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WO1999000065A1 - Dispositif de fixation orientable pour le redressement et l'etaiement du rachis - Google Patents

Dispositif de fixation orientable pour le redressement et l'etaiement du rachis Download PDF

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WO1999000065A1
WO1999000065A1 PCT/FR1998/001363 FR9801363W WO9900065A1 WO 1999000065 A1 WO1999000065 A1 WO 1999000065A1 FR 9801363 W FR9801363 W FR 9801363W WO 9900065 A1 WO9900065 A1 WO 9900065A1
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WO
WIPO (PCT)
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head
axis
clamping means
anchoring
bone
Prior art date
Application number
PCT/FR1998/001363
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English (en)
Inventor
David Attali
Jean-Luc Chauvin
David Attia
Original Assignee
David Attali
Chauvin Jean Luc
David Attia
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Filing date
Publication date
Application filed by David Attali, Chauvin Jean Luc, David Attia filed Critical David Attali
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Priority to AU83451/98A priority patent/AU8345198A/en
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    • A61B17/8665—Nuts
    • A61B2017/867—Nuts with integral locking or clamping means

Definitions

  • the present invention relates to orientable fixing devices for the straightening and shoring of a bone system.
  • the technical sector of the invention is the field of the manufacture of osteosynthesis implants.
  • the main application of the invention is the straightening and propping up of a spine called a spine, of man or even possibly of animal. These two operations are necessary inter alia in the event of a fracture of the vertebrae or in the event of deviation of the spinal column resulting for example from scoliosis, kyphosis or disc disease.
  • the problem posed is to produce an orientable fixing device, for the straightening and shoring up of the bone system, ie essentially the spine such that one can orient in as many directions as possible and with an angle of at least 10 ° in each direction, the connecting rod with respect to each anchoring system fixed to the bone, and this with a clamping element of the connecting rod which is offset thus allowing the choice of the placement of the rod on one side or the other of the axis of the anchoring system and reduce the overall height and thus bring the connecting rod closer to the bone to be straightened and propped up, while ensuring effective and lasting immobilization of all the mobile elements relative to each other after tightening and allowing not only a quick and simple assembly but also an easy adjustment of each part of the assembly.
  • an orientable fixing device comprising at least one anchoring element having at least one part capable of being fixed relative to the bone, a head forming a boss and a crown intermediate between said anchoring element. and said boss; a clamping means, adapted to immobilize in a hole disposed laterally with respect to said head a connecting rod between several fixing devices, has a compatible bore to be threaded on said head until it comes to bear against the intermediate crown; blocking means, adapted to bear against said clamping means, is fixed to the end of the head; according to the invention: - the bearing surface of the locking means against said clamping means is of spherical hollow shape and the bearing zone of said intermediate crown against this clamping means is an inner circular edge of this crown.
  • this edge which is preferably sharp, is to punch the external surface of the corresponding clamping means: this incrustation which will be called “impaction” makes it possible to obtain an effective immobilization between the clamping means and the element of anchoring after blocking.
  • this incrustation which will be called “impaction” makes it possible to obtain an effective immobilization between the clamping means and the element of anchoring after blocking.
  • the intermediate crown in the spherical part of the clamping means, it can be manufactured with a metal having a lower hardness and / or elastic limit than that of the material of the intermediate crown (for this type of medical application, we mainly use titanium or stainless steel);
  • said tightening means is composed of at least two separable parts each comprising a half collar each forming a kind of stirrup and together said tightening hole of the connecting rod, and a part forming a kind of washer according to said bore and whose outer bearing surface is spherical in shape compatible with corresponding support forms of the intermediate crown and of the locking means and capable of allowing the orientation and the angulation of said tightening orifice of the connecting rod, of at least 5 ° and even 10 ° in all directions with respect to to any axis orthogonal to that of said boss.
  • the two said separable parts are identical; they comprise on at least part of their facing surfaces bearing against one another, at least respectively a hollow female part and a protruding male part compatible and cooperating with each other for interlocking in order to position and to immobilize the two parts relative to each other.
  • the end of the head of the anchoring element has an imprint capable of cooperating with any screwing tool, which makes it possible to maintain said anchoring element during the positioning of the locking means. (this can be a self-locking nut and screwed onto said head) thus avoiding exerting forces on the assembly which would be traumatic for the patient and detrimental to the solidity of the anchoring relative to the bone.
  • any screwing tool this can be a self-locking nut and screwed onto said head
  • an angulation of the rod relative to the anchoring system in all directions which can go for example up to at least plus or minus 10 ° relative to a plane perpendicular to the axis of attachment of the anchoring element, and 360 ° in this plane as well as relative to the axis of the rod on itself.
  • the lateral "stirrup" arrangement of the clamping means ensuring the maintenance of the connecting rod makes it possible to bring the latter as close as possible bones that we want to align: this is due not only to the very design of such a stirrup system, but also to the possibility of rotation by lowering said stirrup as far down as possible.
  • Said clamping element or lateral bracket being produced in two parts which are put in place one before the rod and the other after the latter, allows an implementation of all the elements with respect to one another simple chronological manner and an adjustment not requiring in most cases the bending of the connecting rod; this reduces the intervention time and avoids weakening all the mechanical parts.
  • FIG. 1 is a perspective view showing three orientable fastening devices according to the invention and connected by a common connecting rod for the straightening and shoring of a spine.
