WO2024078881A1 - Bone plate and adapted insert - Google Patents

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WO2024078881A1
WO2024078881A1 PCT/EP2023/076784 EP2023076784W WO2024078881A1 WO 2024078881 A1 WO2024078881 A1 WO 2024078881A1 EP 2023076784 W EP2023076784 W EP 2023076784W WO 2024078881 A1 WO2024078881 A1 WO 2024078881A1
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WO
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insert
bone
plate
hole
thread
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/076784
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French (fr)
Inventor
Arnaud DESTAINVILLE
Olivier Richart
Baptiste BONDET DE LA BERNARDIE
Vincent FRERE
Nicolas Rousseau
Original Assignee
Abys Medical
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Publication date
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/80—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates
    • A61B17/8033—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates having indirect contact with screw heads, or having contact with screw heads maintained with the aid of additional components, e.g. nuts, wedges or head covers
    • A61B17/8047—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates having indirect contact with screw heads, or having contact with screw heads maintained with the aid of additional components, e.g. nuts, wedges or head covers wherein the additional element surrounds the screw head in the plate hole
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B17/80—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates
    • A61B17/8052—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates immobilised relative to screws by interlocking form of the heads and plate holes, e.g. conical or threaded
    • A61B17/8057—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates immobilised relative to screws by interlocking form of the heads and plate holes, e.g. conical or threaded the interlocking form comprising a thread
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    • A61B2017/568—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor produced with shape and dimensions specific for an individual patient

Definitions

  • the field of the invention is that of bone plates suitable for use in carrying out osteosynthesis.
  • the field of the invention is more particularly that of bone plates for the treatment of pathologies affecting the skeletal system, whether animal or human.
  • This description proposes a simple solution for installing screw locking on a personalized plate made by additive manufacturing.
  • machining tools to shape a geometrically personalized plate is expensive and time-consuming compared to plates produced by additive manufacturing.
  • One aim of the invention is in particular to remedy all or part of the aforementioned drawbacks.
  • the invention is an insert for a personalized bone plate having a through plate hole, the insert comprising a central threaded through hole intended to cooperate with a thread of a bone anchoring device, the insert further comprising a shoulder and elastic interlocking means cooperating with the plate hole to be embedded therein.
  • the insert is manufactured by subtractive manufacturing.
  • the insert can have a frustoconical seat adapted to receive a frustoconical head of a bone anchor.
  • the central tapped hole comprises a frustoconical seat adapted to receive a frustoconical head of a bone anchor.
  • a support assembly comprising: a personalized bone plate having a through plate hole and an insert according to the first aspect of the invention, or one or more of its improvements.
  • the insert is embedded in the bone plate hole by elastic engagement.
  • the bone plate is manufactured by additive manufacturing and said insert is preferably manufactured by subtractive manufacturing.
  • the elastic interlocking is irreversible.
  • the insert has a side comprising a flat surface cooperating with a bearing surface of the bone plate.
  • the restraint assembly may further comprise a bone anchoring device having a thread cooperating with the central tapped through hole.
  • the bone anchoring device further comprises another thread spaced from the thread, this other thread being intended to anchor the device within bone tissue.
  • the bone anchoring device is a screw, of which said thread is the head thread and further comprising another thread spaced from the thread, said other thread being intended to anchor the device within bone tissue.
  • the head is preferably frustoconical and carries and the thread.
  • a method of assembling a bone anchor having a thread in a personalized bone plate having a through plate hole, the bone plate being obtained by additive manufacturing comprising a step of embedding by elastic nesting of an insert manufactured by subtractive manufacturing, the insert comprising a central threaded through hole designed to cooperate with the thread, the insert further comprising a shoulder and elastic nesting means cooperating with the plate hole to be recessed.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described, subsequently isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient. to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the prior art.
  • This selection includes at least one characteristic, preferably functional without structural details, or with only part of the structural details if this part only is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared to the state of the prior art. .
  • the compression assembly 1 comprises a bone plate 2, an insert 3 for a bone plate according to one embodiment of the invention and a bone anchoring device 4.
  • the bone plate 2 is advantageously a plate specific to the geometry of a patient's bone, in the reduced and corrected position of the bone. It is then adapted to the patient’s bone.
  • the plaque may be specific to a patient depending on other aspects: the pathology treated, the intended location of the plaque, the number of holes, the type of holes, a local change in the width or thickness of the plaque etc. .
  • a surface of the bone plate 2 can thus be congruent, totally or partially, to a surface of the bone of a patient.
  • the plate defines a surface corresponding to exterior surfaces of the bone.
