WO2005053579A1 - Prothese discale intervertebrale postero-laterale - Google Patents

Abstract

Cette prothèse discale intervertébrale postéro-latérale est remarquable en ce que : - l'insert (1) présente une partie plane fixée sur le plateau vertébral inférieur ; - l'élément (3) présente une surface inférieure plane apte à prendre appui, avec capacité de déplacement limité en translation sur l'insert (1), et une surface supérieure de forme générale hémisphérique ; - l'insert (2) présente une partie plane fixée sur le plateau vertébral supérieur et, à l'opposé, une surface concave apte à coopérer avec capacité d'articulation multidirectionnelle avec la surface hémisphérique de l'élément (3) ; - les inserts (1) et (2) et l'insert (3) ont une forme de disque de diamètre inférieur à 30 mm environ en délimitant, en juxtaposition, une hauteur totale de 11 à 15 mm environ pour permettre une introduction par une voie d'abord postero-latérale.

Description

PROTHESE DISCALE INTERVERTEBRALE POSTERO-LATERALE

L'invention se rattache au secteur technique des implants intervertébraux.

La dégénérescence discale peut apparaître sous différentes affections, parmi lesquelles on peut noter le lumbago ou entorse avec déchirure de disque, la hernie discale et l'insuffisance discale. Le premier stade relève de la médecine, le deuxième de la médecine ou de la chirurgie d'exérèse et le troisième relève des traitements conservateurs qui donnent souvent des échecs, ou des traitements chirurgicaux qui sont essentiellement l'arthrodèse ou la prothèse. L'indication opératoire se pose sur des arguments cliniques de lombalgies au long cours associées plus ou moins à des radiculalgies, de signes radiographiques de pincements discaux ou d'ostéophytoses, de signes scannographiques de dégénérescence discale avec vide discal, et de signes en résonance magnétique nucléaire de dégénérescence discale avec remaniements des plateaux vertébraux qui deviennent inflammatoires.

Indication supérieure à 18 ans, inférieure à 55 ans, stade Modic I, discographie douloureuse à l'injection, scanner montrant la conservation des articulaires. Le traitement par l'arthrodèse donne de bons résultats mais a pour effet de supprimer une certaine mobilité du rachis. Il présente l'avantage du bon positionnement de ce rachis et d'une indolence. Par contre, étant donné qu'il ne constitue qu'un blocage articulaire, il peut faire souffrir les articulations adjacentes. Si l'on prend en parallèle la coxarthrose, si elle a bénéficié dans un premier temps d'arthrodèses qui ont donné des résultats sur le plan de la douleur, elle a été reléguée au rang des antiquités dès que la prothèse de hanche articulée a été mise au point.

Pour remédier à ces inconvénients générés par Farthrodèse, on a proposé, depuis plusieurs années, différents types de prothèses discales. Ces prothèses suppriment les douleurs et redonnent de la mobilité. Différentes solutions techniques ont été proposées.

Le brevet US 6368350 divulgue une prothèse dont la configuration extérieure peut avoir toutes les formes, toutes les tailles, pour la mettre par voie antérieure, avec un composant fixe convexe et un composant intermédiaire plat et concave. On obtient une prothèse discale dont le centre rotatoire n'est pas placé à l'endroit qui convient sur le plateau vertébral inférieur, comme l'ont montré les travaux du Professeur René LOUIS (Springer Verlag). Par le document PCT WO 01/011893, on connaît une prothèse de forme rectangulaire qui est mise par voie antérieure abdominale et qui constitue une prothèse intermédiaire fixe.

Le brevet FR 2824261 concerne une prothèse dont la forme est pseudo-rectangulaire, avec une pièce intermédiaire de forme cylindrique, ayant à son extrémité supérieure une extrémité convexe et à son extrémité inférieure une extrémité concave.

