WO2008132322A2 - Ensemble de stabilisation dynamique intervertebrale pour arthrodese - Google Patents

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WO2008132322A2
WO2008132322A2 PCT/FR2008/000303 FR2008000303W WO2008132322A2 WO 2008132322 A2 WO2008132322 A2 WO 2008132322A2 FR 2008000303 W FR2008000303 W FR 2008000303W WO 2008132322 A2 WO2008132322 A2 WO 2008132322A2
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Definitions

  • the present invention relates to an intervertebral dynamic stabilization assembly for arthrodesis
  • the invention is in the field of arthrodesis, namely bone fusion between at least two adjacent vertebrae
  • the known state of the art uses an intra-disc cage, associated with a rod or a plate
  • the latter connecting two adjacent vertebrae, is secured to pedicular screws that penetrate the vertebral bodies facing each other.
  • the invention aims to remedy the various drawbacks mentioned above. It also aims to propose a stabilization assembly of dynamic type, which allows the absorption of shocks and vibrations.
  • an intervertebral dynamic stabilization assembly for arthrodesis intended to connect at least two adjacent vertebrae, comprising
  • At least one extra-disc resilient member intended to be arranged behind the intervertebral space, which is adapted to limit a displacement between two adjacent vertebrae in the direction of the intervertebral flexion, and at least one elastic member intra-discal providing an intervertebral spacing function, this elastic intra-discal member being adapted to be crushed during the lordosis of the two adjacent vertebrae, so as to control this setting in lordosis, these two elastic members mutually interact to find a point of equilibrium, which can then be moved dynamically but controlled by external forces such as the subject's weight or the contraction of the muscles.
  • the intra-discal elastic member has an end adapted to deform preferentially, during the lordosis of the patient;
  • the intra-disc elastic member generally has a shape of C, seen from the side, in particular being constituted by a spring blade;
  • the intra-discal elastic member C-shaped has deformation limiting means, in particular a secondary spring extending between the flanges facing this elastic member;
  • the intra-discal elastic member comprises a median body, from which extend two pairs of deformable wings, this elastic member having generally a V-shape, seen from above;
  • the intra-discal elastic member is provided with a rigid body for maintaining the intervertebral spacing, this rigid body being provided at the front, namely the opposite of the extra-discal displacement limiting element. ;
  • the intra-discal organ has an annular shape, in particular being formed by a folded spring blade on itself;
  • At least one first extra-discal member and at least one second extra-discal member are provided, intended to be implanted on either side of the sagittal axis of the patient, as well as at least one first intra-disc elastic member and at least one second intra-disc elastic member intended to be placed on either side of said sagittal axis, the stiffnesses and / or the elasticities of said extra-disc and intra-disc elastic members can be set independently.
  • FIG. 1 is a schematic side view illustrating two neighboring vertebrae associated with a dynamic stabilization assembly according to the invention
  • FIG. 2 is a graph illustrating the variations of the tension, as a function of the length or the angular spacing of the two elastic members involved in this stabilization assembly;
  • FIGS. 3A and 3B are side views, illustrating two different configurations of the assembly according to the invention,
  • FIG. 4 is a side view, similar to FIG. 1, illustrating an alternative embodiment of the invention
  • FIG. 5 is a rear view, illustrating another variant embodiment of the invention.
  • FIGS. 6 and 7 are perspective views illustrating two alternative embodiments of the intra-disc elastic member.
  • FIGS. 8 and 9 are side and perspective views, respectively, illustrating two additional embodiments of this intra-disk elastic member
  • FIGS. 10 to 12 are perspective views, illustrating a further alternative embodiment of this intra-discal elastic member, in three different configurations.
  • FIGS. 13 and 14 are side views, illustrating a last alternative embodiment of this intra-discal elastic member, in two different configurations
  • FIG. 1 schematically illustrates two adjacent vertebrae 10 and 20 which are connected via a stabilization assembly according to the invention, which will be described in more detail in what follows.
  • FIG. 1 the respective vertebral bodies 12 and 22, as well as the intra-disc space.
  • the front and the back of the patient respectively correspond to the left and to the right in the drawing.
  • each vertebra is associated with a respective pedicle screw 14 and 24, implanted by any appropriate procedure
  • a first elastic member 40, said rear or extra-disc connects these two pedicle screws, while a second organ elastic 42, called before or intra-discal, is placed in the intervertebral space
  • the extra-disc elastic member 40 is attached to the pedicle screws by any appropriate means, providing or not a joint relative to these screws.
  • the intra-disc elastic member 42 can be implanted by means of an impaction by posterior, or posterolateral Laterally, it will be noted that the stabilization assembly according to the invention can equip a number of vertebral stages greater than two, in particular equal to three or four
  • These members 40 and 42 are elastic, namely that they are adapted to deform under the action of a force that is exerted to them, in proportion to the intensity of this force, then to return to their initial shape if this force
  • This proportional deformation can be of linear type, or others, such as, for example, exponential, or asymptotic.
  • these two members 40 and 42 have a constituent material and a structure of any type, making it possible to This elastic property may be, for example, made in the form of a spring of any suitable type, or in the form of a combination of springs between them, of any stiffness and of any type of spring.