  • the plaque may present geometric particularities specific to the pathology treated.
  • the bone plate can, for example, be generated from a digital model of the patient's bone.
  • the bone plate is obtained by additive manufacturing.
  • additive manufacturing is currently more suitable than subtractive manufacturing: the production speed and therefore the machine cost associated with the manufacturing of unique parts is much lower for additive manufacturing with SLM technologies (for English Selective Laser Melting ) or SEBM (for English Selective Electron Beam Melting ).
  • SLM technologies for English Selective Laser Melting
  • SEBM for English Selective Electron Beam Melting
  • the plate is made of a biocompatible metallic material such as titanium or steel alloys.
  • Bone plate 2 extends between a so-called lower surface 21 and a so-called upper surface 22. Part of the lower surface 21 is designed to face the bone. It may or may not be in contact with the bone.
  • Additive manufacturing of the plate allows geometric and mechanical optimization of the plate and the bone/implant/screw assembly respectively.
  • the bone plate has a plate hole 23 passing through the plate.
  • a so-called upper countersink 24 of the plate hole is made on the upper side of the plate.
  • a so-called lower countersink 25 of the plate hole is made on the lower side of the plate.
  • the plate may have several holes, including at least hole 23, but also other holes having different functions, for example compression holes or oblong holes, etc.
  • the insert 3 is of generally cylindrical shape and has a central threaded through hole 34 cooperating with a thread of the bone anchoring device 4.
  • the insert is formed from a metallic material, preferably medical grade, such as stainless steel, titanium, steel alloy, titanium alloy.
  • the composition of the fixing elements must meet the requirements for biocompatibility within a living organism. Materials of heterogeneous composition can in fact generate, through tribology or corrosion, degradation products that are toxic to cells. It is therefore recommended to have fixing elements of identical nature and chemical composition.
  • the central tapped hole 34 may include a tapered portion providing a seat for a tapered head of a bone anchor.
  • the frustoconical shape of the tapping has advantages: the overall dimensions are smaller, centering and positioning of the screw are easier, the mechanical strength is better, the screw is locked with fewer rotations.
  • the insert comprises a shoulder 33 and elastic nesting means 32 cooperating with the plate hole to be embedded therein, said insert being manufactured by subtractive manufacturing.
  • the insert has an axial dimension substantially equal to that of the hole 23 of the bone plate 2.
  • the shoulder 33 is placed on the side of the upper surface 22 of the bone plate 2 when the insert is embedded in the bone plate 2.
  • the elastic nesting means 32 are formed by fins 321 comprising external projections 322.
  • the projections and fins form angularly distributed sectors which participate in the elastic nesting.
  • the flat 36 cooperates with a bearing surface 26 of the bone plate 2 to prevent any rotation of the insert in the hole 23 of the bone plate 1.
  • the insert has a side comprising a flat 36.
  • the insert is preferably manufactured by subtractive manufacturing for achievable geometric tolerances and low production costs on parts produced in large series.
  • the bone anchoring device 4 has a thread 43 cooperating with the central tapped hole 34 of the insert 3.
  • the anchoring device has another thread 44, spaced from the thread 43, this other thread being intended to anchor the device within bone tissue.
  • this anchoring device is a screw, made of metallic material, preferably of medical grade, of the stainless steel, titanium, steel alloy, titanium alloy type, preferably corresponding to the material of the plate and the insert.
  • the screw preferably metallic, preferably of medical grade, of stainless steel, titanium, steel alloy type, may include a thread at the head and another thread to anchor the device within bone tissue.
  • Insert 3 can be fitted into the hole in the bone plate.
  • the term elastic interlocking aims to define the locking operations of two parts which translate relative to each other until a projecting part of the first part engages in a housing of corresponding shape of the second part by an elastic return effect in a direction perpendicular to the translation, and so that, once the projecting part in the corresponding housing, the correspondence of shape tends to oppose a translation movement in a reverse.
  • the elastic interlocking can be made irreversible.

Abstract

Insert (3) for a bone plate (2) having a plate through-hole (23), said insert comprising a central internally threaded through-hole (34) provided to cooperate with a thread (43) of a bone anchoring device (4), said insert further comprising a shoulder (33) and elastic engagement means (32) cooperating with the plate hole so as to fit therein, said insert being manufactured by subtractive manufacturing.

Description

Plaque osseuse et insert adaptéBone plate and adapted insert
Le domaine de l’invention est celui des plaques osseuses convenant à être mises en œuvre pour réaliser une ostéosynthèse. Le domaine de l’invention est plus particulièrement celui des plaques osseuses pour le traitement des pathologies affectant le système squelettique, qu’il soit animal ou humain.The field of the invention is that of bone plates suitable for use in carrying out osteosynthesis. The field of the invention is more particularly that of bone plates for the treatment of pathologies affecting the skeletal system, whether animal or human.