Par ailleurs, il ressort de différentes publications : - que les travaux du professeur René LOUIS (Springer Verlag) ont mis en évidence que le centre de rotation d'un disque se situe sur le plateau vertébral inférieur ;

- que les travaux de PEARCY (Spine 1988) ont montré que ce centre de rotation sur le plateau vertébral inférieur est plutôt situé dans le tiers postérieur de la vertèbre ;

- que les travaux du demandeur de la présente demande, publiés dans l'EJOST 2000, 10 :167-176 analysant le fonctionnement normal du rachis, mettent en évidence les mouvements couplés de translation et de rotation aux mouvements de flexion-extension et d'inflexion latérale.

A partir de cet état de la technique, un des problèmes que se propose de résoudre l'invention est, d'une part, de réaliser une prothèse discale de taille suffisamment petite et présentant un fonctionnement proche de la physiologie et, d'autre part, implanter cette prothèse par une voie d'abord postérieure nouvelle.

Selon l'invention, la prothèse discale est ronde et a un diamètre qui est inférieur à 30 mm pour pouvoir être introduite par voie postérieure, étant donné que les éléments nerveux : sac durai, racines, et d'autre part vaisseaux, ne permettent pas de mettre une prothèse plus grande à cet endroit.

Elle comprend trois parties : - une partie plane fixée sur le plateau vertébral inférieur ; une partie intermédiaire dont la surface inférieure est plane et la surface supérieure totalement hémisphérique, pouvant circuler sur le plateau vertébral inférieur, et limitée par un ergot central ; une partie fixe sur le plateau vertébral supérieur, dont l'articulation avec la sphère se fait par une surface concave ; la hauteur de cette prothèse étant limitée de 11 à 15 mm de façon à pouvoir être introduite par voie postérieure.

Une ostéotomie facettaire, qui si elle n'existait pas, ne permettrait pas de passer la prothèse par voie postérieure. Cette ostéotomie facettaire permet le passage de la prothèse et la reconstruction des facettes est prévue de façon à restaurer l'anatomie totalement.

Cette ostéotomie facettaire comprend une ostéotomie de la facette inférieure de la vertèbre supérieure et une ostéotomie inférieure de la facette supérieure de la vertèbre inférieure. II s'agit d'une ostéotomie biplane qui mord par en dedans sur la lame, mordant celle-ci sur 5 mm. Puis cette ostéotomie devient horizontale et va couper la lame qui à ce moment là est protégée à sa face inférieure par un écarteur type racine ou spatule, et couper la partie ronde de l'insertion de l'articulaire sur le pédicule, après protection de la racine sous-jacente par un écarteur à bord mousse contre-coudé de Homman (figures 1 et 2).

Le fragment ainsi préparé est représenté aux figures 6 et 7.

Il est à ce moment préparé sur la table et perforé d'un trou, de façon à pouvoir être réinséré dans un deuxième temps.

Une fois le trou préparé, ce fragment est repositionné, et à l'aide d'un petit stylet, l'orifice dans l'insertion du pédicule est préparé au marteau, de façon à obtenir une insertion de 7 à 8 mm. Le deuxième temps de l'ostéotomie concerne l'ostéotomie de la facette articulaire inférieure qui dans le cas présent est la facette articulaire supérieure de la vertèbre L5.

C'est également une ostéotomie biplane dont la base est à visée antéropostérieure légèrement oblique sous la capsule articulaire et cette ostéotomie étant réalisée jusqu'à l'aplomb de la transverse de la vertèbre L5.

Le contenu du canal spinal est sécurisé par un écarteur, une lame ou une spatule, et l'ostéotome courbe de Cauchois, fin de 12 mm est introduit à la face latérale de la facette articulaire, couché obliquement à 30° par rapport à la verticale vers l'avant, le ciseau étant frappé à ce moment vers l'intérieur de façon à séparer la facette articulaire (Description de l'orientation aux figures 1 et 2 pour les face et profil).

Le fragment de l'articulaire obtenu est décrit aux figures 5a et 5b. La pré-perforation est faite sur la table de préparation à l'aide d'une mèche de 2,7 mm.

L'ostéotomie ainsi réalisée libère en dedans le sac durai, en dehors de la racine qui pour l'occasion est la racine L4.