  • Figure 2 is a perspective view of a fixing device according to the invention mounted with a connecting rod.
  • Figure 3 is a sectional view along the plane (Y Y ', ZZ') of Figure 2.
  • Figure 4 is a perspective view of the different separable parts of Figure 2 before assembly.
  • FIG. 1 There is shown in Figure 1 three straightening and shoring devices of a spine 2 as described in Figures 2 to 4 and connected by a smooth rod, or not, connecting 4.
  • the spine 2 is generally supported by two identical sets and systems placed parallel and on each side of the backbone 2a.
  • Each assembly therefore includes fixing devices shown here with anchoring screws 5 on the lateral processes 2b of each vertebra 2c.
  • Such an assembly thus relieves the 2d intervertebral discs and can be used to correct the spinal deformities 2 such as kyphosis, scoliosis or disc disease.
  • Each orientable fixing device comprises in a known manner at least: - an anchoring element 1 having at least one part 5 capable of being fixed relative to the bone, a head 3 forming a boss of axis ZZ 'and between the two an intermediate crown 9,
  • a clamping means 8 able to immobilize in a hole 10, disposed laterally with respect to the axis ZZ 'a connecting rod 4 of axis XX' between several fixing devices and comprising a bore 11 compatible to be threaded on said head 3 until it comes to bear against the intermediate crown 9,
  • the surface 6 j of support of the locking means 6 against said clamping means 8 is of hollow spherical shape and the bearing zone 9 1 of said intermediate ring 9 against this clamping means 8 is an inner circular edge of this ring which can be the inside edge of the end of a section cylindrical (with a height of the order of 0.1 to 0.4 mm for example for device dimensions as indicated in the description below) and which surrounds the cavity 9 2 in which the part can rotate spherical clamping means 8 which is housed there as described below.
  • Said locking means 6 and said intermediate ring 9 therefore take up the clamping means 8 which is, for its part concerned as described below, of spherical shape symmetrical with respect to the axis ZZ 'of the head 3: thus during the final tightening of the locking means 6 there is an impact of the entire perimeter of the edge 9 X of the intermediate crown 9 on the spherical part of the tightening means 8 thus ensuring complete immobilization between these two parts in the chosen position.
  • Said clamping means 8 is itself composed of at least two separable parts 8 1 ⁇ 8 2 each comprising a half-collar 12 l 5 12 2 together forming said orifice 10 for tightening the connecting rod 4 and a part each forming a washer 13 ls 13 2 following and constituting said bore 11; the external support surfaces 14 ⁇ 14 2 of these "washers", against the corresponding support forms respectively 9 1; of the intermediate crown and 61 of the blocking means are therefore spherical in shape compatible with these support forms with which they are therefore in contact and cooperate with them by being able to rotate 1 in the manner of a ball joint during adjustment of implementation.
  • the outer perimeters of said surfaces 9, and zone (y ⁇ of support of the locking means 6 and of said intermediate ring 9 are spaced from each other in leaving a peripheral opening "a" around the axis ZZ 'of the head 3 and through which can therefore be rotated 360 ° relative to this axis ZZ', the two said separable parts 81, 8 2 forming the means tightening the connecting rod 4: the part 19 connecting the half-collars 12 1 ( 12 2 with the washers 13 t, 13 ?
  • this angle may be more important if the outer perimeter of the surface 9 1 ⁇ and of the zone 6j of ap pot then increasing the distance a, to the detriment however of the surfaces and support zones, which can however be compensated by increasing the diameter of the spheres.
  • the diameters of the internal bores 11 of the parts forming washers 13 ls 13 2 of the separable parts 8 1; 8 2 are greater than the external diameter of the part of the anchoring head 3 which they surround, leaving a clearance 15 between them, symmetrical in revolution when the axis XX 'is orthogonal to the axis ZZ', and asymmetrical well heard until even canceled by contact of the parts with respect to each other when the angle ⁇ and / or ⁇ reaches its maximum.
  • the bottom of the half-collars 12 j may include ridges, threads or other roughness to increase the adhesion of the rod 4 against the walls of the orifice 10 which they constitute, and
  • their facing surface and coming to bear against one another comprise at least respectively a hollow female part and a protruding male part 14 compatible and cooperating with each other by interlocking preferably at the level of their half-collar portion 12 l 5 12 2 .
  • the two said separable parts 8,, 8 2 are identical so that they can be used either as a lower part or as an upper part and can be mixed without the operator needing to choose an upper or lower part; this is perfectly achieved thanks to the spherical and symmetrical shapes with respect to the axis ZZ 'and to the plane XX', YY 'of said parts forming washers 13 ⁇ 13 2 and also with regard to the parts forming half-collars 12,, 12 2 with nestable surfaces 14 having a symmetrical profile with respect to the axis YY 'of said parts, such as a separation surface in the form of a sinusoid as shown in FIG. 2.
  • the end 7 of the head 3 of the anchoring element preferably comprises an imprint 16 able to cooperate with any screwing tool such as for example of hollow hexagonal shape with even at the bottom of this imprint a channel, not shown on the figures which can open up to the other end of part 5 of the anchoring element capable of being fixed in the bone, when the latter is a screw as shown in the attached figures; such screws are called cannulated pedicles and allow the orientation of the screw to be controlled when it is screwed, by means of a pin around which said internal hollow part of the screw is slid.
