WO2008155258A1 - Prothèse de disque intervertébrale - Google Patents
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Abstract
L'objet de l'invention est une Prothèse de disque intervertébrale (1) comprenant -un plateau supérieur (2) et un plateau inférieur (3) destinés à venir se fixer sur deux corps vertébraux adjacent, -une liaison rotule étant interposée entre ledit plateau supérieur et ledit plateau inférieur pour assurer le mouvement relatif entre les deux plateaux, -ladite liaison rotule étant composée d'un premier insert non métallique (4) surmonté d'une saillie sphérique (6) coopérant avec un creux sphérique (13) ménagé dans un deuxième insert non métallique (5). Selon l'invention, ledit premier insert (4) et ledit deuxième insert (5) sont agencés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que les bords latéraux (7) dudit premier insert coopèrent avec les bords latéraux (8) dudit deuxième insert de manière à interdire tout contact métallique entre le plateau inférieur (3) et le plateau supérieur (2).
Description
PROTHESE DE DISQUE INTERVERTEBRALE
La présente invention concerne une prothèse de disque intervertébrale destinée à être disposée entre deux corps vertébraux adjacents pour remplacer un disque intervertébral endommagé.
La colonne vertébrale est constituée d'un ensemble de vertèbres superposées reliées les unes aux autres par des disques fibro-cartilagineux appelés également disques intervertébraux. Ces disques ont un rôle fondamental dans la statique et la dynamique de la colonne vertébrale.
Ce disque peut subir des endommagements relatifs à un tassement de la vertèbre, une hernie discale, un déplacement de vertèbre ou plus généralement à une dégénérescence arthrosique intervertébrale.
Un tel endommagement discal peut entraîner une modification anatomique et fonctionnelle du disque. Il en résulte une instabilité dans la colonne vertébrale, en particulier une réaction arthrosique, principale cause de douleurs et de gênes fonctionnelles. La technique pratiquée généralement pour traiter les patients atteints de cette pathologie est une intervention chirurgicale arthrosique intervertébrale qui consiste à remplacer le disque endommagé par une prothèse.
Cette prothèse a pour objectif d'assurer la stabilité et la mobilité entre deux corps vertébraux adjacents de la colonne vertébrale en reproduisant de manière optimale le comportement cinématique naturel du disque intervertébral remplacé.
On connaît dans l'état de la technique une telle prothèse de disque intervertébrale qui est constituée généralement d'un plateau supérieur et d'un plateau inférieur dont les faces externes sont fixées sur les corps vertébraux adjacents. Les plateaux sont reliés entre eux par des moyens d'articulations tels qu'une liaison rotule composée généralement d'une saillie sphérique coopérant avec un creux sphérique. La saillie sphérique est réalisée à partir d'un premier insert qui est monté sur l'un des plateaux. Le creux est ménagé soit directement dans l'un des plateaux correspondant soit constitué par un deuxième insert monté sur ledit plateau. Les plateaux sont réalisés dans un matériau métallique tel que le
titane ou alliage de titane et les inserts dans un matériau plastique tel que le polyéthylène. Cette liaison rotule permet ainsi aux vertèbres de se déplacer l'une par rapport à l'autre selon un mouvement cinématique naturel tel que le mouvement de rotation axial, le mouvement de flexion ou d'extension, et le mouvement d'inflexion.
Toutefois dans une prothèse de disque conventionnelle, par sa forme géométrique et par l'agencement spécifique entre les différents éléments constituant la prothèse, il apparaît un problème d'usure par frottement ou contact entre les différentes interfaces telles qu'une interface métallique/métallique ou une interface polyéthylène/métallique. Ces zones endommagées peuvent devenir alors des amorces de fissures qui réduisent la durée de vie de la prothèse. En outre lorsque la zone endommagée est située sur une des surfaces de la liaison rotule, elle peut modifier la mobilité relative entre les plateaux.
L'objectif de la présente invention est donc de proposer une prothèse de disque intervertébrale qui soit simple dans sa conception et dans son mode opératoire, permettant de reproduire de manière optimale le comportement cinématique naturel d'un disque intervertébral sain et d'autoriser une mobilité optimale entre le plateau inférieur et le plateau supérieur, tout en interdisant tout contact métallique entre les plateaux et en limitant les surfaces de contacts qui ne participent pas dans la mobilité relative entre les plateaux de manière à augmenter la durée de vie de la prothèse.
