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WO1996014022A1 - Systeme de fixation vertebrale - Google Patents

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WO1996014022A1
WO1996014022A1 PCT/FR1995/001467 FR9501467W WO9614022A1 WO 1996014022 A1 WO1996014022 A1 WO 1996014022A1 FR 9501467 W FR9501467 W FR 9501467W WO 9614022 A1 WO9614022 A1 WO 9614022A1
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ligament
vertebral
fixation system
rigid
plate
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PCT/FR1995/001467
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English (en)
Inventor
Jean-Pierre Desauge
Original Assignee
Scient'x S.A.R.L.
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    • 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 or setting implements
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers, e.g. stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7001—Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
    • A61B17/7002—Longitudinal elements, e.g. rods
    • A61B17/7019—Longitudinal elements having flexible parts, or parts connected together, such that after implantation the elements can move relative to each other
    • A61B17/7022—Tethers, i.e. longitudinal elements capable of transmitting tension only, e.g. straps, sutures or cables
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    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers, e.g. stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7049—Connectors, not bearing on the vertebrae, for linking longitudinal elements together
    • A61B17/705—Connectors, not bearing on the vertebrae, for linking longitudinal elements together for linking adjacent ends of longitudinal elements
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    • A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers, e.g. stabilisers comprising fluid filler in an implant
    • A61B17/7059—Cortical plates

Definitions

  • the present invention relates to a vertebral fixation system intended to immobilize two or more vertebral segments, after having possibly corrected a deformation of the spine, and to protect the segments adjacent to this arthrodesis, the aim of this immobilization being to avoid neurological problems and to remove the patient's pain.
  • the devices usually used to achieve intervertebral support belong to two categories: rigid or semi-rigid systems which lead to intervertebral bone fusion and flexible systems which are intended to suppress vertebral instabilities by limiting mobility between the vertebrae without merge them.
  • Rigid systems are made up of metal plates or rods fixed in the vertebrae by means of screws or hooks.
  • the screws are generally implanted in the vertebral pedicles which constitute the most resistant part of the vertebra.
  • the hooks can be moored on the blades or on the transverse processes. All these implants, screws or hooks have a part intended for fixing the bone and another part which attaches to the rods or plates which connect the implants to each other.
  • the rigid elements join the vertebrae together over the entire height of the deformation or of the painful or affected area of the spine. This joining allows a immobilization and removal of a bone graft on the area concerned. Thus the bone fusion between the vertebral segments is greatly facilitated by osteosynthesis.
  • the rigid systems return and concentrate the stresses on the segments adjacent to the arthrodesis, which leads in the medium or long term to disc or joint degeneration and destabilization. of these neo-hinged floors.
  • the ligament systems used in isolation are intended to decrease the mobility of the spinal segments in order to suppress either instability or pain, but in no case do they allow bone fusion. They can connect either directly the spinous processes between them, or indirectly the vertebrae by means of screws anchored in the pedicles.
  • the object of the invention is a fastening system having the advantages of the two categories without having the disadvantages.
  • the fixing system of the invention is characterized in that it comprises in combination: 1 - A rigid segmental fixing system 2 - A ligament secured to the rigid element.
  • French patent 2697993 describes a surgical implant comprising perforated plates which apply to the posterior surface of the vertebrae.
  • the orifices in the plate allow the passage of screws which will implant in the vertebral pedicles, joining the vertebra, screw, plate, screw, vertebra assembly.
  • French patent 2623085 describes another rigid system which is a surgical implant constituted by a contoured wedge sized to be able to be inserted between two vertebrae in an intersomatic situation. It is associated with retaining means constituted by a continuous artificial ligament.
  • French patent 2642645 describes a vertebral stabilizer comprising one or more flexible ligaments respectively associated with two retaining members constituted by screws each implantable in a vertebra.
  • French patent 2672202 describes a surgical implant of the type described in French patent 2642645, the extra-osseous head of the retaining members has one or more radial shoulders delimiting one or more peripheral ligament retaining areas.
  • the fastening system of the invention combines the possibility of arthrodesis with the protection of the adjacent floors in using the combination of a known rigid fixing system and a ligament secured to this rigid element.
  • the rigid segmental fixing system consists of a rigid part made of metal, plastic, ceramic or biocompatible composite.
  • this rigid part is composed of a plate perforated with oblong and alveolate holes allowing the passage and the implantation of the pedicle anchoring screws.
  • the cells offer a possibility of clearance for the screws, which facilitates the positioning of the plate when the distances between the screws are different or when the latter have orientations that are not strictly parallel.
  • the plates have variable sizes and a number of orifices, which makes it possible to adapt the assembly to the length of the arthrodesis.
  • the thickness of the plates is dimensioned in order to limit the rear dimensions due to the material.
  • the plates are profiled or at least modular while keeping their rigidity in order to adapt to the physiological curvatures of the spine.
  • the ligament part consists of one or more braided strands. This ligament is produced in accordance with the rules of the skilled person. It can be closed taking the form of a ring or open then forming a lace at two ends.
  • This ligament is flexible but not elastic in order to maintain good tension. It is strong enough so that its threshold rupture is greater than the distraction forces which are exerted between two vertebral segments and is intended to adapt to the upper part of the pedicle anchoring screw and of a length making it possible to connect one or more vertebral stages.
  • It can be radio-opaque, which makes it possible to detect a rupture using radio images.
  • the rigid part - ligament is fixed to the bone by means of anchoring screws in the vertebral pedicles.
  • These screws consist of a threaded part, the thread of which allows screwing into the vertebral pedicle.
  • the diameter of this threaded part is less than the diameter of the pedicle in order to obtain a good anchoring.
  • the threaded part is surmounted by a screw head which will adapt either to the ligament or to the plate and the fixing is carried out by tightening.
  • a suitable ancillary system resting on the screw heads offers the possibility of distraction and contraction before final tightening.
  • Figure 1 shows the fixation system mounted on a lumbo-sacral spine.
  • Figure 2 shows a more detailed view of the fastening system.
  • Figure 3 shows the mounting plate with pedicle screw, anchor and ligament.
  • Figures 4 and 5 show the fixing plate seen from above and in profile.
  • Figures 6 and 7 show the anchoring means on the fixing plate.
  • FIGS 8, 9 and 11 show the means for anchoring the ligament to the adjacent vertebrae.
  • Figure 10 shows another embodiment of the plate.
  • FIG. 12 represents a pedicle screw for fixing the plate.
  • the fixing system as shown in Figures 1 - • * i consists of two perforated plates (1), fixed on the vertebrae by pedicle screws (7) and comprising a “: • end of the fixing means (2) d 'a ligament (3) e: -: • anchor screw (4) of the ligament on the vertebrae.
  • the plate shown in Figures 2, 4 and 5 is a plate perforated with two oblong holes (1 a) and (1 b), comprising cells (5) and provided at its end with a fixing system (2) of the ligament.
  • the ligament fixing system at the end of the plate shown in Figure 6 consists of an integral part of the plate having an axis (8) around which slides the ligament carrying a threaded part (9), a cover (10) and a cover fixing bolt (11) on the plate.
  • FIG. 10a shows a variant plate (1) characterized in that it includes a filament anchoring system at each end (2) and (2 ').