  • This elastic member may also be different from a spring, it may then consist of an elastic material, such as a silicone or a simple biocompatible rubber, or re of a composite material that can use elastic elements as well as non-elastic elements
  • each elastic member in the sense of the invention can be of any type and use any material, so as to develop a force-deformation curve corresponding to the graph of Figure 2, which will be further explained in the following section. description
  • the extra-disc elastic member 40 is adapted to limit a displacement between the two adjacent vertebrae 10 and 20 in the direction of the intervertebral flexion.
  • the intra-disc elastic member 42 is able to control the lordosis of these two adjacent vertebrae while maintaining a "spacer" type effect
  • the intra-disc elastic member has a front end 42i whose height is substantially invariant, and two opposite surfaces 42 2 , respectively upper and lower, each of which bears against a respective vertebral body 12 or 22 On note that these surfaces are likely to move closer or away mutually, so that the rear end 42 3 of this elastic member is adapted to deform, preferably, during the lordosis of the patient Moreover, the presence of the substantially indeformable front end 42 1 makes it possible to guarantee an intervertebral spacer function of the "spacer" type
  • the profile of this organ is likely to vary, by decreasing its posterior height, or even increasing its anterior height, according to its elastic properties, in order to obtain a modification of the position of the vertebrae preferentially in the direction of the lordosis.
  • intervertebral stabilization assembly of the invention provides different functions, depending on the point of application of the gravity forces of the patient.
  • the extra-discal member 40 limits the setting kyphosis, while distributing the forces on the intra-discal organ 42, without the height of the latter decreases significantly. In other words, this member 42 continues to perform its intervertebral spacing function.
  • the patient leans back When the patient leans back, it deforms elastically and against resistance the elastic member 42, until the deformation in lordosis finds its counterpart in elastic resistance from this organ. A point of equilibrium between the forces applied is then reached.
  • the presence of the end 42 3 ensures a preferential deformation of this organ during the setting lordosis, namely that the latter is deformed asymmetrically.
  • the intra-discal organ 42 thus performs a dual function, namely first the intervertebral spacing, a "spacer" effect and, secondly, the setting in intervertebral lordosis due to its asymmetrical anterior distortion. later. Due to the nature of the elastic members 40 and 42, an equilibrium is obtained between the mechanical effects of these two components, which advantageously corresponds to the therapeutic neutral position.
  • this characteristic dimension is materialized by the angle ⁇ , that is to say the intervertebral angle which merges with the angle of the two upper and lower flats 42 2 of the intra-discal organ.
  • that is to say the intervertebral angle which merges with the angle of the two upper and lower flats 42 2 of the intra-discal organ.
  • FIG. 3B shows an angle ⁇ , which corresponds to a deformation in lordosis.
  • This angle ⁇ f is also plotted on the graph of FIG. 2.
  • I which corresponds to the kyphosis
  • II which corresponds to lordosis
  • the value of the angle a varies, as a function of the voltage T, between the values G ⁇ and ai, according to the curve C 42.
  • This variation which is ICI linear, can also be of any other type, for example exponential or asymptotic
  • this figure 2 also shows the variations, as a function of the tension that is applied to the extra-discal organ 40, of the length L of the interpedicular distance, which merges with that of this member 40. in the absence of tension, this length is maximum, namely that it has a value denoted Lo, for a kyphosis corresponding to the value "o for the intra-discal organ 42 (FIG. 3A)
  • this equilibrium point E is liable to vary according to different parameters, particular to the patient. It is thus the action of the weight, according to whether the patient leans forward or backwards, as well as the action of the muscles, according to whether the latter are relaxed or, conversely, contracted. Under these conditions, this equilibrium point E is capable of moving on the graph of FIG. 2, within a zone Z, denoted This graphic zone Z can itself be controlled in its extent by the chosen stiffness of the various elastic bodies thus kept in equilibrium because of their mutual interaction. Thus, the more the organs are stiff, and the more the patient's weight forces. and the forces of the muscles have difficulty moving the equilibrium point E In the context of the arthrodesis, elastic members are advantageously used whose stiffness is such that the surface of the zone Z is relatively stable. low, ie compatible with bone fusion
  • FIG. 4 illustrates a first variant embodiment of the invention, in which the intra-disc elastic member 142 has a C shape.
  • the latter thus has a core 142i provided at the front, namely opposite the The extra-disc elastic member 40
  • This soul is extended by two wings 142 2 , each bearing against a respective vertebral body 12 or 22
  • This leaf spring 142 thus has an open end 142 3 , facing the back of the patient, which is adapted to be deformed preferentially during the setting lordosis
  • an additional extra-disc elastic member designated by the reference 44, which is provided in the vicinity of the main extra-discal member 40
  • This additional elastic member 44 which is for example secured to the pedicle screws 14 and 24 , is capable of exerting a force F ", tending to move these pedicle screws away from each other.
  • this additional member 44 exerts a force, the meaning of which is opposite to that exerted by the main organ 40
  • FIG. 6 illustrates an alternative embodiment of the leaf spring, in which the latter is associated with a secondary spring 243, connecting the opposite wings 242 ' 2
  • the spring 243 opposes a resistance of controlled intensity
  • the spring 243 can be replaced by a spring blade, similar to that 242 ', which has smaller dimensions and a lower resistance
  • FIG. 7 illustrates a further variant embodiment of the intra-discal elastic member of the preceding figures.
  • the leaf spring 242 is replaced by a solid body 242 ", also having a generally C-shaped shape, which is provided with a soul 242i "from which extend two wings 242 2 " The soul is hollowed with a notch 244, allowing the deformation of this massive body in the manner of a clothespin
  • FIG. 8 illustrates a further variant embodiment of the intra-discal elastic member.