  • the screws may of course not be thus cannulated.
  • said intermediate crown 9 can be of polygonal external shape such as for example hexagonal: this intermediate crown 9 being of a relatively large diameter such as for example 10 mm for a length L total of the anchoring element from 40 to 70 mm allows to have a large bearing surface with the screwing key, avoiding any risk of matting and allowing a good screwing torque which can even avoid tapping the bone beforehand.
  • the height of the head 3 of this screw can be of the order of 15 mm between the intermediate ring 9 and its end 7, with a diameter of the part receiving the bore 11 of the clamping element of the order of 4.5 to 5 mm, the internal diameter of said bore 11 being from 6 to 6.5 mm.
  • the locking means 6 is a nut, preferably self-locking, screwed onto the threaded end 7 of the anchoring head 3 and which may be of a diameter greater than the part of the head 3 around which can rotate the washer portions 13 of the parts of the clamping means 8; the use of a self-locking nut avoids an additional locking system of the lock nut type and therefore promotes compactness of the assembly.
  • the body of the screw 5 comprises a so-called lower part 5 on the side of its end, the tops of the threads 17 follow a cylinder of the same external diameter d and the thread bottoms 18 follow a conical surface converging towards the end of screw 5; the height h of this lower part 5 2 can be approximately two thirds of the total thread length of the screw 5; by way of example, the external diameter D can be of the order of 6 mm for a total length of screw 5 from 25 to 50 mm with a thread pitch of 3 mm, and a diameter of the thread bottom passing from 4 to 4.5 mm, up to 3 to 3.5 mm, in seven to eight thread pitches; said thread having a triangular profile whose front face 20 is inclined in the direction of screwing and the rear face is almost perpendicular to the axis ZZ 'of the screw 5 in order to oppose a maximum force to the tearing
  • Such thread profiles avoid the risk of loosening and facilitate the initiation of screwing, avoiding pre-tapping; increasing the
  • an orientable fixing device can be fixed in a simple and rapid manner according to the following operations:
  • the body of the screws 5 is screwed into each vertebra 2c after having previously drilled them, by means of a key which is fitted onto the intermediate crown 9 of polygonal shape and this without therefore having to pre-tap a hole in the bone: the screw can also be guided on a spindle entering the internal channel provided for this purpose,
  • the rod 4 is positioned in the half-housings 10 provided for this in the half-collars 12 2 ,
  • the second separable part 8 2 is put in place, forming the other half-stirrup, on the screw head 3 and coming to cover and enclose the rod 4, which second stirrup automatically aligns with the lower stirrup due to its symmetrical and complementary shape with it, - the nut 6 is screwed by means of a tubular key which allows the passage for example of a screwdriver coming to be housed in the cavity 16 located at the top of the screw head 3: it is thus possible to maintain the assembly of the screw 5 and to avoid its driving in rotation during the tightening of the nut 6, - the rod 4 is ideally oriented and positioned connecting several anchoring devices before the final tightening of the nuts 6, immobilizing the rod and therefore all of the vertebrae 2c in the desired position.

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Abstract

Dispositif de fixation orientable pour le redressement et l'étaiement d'un système osseux, en particulier du rachis, comprenant au moins un élément d'ancrage (1) ayant au moins une partie (5) apte à être fixée par rapport à l'os, une tête (3) d'axe (XX'), une couronne intermédiaire (9), et un moyen de blocage (6) apte à être fixé sur l'extrémité (7) de la tête (3); selon l'invention, la surface (61) d'appui du moyen de blocage (6) contre un moyen de serrage (8) apte à immobiliser dans un orifice latéral (10) par rapport à l'axe (XX') une tige de liaison (4) entre plusieurs dispositifs de fixation, est de forme creuse sphérique et la zone d'appui (91) de la couronne intermédiaire contre ce moyen de serrage est une arête circulaire intérieure; et ledit moyen de serrage (8) est composé d'au moins deux pièces séparables (81, 82) comportant chacune un demi collier (121, 122) formant ensemble ledit orifice (10) de serrage et une partie formant rondelle (131, 132) d'alésage (11) compatible pour être enfilé sur ladite tête (3) et dont la surface d'appui extérieure (141, 142) est de forme sphérique compatible avec les formes d'appui correspondantes de la couronne intermédiaire (9) et du moyen de blocage (6).

Description

DISPOSITIF DE FIXATION ORIENTABLE POUR LE REDRESSEMENT ET L' ETAIEMENT DU RACHIS
La présente invention a pour objet des dispositifs de fixation orientables pour le redressement et l 'étaiement d' un système osseux.
Le secteur technique de l ' invention est le domaine de la fabrication d ' implants d ' ostéosynthèse.
L ' application principale de l' invention est le redressement et l ' étaiement d ' une colonne vertébrale appelée rachis, de l ' homme ou même éventuellement de l ' animal . Ces deux opérations sont nécessaires entre autre en cas de fracture de vertèbres ou en cas de déviation de la colonne vertébrale résultant par exemple d' une scoliose, d' une cyphose ou d'une discopathie . On connaît différents dispositifs permettant d' assurer lesdites opérations de redressement et d' étaiement et dont certains ont fait l ' objet de dépôts de demandes de brevet tels que entre autres par exemple la demande de brevet WO 9101691 (MARNAY Thierry) , FR 2624720 (COTREL Yves) ou celle FR 271 1909 (par les mêmes déposants que la présente invention) : ces divers dispositifs décrits consistent tous à fixer des implants vissés le long de la courbure du rachis et à relier ceux-ci par une ou deux tiges parallèles à l ' épine dorsale pour servir d' étai ; les tiges sont introduites longitudinalement dans des rainures ménagées dans les têtes de vis formant les corps des implants et sont bloquées dans le fond des rainures au moyen de vis et/ou d ' ecrous vissés sur ces têtes.