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Abstract

Système de fixation vertébrale caractérisé en ce qu'il se compose d'un système de fixation rigide segmenté et d'un élément solidaire de l'élément rigide. Le système de fixation rigide est constitué par une plaque (1) perforée de trous oblongs (1a et 1b) dans lesquels se positionnent les vis pédiculaires (7) de fixation aux vertèbres et comportant à au moins une des extrémités un système d'ancrage (2) du ligament (3). Le dispositif est destiné à immobiliser deux ou plusieurs segments vertébraux et à protéger les segments adjacents à cette arthrodèse.

Description

SYSTEME DE FIXATION VERTEBRALE
La présente invention concerne un système de fixation vertébrale destiné à immobiliser deux ou plusieurs segments vertébraux, après avoir corrigé éventuellement une déformation du rachis, et à protéger les segments adjacents à cette arthrodèse, le but de cette immobilisation étant d'éviter les problèmes neurologiques et de supprimer la douleur du patient.
Les dispositifs utilisés habituellement pour aboutir à un maintien intervertébral appartiennent à deux catégories : les systèmes rigides ou semi-rigides qui aboutissent à une fusion osseuse intervertébrale et les systèmes souples qui ont pour vocation de supprimer les instabilités vertébrales en limitant la mobilité entre les vertèbres sans les fusionner. Les systèmes rigides sont constitués de plaques ou de tiges métalliques fixées dans les vertèbres au moyen de vis ou de crochets. Les vis sont implantées en général dans les pédicules vertébraux qui constituent la partie la plus résistante de la vertèbre. Les crochets peuvent s'amarrer sur les lames ou sur les apophyses transverses. Tous ces implants, vis ou crochets ont une partie destinée à la fixation de l'os et une autre partie qui se fixe aux tiges ou plaques qui relient les implants entre eux. Ces éléments rigides solidarisent les vertèbres entre elles sur toute la hauteur de la déformation ou de la zone douloureuse ou affectée du rachis. Cette solidarisation permet une une immobilisation et la dépose d'une greffe osseuse sur la zone concernée. Ainsi la fusion osseuse entre les segments vertébraux est grandement facilitée par 1 'ostéosynthèse. Toutefois en limitant les mouvements de flexion et de torsion des étages arthrodésés, les systèmes rigides renvoient et concentrent les contraintes sur les segments adjacents à 1 ' arthrodèse, ce qui aboutit à moyen ou à long terme à des dégénérescences discales ou articulaires et à une déstabilisation de ces étages néo-charnières. Les systèmes ligamentaires utilisés isolément ont pour but de diminuer la mobilité des segments rachidiens afin de supprimer soit une instabilité, soit une douleur mais en aucun cas ils n'autorisent une fusion osseuse. Ils peuvent relier soit directement les apophyses épineuses entre elles, soit indirectement les vertèbres par 1 ' intermédiaires de vis ancrées dans les pédicules.
La limitation de mobilité se fait en cyphose et l'excès de contrainte en lordose peut aboutir à des ruptures. L'objet de l'invention est un système de fixation ayant les avantages des deux catégories sans en avoir les inconvénients .
Le système de fixation de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison : 1 - Un système de fixation segmentaire rigide 2 - Un ligament solidaire de l'élément rigide. Des systèmes décrivant des moyens d'ancrage dans la vertèbre reliés entre eux par un élément souple ou rigide ont déjà été proposés.
Ainsi le brevet français 2697993 décrit un implant chirurgical comprenant des plaques perforées qui s'appliquent à la face postérieure des vertèbres. Les orifices de la plaque laissent passer des vis qui vont s'implanter dans les pédicules vertébraux, solidarisant l'ensemble vertèbre, vis, plaque, vis, vertèbre. Le brevet français 2623085 décrit un autre système rigide qui est un implant chirurgical constitué par une cale profilée et dimensionnée pour pouvoir être insérée entre deux vertèbres en situation intersomatique. Il est associé à des moyens de retenue constitués par un ligament artificiel continu.
Le brevet français 2642645 décrit un stabilisateur vertébral comprenant un ou plusieurs ligaments souples respectivement associés à deux organes de retenue constitués par des vis implantables chacun dans une vertèbre. Le brevet français 2672202 décrit un implant chirurgical du type décrit dans le brevet français 2642645 dont la tête extra-osseuse des organes de retenue présente un ou plusieurs épaulements radiaux délimitant une ou plusieurs zones périphériques de retenue du ligament.