  • the latter affected as a whole by the reference 342, differs from that 142 of FIG. 4 in that it comprises a non-deformable rigid body 345, for example in the form of a cylindrical axis, extending transversely
  • This rigid body 345 which is fixed by any suitable means against the core 342i of the spring blade 342, allows to maintain substantially constant the height of the blade 342 at least in the vicinity of this body 345, whatever the level of stress imposed under these conditions, this blade 342 is able to reliably ensure its intervertebral spacing function.
  • this elastic member 342 can be divided into two regions.
  • the first region 342A located at the front, ie opposite the member 40, is substantially rigid with respect to a vertical compression force, so that it ensures more particularly the function of intervertebral spacing
  • the second region 342B facing the member 40, is adapted to be crushed during the setting in lordosis, while providing a controlled resistance as has been explained in the above
  • the rigid body 345 can equip the implant of Figures 6 and 7 In particular, in the case of Figure 7, it can be housed in the notch 244
  • the two spring blades 242a and 242b are placed substantially parallel to each other, on either side of the sagittal axis A
  • these two leaf springs are placed obliquely, in order to form views from above generally a V, the tip is facing forward, namely opposite the member 40
  • a variant additional, illustrated in Figure 9, can be grouped together these two spring blades in a single intra-discal elastic member, generally designated by reference 442
  • This first comprises a median rigid body 445, for example made in form a sphere, providing the effect of spacing, similarly to the rigid body 345 of Figure 8
  • This rigid body 445 is for example placed in the vicinity of the sagittal axis A of the patient
  • two pairs of elastic wings 442 2 i and 442 22 extend from the median body 445, namely on the one hand and on the other hand. other of the sagittal axis A, respectively to the left and to the right thereof
  • the elastic member 442 has a shape of V, whose tip is turned forward
  • Each pair of wings 442 2 i and 442 22 is of elastic and deformable nature, so that they provide resistance to the extra-discal member, similarly for example to the wings 242 2 equipping the implant of FIG. 4 As in the case of FIG. 5, it is possible for these two pairs of wings to have different mechanical characteristics, so as to oppose variable resistances, in particular in the case of a lateral dissymmetrical collapse of the disk.
  • FIGS. 10 to 12 illustrate a further variant embodiment of the intra-discal organ, which is assigned the reference 542.
  • this member 542 is constituted by a spring blade, folded back on itself in the manner a ring
  • this intra-discal organ does not have an open end towards the rear, namely on the right of the sheet It should be noted however that it is not closed laterally, namely towards the front or back of the
  • the annular spring blade 542 has a tendency to flatten, while having a height that is substantially constant from back to front. case of asymmetric pressure
  • this organ is deformed in the direction of lordosis, by decreasing the radius of curvature of its rear part, combined with an increase in the radius of curvature of its front part.
  • FIGS. 13 and 14 illustrate a last variant embodiment of the invention, in which the intra-disc elastic member 642 differs from that 542 of the preceding figures, in that it is provided with a rigid sphere 644, movable relative to the blade spring back and forth thereof
  • the leaf spring 642 is advantageously closed on its sides, namely towards the front and the rear of the sheet, so as to to avoid 0 that this sphere does not escape from its internal volume
  • this interior volume can be filled by means of a fluid making it possible to facilitate the displacement of this sphere

Abstract

Cet ensemble de stabilisation dynamique intervertébrale pour arthrodèse, qui est destiné à relier au moins deux vertèbres adjacentes (10, 20), comprend : au moins un organe élastique extra-discal (40), destiné à être disposé à l'arrière de l'espace intervertébral (30), qui est propre à limiter un déplacement entre deux vertèbres adjacentes dans le sens de la flexion intervertébrale; et au moins un organe élastique intra-discal (42) assurant une fonction d'écartement intervertébral, cet organe intra-discal élastique étant propre être écrasé lors de la mise en lordose les deux vertèbres adjacentes, de manière à contrôler cette mise en lordose, ces deux organes élastiques interagissant mutuellement jusqu'à trouver un point d'équilibre, qui peut ensuite être déplacé d'une façon dynamique mais contrôlée par des forces extérieures telles que le poids du sujet ou la contraction des muscles.