A cet effet, l'invention concerne une prothèse de disque intervertébrale comprenant un plateau supérieur et un plateau inférieur destinés à venir se fixer sur deux corps vertébraux adjacent, une liaison rotule étant interposée entre le plateau supérieur et le plateau inférieur pour assurer le mouvement relatif entre les deux plateaux, ladite liaison rotule étant composée d'un premier insert non métallique surmonté d'une saillie sphérique coopérant avec un creux sphérique ménagé dans un deuxième insert non métallique, caractérisée en ce que ledit premier insert et ledit deuxième insert sont agencés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que les bords latéraux dudit premier insert coopèrent avec les bords latéraux dudit
deuxième insert de manière à interdire tout contact métallique entre le plateau inférieur et le plateau supérieur.
Dans un mode de réalisation de l'invention, les bords latéraux dudit premier insert comportent une zone périphérique, ladite zone coopérant avec une zone périphérique des bords latéraux du deuxième insert de sorte que lesdites zones viennent en butée l'une contre l'autre lors du mouvement relatif des plateaux.
Pour assurer l'absence de contact entre le plateau supérieur et le plateau inférieur, selon une première forme de réalisation de l'invention, les bords latéraux du premier insert comportent une zone de raccord reliant la zone périphérique avec les bords du plateau inférieur afin de surélever la saillie sphérique par rapport au plan constitué par le plateau inférieur.
Selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, les bords latéraux du deuxième insert peuvent comporter une zone de raccord reliant la zone périphérique avec les bords du plateau supérieur afin d'abaisser le creux sphérique par rapport au plan constitué par le plateau inférieur.
Selon une troisième forme de réalisation de l'invention pour éviter le contact métallique entre le plateau inférieur et le plateau supérieur, la saillie sphérique et le creux sphérique sont tous les deux respectivement surélevée et abaissé par rapport au plan constitué par le plateau inférieur. Pour s'adapter à la mobilité naturelle relative entre les deux plateaux, de préférence la dimension (L) dans le plan horizontal du premier insert est plus grande que la dimension (I) correspondante du deuxième insert de sorte que la zone périphérique du creux vienne toujours en butée sur la surface de la zone périphérique de la saillie. De préférence, l'angle limite entre la zone périphérique du creux et la zone périphérique de la saillie est égale à 12°.
De préférence la saillie sphérique et le creux sphérique ont le même rayon.
Selon une forme de réalisation de l'invention, les plateaux supérieur et inférieur comportent respectivement chacun un logement de forme sensiblement carrée pour recevoir les inserts.
Les premier et deuxième inserts comportent chacun une embase de forme adaptée pour venir se fixer dans lesdits logements.
De préférence, les plateaux sont réalisés en titane ou en alliage de titane et les inserts sont réalisés dans un matériau céramique tel que la zircone ou dans un matériau plastique tel que le polyéthylène.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont représentées à titre indicatif nullement limitatif de l'invention. Les figures représentent :
Figure 1 : une vue éclatée d'une prothèse de disque intervertébrale selon l'invention ;
Figure 2: une représentation schématique d'une vue dans le plan frontal de la prothèse de disque intervertébrale de la figure 1 ;
Figure 3 : une représentation schématique d'une vue en coupe AA de la prothèse de la figure 2 ;
Figure 4 : une représentation schématique de deux formes de réalisation du profil des bords latéraux des inserts de la prothèse de disque intervertébrale ; Figure 5 : une représentation schématique de la prothèse de la figure 4 dans une position dans laquelle une zone périphérique des bords latéraux du deuxième insert comportant le creux sphérique vient en butée contre une zone périphérique du premier insert comportant la saillie sphérique.
La présente invention concerne une prothèse de disque intervertébrale 1 qui est destinée à être insérée entre deux corps vertébraux d'une colonne vertébrale pour remplacer le disque endommagé chez un patient. La figure 1 illustre une vue de face d'une telle prothèse.
Cette prothèse a pour objectif d'une part de maintenir un écartement entre deux corps vertébraux adjacents et d'autre part de permettre de reproduire le comportement cinématique naturel du disque remplacé.
La prothèse de disque 1 selon l'invention comporte un plateau supérieur 2 et un plateau inférieur 3. Ces plateaux 2, 3 présentent chacun respectivement une face externe 202, 302 destinée à être fixée sur les corps vertébraux adjacent. Généralement pour éviter le glissement dans le plan des plateaux, ces faces externes sont munies de picots d'ancrage 9 destinés à ancrer la prothèse dans les vertèbres adjacents.