Il existe également des systèmes n ' utilisant pas des implants vissés mais des crochets ou des cerclages autour des régions lamaires, épineuses, transverses ou articulaires de chaque vertèbre. Dans tous ces systèmes ou dispositifs, la tige de liaison entre les différents éléments d ' ancrage a une orientation fixe par rapport à ceux-ci à savoir orthogonale et ne peut pas être modifiée, ce qui oblige d'une part d' avoir une très grande précision dans l ' alignement des différents éléments d' ancrage, ce qui n' est pas souvent possible et est souvent très aléatoire, et d' autre part en conséquence de cintrer les tiges de liaison pour rattraper les décalages éventuels entre ces éléments d' ancrage : pour minimiser les déformations de ladite tige, différents dispositifs ont été alors développés pour permettre une orientation de celle-ci par rapport à chaque éléments d' ancrage.
Certains de ces dispositifs ont pu faire l' objet de dépôts de demandes de brevet telle que la demande WO 96/27340 (STE STRYKER FRANCE) qui enseigne un élément de réception/blocage de la tige formant pince, d'une seule pièce et dont l'axe de blocage est décalé par rapport à celui de l'élément d' ancrage, ladite pince comprenant, dans la cavité à l' intérieur de laquelle passe ladite tige, une bague compressible permettant un certain débattement des pièces les unes par rapport aux autres. On relève également la demande FR 2693365 (VIGNAUD Jean-Louis) décrivant également un dispositif à pince de fixation latérale de la tige et comportant un trou oblong pour être enfilé sur la tête de la vis d' ancrage et permettre un débattement, suivant l' orientation du trou oblong, de la pièce de réception/blocage par rapport à la vis d' ancrage. Ces deux dispositifs comportent tous deux un élément de serrage de la tige qui permet donc d' immobiliser celle-ci latéralement par rapport à l' élément d' ancrage, comme du reste cela est retenu dans la présente invention.
Il existe également des systèmes d' ancrage permettant une orientation de la tige par rapport à l 'élément d' ancrage mais dans l' axe de celui-ci tel que décrit dans les brevets EP 242708 et WO 89/00028.
L'ensemble de ces dispositifs connus dont certains ont donc été protégés, offre cependant une possibilité de rotation de la tige de liaison par rapport aux vis d'ancrage assez réduite tant en amplitude d' angle qu' en degrés de liberté ; de plus la plupart de ces dispositifs n' offrent qu'une surface de contact et de serrage entre la tige et les différents pièces de l'élément d' ancrage assez faible ce qui ne permet pas de résister surtout dans le temps à des efforts importants. Certains d'entre eux sont également assez complexes à mettre en oeuvre tel que le premier cité qui oblige à enfiler préalablement les pinces de serrage le long de la tige de liaison avant de les engager simultanément sur les éléments d' ancrage ce qui n'est pas d'une manipulation et d'une mise en place très simple, et peut s' avérer très délicat;
Ainsi le problème posé est de réaliser un dispositif de fixation orientable, pour le redressement et l'étaiement de système osseux, soit essentiellement le rachis tel que l ' on puisse orienter suivant le plus de directions possibles et avec un angle d'au moins 10 ° dans chaque direction, la tige de liaison par rapport à chaque système d ' ancrage fixé à l ' os, et cela avec un élément de serrage de la tige de liaison qui soit désaxé permettant ainsi le choix du placement de la tige d' un coté ou de l ' autre de l' axe du système d' ancrage et de réduire l ' encombrement en hauteur et rapprocher ainsi la tige de liaison de l ' os à redresser et à étayer, tout en assurant une immobilisation efficace et durable de tous les éléments mobiles les uns par rapport aux autres après serrage et permettant non seulement un montage rapide et simple mais également un réglage aisé de chaque pièce de l 'ensemble. Une solution au problème posé est un dispositif de fixation orientable comprenant au moins un élément d' ancrage ayant au moins une partie apte à être fixée par rapport à l ' os, une tête formant un bossage et une couronne intermédiaire entre ledit élément d' ancrage et ledit bossage ; un moyen de serrage, apte à immobiliser dans un orifice disposé latéralement par rapport à ladite tête une tige de liaison entre plusieurs dispositifs de fixation, comporte un alésage compatible pour être enfilé sur ladite tête jusqu' à venir en appui contre la couronne intermédiaire ; un moyen de blocage, apte à venir en appui contre ledit moyen de serrage, est fixé sur l ' extrémité de la tête ; selon l ' invention : - la surface d' appui du moyen de blocage contre ledit moyen de serrage est de forme creuse sphérique et la zone d ' appui de ladite couronne intermédiaire contre ce moyen de serrage est une arête circulaire intérieure de cette couronne. Cette arête qui est de préférence vive, a pour objectif de poinçonner la surface externe du moyen de serrage correspondant : cette incrustation que l ' on appellera " impaction" permet d' obtenir une immobilisation efficace entre le moyen de serrage et l 'élément d' ancrage après blocage. Pour obtenir une meilleure impaction de la couronne intermédiaire dans la partie sphérique du moyen de serrage, celle-ci peut être fabriquée avec un métal ayant une dureté et/ou limite élastique inférieure à celle du matériau de la couronne intermédiaire (pour ce type d ' application médicale, on utilise principalement le titane ou l' acier inoxydable) ;
- et ledit moyen de serrage est composé d' au moins deux pièces séparables comportant chacune un demi collier formant chacun une sorte d ' étrier et ensemble ledit orifice de serrage de la tige de liaison, et une partie formant une sorte de rondelle suivant ledit alésage et dont la surface d' appui extérieure est de forme sphérique compatible avec les formes d' appui correspondantes de la couronne intermédiaire et du moyen de blocage et apte à permettre l ' orientation et l ' angulation dudit orifice de serrage de la tige de liaison, d ' au moins 5 ° et même 10 ° dans toutes directions par rapport à tout axe orthogonal à celui dudit bossage.