Description

ENSEMBLE DE STABILISATION DYNAMIQUE INTERVERTEBRALE
POUR ARTHRODESE
La présente invention concerne un ensemble de stabilisation dynamique intervertébrale pour arthrodèse
L'invention se situe dans le domaine de l'arthrodèse, a savoir de la fusion osseuse entre au moins deux vertèbres adjacentes
L'état de la technique connue fait appel à une cage intra-discale, associée à une tige ou a une plaque Cette dernière, reliant deux vertèbres adjacentes, est solidarisée sur des vis pédiculaires qui pénètrent dans les corps vertébraux en regard
Cette solution connue implique cependant certains inconvénients En effet, il a ete constaté que les patients pourvus de ces composants, sont sujets à des raideurs, ainsi qu'à des mauvaises positions, liées en particulier à une insuffisance de lordose Dans ces conditions, ces patients subissent une usure prématurée du disque placé immédiatement au-dessus de la vertèbre supérieure, parmi celles recevant les vis pediculaires
Ceci étant précisé, l'invention vise à remédier aux différents inconvénients évoqués ci-dessus Elle vise également à proposer un ensemble de stabilisation de type dynamique, qui permet l'absorption des chocs et des vibrations
A cet effet, elle a pour objet un ensemble de stabilisation dynamique intervertébrale pour arthrodèse, destiné à relier au moins deux vertèbres adjacentes, comprenant
- au moins un organe élastique extra-discal, destiné à être disposé à l'arrière de l'espace intervertébral, qui est propre à limiter un déplacement entre deux vertèbres adjacentes dans le sens de la flexion intervertébrale , et - au moins un organe élastique intra-discal assurant une fonction d'écartement intervertébral, cet organe intra-discal élastique étant propre à être écrasé lors de la mise en lordose des deux vertèbres adjacentes, de manière a contrôler cette mise en lordose, ces deux organes élastiques interagissant mutuellement jusqu'à trouver un point d'équilibre, qui peut ensuite être déplacé d'une façon dynamique mais contrôlée par des forces extérieures telles que le poids du sujet ou la contraction des muscles. Selon d'autres caractéristiques :
- il est en outre prévu un organe élastique extra-discal supplémentaire, propre à s'opposer à la mise en lordose du patient ;
- l'organe élastique intra-discal présente une extrémité propre à se déformer préférentiellement, lors de la mise en lordose du patient ; - l'organe élastique intra-discal présente globalement une forme de C, vu de côté, en étant notamment constitué par une lame ressort ;
- l'organe élastique intra-discal en forme de C présente des moyens de limitation de déformation, notamment un ressort secondaire s'étendant entre les ailes en regard de cet organe élastique ; - l'organe élastique intra-discal comprend un corps médian, à partir duquel s'étendent deux couples d'ailes déformables, cet organe élastique présentant globalement une forme de V, vu de dessus ;
- l'organe élastique intra-discal est pourvu d'un corps rigide de maintien de l'écartement intervertébral, ce corps rigide étant prévu à l'avant, à savoir à l'opposé de l'élément extra-discal de limitation de déplacement ;
- l'organe intra-discal présente une forme annulaire, en étant notamment formé par une lame ressort repliée sur elle-même ;
- il est prévu un corps incompressible, susceptible de se déplacer d'avant en arrière dans le volume intérieur de l'organe intra-discal annulaire ;
- pour au moins un étage vertébral, il est prévu au moins un premier organe extra-discal et au moins un second organe extra-discal, destinés à être implantés de part et d'autre de l'axe sagittal du patient, ainsi qu'au moins un premier organe élastique intra-discal et au moins un second organe élastique intra-discal destinés à être placés de part et d'autre dudit axe sagittal, les raideurs et/ou les élasticités desdits organes élastiques extra-discaux et intra-discaux pouvant être réglées de manière indépendante. L'invention va être décrite ci-après en référence aux dessins annexes, donnés uniquement a titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels
- la figure 1 est une vue schématique de côté, illustrant deux vertèbres voisines associées a un ensemble de stabilisation dynamique conforme a l'invention ,
- la figure 2 est un graphe illustrant les variations de la tension, en fonction de la longueur ou de l'écartement angulaire des deux organes élastiques intervenant dans cet ensemble de stabilisation , - les figures 3A et 3B sont des vues de côté, illustrant deux configurations différentes de l'ensemble conforme à l'invention ,
- la figure 4 est une vue de côté, analogue a la figure 1 , illustrant une variante de réalisation de l'invention ,
- la figure 5 est une vue de derrière, illustrant une autre variante de réalisation de l'invention ,
- les figures 6 et 7 sont des vues en perspective, illustrant deux alternatives de réalisation de l'organe élastique intra-discal
- les figures 8 et 9 sont des vues respectivement de côte et en perspective, illustrant deux variantes supplémentaires de réalisation de cet organe élastique intra-discal ,
- les figures 10 à 12 sont des vues en perspective, illustrant une alternative supplémentaire de réalisation de cet organe élastique intra- discal, dans trois configurations différentes , et
- les figures 13 et 14 sont des vues de côté, illustrant une dernière alternative de réalisation de cet organe élastique intra-discal, dans deux configurations différentes
La figure 1 illustre, de manière schématique, deux vertèbres adjacentes 10 et 20 qui sont reliées par l'intermédiaire d'un ensemble de stabilisation conforme à l'invention, qui va être décrit plus en détail dans ce qui suit On retrouve, sur cette figure 1 , les corps vertébraux respectifs 12 et 22, ainsi que l'espace intra-discal 30 L'avant et l'arrière du patient correspondent respectivement à la gauche et à la droite sur le dessin De manière connue en soi, chaque vertèbre est associée à une vis pediculaire respective 14 et 24, implantée grâce à toute procédure appropriée Un premier organe élastique 40, dit arrière ou extra-discal, relie ces deux vis pediculaires, alors qu'un second organe élastique 42, dit avant ou intra-discal, est placé dans l'espace intervertébral
