdites première 1 et seconde 2 pièces avec lesquelles elles peuvent coopérer à un second état bloqué dans lequel les deux dites première 1 et seconde 2 pièces sont bloquées en rotation entre elles par l'intermédiaire desdites premières 11 et troisièmes 31 surfaces de blocage d'une part et desdites secondes 21 et quatrièmes 32 surfaces de blocage d'autre part et inversement de passer dudit second état bloqué audit premier état libre. o des moyens 411 , 412, 413 ou 421 , 422 ou 431 , 432 définissants entre lesdites première 1 et seconde 2 pièces une cavité étanche aux matières environnantes qui inclue au moins lesdites premières 11 et secondes 21 surfaces de blocage et le volume balayé par ladite pièce de blocage 3 quand elle se déplace entre ledit premier état libre et ledit second état bloqué et inversement, o des moyens pour entraîner en rotation dans un sens et dans l'autre depuis l'extérieur de l'organisme les deux dites première et seconde pièces entre elles, Lesdits moyens pour entraîner en rotation dans un sens et dans l'autre depuis l'extérieur de l'organisme les deux dites première et seconde pièces entre elles peuvent être très variés, sont fonction du système auquel le dispositif suivant l'invention est intégré, sont en général connus ou facilement définissables par l'homme de l'art et ne sont donc pas représentés.
Suivant un mode de réalisation préféré du dispositif suivant l'invention représenté sur les figures 1 à 3, lesdites première 1 et seconde 2 pièces possèdent chacune une extrémité constituée d'un cylindre, respectivement 412, 413, prolongé de formes sensiblement parallélépipédiques dont des faces constituent respectivement les premières 11 et secondes 21 surfaces de blocages. Chacune de ces extrémités est symétrique par rapport à l'axe de rotation desdites première 1 et seconde 2 pièces. Elles sont en outre tournées l'une vers l'autre et séparées par une distance supérieure à la longueur suivant l'axe de rotation desdites première 1 et seconde 2 pièces dudit parallélépipède de la première pièce 1 laquelle est au plus la moitié de celle suivant le même axe dudit parallélépipède de la seconde pièce 2 ce qui permet que la pièce de blocage 3 s'intercale entre les deux dites extrémités et fonctionne entre elles de la manière précisée plus loin. Les deux cylindres 412, 413 ont le même diamètre.
La pièce de blocage 3 est un cylindre de diamètre inférieur à celui, commun, des cylindres 412, 413 des extrémités desdites première 1 et seconde 2 pièces et de longueur inférieure à la distance entre ces dits deux cylindres 412, 413 diminuée de la longueur suivant l'axe de rotation desdites première 1 et seconde 2 pièces du parallélépipède de ladite première pièce 1 et supérieure à la distance entre les deux dits parallélépipèdes respectivement de la première pièce 1 et de la seconde pièce 2. Ladite pièce de blocage 3 comporte en outre à une extrémité une cavité complémentaire du parallélépipède de ladite première pièce 1 dont des faces constituent lesdites troisième surfaces de blocage 31 et, à l'extrémité opposée, une cavité complémentaire du parallélépipède de ladite seconde pièce 2 dont des faces constituent lesdites quatrième surfaces de blocage 32. Un tube souple 411, par exemple en élastomère de silicone, de diamètre intérieur en l'absence de contraintes sensiblement égal à celui des cylindres desdites première 1 et seconde 2 pièces est solidarisé de manière étanche, par exemple par collage après dilatation par un solvant approprié, à une de ses extrémités sur le cylindre 412 de ladite première pièce 1 et à l'autre sur le cylindre 413 de ladite seconde pièce 2 , de préférence dans une position angulaire de la première 1 et de la seconde 2 pièces qui permet à la pièce de blocage 3 de passer de l'état libre à l'état bloqué ou l'inverse, constituant ainsi les moyens définissants entre lesdites première 1 et seconde 2 pièces une cavité étanche aux matières environnantes. Ce tube souple 411 se déforme en torsion lors des rotations entre la première 1 et la seconde 2 pièces. L'ensemble du dispositif est symétrique par rapport à l'axe de rotation desdites première 1 et seconde 2 pièces.