Le système de fixation de l'invention associe la possibilité d' arthrodèse à la protection des étages adjacents en utilisant l'association d'un système de fixation rigide connu et un ligament solidaire de cet élément rigide. Le système de fixation rigide segmentaire est constitué par une partie rigide réalisée en métal, matière plastique, céramique ou composite biocompatibles.
Selon un aspect préféré de l'invention, cette partie rigide est composée d'une plaque perforée de trous oblongs et alvéolés permettant le passage et l'implantation des vis d'ancrage pédiculaire. Les alvéoles offrent une possibilité de débattement pour les vis, ce qui facilite la mise en place de la plaque quand les écarts entre les vis sont différents ou que celles-ci ont des orientations non strictement parallèles. Les plaques ont des tailles et un nombre d'orifices variables, ce qui permet d'adapter le montage à la longueur de 1 'arthrodèse. L'épaisseur des plaques est dimensionnée afin de limiter l'encombrement postérieur dû au matériel. Les plaques sont profilées ou pour le moins modulables tout en gardant leur rigidité afin de s'adapter aux courbures physiologiques de la colonne vertébrale.
La partie ligamentaire est constituée d'un ou plusieurs brins tressés. Ce ligament est réalisée conformément aux règles de l'homme de métier. Il peut être fermé prenant la forme d'un anneau ou ouvert formant alors un lacet à deux extrémités.
Ce ligament est souple mais non élastique afin de maintenir une bonne tension. Il est assez résistant afin que son seuil de rupture soit supérieur aux forces de distraction qui s'exercent entre deux segments vertébraux et est prévu pour s'adapter à la partie haute de la vis d'ancrage pédiculaire et d'une longueur permettant de relier un ou plusieurs étages vertébraux.
Il peut être radio-opaque, ce qui permet de déceler une rupture grâce à des clichés radio.
Sa tension est modulable et réglable au moyen d'un ancillaire dynamométrique permettant la mise en tension du ligament entre l'extrémité de la plaque et la vis pédiculaire de l'étage adjacent d'une part et entre deux vis pédiculaires ligamentaires d'autre part.
La fixation à l'os de l'ensemble partie rigide - ligament se fait au moyen de vis d'ancrage dans les pédicules vertébraux. Ces vis sont constituées d'une partie filetée dont le pas de vis permet un vissage dans le pédicule vertébral. Le diamètre de cette partie filetée est inférieur au diamètre du pédicule afin d'obtenir un bon ancrage. La partie filetée est surmontée d'une tête de vis qui va s'adapter soit au ligament, soit à la plaque et la fixation s'effectue par serrage. Un système ancillaire adapté prenant appui sur les têtes de vis offre une possibilité de distraction et de contraction avant le serrage définitif. D'autres caractéristiques de l'invention seront mieux comprises en se référant aux figures.
La figure 1 représente le système de fixation monté sur un rachis lombro-sacré. La figure 2 représente une vue plus détaillée du système de fixation.
La figure 3 représente la plaque de fixation avec vis pédiculaire, ancrage et ligament. Les figures 4 et 5 représentent la plaque de fixation vue de dessus et de profil.
Les figures 6 et 7 représentent les moyens d'ancrage sur la plaque de fixation.
Les figures 8, 9 et 11 représentent les moyens d'ancrage du ligament sur les vertèbres adjacentes.
La figure 10 représente un autre mode de réalisation de la plaque.
La figure 12 représente une vis pédiculaire de fixation de la plaque. Le système de fixation, comme le montre les figures 1 -•* i se compose de deux plaques perforée (1), fixées sur vertèbres par des vis pédiculaires (7) et comportant a «: • extrémité des moyens de fixation (2) d'un ligament (3) e: -:• vis d'ancrage (4) du ligament sur les vertèbres. La plaque représentée sur les figures 2, 4 et 5 est une plaque perforée de deux trous oblongs (1 a) et (1 b) , comportant des alvéoles (5) et pourvue à son extrémité d'un système de fixation (2) du ligament.
Le système de fixation du ligament à l'extrémité de la plaque représenté sur la figure 6 se compose d'une partie solidaire de la plaque comportant un axe (8) autour duquel coulisse le ligament portant une partie filetée (9) , un capot (10) et une boulon de fixation (11) du capot sur la plaque.
Selon une variante représentée sur la figure 7 le capot
(10a) est fixé sur la plaque par soudage. Le système d'ancrage du ligament sur la vertèbre se compose d'un joint partiellement cylindrique (12) ayant deux faces parallèles formant un logement pour le ligament et d'un capot cylindrique (13), percés pour le passage de la vis d'ancrage (4) et d'un boulon de fixation (15). La figure (10) représente une variante de plaque (1) caractérisée en ce qu'elle comporte un système d'ancrage du filament à chaque extrémité (2) et (2') .