L'organe élastique extra-discal 40 est hé aux vis pédiculaires par tout moyen approprié, lui assurant ou non une articulation par rapport à ces vis De plus, l'organe élastique intra-discal 42 peut être implanté au moyen d'une impaction par voie postérieure, ou postéro-latérale Enfin, on notera que l'ensemble de stabilisation conforme à l'invention peut équiper un nombre d'étages vertébraux supérieur à deux, en particulier égal à trois ou quatre
Ces organes 40 et 42 sont élastiques, à savoir qu'ils sont propres à se déformer sous l'action d'une force qui leur est exercée, proportionnellement à l'intensité de cette force, puis à revenir à leur forme initiale si cette force est supprimée Cette déformation proportionnelle peut être de type linéaire, ou autres, tel que par exemple exponentiel, ou asymptotique Dans le cadre de l'invention, ces deux organes 40 et 42 présentent un matériau constitutif et une structure de tout type, permettant de leur conférer cette propriété élastique décrite ci-dessus Chaque organe élastique peut être, par exemple, réalisé sous forme d'un ressort de tout type approprié, ou encore sous forme d'une association de ressorts entre eux, de toute raideur et de tout type de matériau approprié Cet organe élastique peut également être différent d'un ressort il peut alors être constitué d'une matière élastique, tel qu'un silicone ou un caoutchouc biocompatible simple, ou encore d'un matériau composite pouvant faire appel à des éléments élastiques ainsi qu'à des éléments non élastiques
En définitive, chaque organe élastique au sens de l'invention peut être de tout type et faire appel à tout matériau, de manière à développer une courbe force-déformation correspondant au graphe de la figure 2, qui sera explicité davantage dans la suite de la description
Comme on le verra plus en détail dans ce qui suit, l'organe élastique extra-discal 40 est propre a limiter un déplacement entre les deux vertèbres adjacentes 10 et 20 dans le sens de la flexion intervertébrale Par ailleurs, l'organe élastique intra-discal 42 est propre à contrôler la mise en lordose de ces deux vertèbres adjacentes tout en maintenant un effet de type « spacer »
De façon plus précise, l'organe élastique intra-discal présente une extrémité avant 42i dont la hauteur est sensiblement invariante, ainsi que deux surfaces opposées 422, respectivement supérieure et inférieure, dont chacune prend appui contre un corps vertébral respectif 12 ou 22 On notera que ces surfaces sont susceptibles de se rapprocher ou de s'éloigner mutuellement, de sorte que l'extrémité arrière 423 de cet organe élastique est propre à se déformer, de manière préférentielle, lors de la mise en lordose du patient Par ailleurs, la présence de l'extrémité avant 421 sensiblement indéformable permet de garantir une fonction d'écartement intervertébral, de type « spacer »
Ainsi, quel que soit le type d'organe élastique intra-discal, celui-ci est propre à présenter une hauteur minimale, quels que soient les efforts qui lui sont appliqués, ce qui assure l'effet « spacer » évoqué ci-dessus En revanche, le profil de cet organe est susceptible de varier, par diminution de sa hauteur postérieure, voire augmentation de sa hauteur antérieure, selon ses propriétés élastiques, afin d'obtenir une modification de la position des vertèbres préférentiellement dans le sens de la lordose.
Le fonctionnement de l'ensemble de stabilisation intervertébrale, illustré sur cette figure 1 , va maintenant être décrit dans ce qui suit
Lors de la mise en lordose du patient, la contrainte ainsi exercée tend à déformer l'organe élastique 42, par rapprochement mutuel des surfaces 422 Cet organe exerce alors une force de rappel, matérialisée par les flèches F De ce fait, il oppose une « contre-contrainte » élastique permanente à l'organe extra-discal 40.
Par ailleurs, lors de la mise en cyphose du patient, cet organe extradiscal tend à s'opposer à ce mouvement, selon les flèches F', alors que l'organe intra-discal assure uniquement une fonction d'écarteur intervertébral, sans cependant se déformer substantiellement On notera par conséquent que l'ensemble de stabilisation intervertébrale de l'invention assure des fonctions différentes, selon le point d'application des forces de gravité du patient.
Ainsi, si le patient se penche en avant, l'organe extra-discal 40 limite la mise en cyphose, tout en répartissant les forces sur l'organe intra-discal 42, sans que la hauteur de ce dernier ne diminue de façon sensible. En d'autres termes, cet organe 42 continue à assurer sa fonction d'écartement intervertébral.
Lorsque le patient se penche en arrière, il déforme de façon élastique et contre résistance l'organe élastique 42, jusqu'à ce que la déformation en lordose trouve sa contrepartie en résistance élastique de la part de cet organe. Un point d'équilibre entre les forces appliquées est alors atteint. A cet égard, on notera que la présence de l'extrémité 423 assure une déformation préférentielle de cet organe lors de la mise en lordose, à savoir que ce dernier est déformé de façon asymétrique. L'organe intra-discal 42 assure ainsi une double fonction, à savoir tout d'abord l'écartement intervertébral, soit un effet « spacer » et, d'autre part, la mise en lordose intervertébrale du fait de sa déformation asymétrique antéro-postérieure. Du fait de la nature des organes élastiques 40 et 42, un équilibre est obtenu entre les effets mécaniques de ces deux composants, qui correspond avantageusement à la position neutre thérapeutique.
L'interaction entre les organes élastiques 40 et 42 est plus particulièrement illustrée sur le graphe de la figure 2. On retrouve, en abscisses, la tension T exercée sur chacun de ces organes et, en ordonnées, les variations de la dimension caractéristique de chacun de ces organes.