L'état bloqué peut être ainsi être obtenu dans deux positions relatives, à 180° l'une de l'autre, desdites première 1 et seconde 2 pièces. On décrit maintenant le fonctionnement du dispositif dans le champ de gravité. Le fonctionnement dans un champ magnétique si la pièce de blocage comporte un élément sur lequel un tel champ peut exercer une force s'en déduit très simplement et de ce fait ne sera pas approfondi. On passe de l'état libre représenté sur la figure 2 dans lequel lesdites premières surfaces de blocages 11 sont complètement dégagées desdites troisièmes surfaces de blocage 31 à l'état bloqué représenté sur la figure 3 dans laquelle les troisièmes surfaces de blocage 31 sont imbriquées avec les premières surfaces de blocage 11 et simultanément les quatrièmes surfaces de blocage 32 restent imbriquées avec les secondes surfaces de blocage 21 en plaçant la seconde pièce 2 au dessus de la première pièce 1 et en tournant lentement l'une des deux première 1 ou seconde 2 pièces par rapport à l'autre dans un sens ou dans l'autre indifféremment mais avec une amplitude suffisante pour garantir que les premières 11 et troisièmes 31 surfaces de blocages viendront bien à un moment donné en vis-à-vis de manière que la pièce de blocage 3 puisse alors se déplacer en translation vers l'état bloquée sous l'effet de la gravité. On passe de l'état bloqué représenté sur la figure 3 à l'état libre représenté sur la figure 2 en plaçant la première pièce 1 au dessus de la seconde pièce 2 et en tournant légèrement l'une des deux première 1 ou seconde 2 pièces par rapport à l'autre dans un sens puis dans l'autre en général car on ne connaît pas forcément a priori le dernier sens de rotation du système, qui est en outre invisible, et qu'en effectuant la rotation dans un sens puis dans l'autre, en commençant par celui que l'on veut, on garanti qu'à un moment les efforts sur la pièce de blocage, qui n'aura plus de couple à transmettre lors d'une des inversions de sens, sont annulés et qu'elle peut alors se déplacer en translation vers l'état libre sous l'effet de la gravité. Dans le second mode de réalisation du dispositif suivant l'invention représenté sur les figures 4 à 6, ladite première pièce 1 comporte un alésage 10 qui reçoit l'extrémité de ladite seconde pièce 2 qui est un cylindre de diamètre légèrement inférieur à celui dudit alésage 10. L'axe de rotation desdites première 1 et seconde 2 pièces est ainsi celui dudit alésage. Les moyens définissants entre lesdites première 1 et seconde 2 pièces une cavité étanche aux matières environnantes sont constitués par un chambrage 421 proche de l'extrémité débouchante de l'alésage 10 et qui reçoit par exemple un joint torique 422, par exemple en élastomère de silicone. La pièce de blocage est un cylindre 3 apte à se déplacer entre des premières surfaces de blocage 11 constituées d'un perçage non débouchant, de longueur inférieure à celle de ladite pièce de blocage 3 et pratiqué au- delà dudit chambrage 421 , par exemple par électroérosion, depuis l'intérieur dudit alésage 10 perpendiculairement à l'axe de ce dernier et des secondes surfaces de blocage 21 constituées d'un perçage pratiqué dans ladite seconde pièce 2 de manière qu'il existe au moins une position angulaire desdites première 1 et seconde 2 pièces pour que lesdites premières 11 et secondes 21 surfaces de blocage soient alignées. La longueur de la pièce de blocage 3 est telle qu'elle peut être contenue entièrement dans lesdites secondes surfaces de blocage 21 , ce qui constitue l'état libre représenté sur la figure 5. L'état bloqué représenté sur la figure 6 est celui dans lequel ladite pièce de blocage 3 est à cheval entre lesdites premières 11 et secondes 21 surfaces de blocage. On note que, comme pour le mode de réalisation préféré, l'état bloqué peut être obtenu dans deux positions relatives, à 180° l'une de l'autre, desdites première 1 et seconde 2 pièces. Le troisième mode de réalisation du dispositif suivant l'invention représenté sur les figures 7 à 9 offre un nombre important de positions dans lesquelles l'état bloqué peut être obtenu ce qui permet en particulier de réaliser des prothèses dont un angle pourra être modifié assez finement après leur implantation si nécessaire ou encore des systèmes très simples pour tourner dans un sens ou dans l'autre une vis implantée dans l'organisme moyennant une succession précise alternativement de mouvements de rotation et d'inclinaison du dispositif suivant l'invention.