Une vue de l'aspect obtenu est réalisée sur les croquis aux figures 3 et 4. L'écarteur spécialement mis au point à la figure 8, permettra de fixer un écarteur orthostatique sur la lame conservée sus-jacente, la partie interne de l'écarteur orthostatique écartant le sac durai, et la partie externe écartant la racine, en l'occurrence L4.

Ainsi est dégagé un espace discal de 25 à 30 mm de largeur sur toute la hauteur du disque, représenté à la figure 9, qui sera donc la voie d'abord postéro-latérale après ostéotomie facettaire. II apparaît donc que le problème que se propose de résoudre l'invention est de concevoir une prothèse articulaire qui puisse être mise en place par une voie d'abord postéro-latérale, en ayant pour objectif de respecter la physiologie en permettant au cours de la flexion la translation antéro-postérieure et au cours de l'inflexion latérale, la translation médio- latérale.

Pour résoudre le problème posé d'assurer l'orientation et l'autocentrage, l'élément monté avec capacité d'orientation et d'autocentrage est constitué par un noyau de forme générale hémisphérique apte à coopérer avec une empreinte en creux de forme complémentaire de l'un des inserts, ledit noyau présentant des agencements de positionnement stable avec l'autre insert, lesdits inserts ayant une forme générale circulaire sous forme d'un disque. A partir de cette conception de base, les agencements de positionnement du noyau sont constitués par des formes d'accouplement aptes à coopérer avec des formes complémentaires de l'insert pour assurer soit une liaison fixe, soit une liaison mobile. Avantageusement, les formes d'accouplement aptes à assurer une liaison fixe, sont constitués par des formes complémentaires de clipage.

Avantageusement, les formes d'accouplement aptes à assurer une liaison mobile, sont constituées par des empreintes en creux et en relief faisant office d'axe pivot, avec capacité de déplacement en translation.

Pour résoudre le problème posé de la mise en place de l'implant prothétique par la voie postérieure, chacun des inserts présente, dans son épaisseur des agencements pour l'engagement de moyens de préhension et de manipulation, le noyau présentant également, dans son épaisseur, des agencements pour l'engagement de moyens de préhension et de manipulation. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue partielle d'une colonne vertébrale montrant les ostéotomies articulaires ; - la figure 2 est une vue de face correspondant à la figure 1 ; - la figure 3 est plus particulièrement une vue latérale du disque après ostéotomie des facettes ; - la figure 4 est une vue postérieure selon la figure 3 montrant le disque après ostéotomie des facettes ; - les figures 5a et 5b sont des vues de la facette articulaire extérieure avec vis ; - la figure 6 est une vue de face de la facette articulaire supérieure ; - la figure 7 est une vue de profil de la facette articulaire supérieure - la figure 8 montre une forme de réalisation de l'écarteur à lame pour la fixation d'un écarteur orthostatique ; - la figure 9 montre l'espace discal obtenu sur toute la hauteur du disque qui constitue la voie d'abord postéro-latérale après ostéotomie facettaire ; - la figure 10 montre une forme de réalisation de la prothèse selon l'invention, mise en place entre deux plateaux vertébraux ; - la figure 11 est une vue en perspective éclatée des éléments de la prothèse dans une forme de réalisation ; - la figure 12 est une vue en perspective correspondant à la figure 2, après assemblage des éléments ; - la figure 13 est une vue en coupe longitudinale d'une autre forme de réalisation de la prothèse, mise en place entre deux plateaux vertébraux ; - la figure 14 est une vue à caractère schématique montrant la mise en place des inserts ; - la figure 15 est une vue à caractère schématique montrant la mise en place du noyau ou tête d'articulation.