Dans le cas de l'organe intra-discal 42, cette dimension caractéristique est matérialisée par l'angle a , c'est-à-dire l'angle intervertébral qui se confond avec l'angle des deux méplats supérieur et inférieur 422 de l'organe intra-discal. Ainsi, en référence à la figure 3A, lorsque cet organe 42 est placé entre les vertèbres, sans être associé à l'organe extra-discal 40, ces surfaces définissent un angle noté a0 , noté sur la figure 2, qui correspond à une position de cyphose. Puis, au fur et à mesure de la déformation de cet organe 42, les surfaces 422 ont tendance à rapprocher, puis à devenir parallèles Si cette déformation se poursuit, ces surfaces ont tendance a se rapprocher l'une de l'autre
On retrouve, sur la figure 3B, un angle a f, qui correspond a une déformation en lordose Cet angle α f est également reporté sur le graphe de la figure 2 On note, sur cette dernière, une zone inférieure notée I, qui correspond à la cyphose, ainsi qu'une zone supérieure notée II, qui correspond à la lordose
Comme l'illustre cette figure 2, la valeur de l'angle a varie, en fonction de la tension T, entre les valeurs GΌ et a i, selon la courbe C42 Cette variation, qui est ICI linéaire, peut également être de tout autre type, par exemple exponentiel ou asymptotique
Par ailleurs, on retrouve également sur cette figure 2 les variations, en fonction de la tension qui est appliquée sur l'organe extra-discal 40, de la longueur L de la distance interpédiculaire, qui se confond avec celle de cet organe 40 Ainsi, en l'absence de tension, cette longueur est maximale, à savoir qu'elle possède une valeur notée Lo, pour une cyphose correspondant à la valeur « o pour l'organe intra-discal 42 (figure 3A)
En revanche, pour une position de lordose maximale, correspondant à la valeur a i de la déformation de l'organe intra-discal 42, la longueur de l'organe extra-discal présente au contraire une valeur minimale, notée Lf (figure 3B) La variation de la longueur en fonction de la tension, entre ces valeurs L0 et Lf, est matérialisée par la courbe C40 de la figure 2 Cette variation, qui est illustrée de manière linéaire sur cette figure 2, peut également être de tout autre type, tel qu'exponentiel, asymptotique ou autre
Ces courbes C40 et C42, qui sont respectivement strictement décroissante et strictement croissante en fonction de la tension T, se coupent en un point noté E, correspondant à l'équilibre mécanique imparti par les deux organes élastiques 40 et 42 On conçoit qu'il est possible d'ajuster les caractéristiques mécaniques de ces deux organes 40 et 42 pour que ce point d'équilibre soit le plus voisin possible de la position physiologique neutre Ces caractéristiques peuvent également être telles, que ce point E soit relativement proche de l'axe des ordonnées, à savoir qu'il peut être atteint pour une valeur de tension T relativement basse On note α E et LE les valeurs correspondant à ce point d'équilibre
On notera également que ce point d'équilibre E est susceptible de varier en fonction de différents paramètres, propres notamment au patient II s'agit ainsi de l'action du poids, selon que le patient se penche en avant ou en arrière, ainsi que l'action des muscles, selon que ces derniers sont relâches ou au contraire contractes Dans ces conditions, ce point d'équilibre E est susceptible de se déplacer sur le graphe de la figure 2, au sein d'une zone Z, dénommée zone d'équilibre dynamique Cette zone graphique Z peut elle-même être contrôlée dans son étendue par la raideur choisie des différents corps élastiques ainsi maintenus en équilibre du fait de leur interaction mutuelle Ainsi, plus les organes sont raides, et plus les forces du poids du patient et les forces des muscles ont du mal a déplacer le point d'équilibre E Dans le cadre de l'arthrodèse, on utilise avantageusement des organes élastiques dont la raideur est telle que la surface de la zone Z soit relativement faible, c'est-a- dire compatible avec la fusion osseuse
A cet égard, on notera que l'invention trouve son essence dans l'association de ces deux organes élastiques 40 et 42, dont l'interaction permet d'obtenir un équilibre mécanique II est d'ailleurs à souligner que chacun de ces organes élastiques 40 ou 42 ne saurait être utilisé en tant que tel, indépendamment de son association avec l'autre de ces organes élastiques
Une telle utilisation isolée serait même à proscrire, puisqu'elle conduirait à placer le patient dans une position dangereuse, sur le plan anatomique Ainsi, l'emploi de l'organe extra-discal seul conduirait à une lordose excessive, alors que l'utilisation de l'organe intra-discal seul induirait une mise en cyphose trop prononcée
La figure 4 illustre une première variante de réalisation de l'invention, dans laquelle l'organe élastique intra-discal 142 présente une forme de C Ce dernier possède ainsi une âme 142i prévue à l'avant, à savoir a l'opposé de l'organe élastique extra-discal 40 Cette âme se prolonge par deux ailes 1422, dont chacune prend appui contre un corps vertébral respectif 12 ou 22 Cette lame ressort 142 possède ainsi une extrémité ouverte 1423, tournée vers l'arrière du patient, qui est propre à être déformée de manière préférentielle lors de la mise en lordose
Par ailleurs, on retrouve un organe élastique extra-discal supplémentaire, désigné par la référence 44, qui est prévu au voisinage de l'organe extra-discal principal 40 Cet organe élastique supplémentaire 44, qui est par exemple solidarisé aux vis pédiculaires 14 et 24, est propre à exercer une force F", tendant à éloigner l'une de l'autre ces vis pédiculaires En d'autres termes, cet organe supplémentaire 44 exerce un effort, dont le sens est opposé à celui exercé par l'organe principal 40