Ces plateaux présentent un profil adapté au profil des corps vertébraux, tel que cela ressort de la figure 1 , la face externe 302 du plateau inférieur présente un profil légèrement convexe et la face externe 202 du plateau supérieur un profil sensiblement plane. Généralement les plateaux sont réalisés dans un matériau rigide, de préférence dans un matériau métallique biocompatible tel que le titane ou l'alliage de titane.
Pour assurer le mouvement relatif entre les deux plateaux, une liaison rotule est interposée entre le plateau supérieur et le plateau inférieur. Cette liaison rotule est composée d'un premier insert non métallique 4 surmonté d'une calotte sphérique 6 coopérant avec un creux sphérique 13 ménagé dans un deuxième insert non métallique 5. De préférence la saillie sphérique et le creux sphérique ont le même rayon.
Cette liaison rotule autorise des mouvements d'articulation dans les trois plans frontal, sagittal et transversal correspondant à la mobilité physiologique naturelle.
Selon l'invention, le premier insert 4 et le deuxième insert 5 sont agencés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que les bords latéraux 7 dudit premier insert coopèrent avec les bords latéraux 8 du deuxième insert 5 de manière à interdire tout contact métallique entre la face interne 301 du plateau inférieur 3 et la face interne 201 du plateau supérieur 2.
Tel que cela ressort de la figure 4, les bords latéraux 7 du premier insert 4 comportent une zone périphérique 701 destinée à venir coopérer avec une zone périphérique 801 des bords latéraux du deuxième insert 5 de sorte que ces zones viennent en butée l'une contre l'autre lors du mouvement relatif des plateaux.
L'élément de buté est constitué ainsi par le profil de cette zone périphérique 701 du premier insert et le profil de la zone périphérique 801 du deuxième insert venant en contact l'un contre l'autre dans les trois plans.
Ce phénomène de butée est représenté schématiquement sur la figure 5, lorsque la zone périphérique 802 du deuxième insert 5 vient s'appuyer contre la zone périphérique 702 du premier insert4 en épousant la forme du profil de cette zone.
Selon une caractéristique préférée de réalisation, l'angle entre la zone périphérique du premier insert et la zone périphérique du deuxième insert est égale à la limite angulaire 12° de la mobilité de la rotule dans un plan vertical de la prothèse, notamment frontal ou sagittal. Les bords latéraux 7 du premier insert comporte avantageusement une zone de raccord 702 qui relie la zone périphérique 702 avec les bords 301 du plateau inférieur de sorte à surélever la saillie sphérique 6 par rapport au plan constitué par le plateau inférieur 3. Au contraire, les bords latéraux 8 du deuxième insert comporte une zone de raccord 802 reliant la zone périphérique 801 avec les bords 201 du plateau supérieur de sorte à abaisser le creux sphérique 13 par rapport au plan constitué par le plateau inférieur 3. Cette surélévation respective de la saille sphérique et du creux sphérique par rapport aux plateaux correspondants 2, 3 permet d'assurer l'absence de contact métallique entre le plateau supérieur et le plateau inférieur. Ainsi le moyen pour éviter le contact métallique entre les plateaux est constitué par la présence de cette zone de raccord 702, 802, sur le premier insert 4 et/ou sur le deuxième insert 5.
Le profil de cette zone de raccord peut prendre différentes formes. Il peut être présenté soit sous la forme d'une courbe de raccordement quelconque telle que montrée sur la partie droite de la figure 4 soit sous la forme d'un angle droit telle que montrée sur la partie gauche de la figure 4.
Chaque insert comporte une embase 11 , 12 de forme adaptée pour venir se fixer dans un logement 15 réalisé sur la face interne des plateaux 2, 3 (figure 1 ). Généralement, ce logement 15 a une forme sensiblement carrée ou d'une forme quelconque.
Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, les inserts sont réalisés dans un matériau céramique tel que la zircone ou dans un matériau plastique, tel que le polyéthylène.
Pour mieux s'adapter à la mobilité relative des plateaux, le premier insert comporte une dimension (L) dans le plan horizontal plus grande que la dimension (I) correspondante du deuxième insert, de sorte que les bords latéraux 8 du deuxième insert lors du mouvement relatif entre les deux plateaux puissent venir toujours en butée sur la surface des bords latéraux 7 du premier insert.
Cette caractéristique dimensionnelle permet également d'obtenir un recouvrement optimal entre les parties non métalliques en entraînant la réduction des dimensions des plateaux métalliques, il est alors possible de diminuer de façon significative l'épaisseur des plateaux sans réduire l'efficacité de la fonction de la prothèse discale.