Lesdites première 1 et seconde 2 pièces sont en contact par l'intermédiaire de faces perpendiculaires à leur axe commun de rotation. Les premières surfaces de blocages 11 sont constituées d'au moins un perçage borgne d'axe parallèle à celui de la rotation mais non confondu avec lui et de profondeur suffisante pour qu'une pièce de blocage 3 cylindrique de diamètre légèrement inférieur à celui du perçage puisse y loger entièrement. Sur les figures 7 à 9 deux perçages ont été représentés dans lesquels logent deux pièces de blocage 3. Les secondes surfaces de blocage 21 sont constituées d'une pluralité de perçages d'axes parallèles à l'axe de rotation desdites première 1 et seconde 2 pièces, de diamètre sensiblement identique à celui des perçages constituant lesdites premières surfaces de blocage 11, mais de longueur inférieure à celle des pièces de blocage 3 cylindriques et répartis autour dudit axe de rotation de manière à ce qu'il existe au moins une position de la première pièce 1 par rapport à la seconde pièce 2 dans laquelle chaque perçage de la première pièce 1 se trouve en vis-à-vis d'un perçage de la seconde pièce 2. Sur les figures 7 à 9, la répartition régulière symétrique des perçages assure l'existence de plusieurs de ces positions. Les moyens définissants entre lesdites première 1 et seconde 2 pièces une cavité étanche aux matières environnantes sont par exemple constitués d'une gorge annulaire 431 pratiquée dans ladite première pièce 1 sur la face en contact avec ladite seconde pièce 2, centrée sur l'axe de rotation des deux dites première 1 et seconde 2 pièces et qui reçoit par exemple un joint torique en élastomère de silicone 432. Le fonctionnent de ce troisième mode de réalisation se déduit aisément de celui des précédents. Les figures 8 et 9 représentent respectivement le dispositif dans son état libre et bloqué.
Le quatrième mode de réalisation du dispositif suivant l'invention représenté sur les figures 10 à 14 illustre un exemple de moyens pour maintenir ladite pièce de blocage dans au moins un desdits premier état libre et second état bloqué. Ces moyens peuvent être de toute nature et notamment : - élastiques, tels qu'une lame bistable qui maintient dans l'une ou l'autre des états libre ou bloqué ladite pièce de blocage tant qu'une force suffisante n'a pas été exercée. Ces moyens permettront par exemple d'éviter un passage d'un état à l'autre sous l'effet de la gravité et de ne l'autoriser que sous l'effet d'un champ magnétique suffisant.
- magnétiques : de petits aimants placés dans ladite première ou ladite seconde pièce maintiennent dans un l'état correspondant ladite pièce de blocage qui comporte dans ce cas un élément sur lequel un champ magnétique est apte à exercer une force. L'intérêt et le fonctionnement sont similaires à ceux des moyens élastiques décrits plus haut.
- adhésifs : un adhésif à usage unique ou à usage multiple suivant le fonctionnement souhaité est placé judicieusement sur une desdites première ou seconde pièce.
- géométriques,
Ledit quatrième mode de réalisation illustre les moyens de nature géométrique qui sont particulièrement intéressants. En effet, le dispositif suivant l'invention suivant ce quatrième mode de réalisation ne peut passer de l'état libre à l'état bloqué que si l'orientation dudit dispositif dans le champ qui applique une force sur la pièce de blocage est faite à partir d'une position particulière et suivant une trajectoire obligée. Ainsi, par exemple, si ledit quatrième mode de réalisation du dispositif est utilisé et convenablement disposé dans une prothèse de fémur, le porteur de la prothèse peut effectuer tous les mouvements de la vie courante sans risque d'allongement involontaire et seul un mouvement tel que celui obtenu en passant directement de la position debout ou allongée sur le ventre à celle de la « marche sur les mains », qui est très spécifique et nécessite en général l'assistance d'un tiers, permet de bloquer lesdites première 1 et seconde 2 pièces et de provoquer l'allongement en activant un mécanisme qui transforme par exemple les rotation alternatives de la seconde pièce 2 en allongement. En effet, comme pour le troisième mode de réalisation, les première 1 et seconde 2 pièces sont en contact par l'intermédiaire de faces perpendiculaires à leur axe commun de rotation. La pièce de blocage 3 est un parallélépipède rectangle. Les secondes surfaces de blocage 21 sont constituées par des faces d'une cavité parallélépipédique pratiquée dans la seconde pièce 2 et qui peut contenir à moitié avec un faible jeu ladite pièce de blocage. Les premières surfaces de blocages 11 sont constituées par les faces d'un perçage à section rectangulaire qui peut dans une position angulaire au moins desdites première 1 et seconde 2 pièces faire face auxdites secondes surfaces de blocage 21. Mais, dans ce quatrième mode de réalisation, une cavité parallélépipédique supplémentaire 52 élargie au fond et d'un coté la cavité limitée par lesdites premières surfaces de blocage 11 sur une largeur, une longueur et une profondeur suffisantes pour contenir entièrement ou presque ladite pièce de blocage 3.