État de la technique antérieureState of the prior art
Les solutions techniques les plus exploitées aujourd’hui pour le traitement des pathologies affectant le système squelettique en chirurgie osseuse (orthopédique, traumatologique, dentaire, crânio-maxillo-faciale, rachis et oncologie- orthopédique etc.) humaine ou vétérinaire consistent en un système de contention combinant une ou des plaques et des vis, le plus souvent métalliques, destinées à être ancrées dans le ou les os considéré(s). Ce système est ainsi dédié à être fixé aux surfaces osseuses saines et/ou endommagées, afin d’assurer la stabilité de ces zones et la compression des fragments d’os qui permettra in fine la reconstruction et la consolidation de l’os considéré (os long, os crânien, os rachidien…). The technical solutions most used today for the treatment of pathologies affecting the skeletal system in human or veterinary bone surgery (orthopedic, traumatological, dental, cranio-maxillofacial, spine and oncology-orthopedic etc.) consist of a system of restraint combining one or more plates and screws, most often metallic, intended to be anchored in the bone(s) considered. This system is thus dedicated to being fixed to healthy and/or damaged bone surfaces, in order to ensure the stability of these areas and the compression of bone fragments which will ultimately allow the reconstruction and consolidation of the bone in question (bone long, cranial bone, spinal bone, etc.).
Ces plaques de contention osseuses, sont donc positionnées contre ou proche de la surface des os à traiter, leur conception et leur dimensionnement étant étroitement liés à deux facteurs : d’une part l’anatomie osseuse du patient et d’autre part la nature et la localisation de la pathologie. These bone compression plates are therefore positioned against or close to the surface of the bones to be treated, their design and dimensioning being closely linked to two factors: on the one hand the bone anatomy of the patient and on the other hand the nature and the location of the pathology.
Il existe en effet une importante variabilité anatomique du squelette inter- et intra-populationnelle nécessitant de définir des intervalles dimensionnels larges ainsi que des conceptions dédiées pour les systèmes de contention afin de répondre à l’ensemble des situations rencontrées par les praticiens. There is indeed a significant anatomical variability of the skeleton inter- and intra-population requiring the definition of wide dimensional intervals as well as dedicated designs for restraint systems in order to respond to all the situations encountered by practitioners.
La variabilité des conceptions doit par ailleurs intégrer le nombre élevé de typologies de pathologies squelettiques recensées (os longs, os rachidiens, fracture simple ou complexe, extra-articulaire ou intra-articulaire, transverse, multi-fragmentaire, ostéotomies, etc.).The variability of designs must also take into account the high number of typologies of skeletal pathologies identified (long bones, spinal bones, simple or complex fracture, extra-articular or intra-articular, transverse, multi-fragmentary, osteotomies, etc.).
La conséquence de l’ensemble de ces exigences, augmentées des possibilités variées de matériaux de fabrication, est aujourd’hui la mise à disposition d’une quantité pléthorique de dispositifs d’ostéosynthèse. Il n’est ainsi pas rare qu’un praticien doive choisir pendant l’intervention entre plusieurs dizaines de plaques et de vis pour réaliser son intervention, associées à plusieurs instruments spécialement conçus pour la pose des implants associés. En plus du temps que doit prendre le praticien pour affiner son analyse préopératoire afin de déterminer les références dont il a besoin parmi les dizaines proposées, il faut intégrer, en amont et en aval, la pesanteur de gestion de ce stock, qu’il s’agisse de l’impact financier et administratif ou de la gestion du nettoyage et de la stérilisation de ces dispositifs. Du fait du choix historique de l’offre pléthorique pour répondre à l’ensemble des besoins des praticiens, l’impact opérationnel pour les établissements de santé est indissociable de l’analyse.The consequence of all of these requirements, increased by the varied possibilities of manufacturing materials, is today the provision of a plethora of osteosynthesis devices. It is therefore not uncommon for a practitioner to have to choose during the intervention between several dozen plates and screws to carry out his intervention, associated with several instruments specially designed for the placement of the associated implants. In addition to the time that the practitioner must take to refine his preoperative analysis in order to determine the references he needs among the dozens proposed, it is necessary to integrate, upstream and downstream, the burden of managing this stock, which he concerns the financial and administrative impact or the management of the cleaning and sterilization of these devices. Due to the historical choice of the plethoric offer to meet all the needs of practitioners, the operational impact for healthcare establishments is inseparable from the analysis.