La prothèse discale selon l'invention est conformée pour être montée entre les plateaux vertébraux (P4) et (P5) de deux vertèbres quelconques, L4 et L5 par exemple. La prothèse postéro-latérale comprend deux inserts fixes (1) et (2) rendus solidaires du plateau inférieur (P4) et du plateau supérieur (P5), et assujettis à un élément intermédiaire (3) avec capacité d'orientation et d'autocentrage. L'ensemble de la prothèse a une forme générale ronde, tant au niveau des inserts (1) et (2) que de l'élément intermédiaire de pivotement (3). Ainsi, les inserts (1) et (2) se présentent sous forme de disques réalisés selon plusieurs épaisseurs et selon plusieurs diamètres. L'élément intermédiaire (3) est constitué par une portion de sphère et a, par exemple, une forme générale demi-sphérique. Cet élément (3) peut être réalisé en polyéthylène haute densité, sans pour cela exclure d'autres matériaux tels que céramique, diamant, alliage de chrome-cobalt, ... Il en est de même en ce qui concerne les inserts (1) et (2). La tête hémisphérique (3) présente, à sa base, des agencements de positionnement avec l'insert (1), conformés pour assurer une liaison mobile ou fixe. La tête hémisphérique (3), qui fait office de noyau, présente, du côté de sa face d'appui (3a) avec l'insert (2), une cavité interne hémisphérique (3b) apte à coopérer avec un axe-pivot de forme complémentaire (4) que présente, en débordement, la face de dessus de l'insert (1). Dans cette forme de réalisation, le noyau (3) est mobile en rotation . De même, l'axe pivot (4) est de dimension inférieure à celle de la cavité interne hémisphérique pour permettre un déplacement en translation de la tête (3).

Dans le cadre d'une liaison fixe du noyau (3), ce dernier peut présenter, en combinaison avec l'insert (1), des formes complémentaires d'accouplement. Par exemple, comme le montrent les figures 2 et 3 des dessins, l'insert (1) présente une rainure en queue d'aronde (la) pour le libre engagement, par glissement, de formes complémentaires (3c) que présentent les bords latéraux de la base du noyau (3). Selon une forme de réalisation, le noyau (3) peut présenter, en débordement, un plot (3d) apte à coopérer avec une empreinte complémentaire (lb) que présente la rainure (la) pour assurer le blocage en translation du noyau (3). Bien évidemment, d'autres moyens peuvent être prévus.

Quel que soit le montage du noyau (3) par rapport à l'insert (1), c'est-à-dire avec capacité de mobilité ou non, la calotte hémisphérique convexe (3a) du noyau (3) coopère avec une cavité concave de forme complémentaire (2a) que présente l'insert supérieur (2). Bien évidemment, les faces en appui des inserts (1) et (2) présentent tout type d'agencement d'ancrage avec les parties d'appui correspondantes des plateaux vertébraux préalablement préparés. Par exemple, la face d'appui des inserts (1) et (2) peut présenter une pluralité de picots recouverts par exemple d'hydroxy- apatite. Le noyau intermédiaire de liaison (3) de la prothèse peut agir en flexion antéro-postérieure , en inflexion latérale et en rotation axiale. Cette mobilité relative permet de respecter les phénomènes de translation inhérents à tous mouvements du rachis, comme il ressort d'une étude publiée dans l'European Journal of Orthopaedic Surgery and Traumatology publié en 2000.

Notamment, cette étude a permis de constater des mouvements couplés, en particulier lors de la flexion-extension, une translation d'environ 4 mm, ce qui est parfaitement respecté par la prothèse selon l'invention qui a une translation antéro-postérieure correspondante. Les mouvements d'inflexion latérale nécessitent également un déplacement latéral de 4 mm environ et, dans la rotation axiale, un déplacement latéral qui est varie de 1,5 à 2 mm environ, en fonction de l'axe antéro-postérieur et latéral qui est également respecté par les caractéristiques de cette prothèse.

A titre indicatif nullement limitatif, il est possible de réaliser des prothèses selon des diamètres de 22 à 30 mm, la hauteur moyenne de l'ensemble des prothèses variant de 11 à 15 mm.