Dans un mode préférentiel de réalisation, les deux dites pièces séparables sont identiques ; elles comportent sur une partie au moins de leurs surfaces en vis à vis venant en appui l 'une contre l 'autre, au moins respectivement une partie femelle en creux et une partie mâle en excroissance compatibles et coopérant entre elles pour emboîtement afin de positionner et d' immobiliser les deux pièces l 'une par rapport à l' autre.
Dans un mode particulier de réalisation l ' extrémité de la tête de l ' élément d' ancrage comporte une empreinte apte à coopérer avec tout outil de vissage, ce qur permet de maintenir ledit élément d' ancrage pendant la mise en place du moyen de blocage (celui-ci peut être un écrou autofreiné et vissé sur ladite tête) évitant ainsi d' exercer des efforts sur le montage ce qui serait traumatisant pour le patient et néfaste à la solidité de l ' ancrage par rapport à l ' os. D ' autres modes de réalisation sont décrits ci-après et illustrés dans les figures j ointes ; le résultat est de nouveaux dispositifs pour le redressement et l ' étaiement, en particulier d'un rachis, répondant au problème posé ci-dessus et apportant des avantages par rapport aux dispositifs connus à ce jour. En effet, la conception à rotule intégrée dans la tête de l ' élément d' ancrage permet de disposer :
- d'une part du coté du moyen de serrage, d'une grande surface de contact et donc de serrage et, du coté de la couronne intermédiaire d'un grand périmètre d'appui et de blocage, assurant une bonne rigidité entre les différentes pièces ;
- d'autre part une angulation de la tige par rapport au système d'ancrage suivant toutes les directions pouvant aller par exemple jusqu' à au moins plus ou moins 10 ° par rapport à un plan perpendiculaire à l' axe de fixation de l'élément d' ancrage, et 360 ° dans ce plan ainsi que par rapport à l'axe de la tige sur elle même.
La disposition en "étrier" latéral du moyen de serrage assurant le maintien de la tige de liaison permet de rapprocher celle-ci au plus près des os que l ' on veut aligner : ceci est dû, non seulement à la conception même d'un tel système à étrier, mais également à la possibilité de rotation en baissant ledit étrier le plus possible vers le bas. Ledit élément de serrage ou étrier latéral étant réalisé en deux parties qui sont mises en place l 'une avant la tige et l 'autre après celle-ci, permet une mise en oeuvre de tous les éléments les uns par rapport aux autres d' une manière chronologique simple et un réglage ne nécessitant pas dans la plupart des cas le cintrage de la tige de liaison ; ceci réduit le temps d' intervention et évite de fragiliser l ' ensemble des pièces mécaniques. On pourrait citer d' autres avantages de la présente invention mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l ' intérêt.
La description et les figures ci-après représentent un exemple de réalisation de l ' invention mais n ' ont aucun caractère limitatif : d ' autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée de l ' étendue de cette invention, en particulier en changeant l ' élément d' ancrage qui est représenté ici par une vis mais qui pourrait être constitué par un ou des crochets munis d'une base coudée en forme de lame ou en forme de fourche pour se fixer extérieurement sur les vertèbres. La figure 1 est une vue en perspective montrant trois dispositifs de fixation orientable suivant l ' invention et reliés par une tige de liaison commune pour le redressement et l ' étaiement d'un rachis.
La figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de fixation suivant l ' invention monté avec une tige de liaison. La figure 3 est une vue en coupe suivant le plan (Y Y ' , ZZ ') de la figure 2.
La figure 4 est une vue en perspective des différentes pièces séparables de la figure 2 avant assemblage.
On a représenté en figure 1 trois dispositifs de redressement et d' étaiement d' un rachis 2 tels que décrits dans les figures 2 à 4 et reliés par une tige lisse, ou non, de liaison 4. Le rachis 2 est généralement étayé par deux ensembles et systèmes identiques placés parallèlement et de chaque coté de l ' épine dorsale 2a. Chaque ensemble comporte donc des dispositifs de fixation représentés ici avec des vis d' ancrage 5 sur les apophyses latérales 2b de chaque vertèbre 2c. Un tel ensemble soulage ainsi les disques intervertébraux 2d et peut être utilisé pour corriger les déformations du rachis 2 comme par exemple les cyphoses, les scolioses ou les discopathies.