Il existe différents modèles de plaques : des plaques dites « verrouillées » possédants des trous taraudés permettant une contention de l’os sans contact avec ce dernier par le biais de vis ayant des têtes filetées et des plaques dites « de compression » où les vis réalisent une compression de la plaque contre la surface de l’os. L’utilisation de vis verrouillées avec des plaques usinées est bien connue et présente des avantages, comme une stabilité de la plaque dès l’insertion de la première vis, la préservation du périoste en évitant sa compression, et un taux d’échec de fixation plus faible par rapport aux fixations en compression.There are different models of plates: so-called "locked" plates having tapped holes allowing containment of the bone without contact with it by means of screws having threaded heads and so-called "compression" plates where the screws carry out compression of the plate against the surface of the bone. The use of locked screws with machined plates is well known and has advantages, such as stability of the plate from the insertion of the first screw, preservation of the periosteum by avoiding its compression, and a lower fixation failure rate. weaker compared to compression fixings.
La présente description propose une solution simple pour la mise en place du verrouillage de vis sur une plaque personnalisée réalisée par fabrication additive.This description proposes a simple solution for installing screw locking on a personalized plate made by additive manufacturing.
L’utilisation d’outils d’usinage pour mettre en forme une plaque géométriquement personnalisée s’avère cher et long par rapport à des plaques produites par fabrication additive.Using machining tools to shape a geometrically personalized plate is expensive and time-consuming compared to plates produced by additive manufacturing.
Un but de l’invention est notamment de remédier à tout ou partie des inconvénients précités.One aim of the invention is in particular to remedy all or part of the aforementioned drawbacks.
À cet effet et selon un premier aspect, l’invention est un insert pour plaque osseuse personnalisée présentant un trou de plaque traversant, l’insert comportant un trou central traversant taraudé prévu pour coopérer avec un filetage d’un dispositif d’ancrage osseux, l’insert comportant en outre un épaulement et des moyens d’emboîtement élastique coopérant avec le trou de plaque pour y être encastré. De préférence, l’insert est fabriqué par fabrication soustractive.For this purpose and according to a first aspect, the invention is an insert for a personalized bone plate having a through plate hole, the insert comprising a central threaded through hole intended to cooperate with a thread of a bone anchoring device, the insert further comprising a shoulder and elastic interlocking means cooperating with the plate hole to be embedded therein. Preferably, the insert is manufactured by subtractive manufacturing.
Avantageusement, l’insert peut présenter un siège tronconique adapté à recevoir une tête tronconique d’un ancrage osseux. De préférence, le trou central taraudé comporte un siège tronconique adapté à recevoir une tête tronconique d’un ancrage osseux.Advantageously, the insert can have a frustoconical seat adapted to receive a frustoconical head of a bone anchor. Preferably, the central tapped hole comprises a frustoconical seat adapted to receive a frustoconical head of a bone anchor.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un ensemble de contention comportant : une plaque osseuse personnalisée présentant un trou de plaque traversant et un insert selon le premier aspect de l’invention, ou l’un ou plusieurs de ses perfectionnements. L’insert est encastré dans le trou de plaque osseuse par emboîtage élastique. La plaque osseuse est fabriquée par fabrication additive et ledit insert étant préférentiellement fabriqué par fabrication soustractive. De préférence, l’emboîtage élastique est irréversible.According to a second aspect of the invention, there is provided a support assembly comprising: a personalized bone plate having a through plate hole and an insert according to the first aspect of the invention, or one or more of its improvements. The insert is embedded in the bone plate hole by elastic engagement. The bone plate is manufactured by additive manufacturing and said insert is preferably manufactured by subtractive manufacturing. Preferably, the elastic interlocking is irreversible.
De préférence, l’insert présente un flanc comportant un méplat coopérant avec une surface d’appui de la plaque osseuse.Preferably, the insert has a side comprising a flat surface cooperating with a bearing surface of the bone plate.
L’ensemble de contention peut en outre comporter un dispositif d’ancrage osseux présentant un filetage coopérant avec le trou central traversant taraudé.The restraint assembly may further comprise a bone anchoring device having a thread cooperating with the central tapped through hole.
De préférence, le dispositif d’ancrage osseux comporte en outre un autre filetage espacé du filetage, cet autre filetage étant prévu pour ancrer le dispositif au sein d’un tissu osseux.Preferably, the bone anchoring device further comprises another thread spaced from the thread, this other thread being intended to anchor the device within bone tissue.