Un insert de base (1), dans le cas d'une prothèse mobile, peut avoir une épaisseur d'environ 3 mm et de 3 à 6 mm sur les prothèses fixes. L'insert supérieur (2) a une épaisseur minimale de 1 mm environ en son centre jusqu'à 6 mm en périphérie. Les inserts (1) et (2) et le noyau mobile (3) présentent avantageusement des agencements (A), (B) et (C) pour l'engagement de moyens de maintien et de manipulation, pour la mise en place de l'ensemble de prothèse, comme indiqué ci-après. La mise en place de la prothèse s'effectue comme suit : Une fois la voie d'abord réalisée, le disque est découpé sur toute sa hauteur et sur une largeur qui peut varier de 22 à 28 mm environ, en fonction de la largeur du disque et de la place disponible. Le sac durai et la racine étant écartés, l'hémostase des rameaux de l'artère lombaire attenante à la racine étant faite, l'opérateur place un écarteur contre-coudé sur le bord latéral du disque, afin de parfaire l'exposition. L'ouverture du disque est précédée d'une hémostase des plexus veinosi-vertebrales interni et des veines foraminis interveitebralis inférieures.

La racine L4, par exemple, est délicatement écartée par tout moyen connu et approprié, afin de ne pas léser les rameaux qui s'étendent de la racine L4 à la racine inférieure L5. Le disque étant ouvert, l'annulus est excisé. Le disque est ensuite cureté par cette voie d'abord postéro-latérale. Le curetage s'effectue en avant au centre et sur le côté controlatéral.

Les plateaux vertébraux sont ensuite préparés par exemple au couteau du type à cage, avec un écarteur qui peut être introduit, soit entre les transverses soit au niveau du disque, afin de faciliter l'exposition de celui-ci et l'avivement.

L'opérateur positionne alors une première prothèse discale fantôme. Son positionnement doit être effectué au centre sur le plan sagittal et en antéro-postérieur, légèrement positionné en arrière du centre du plateau vertébral, selon les travaux de Pearcy (« Movements of a lombo-spine géode by three dimensional X-way analysis » J. Biomed Eng 4 : 107-112), ou un petit peu plus en avant, en plein centre du plateau vertébral, si l'on considère les travaux de René Louis (Springer Verlag, Chirurgie du Rachis 1982) qui étudient tous deux le fonctionnement du disque normal.

Le fantôme est repéré à ramplificateur de brillance, par exemple. S'il n'est pas complètement repéré, à ce moment là, des repères sont disposés sur le plateau vertébral inférieur pour noter l'emplacement externe, et en antéro-postérieur derrière le ligament vertébral commun postérieur qui n'a pas été incisé dans sa partie médiane, et controlatéral à environ 5 mm du bord de la vertèbre. La prothèse, sans le noyau mobile (3), est ensuite mise en place au moyen d'un écarteur du type de ceux utilisés dans le domaine de la chirurgie de la colonne cervicale. Après introduction des éléments prothétiques sur l'écarteur (E), on réalise une distraction afin d'ancrer les picots des inserts (1) et (2) dans les plateaux vertébraux (figure 5).

La pince de mise en place est ensuite remplacée par une pince de distraction (D) dont la forme correspond sensiblement à celle du noyau mobile et qui est introduite après écartement des deux plateaux vertébraux par un écarteur intervertébral pour faire plaquer les inserts (1) et (2) contre les parties correspondantes des plateaux vertébraux.

Le noyau mobile (3) est ensuite mttoduit, soit par glissement dans le cas d'une prothèse fixe, soit par distraction dans le cas d'une prothèse mobile, et est glissé entre les deux inserts (1) et (2) préalablement positionnés entre les plateaux vertébraux, comme indiqué précédemment. Après mise en place de la prothèse, les mouvements sont réalisés par traction sur les épineuses afin de visualiser le fonctionnement de ladite prothèse en flexion-extension, inflexion latérale et éventuellement rotation axiale. Si le lambeau du ligament commun vertébral postérieur a été conservé, il est replié pour protéger la prothèse de la dure-mère.