Claims

REVENDICATIONS
1 - Système de fixation vertébrale destiné à immobiliser deux ou plusieurs segments vertébraux caractérisé en ce qu'il se compose d'un système de fixation rigide segmenté et d'un ligament solidaire de l'élément rigide.
2 - Système de fixation vertébrale selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de fixation rigide est constitué par une plaque (1) perforée de trous oblongs (la), (lb) et comportant à au moins une des extrémités un système d'ancrage (2) du ligament (3) .
3 - Système de fixation vertébrale selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le système de fixation du ligament est formée d'une partie sensiblement triangulaire solidaire de la plaque comportant un axe (8) autour duquel coulisse le ligament (3) et d'un capot (10) .
4 - Système de fixation vertébrale selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'axe (8) porte une partie filetée (9) qui permet la fixation du capot (10) par un écrou (11) .
5 - Système de fixation vertébrale selon la revendication 3 caractérisé en ce que le capot (10) est fixé à l'extrémité de la plaque par soudage. 6 - Système de fixation vertébrale selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le système d'ancrage du ligament sur- la vertèbre est constitué par un joint partiellement cylindrique (12) ayant deux faces parallèles formant un logement pour le ligament et d'un capot cylindrique (13) percés pour le passage de la vis d'ancrage (4) et d'un écrou de fixation (15).
7 - Système de fixation vertébrale selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la plaque comporte un système d'ancrage de ligament à chaque extrémité.
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