De préférence, le dispositif d’ancrage osseux est une vis, dont ledit filetage est le filetage de tête et comportant en outre un autre filetage espacé du filetage, ledit autre filetage étant prévu pour ancrer le dispositif au sein d’un tissu osseux.Preferably, the bone anchoring device is a screw, of which said thread is the head thread and further comprising another thread spaced from the thread, said other thread being intended to anchor the device within bone tissue.
De préférence, la tête est de préférence tronconique et porte et le filetage. Preferably, the head is preferably frustoconical and carries and the thread.
Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un procédé d’assemblage d’un ancrage osseux présentant un filetage dans une plaque osseuse personnalisée présentant un trou de plaque traversant, la plaque osseuse étant obtenue par fabrication additive, le procédé comportant une étape d’encastrement par emboîtage élastique d’un insert fabriqué par fabrication soustractive, l’insert comportant un trou central traversant taraudé prévu pour coopérer avec le filetage, l’insert comportant en outre un épaulement et des moyens d’emboîtement élastique coopérant avec le trou de plaque pour y être encastré.According to another aspect of the invention, there is proposed a method of assembling a bone anchor having a thread in a personalized bone plate having a through plate hole, the bone plate being obtained by additive manufacturing, the method comprising a step of embedding by elastic nesting of an insert manufactured by subtractive manufacturing, the insert comprising a central threaded through hole designed to cooperate with the thread, the insert further comprising a shoulder and elastic nesting means cooperating with the plate hole to be recessed.
Description des figuresDescription of figures
D’autres avantages et particularités de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, au regard de dessins annexés sur lesquels :
  • la représente, dans une vue en perspective, un exemple d’ensemble de contention selon l’invention ;
  • la est une coupe de l’ensemble représenté sur la  ;
  • la représente une vue en perspective d’un insert selon un mode de réalisation de l’invention.
Other advantages and particularities of the invention will appear on reading the detailed description of implementations and embodiments in no way limiting, with regard to the appended drawings in which:
  • there represents, in a perspective view, an example of a restraint assembly according to the invention;
  • there is a section of the whole represented on the ;
  • there represents a perspective view of an insert according to one embodiment of the invention.
Description de modes de réalisationDescription of embodiments
Les modes de réalisation décrits ci-après n’étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites, par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure.The embodiments described below being in no way limiting, we may in particular consider variants of the invention comprising only a selection of characteristics described, subsequently isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient. to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the prior art. This selection includes at least one characteristic, preferably functional without structural details, or with only part of the structural details if this part only is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared to the state of the prior art. .
Sur les figures un élément apparaissant sur plusieurs figures conserve la même référence.In the figures, an element appearing in several figures retains the same reference.
L’ensemble de contention 1 comporte une plaque osseuse 2, un insert 3 pour plaque osseuse selon un mode de réalisation de l’invention et un dispositif d’ancrage osseux 4.The compression assembly 1 comprises a bone plate 2, an insert 3 for a bone plate according to one embodiment of the invention and a bone anchoring device 4.
Plaque osseuseBone plate
La plaque osseuse 2 est avantageusement une plaque spécifique à la géométrie de l’os d’un patient, dans la position réduite et corrigée de l’os. Elle est alors adaptée à l’os du patient. La plaque peut être spécifique à un patient selon d’autres aspects : la pathologie traitée, la localisation prévue pour la plaque, le nombre de trous, le type de trous, un changement local de la largeur ou de l’épaisseur de la plaque etc. Une surface de la plaque osseuse 2 peut ainsi être congruente, totalement ou partiellement, à une surface de l’os d’un patient.The bone plate 2 is advantageously a plate specific to the geometry of a patient's bone, in the reduced and corrected position of the bone. It is then adapted to the patient’s bone. The plaque may be specific to a patient depending on other aspects: the pathology treated, the intended location of the plaque, the number of holes, the type of holes, a local change in the width or thickness of the plaque etc. . A surface of the bone plate 2 can thus be congruent, totally or partially, to a surface of the bone of a patient.
De préférence, la plaque définit une surface correspondant à des surfaces extérieures de l’os. Eventuellement, la plaque peut présenter des particularités géométriques propres à la pathologie traitée.Preferably, the plate defines a surface corresponding to exterior surfaces of the bone. Possibly, the plaque may present geometric particularities specific to the pathology treated.
La plaque osseuse peut par exemple être générée à partir d’un modèle numérique de l’os du patient.The bone plate can, for example, be generated from a digital model of the patient's bone.
La plaque osseuse est obtenue par fabrication additive.The bone plate is obtained by additive manufacturing.