Puis l'articulaire inférieure qui a été pré-perforée, sur laquelle un stylet a été introduit pour préparer l'orifice de maintien dans le pédicule, est mise en place avec une vis dont la longueur doit être d'environ 20 mm, à tête plate ou à double pas de vis comme dans les vis de type Scarff. Puis l'articulaire supérieure, selon le même principe, est revissée en utilisant la partie ronde de la fixation de l'articulaire sur le pédicule, avec une préperforation qui avait été réalisée au départ et par une vis d'une longueur qui varie de 20 à 30, vis à tête plate ou plutôt à double pas de vis type Scarff. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle : la possibilité d'introduire la prothèse par voie postérieure compte tenu d'un encombrement minimum et de sa forme générale circulaire qui est, par conséquent, placée par une voie d'abord postéro-latérale et étant parfaitement centrée par repérage fluoroscopique ; le respect de la physiologie, étant donné que la prothèse possède un centre de rotation permettant la flexion et la translation antéropostérieure et médio-latérale la possibilité d'une ouverture postérieure du canal lombaire pour la mise en place de la prothèse permettant la cure des éléments associés de compression qui ne peuvent l'être que par cette voie postérieure : canal étroit, hernie discale, ostéophytes ; l'utilisation de la voie postérieure permet de respecter les éléments plexulaires afin de ne pas disséquer les gros vaisseaux ou l'uretère qui peut être lésée par les voies d'abord antérieures selon l'état antérieur de la technique ; cette prothèse permet de conserver les apophyses articulaires en les ostéotomisant et en les refixant selon un protocole précis.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

-1- Prothèse discale intervertébrale postéro-latérale comprenant un élément (3) monté avec capacité d'orientation et d'autocentrage entre deux inserts (1) et (2) disposés entre les plateaux vertébraux de deux corps vertébraux successifs, caractérisée en ce que :

- l'insert (1) présente une partie plane fixée sur le plateau vertébral inférieur ;

- l'élément (3) présente une surface inférieure plane apte à prendre appui, avec capacité de déplacement limité en translation sur l'insert (1), et une surface supérieure de forme générale hémisphérique ;

- l'insert (2) présente une partie plane fixée sur le plateau vertébral supérieur et, à l'opposé, une surface concave apte à coopérer avec capacité d'articulation multidirectionnelle avec la surface hémisphérique de l'élément (3) ;

- les inserts (1) et (2) et l'insert (3) ont une forme de disque de diamètre inférieur à 30 mm environ en délimitant, en juxtaposition, une hauteur totale de 11 à 15 mm environ pour permettre une introduction par une voie d'abord postéro-latérale.

-2- Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément (3) constitue un noyau de forme générale hémisphérique apte à coopérer avec l'empreinte en creux (2a) de forme concave complémentaire de l'insert (2), ledit noyau (3) présentant un plot de positionnement (3d) coopérant avec une empreinte (lb) de l'autre insert (1) pour permettre une rotation axiale.

-3- Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les agencements de positionnement du noyau (3) sont constitués par des formes d'accouplement (3c) aptes à coopérer avec des formes complémentaires (la) de l'insert (1) pour assurer une liaison fixe.

-4- Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les agencements de positionnement du noyau (3) sont constitués par des formes d'accouplement aptes à coopérer avec des formes complémentaires de l'insert pour assurer une liaison mobile, avec capacité de déplacement en translation limité.

-5- Prothèse selon la revendication 3, caractérisée en ce que les formes d'accouplement aptes à assurer une liaison fixe, sont constitués par des formes complémentaires de clipage (3c) - (la).

-6- Prothèse selon la revendication 4, caractérisée en ce que les formes d'accouplement aptes à assurer une liaison mobile, sont constituées par des empreintes en creux et en relief faisant office d'axe pivot (2b) - (4).

-7- Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacun des inserts (1) et (2) présente, dans son épaisseur des agencements (El) - (E2) pour l'engagement de moyens de préhension et de manipulation.

-8- Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le noyau (3) présente, dans son épaisseur, des agencements (E3) pour l'engagement de moyens de préhension et de manipulation.

-9- Ecarteur auto-statique pour la mise en place d'une prothèse, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est conformé pour ne pas léser les éléments neurologiques.