Ceci permet de renforcer l'élasticité de l'organe mtra-discal 142, dans le sens de l'extension intervertébrale, ce qui est avantageux par exemple en l'absence d'une facette articulaire Ainsi, dans ce cas, cet organe supplémentaire 44 tend à s'opposer à une lordose qui serait rendue plus facile du fait de l'absence de butée anatomique en lordose, de manière combinée à l'action de l'organe mtra-discal 142
Comme évoqué précédemment, il est possible de régler de manière indépendante les caractéristiques mécaniques de ces trois organes 40, 44 et 142 On notera en outre que, si l'organe supplémentaire 44 est distinct de l'organe principal 40 sur la figure 4, ces deux organes peuvent en variante être confondus en un seul élément
On peut également prévoir, en référence à la figure 5, d'utiliser deux organes extra-discaux 40a et 40b, ainsi que deux lames ressorts 242a et 242b, placés de part et d'autre de l'axe sagittal A du patient Ceci est avantageux, puisqu'il est possible de régler de façon séparée les caractéristiques mécaniques de chaque couple d'organes élastiques, respectivement intra-discaux et extra-discaux, afin de tenir compte d'un éventuel effondrement dissymétrique latéral du disque
La figure 6 illustre une variante de réalisation de la lame ressort, dans laquelle cette dernière 242' est associée à un ressort secondaire 243, reliant les ailes opposées 242'2 Ainsi, lors de la déformation de la lame ressort 242' du fait de la mise en lordose du patient, le ressort 243 oppose une résistance d'intensité contrôlée A cet égard, on notera qu'il est possible de faire varier les caractéristiques mécaniques de ce ressort 243, en fonction de la pathologie qui doit être traitée, et en particulier si l'effondrement du disque est asymétrique de type droite-gauche A titre de variante non représentée, le ressort 243 peut être remplacé par une lame ressort, analogue à celle 242', qui présente des dimensions inférieures ainsi qu'une résistance plus faible
La figure 7 illustre une variante supplémentaire de réalisation de l'organe élastique intra-discal des figures précédentes Dans ce mode de réalisation, la lame ressort 242 est remplacée par un corps massif 242", présentant également globalement une forme de C, qui est pourvu d'une âme 242i" à partir de laquelle s'étendent deux ailes 2422" L'âme est creusée d'une échancrure 244, permettant la déformation de ce corps massif à la façon d'une pince à linge
La figure 8 illustre une variante supplémentaire de réalisation de l'organe élastique intra-discal Ce dernier, affecté dans son ensemble de la référence 342, diffère de celui 142 de la figure 4 en ce qu'il comporte un corps rigide non deformable 345, réalisé par exemple sous la forme d'un axe cylindrique, s'étendant transversalement Ce corps rigide 345, qui est fixé par tout moyen approprie contre l'âme 342i de la lame ressort 342, permet de maintenir sensiblement constante la hauteur de cette lame 342, au moins au voisinage de ce corps 345, quel que soit le niveau de contrainte imposé Dans ces conditions, cette lame 342 est propre à assurer de manière fiable sa fonction d'écartement intervertébral.
A cet égard, on notera que cet organe élastique 342 peut être divisé en deux régions La première région 342A, située à l'avant, à savoir à l'opposé de l'organe 40, est sensiblement rigide à l'égard d'un effort de compression vertical, de sorte qu'elle assure plus particulièrement la fonction d'écartement intervertébral Par ailleurs, la seconde région 342B, tournée vers l'organe 40, est propre à être écrasée lors de la mise en lordose, tout en offrant une résistance contrôlée comme cela a été explicité dans ce qui précède On notera que le corps rigide 345 peut équiper l'implant des figures 6 et 7 En particulier, dans le cas de la figure 7, il peut être logé dans l'echancrure 244
En faisant référence à la figure 5, on note que les deux lames ressort 242a et 242b sont placées sensiblement parallèles l'une par rapport a l'autre, de part et d'autre de l'axe sagittal A Cependant, a titre de variante, on peut prévoir que ces deux lames ressort sont placées de manière oblique, afin de former vues de dessus globalement un V, dont la pointe est tournée vers l'avant, à savoir a l'opposé de l'organe 40 A titre de variante supplémentaire, illustrée à la figure 9, on peut regrouper ces deux lames ressort en un unique organe élastique intra- discal, désigné dans son ensemble par la référence 442 Ce dernier comprend tout d'abord un corps rigide médian 445, réalisé par exemple sous forme d'une sphère, assurant l'effet d'ecartement, de manière analogue au corps rigide 345 de la figure 8
Ce corps rigide 445 est par exemple placé au voisinage de l'axe sagittal A du patient De plus, deux paires d'ailes élastiques 4422i et 44222 s'étendent à partir du corps médian 445, a savoir de part et d'autre de l'axe sagittal A, respectivement à gauche et à droite de celui-ci Ainsi, vu de dessus, l'organe élastique 442 présente une forme de V, dont la pointe est tournée vers l'avant
Chaque couple d'ailes 4422i et 44222 est de nature élastique et déformable, de sorte qu'ils assurent une résistance à l'organe extra-discal, de manière analogue par exemple aux ailes 2422 équipant l'implant de la figure 4 Comme dans le cas de la figure 5, on peut prévoir que ces deux couples d'ailes présentent des caractéristiques mécaniques différentes, de manière à opposer des résistances variables, notamment dans le cas d'un effondrement dissymétrique latéral du disque