Chaque dispositif de fixation orientable comprend d'une manière connue au moins : - un élément d' ancrage 1 ayant au moins une partie 5 apte à être fixée par rapport à l'os, une tête 3 formant un bossage d'axe ZZ' et entre les deux une couronne intermédiaire 9,
- un moyen 8 de serrage apte à immobiliser dans un orifice 10, disposé latéralement par rapport à l' axe ZZ' une tige de liaison 4 d' axe XX' entre plusieurs dispositifs de fixation et comportant un alésage 11 compatible pour être enfilé sur ladite tête 3 jusqu' à venir en appui contre la couronne intermédiaire 9,
- et un moyen de blocage 6 apte à venir en appui contre ledit moyen de serrage 8 et à être fixé sur l'extrémité 7 de la tête 3. Selon l' invention la surface 6j d' appui du moyen de blocage 6 contre ledit moyen de serrage 8 est de forme sphérique creuse et la zone d'appui 91 de ladite couronne intermédiaire 9 contre ce moyen de serrage 8 est une arête circulaire intérieure de cette couronne qui peut être le bord intérieur de l'extrémité d'un tronçon cylindrique (d'une hauteur de l' ordre de 0, 1 à 0,4 mm par exemple pour des dimensions de dispositif tel qu' indiqué dans la description ci-après) et qui entoure la cavité 92 dans laquelle peut tourner la partie sphérique du moyen de serrage 8 qui s'y loge tel que décrit plus loin.
Ledit moyen de blocage 6 et ladite couronne intermédiaire 9 prennent donc en étau le moyen de serrage 8 qui est en effet, pour sa partie concernée telle que décrite ci-après, de forme sphérique symétrique par rapport à l' axe ZZ' de la tête 3 : ainsi lors du serrage final du moyen de blocage 6 il y a impaction de la totalité du périmètre de l'arête 9 X de la couronne intermédiaire 9 sur la partie sphérique du moyen de serrage 8 assurant ainsi une immobilisation complète entre ces deux pièces dans la position choisie.
Ledit moyen de serrage 8 est lui-même composé d' au moins deux pièces séparables 81 } 82 comportant chacune un demi collier 12l 5 122 formant ensemble ledit orifice 10 de serrage de la tige de liaison 4 et une partie formant chacune une rondelle 13l s 132 suivant et constituant ledit alésage 11 ; les surfaces d' appui extérieures 14^ 142 de ces "rondelles" , contre les formes d'appui correspondantes respectivement 91 ; de la couronne intermédiaire et 61 du moyen de blocage sont donc de forme sphérique compatible avec ces formes d' appui avec lesquelles ell es sont donc en contact et coopèrent avec celles-ci en pouvant tourner à 1 a manière d'une rotule lors du réglage de mise en place. Pour permettre une telle rotation, outre les formes sphériques complémentaires desdites pièces, les périmètres extérieurs desdites surfaces 9 , et zone (yχ d' appui du moyen de blocage 6 et de ladite couronne intermédiaire 9 sont distants l'un de l' autre en laissant une ouverture "a" périphérique autour de l ' axe ZZ ' de la tête 3 et au travers de laquelle peut donc être tournée sur 360 ° par rapport à cet axe ZZ ' , les deux dites pièces séparables 81 , 82 formant le moyen de serrage de la tige de liaison 4 : la partie 19 reliant les demi-colliers 121 ( 122 avec les rondelles 13 t , 13? forment un col d' épaisseur b inférieur à la hauteur de l 'espace " a" , autorisant ainsi une orientation d' angle α dudit collier 12 d' au moins 10 ° par exemple vers le haut et vers le bas par rapport au plan (XX' , YY') , et dans le plan (YY\ ZZ ') : cet angle peut être plus important si l ' on diminue le périmètre extérieur de la surface 91 } et de la zone 6j d' appui augmentant alors la distance a, au détriment cependant des surfaces et zones d' appui, ce qui peut être cependant compensé en augmentant le diamètre des sphères.
Il est également possible d' incliner l' ensemble des demi-colliers 12 suivant un angle β d'au moins 10 ° dans une direction perpendiculaire à celle définie pour l'angle α suivant le plan de la figure 3 et telle que représentée sur la figure 2 soit en fait dans le plan XX' , ZZ ' : ainsi la combinaison des inclinaisons suivant les angles α et β et de la rotation de 360 ° autour de l'axe ZZ' donne même toute latitude d' orientation de l'axe XX' de la tige de liaison 4 par rapport à l' axe ZZ' de l ' élément d' ancrage.
Pour autoriser ladite orientation, les diamètres des alésages internes 11 des parties formant rondelles 13 l s 132 des pièces séparables 81 ; 82 sont supérieurs au diamètre externe de la partie de la tête 3 d' ancrage qu'elles entourent, laissant un jeu 15 entre eux, symétrique de révolution quand l' axe XX' est orthogonal à l ' axe ZZ ' , et dissymétrique bien entendu jusqu'à même être annulé par contact des pièces des unes par rapport aux autres quand l' angle α et/ou β atteint son maximum.