Dans le cas d’une plaque personnalisée, la fabrication additive est actuellement plus adaptée que la fabrication soustractive : la vitesse de production et donc le coût machine associé à la fabrication de pièces uniques est beaucoup plus faible pour la fabrication additive avec des technologies SLM (pour l’anglais Selective Laser Melting) ou SEBM (pour l’anglais Selective Electron Beam Melting ). En effet il est possible d’imprimer un ensemble de pièces personnalisées, aux designs variables, en une seule production.In the case of a personalized plate, additive manufacturing is currently more suitable than subtractive manufacturing: the production speed and therefore the machine cost associated with the manufacturing of unique parts is much lower for additive manufacturing with SLM technologies ( for English Selective Laser Melting ) or SEBM (for English Selective Electron Beam Melting ). In fact, it is possible to print a set of personalized parts, with variable designs, in a single production.
La plaque est faite d’un matériau métallique biocompatible comme les alliages de titane ou d’acier.The plate is made of a biocompatible metallic material such as titanium or steel alloys.
La plaque osseuse 2 s’étend entre une surface dite inférieure 21 et une surface dite supérieure 22. Une partie de la surface inférieure 21 est prévue pour être tournée vers l’os. Elle pourra ou non être en contact avec l’os.Bone plate 2 extends between a so-called lower surface 21 and a so-called upper surface 22. Part of the lower surface 21 is designed to face the bone. It may or may not be in contact with the bone.
La fabrication additive de la plaque permet une optimisation géométrique et mécanique respectivement de la plaque et de l'assemblage os/implant/vis.Additive manufacturing of the plate allows geometric and mechanical optimization of the plate and the bone/implant/screw assembly respectively.
Elle permet aussi une conception évitant l'étape de chantournage en préopératoire, nécessaire pour adapter la plaque à l’anatomie et au traitement de la pathologie du patient. Cette étape venant amener une plastification de la plaque, nuisible à son comportement mécanique.It also allows a design that avoids the preoperative fretwork step, necessary to adapt the plate to the anatomy and treatment of the patient's pathology. This step leads to plasticization of the plate, harmful to its mechanical behavior.
La plaque osseuse comporte un trou de plaque 23 traversant la plaque.The bone plate has a plate hole 23 passing through the plate.
Dans l’exemple représenté, un lamage 24, dit supérieur, du trou de plaque est réalisé du côté supérieur de la plaque.In the example shown, a so-called upper countersink 24 of the plate hole is made on the upper side of the plate.
Toujours dans l’exemple représenté, un lamage 25, dit inférieur, du trou de plaque est réalisé du côté inférieur de la plaque.Still in the example shown, a so-called lower countersink 25 of the plate hole is made on the lower side of the plate.
La plaque peut présenter plusieurs trous, dont au moins le trou 23, mais aussi d’autres trous présentant des fonctions différentes, par exemple des trous de compression ou trous oblongs, etc.The plate may have several holes, including at least hole 23, but also other holes having different functions, for example compression holes or oblong holes, etc.
L’insert 3 est de conformation générale cylindrique et comporte un trou central traversant taraudé 34 coopérant avec un filetage du dispositif d’ancrage osseux 4.The insert 3 is of generally cylindrical shape and has a central threaded through hole 34 cooperating with a thread of the bone anchoring device 4.
Avantageusement, l’insert est formé dans un matériau métallique, de préférence de grade médical, de type acier inoxydable, titane, alliage d’acier, alliage de titane.Advantageously, the insert is formed from a metallic material, preferably medical grade, such as stainless steel, titanium, steel alloy, titanium alloy.
La composition des éléments de fixation doit satisfaire aux exigences de biocompatibilité au sein d'un organisme vivant. Des matériaux de composition hétérogène peuvent en effet générer par tribologie ou par corrosion des produits de dégradation toxiques pour les cellules. Il est donc recommandé d'avoir des éléments de fixation de nature et composition chimique de nature identique.The composition of the fixing elements must meet the requirements for biocompatibility within a living organism. Materials of heterogeneous composition can in fact generate, through tribology or corrosion, degradation products that are toxic to cells. It is therefore recommended to have fixing elements of identical nature and chemical composition.
Le trou central taraudé 34 peut comporter une partie de forme tronconique fournissant un siège pour une tête tronconique d’un ancrage osseux.The central tapped hole 34 may include a tapered portion providing a seat for a tapered head of a bone anchor.
La forme tronconique du taraudage présente des avantages : l’encombrement est plus faible, le centrage et la mise en position de la vis sont facilités, la tenue mécanique est meilleure, la vis est verrouillée avec moins de rotations.The frustoconical shape of the tapping has advantages: the overall dimensions are smaller, centering and positioning of the screw are easier, the mechanical strength is better, the screw is locked with fewer rotations.