Les figures 10 à 12 illustrent une variante supplémentaire de réalisation de l'organe intra-discal, qui est affecté de la référence 542 Dans ce mode de réalisation, cet organe 542 est constitué par une lame ressort, repliée sur elle-même à la manière d'un anneau Ainsi, par comparaison au mode de réalisation des figures précédentes, cet organe intra-discal ne possède pas d'extrémité ouverte en direction de l'arrière, à savoir sur la droite de la feuille On notera cependant qu'il n'est pas fermé latéralement, a savoir vers l'avant ou l'arrière de la
5 feuille
Sous une pression du poids du corps régulièrement répartie, comme cela est représenté à la figure 11 , la lame ressort annulaire 542 a tendance à s'aplatir, tout en présentant une hauteur qui est sensiblement constante d'arrière en avant En revanche, dans le cas d'une pression asymétrique
I O exercée par le poids du corps, comme à la figure 12, cet organe se déforme dans le sens de la lordose, par diminution du rayon de courbure de sa partie arrière, combinée à une augmentation du rayon de courbure de sa partie avant
Les figures 13 et 14 illustrent une dernière variante de réalisation de 5 l'invention, dans laquelle l'organe élastique intra-discal 642 diffère de celui 542 des figures précédentes, en ce qu'il est pourvu d'une sphère rigide 644, mobile par rapport à la lame ressort d'avant en arrière de celle-ci A cet égard, on notera que la lame ressort 642 est avantageusement fermée sur ses côtés, à savoir vers l'avant et l'arrière de la feuille, de manière à éviter 0 que cette sphère ne s'échappe de son volume intérieur De plus, ce volume intérieur peut être rempli au moyen d'un fluide permettant de faciliter le déplacement de cette sphère
Comme le montre la figure 13, lorsque le poids du corps exerce une action sensiblement répartie le long de l'organe intra-discal, la sphère se 5 trouve sensiblement en position médiane En revanche, en cas d'une action dissymétrique du poids du corps, exercée à l'arrière de l'organe 642, la sphère tend à se déplacer vers l'avant, comme cela est montré à la figure 14 Ceci permet de garantir la fonction d'écartement intervertébral, tout en créant un effet de lordose 0

Claims

REVENDICATIONS
1 . Ensemble de stabilisation dynamique intervertébrale pour arthrodèse, destiné à relier au moins deux vertèbres adjacentes (10, 20), comprenant :
- au moins un organe élastique extra-discal (40 ; 40a, 40b), destiné à être disposé à l'arrière de l'espace intervertébral (30), qui est propre à limiter un déplacement entre deux vertèbres adjacentes dans le sens de la flexion intervertébrale ; et - au moins un organe élastique intra-discal (42 ; 142 ; 242a,
242b ; 242' ; 242" ; 342 ; 442 ; 542 ; 642) assurant une fonction d'écartement intervertébral, cet organe intra-discal élastique étant propre à être écrasé lors de la mise en lordose des deux vertèbres adjacentes, de manière à contrôler cette mise en lordose, ces deux organes élastiques interagissant mutuellement jusqu'à trouver un point d'équilibre (E), qui peut ensuite être déplacé d'une façon dynamique mais contrôlée par des forces extérieures telles que le poids du sujet ou la contraction des muscles.
2. Ensemble de stabilisation suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il est en outre prévu un organe élastique extra-discal supplémentaire
(44), propre à s'opposer à la mise en lordose du patient.
3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe élastique intra-discal (42 ; 242) présente une extrémité (42β ; 2423) propre à se déformer préférentiellement, lors de la mise en lordose du patient.
4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe élastique intra-discal (242 ; 242a, 242b ; 242' ; 242" ; 342) présente globalement une forme de C, vu de côté, en étant notamment constitué par une lame ressort.
5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe élastique intra-discal en forme de C (242') présente des moyens de limitation de déformation, notamment un ressort secondaire (243) s'étendant entre les ailes en regard de cet organe élastique (242'). 6 Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe élastique intra-discal comprend un corps médian (445), a partir duquel s'étendent deux couples d'ailes déformables (44221, 44222), cet organe élastique présentant globalement une forme de V, vu de dessus 7 Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe élastique intra-discal (342 , 442) est pourvu d'un corps rigide (345 , 445) de maintien de l'écartement intervertébral, ce corps rigide étant prévu à l'avant, à savoir a l'opposé de l'élément extra-discal de limitation de déplacement (40) 8 Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe intra-discal (542 , 642) présente une forme annulaire, en étant notamment formé par une lame ressort repliée sur elle-même
9 Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu un corps incompressible (644), susceptible de se déplacer d'avant en arrière dans le volume intérieur de l'organe intra-discal annulaire (642)
10 Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour au moins un étage vertébral, il est prévu au moins un premier organe extra-discal (40a) et au moins un second organe extra-discal (40b), destinés à être implantés de part et d'autre de l'axe sagittal (A) du patient, ainsi qu'au moins un premier organe élastique intra-discal (242a) et au moins un second organe élastique intra-discal (242b) destinés à être placés de part et d'autre dudit axe sagittal, les raideurs et/ou les élasticités desdits organes élastiques extra-discaux et intra-discaux pouvant être réglées de manière indépendante
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