Pour que les deux dites pièces séparables 8 , , 82, qui peuvent être réalisées elles-mêmes en plusieurs parties mais solidaires par construction et formant étrier, coopèrent bien entre elles et assurent un bon serrage et immobilisation sur la tige de liaison 4 :
- d'une part le fond des demi-colliers 12j peut comporter des stries, filets ou autres aspérités pour augmenter l'adhérence de la tige 4 contre les parois de l'orifice 10 qu' ils constituent, et
- d' autre part leur surface en vis à vis et venant en appui l 'une contre l' autre, comportent au moins respectivement une partie femelle en creux et une partie mâle en excroissance 14 compatibles et coopérant entre elles par emboîtement de préférence au niveau de leur partie en demi-collier 12l 5 122.
De préférence les deux dites pièces séparables 8 , , 82 sont identiques pour pouvoir être utilisées indifféremment soit en tant que partie inférieure, soit en tant que partie supérieure et être mélangées sans que l' opérateur ait besoin de choisir une pièce supérieure ou inférieure ; ceci est parfaitement réalisé grâce aux formes sphériques et symétriques par rapport à l' axe ZZ' et au plan XX' , YY' desdites parties formant rondelles 13 ^ 132 et également en ce qui concerne les parties formant demi-colliers 12, , 122 avec des surfaces emboîtables 14 ayant un profil symétrique par rapport à l ' axe YY' desdites pièces, telle qu'une surface de séparation en forme de sinusoïde comme représentée sur la figure 2.
L'extrémité 7 de la tête 3 de l'élément d' ancrage comporte de préférence une empreinte 16 apte à coopérer avec tout outil de vissage tel que par exemple de forme hexagonale creuse avec même au fond de cette empreinte un canal, non représenté sur les figures pouvant déboucher jusqu'à l'autre extrémité de la partie 5 de l'élément d' ancrage apte à être fixé dans l'os, quand celui-ci est une vis telle que représentée sur les figures jointes ; de telles vis sont dites pédiculaires canulées et permettent de contrôler l ' orientation de la vis lors de son vissage, au moyen d'une broche autour de laquelle on glisse ladite partie creuse interne de la vis 5. Les vis peuvent bien sûr ne pas être ainsi canulées.
Pour assurer le vissage de celle-ci dans l' os, ladite couronne intermédiaire 9 peut être de forme extérieure polygonale telle que par exemple hexagonale : cette couronne intermédiaire 9 étant d'un diamètre relativement important tel que par exemple 10 mm pour une longueur L totale de l' élément d' ancrage de 40 à 70 mm permet d' avoir de large surface d' appui avec la clé de vissage, évitant tout risque de matage et permettant un bon couple de vissage pouvant même éviter de tarauder préalablement l'os. Pour de telles dimensions de corps de la vis 5, la hauteur de la tête 3 de cette vis peut être de l'ordre de 15 mm entre la couronne intermédiaire 9 et son extrémité 7, avec un diamètre de la partie recevant l'alésage 11 de l'élément de serrage de l'ordre de 4,5 à 5 mm, le diamètre interne dudit alésage 11 étant de 6 à 6,5 mm.
Comme représenté sur les figures jointes, le moyen de blocage 6 est un écrou de préférence autofreiné, vissé sur l'extrémité 7 filetée de la tête d'ancrage 3 et qui peut être d'un diamètre supérieur à la partie de la tête 3 autour de laquelle peut tourner les parties formant rondelles 13 des pièces du moyen de serrage 8 ; l'utilisation d'un écrou autofreiné évite un système de blocage supplémentaire de type contre écrou et favorise donc la compacité du montage.
La disposition latérale de l'orifice 10 du moyen 8 de serrage par rapport à l'axe ZZ' de l'élément d'ancrage permet ainsi :
- d'une part de rapprocher la tige de liaison 4 de l'épine dorsale 2a du rachis même si l'axe des éléments d'ancrage tels que les vis de fixation 5 sont éloignées de ladite épine dorsale ce qui peut en simplifier la mise en place, - d'autre part de faire passer ladite tige 4 au plus près du profil du rachis en orientant la partie collier 12 de serrage d'un angle α maximum en sens inverse des aiguilles d'une montre telle que représentée sur la figure 3 rapprochant ainsi l'orifice 10 de serrage de l'os lui-même.
De préférence le corps de la vis 5 comporte une partie dite inférieure 5 du coté de son extrémité, dont les sommets des filets 17 suivent un cylindre de même diamètre externe d et les fonds de filets 18 suivent une surface conique convergente vers l'extrémité de la vis 5 ; la hauteur h de cette partie inférieure 52 peut être environ des deux tiers de la longueur filetée totale de la vis 5 ; à titre d'exemple le diamètre externe D peut être de l'ordre de 6 mm pour un longueur totale de vis 5 de 25 à 50 mm avec un pas de filet de 3 mm, et un diamètre de fond de filet passant de 4 à 4,5 mm, jusqu'à 3 à 3,5 mm, en sept à huit pas de filet ; ledit filet ayant un profil de forme triangulaire dont la face avant 20 est inclinée dans le sens du vissage et la face arrière est quasiment perpendiculaire à l'axe ZZ' de la vis 5 afin d'opposer un maximum d'effort à l'arrachement De tels profils de filetage évitent les risques de desserrage et facilitent l ' amorce de vissage, évitant un pretaraudage ; l ' augmentation de la hauteur de filet vers l' extrémité de la vis 5 améliore également l ' ancrage dans l' os spongieux . L' extrémité 22 de ladite vis 5 peut être de forme légèrement conique d'un angle de l' ordre de 30 ° et comporter deux méplats 23 d' auto taraudage tel que représenté suivant la figure 4 tout en ayant un bout arrondi non agressif.