L’insert comporte un épaulement 33 et des moyens d’emboîtage élastique 32 coopérant avec le trou de plaque pour y être encastré, ledit insert étant fabriqué par fabrication soustractive.The insert comprises a shoulder 33 and elastic nesting means 32 cooperating with the plate hole to be embedded therein, said insert being manufactured by subtractive manufacturing.
Dans l’exemple représenté, l’insert présente une dimension axiale sensiblement égale à celle du trou 23 de la plaque osseuse 2. Comme cela est visible sur , dans l’exemple représenté, l’épaulement 33 est disposé du côté de la surface supérieure 22 de la plaque osseuse 2 lorsque l’insert est encastré dans la plaque osseuse 2. In the example shown, the insert has an axial dimension substantially equal to that of the hole 23 of the bone plate 2. As can be seen on , in the example shown, the shoulder 33 is placed on the side of the upper surface 22 of the bone plate 2 when the insert is embedded in the bone plate 2.
Toujours dans l’exemple représenté, les moyens d’emboîtage élastique 32 sont formés par des ailettes 321 comportant des saillies externes 322. Les saillies et ailettes forment des secteurs répartis angulairement qui participent à l’emboitage élastique.Still in the example shown, the elastic nesting means 32 are formed by fins 321 comprising external projections 322. The projections and fins form angularly distributed sectors which participate in the elastic nesting.
Lorsque le dispositif d’ancrage osseux 4 est vissé dans l’insert 3, la tête du dispositif d’ancrage osseux entre en contact avec la surface taraudée de l’insert, ce qui provoque l’écartement des secteurs de la section supérieure de l’insert 3 et son plaquage sur les parois du trou de plaque traversant 23. Le verrouillage de l’insert 3 au sein du trou de plaque traversant 23 est donc réalisé par l’action combinée de l’emboîtage élastique et du vissage du dispositif d’ancrage osseux 4 dans l’insert 3.When the bone anchoring device 4 is screwed into the insert 3, the head of the bone anchoring device comes into contact with the tapped surface of the insert, which causes the sectors of the upper section of the insert to move apart. insert 3 and its plating on the walls of the through plate hole 23. The locking of the insert 3 within the through plate hole 23 is therefore achieved by the combined action of the elastic fitting and the screwing of the device bone anchor 4 in insert 3.
Le méplat 36 coopère avec une surface d’appui 26 de la plaque osseuse 2 pour empêcher toute rotation de l’insert dans le trou 23 de la plaque osseuse 1.The flat 36 cooperates with a bearing surface 26 of the bone plate 2 to prevent any rotation of the insert in the hole 23 of the bone plate 1.
Dans l’exemple représenté sur , il y a 4 languettes, diamétralement opposées deux à deux.In the example shown on , there are 4 tabs, diametrically opposed in pairs.
Comme représenté sur , l’insert présente un flanc comportant un méplat 36.As shown on , the insert has a side comprising a flat 36.
L’insert est préférentiellement fabriqué par fabrication soustractive pour les tolérances géométriques atteignables et les coûts de production faibles sur des pièces réalisées en grandes séries.The insert is preferably manufactured by subtractive manufacturing for achievable geometric tolerances and low production costs on parts produced in large series.
Dispositif d’ancrageAnchoring device
Le dispositif d’ancrage osseux 4 présente un filetage 43 coopérant avec le trou central taraudé 34 de l’insert 3.The bone anchoring device 4 has a thread 43 cooperating with the central tapped hole 34 of the insert 3.
De préférence, le dispositif d’ancrage présente un autre filetage 44, espacé du filetage 43, cet autre filetage étant prévu pour ancrer le dispositif au sein d’un tissu osseux.Preferably, the anchoring device has another thread 44, spaced from the thread 43, this other thread being intended to anchor the device within bone tissue.
Typiquement, ce dispositif d’ancrage est une vis, en matériau métallique, de préférence de grade médical, de type acier inoxydable, titane, alliage d’acier, alliage de titane, correspondant préférentiellement au matériau de la plaque et de l’insert.Typically, this anchoring device is a screw, made of metallic material, preferably of medical grade, of the stainless steel, titanium, steel alloy, titanium alloy type, preferably corresponding to the material of the plate and the insert.
La vis, préférentiellement métallique, de préférence de grade médical, de type acier inoxydable, titane, alliage d’acier, peut comporter un filetage au niveau de la tête et un autre filetage pour ancrer le dispositif au sein d’un tissu osseux.The screw, preferably metallic, preferably of medical grade, of stainless steel, titanium, steel alloy type, may include a thread at the head and another thread to anchor the device within bone tissue.