Si l'on fait abstraction de ladite cavité 52, le quatrième mode de réalisation dudit dispositif suivant l'invention fonctionne comme les précédents modes de réalisation. En revanche, si l'on observe le comportement dudit quatrième mode de réalisation si sa position initiale est l'état libre et tel que la pièce de blocage 3 se trouve dans ladite cavité 52 comme sur la figure 11 , faire passer la première pièce 1 au-dessus de la seconde pièce 2 ne provoque pas le basculement dans l'état bloqué car ladite pièce de blocage 3 reste bloqué sur le rebord 51 de ladite cavité 52 comme sur la figure 12. Pour provoquer ce basculement dans l'état bloqué depuis ladite position de la figure 11, il faut tout d'abord tourner ledit quatrième mode de réalisation de 180 degrés autour de l'axe de rotation desdites première 1 et seconde 2 pièces ou bien au moins ladite première pièce 1 seule de cet angle, si c'est possible, pour dégager ladite pièce de blocage 3 de ladite cavité 52 comme sur la figure 13 puis pratiquer comme en l'absence de ladite cavité 52 pour obtenir l'état bloqué de la figure 14. Le fonctionnement en sens inverse, de l'état bloqué à l'état libre, est normal.
Les moyens définissants entre lesdites première 1 et seconde 2 pièces une cavité étanche aux matières environnantes ne sont pas représentés pour ce quatrième mode de réalisation. Ils peuvent être de tout type. Le dispositif suivant l'invention a l'avantage de pouvoir être réalisé en tout type de matériaux, en particulier tous les matériaux connus pour être implantables tel certains alliages à base de cobalt et de chrome ou des polymères haute performance tel le poly- éther-éther-cétone par exemple, et de pouvoir être intégré dans un environnement quelconque si il fonctionne par gravité. Il est en revanche nécessaire que le système auquel il est intégré soit constitué essentiellement de matériaux insensibles aux champs magnétiques et non magnétiques si il en comporte lui-même pour pouvoir le commander avec de tels champs. Les applications du dispositif selon l'invention sont nombreuses : il s'intègre aux systèmes existants pour améliorer leur contrôle et permet aussi de concevoir des systèmes nouveaux.
Dans un système existant dans lequel la rotation alternative d'un arbre modifie ledit système comme c'est le cas pour plusieurs clous d'allongement par exemple, le dispositif suivant l'invention permet de convertir ledit arbre en un arbre en deux parties, qui constituent alors les première et seconde pièces telles que définies dans l'invention, séparées par un embrayage à commande non invasive constitué par ledit dispositif suivant l'invention ou permet également de bloquer-débloquer la rotation dudit arbre qui reste en une seule partie, la première pièce telle que définie dans l'invention, par rapport à une pièce de référence, la seconde pièce, selon le cas et le choix de l'utilisateur.
Le dispositif suivant l'invention sera donc avantageusement utilisé pour bien contrôler ou même interrompre l'allongement obtenu par un clou centromédullaire rotatif ou une prothèse de croissance ou pour bloquer une articulation prothétique du genou dans une position, en général en extension, dans le cas où les tissus mous du patient ne permettent pas momentanément ou définitivement l'activation normale du genou et sa stabilité.