Grâce aux diverses caractéristiques décrites ci-dessus un dispositif de fixation orientable suivant l'invention peut être fixé d'une façon simple et rapide suivant les opérations suivantes :
- on visse le corps des vis 5 dans chaque vertèbre 2c après les avoir percées au préalable, au moyen d'une clé que l ' on emboîte sur la couronne intermédiaire 9 de forme polygonale et cela sans avoir donc à prétarauder un trou dans l' os : on peut guider aussi la vis sur une broche pénétrant dans le canal intérieur prévu à cet effet,
- on engage une des pièces séparables 82 du moyen de serrage 8 formant demi-étrier sur chaque tête de vis 3,
- on positionne la tige 4 dans les demi logements 10 prévus pour cela dans les demi-colliers 122,
- on met en place la deuxième pièce séparable 82, formant l ' autre demi-étrier, sur la tête de vis 3 et venant recouvrir et enfermer la tige 4, lequel deuxième étrier s ' aligne automatiquement avec l ' étrier inférieur de part sa forme symétrique et complémentaire avec celui-ci, - on visse l ' écrou 6 au moyen d' une clé tubulaire qui permet le passage par exemple d'un tourne vis venant se loger dans l ' empreinte 16 située au sommet de la tête de vis 3 : on peut ainsi maintenir l ' ensemble de la vis 5 et éviter son entraînement en rotation pendant le serrage de l ' écrou 6, - on oriente et on positionne idéalement la tige 4 reliant plusieurs dispositifs d' ancrage avant le serrage final des écrous 6, immobilisant la tige et donc l ' ensemble des vertèbres 2c dans la position voulue.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de fixation orientable pour le redressement et l'étaiement d'un système osseux comprenant au moins un élément d' ancrage (1) ayant au moins une partie (5) apte à être fixée par rapport à un os, une tête (3) formant un bossage d' axe (ZZ 1) , une couronne intermédiaire (9) entre ledit élément d' ancrage (1) et ledit bossage (3) , et un moyen (8) de serrage apte à immobiliser, dans un orifice (10) disposé latéralement par rapport à l' axe (ZZ') , une tige de liaison (4) entre plusieurs dispositifs de fixation, lequel moyen de serrage (8) comportant un alésage (1 1) compatible pour être enfilé sur ladite tête (3) jusqu' à venir en appui contre la couronne intermédiaire (9) , et un moyen de blocage (6) apte à venir en appui contre ledit moyen de serrage (8) et à être fixé sur l ' extrémité (7) de la tête (3) , caractérisé en ce que :
- la surface (6j) d' appui du moyen de blocage (6) contre ledit moyen de serrage (8) est de forme creuse sphérique et la zone d' appui
(9 j) de ladite couronne intermédiaire (9) contre ce moyen de serrage (8) est une arête circulaire intérieure de cette couronne ;
- ledit moyen de serrage (8) est composé d' au moins deux pièces séparables (81 ; 82) comportant chacune un demi collier (121 } 122) formant ensemble ledit orifice (10) de serrage de la tige de liaison (4) , et une partie formant chacune une rondelle (13 , , 132) suivant ledit alésage (1 1) et dont la surface d' appui extérieure (14^ 142) est de forme sphérique compatible avec les formes d' appui correspondantes de la couronne intermédiaire (9) et du moyen de blocage (6) , et apte à permettre l' orientation et l ' angulation dudit orifice 10, d' au moins 5° dans toutes directions par rapport à un tout axe orthogonal à ZZ ' .
2. Dispositif de fixation suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les deux dites pièces séparables (8^ 82) sont identiques.
3. Dispositif de fixation suivant l 'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces en vis à vis et venant en appui l'une contre l' autre, desdites pièces séparables (8 j, 82) comportent au moins une partie femelle en creux et une partie mâle en excroissance (14) compatibles et coopérant entre elles par emboîtement.
4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 , caractérisé en ce que le diamètre intérieur de l' alésage (11) des pièces séparables (81 } 82) est supérieur au diamètre externe de la partie de la tête (3) de l'élément d'ancrage qu'elles entourent.
5. Dispositif suivant l 'une quelconque des revendications 1 à
4, caractérisé en ce que l 'extrémité (7) de la tête (3) de l'élément d'ancrage comporte une empreinte (16) apte à coopérer avec tout outil de vissage.
6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à
5, caractérisé en ce que ladite couronne intermédiaire (9) est de forme extérieure polygonale.
7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à
6, caractérisé en ce que le moyen de blocage (6) est un écrou autofreiné, vissé sur l ' extrémité (7) filetée de la tête d' ancrage (3) .
8. Dispositif suivant l 'une quelconque des revendications 1 à
7, caractérisé en ce que la partie (5) d'ancrage apte à être fixée par rapport à l ' os est une vis.
9. Dispositif de fixation suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le corps de la vis (5) comporte une partie, dite inférieure (52) du coté de son extrémité, dont les sommets des filets (17) suivent un cylindre de même diamètre externe (d) et les fonds de filets (18) suivent une surface conique convergente vers l'extrémité de la vis (5) .
10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la vis (5) est creuse longitudinalement suivant son axe (ZZ') ledit creux débouchant d'un coté à son extrémité et de l' autre dans celle (7) de la tête (3) .
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