FonctionnementFunctioning
L’insert 3 peut être emboîté dans le trou de la plaque d’os.Insert 3 can be fitted into the hole in the bone plate.
Le terme d’emboîtage élastique vise à définir les opérations de verrouillage de deux pièces qui translatent l’une par rapport à l’autre jusqu’à ce qu’une partie en saillie de la première pièce s’engage dans un logement de forme correspondante de la deuxième pièce par un effet de retour élastique selon une direction perpendiculaire à la translation, et de sorte que, une fois la partie en saillie dans le logement correspondant, la correspondance de forme tend à s’opposer à un mouvement de translation dans un sens inverse. L’emboitage élastique peut être rendu irréversible.The term elastic interlocking aims to define the locking operations of two parts which translate relative to each other until a projecting part of the first part engages in a housing of corresponding shape of the second part by an elastic return effect in a direction perpendicular to the translation, and so that, once the projecting part in the corresponding housing, the correspondence of shape tends to oppose a translation movement in a reverse. The elastic interlocking can be made irreversible.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention. In addition, the different characteristics, shapes, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations as long as they are not incompatible or exclusive of each other.

Claims (6)

  1. Insert (3) pour plaque osseuse (2) présentant un trou de plaque traversant (23), ledit insert comportant un trou central traversant taraudé (34) prévu pour coopérer avec un filetage (43) d’un dispositif d’ancrage osseux (4), ledit insert comportant en outre un épaulement (33) et des moyens d’emboîtement élastique (32) coopérant avec le trou de plaque pour y être encastré, ledit insert étant fabriqué par fabrication soustractive.Insert (3) for bone plate (2) having a through plate hole (23), said insert comprising a central threaded through hole (34) intended to cooperate with a thread (43) of a bone anchoring device (4 ), said insert further comprising a shoulder (33) and elastic interlocking means (32) cooperating with the plate hole to be embedded therein, said insert being manufactured by subtractive manufacturing.
  2. Insert (3) selon la revendication précédente, présentant un siège tronconique adapté à recevoir une tête tronconique d’un ancrage osseux.Insert (3) according to the preceding claim, having a frustoconical seat adapted to receive a frustoconical head of a bone anchor.
  3. Ensemble de contention (1) comportant :
    - une plaque osseuse (2) présentant un trou de plaque traversant,
    - un insert (3) selon l’une des deux revendications précédentes,
    dans lequel l’insert est encastré dans le trou de plaque osseuse par emboîtage élastique,
    ladite plaque osseuse étant fabriquée par fabrication additive et ledit insert étant fabriqué par fabrication soustractive.    Restraint assembly (1) comprising:
    - a bone plate (2) having a through plate hole,
    - an insert (3) according to one of the two preceding claims,
    in which the insert is embedded in the bone plate hole by elastic interlocking,
    said bone plate being manufactured by additive manufacturing and said insert being manufactured by subtractive manufacturing.
  4. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel ledit insert (3) présente un flanc comportant un méplat coopérant avec une surface d’appui de la plaque osseuse (2).Assembly according to the preceding claim, in which said insert (3) has a side comprising a flat surface cooperating with a bearing surface of the bone plate (2).
  5. Ensemble de contention selon l’une des deux revendications précédentes, comportant en outre un dispositif d’ancrage osseux (4) présentant un filetage (43) coopérant avec le trou central traversant taraudé (34).Restraint assembly according to one of the two preceding claims, further comprising a bone anchoring device (4) having a thread (43) cooperating with the central tapped through hole (34).
  6. Procédé d’assemblage d’un ancrage osseux (4) présentant un filetage (43) dans une plaque osseuse (2) présentant un trou de plaque traversant (23), la plaque osseuse étant obtenue par fabrication additive, le procédé comportant une étape d’encastrement par emboîtage élastique d’un insert (3) fabriqué par fabrication soustractive, ledit insert comportant un trou central traversant taraudé (34) prévu pour coopérer avec le filetage, ledit insert comportant en outre un épaulement (33) et des moyens d’emboîtement élastique (32) coopérant avec le trou de plaque pour y être encastré.
    Method for assembling a bone anchor (4) having a thread (43) in a bone plate (2) having a through plate hole (23), the bone plate being obtained by additive manufacturing, the method comprising a step d 'embedding by elastic nesting of an insert (3) manufactured by subtractive manufacturing, said insert comprising a tapped central through hole (34) intended to cooperate with the thread, said insert further comprising a shoulder (33) and means of elastic interlocking (32) cooperating with the plate hole to be embedded there.
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