Au-delà des modifications de systèmes de type connus, d'autres systèmes nouveaux pourront être facilement conçus grâce aux nouvelles possibilités offertes par ledit dispositif suivant l'invention et par exemple des prothèses permettant la modification non invasive après leur implantation d'angles tels que la rotation externe ou le valgus du membre receveur et d'autres systèmes implantables à géométrie évolutive nouveaux.
De façon plus générale, le dispositif suivant l'invention pourra être utilisé pour contrôler par simple orientation dans l'espace ou dans un champ magnétique tout système animé par un mouvement de rotation alternatif. Il sera ainsi possible de réaliser des jeux et des jouets (par exemple un automate qui simule la marche avec les jambes si il a les pieds « en bas » et la marche sur les mains dans le cas contraire ou des jeux de réflexion et de manipulation) ou encore des systèmes de sécurité (par exemple un système d'obturation à vis qui ne peut être dévissé que si il est orienté convenablement par rapport à la gravité) utilisant le dispositif suivant l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1- Dispositif suivant l'invention pour bloquer-débloquer de manière non invasive la rotation entre deux première 1 et seconde 2 pièces implantées dans l'organisme caractérisé en ce qu'il comporte : o des premières surfaces 11 de blocage solidaires de ladite première pièce 1 , o des secondes surfaces 21 de blocage solidaires de ladite seconde pièce 2, o au moins une pièce de blocage 3:
• qui comporte des troisièmes surfaces de blocage 31 aptes à coopérer avec lesdites premières surfaces de blocage 11 solidaires de ladite première pièce 1 et des quatrième surfaces de blocage 32 aptes à coopérer avec lesdites secondes surfaces de blocage 21 solidaires de ladite seconde pièce 2, et,
• apte, quand les deux dites première 1 et seconde 2 pièces se trouvent dans une position angulaire particulière, à passer d'un premier état libre dans lequel les deux dites première 1 et seconde 2 pièces sont libres de tourner entre elles, au moins une desdites troisièmes 31 et quatrièmes 32 surfaces de blocage de ladite pièce de blocage étant dégagées des surfaces de blocage 11, 21 de celle desdites première 1 et seconde 2 pièces avec lesquelles elles peuvent coopérer à un second état bloqué dans lequel les deux dites première 1 et seconde 2 pièces sont bloquées en rotation entre elles par l'intermédiaire desdites premières 11 et troisièmes 31 surfaces de blocage d'une part et desdites secondes 21 et quatrièmes 32 surfaces de blocage d'autre part et inversement de passer dudit second état bloqué audit premier état libre. o des moyens 411, 412, 413, 421, 422, 431, 432 définissants entre lesdites première 1 et seconde 2 pièces une cavité étanche aux matières environnantes qui inclue au moins lesdites premières 11 et secondes 21 surfaces de blocage et le volume balayé par ladite pièce de blocage 3 quand elle se déplace entre ledit premier état libre et ledit second état bloqué et inversement, o des moyens pour entraîner en rotation dans un sens et dans l'autre depuis l'extérieur de l'organisme les deux dites première et seconde pièces entre elles. 2- Dispositif suivant la première revendication caractérisé en ce qu'au moins une pièce de blocage 3 comporte au moins un élément sur lequel un champ magnétique est apte à exercer une force.
3- Dispositif suivant la première ou la seconde revendication caractérisé en ce que lesdits moyens définissants entre lesdites première et seconde pièces une cavité étanche aux matières environnantes comporte au moins un conduit souple 411 solidarisé à une de ses extrémités à ladite première pièce 1 et à l'autre de ses extrémités à ladite seconde pièce 2.
4- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens 51, 52 pour maintenir au moins une pièce de blocage 3 dans au moins un desdits premier état libre et second état bloqué.
5- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les moyens pour entraîner en rotation dans un sens et dans l'autre depuis l'extérieur de l'organisme les deux dites première 1 et seconde 2 pièces entre elles comportent des moyens de liaison à au moins un segment d'os.
6- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les moyens pour entraîner en rotation dans un sens et dans l'autre depuis l'extérieur de l'organisme les deux dites première et seconde pièces entre elles comportent des moyens placés dans les tissus mous.
7- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les moyens pour entraîner en rotation dans un sens et dans l'autre depuis l'extérieur de l'organisme les deux dites première et seconde pièces entre elles comportent des moyens élastiques.
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