La coopération entre les zones périphériques 701 , 801 des bords latéraux et la présence des zones de raccordement 702, 802 permettent d'obtenir avantageusement une butée angulaire privilégiant une surface d'appui maximale mais également la plus éloignée de l'axe de la rotule afin de limiter les contraintes sur la butée.
En permettant de limiter les phénomènes d'usure dus aux frottements entre les surfaces des inserts et en éliminant l'usure par contact métallique entre les bords des plateaux, la durée de vie de la prothèse de disque intervertébrale selon l'invention a été augmentée, tout en s'autorisant des mouvements des plateaux dans les trois plans de manière optimale en restituant au mieux la mobilité physiologique naturelle de la colonne.
Claims
1. Prothèse de disque intervertébrale (1 ) comprenant
- un plateau supérieur (2) et un plateau inférieur (3) destinés à venir se fixer sur deux corps vertébraux adjacent,
- une liaison rotule étant interposée entre le plateau supérieur (2) et le plateau inférieur (3) pour assurer le mouvement relatif entre les deux plateaux,
- ladite liaison rotule étant composée d'un premier insert non métallique
(4) surmonté d'une saillie sphérique (6) coopérant avec un creux sphérique (13) ménagé dans un deuxième insert non métallique (5), caractérisée en ce que ledit premier insert (4) et ledit deuxième insert
(5) sont agencés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que les bords latéraux (7) dudit premier insert coopèrent avec les bords latéraux (8) dudit deuxième insert de manière à interdire tout contact métallique entre le plateau inférieur (3) et le plateau supérieur (2).
2. Prothèse de disque intervertébrale selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les bords latéraux (7) dudit premier insert comportent une zone périphérique (701 ), ladite zone (701 ) coopérant avec une zone périphérique (801 ) des bords latéraux (8) du deuxième insert de sorte que lesdites zones viennent en butée l'une contre l'autre lors du mouvement relatif des plateaux.
3. Prothèse de disque intervertébrale selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les bords latéraux (7) du premier insert comportent une zone de raccord (702) reliant la zone périphérique (701 ) avec les bords (301 ) du plateau inférieur (3) afin de surélever la saillie sphérique (6) par rapport au plan constitué par le plateau inférieur (3).
4. Prothèse de disque intervertébrale selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les bords latéraux (8) du deuxième insert comportent une zone de raccord (802) reliant la zone périphérique (801 ) avec les bords (201 ) du plateau supérieur (2) afin d'abaisser le creux sphérique (13) par rapport au plan constitué par le plateau inférieur (3).
5. Prothèse de disque intervertébrale selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ladite saillie (6) et ledit creux (13) sont respectivement surélevée et abaissé par rapport au plant constitué par le plateau inférieur (3) au moyen desdites zones de raccord (702, 802).
6. Prothèse de disque intervertébrale selon l'une des revendications 2 à
5, caractérisée en ce que la dimension (L) dans le plan horizontal du premier insert (4) est plus grande que la dimension (I) correspondante du deuxième insert (5), de sorte que la zone périphérique (801 ) du deuxième insert (5) vienne toujours en butée sur la surface de la zone périphérique (701 ) du premier insert (4).
7. Prothèse de disque intervertébrale selon l'une des revendications 2 à
6, caractérisée en ce que l'angle entre la zone périphérique du creux et la zone périphérique de la saillie est limitée à 12°.
8. Prothèse de disque intervertébrale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la saillie sphérique (6) et le creux sphérique (13) ont le même rayon.
9. Prothèse de disque intervertébrale selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les plateaux supérieur (2) et inférieur (3) comportent respectivement chacun un logement (15) de forme sensiblement carrée pour recevoir lesdits inserts (4, 5).
10. Prothèse de disque intervertébrale selon la revendication 9, caractérisée en ce que les premier (4) et deuxième inserts (5) comportent chacun une embase (11 , 12) de forme adaptée pour venir se fixer dans lesdits logements (15).
11. Prothèse de disque intervertébrale selon l'une des revendications 1 à
10, caractérisée en ce que les plateaux (2, 3) sont réalisés en titane ou en alliage de titane.
12. Prothèse de disque intervertébrale selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les inserts (4, 5) sont réalisés dans un matériau céramique tel que la zircone ou dans un matériau plastique tel que le polyéthylène.
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