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WO1997032533A1 - Dispositif pour osteosynthese rachidienne - Google Patents

Dispositif pour osteosynthese rachidienne Download PDF

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WO1997032533A1
WO1997032533A1 PCT/FR1996/002074 FR9602074W WO9732533A1 WO 1997032533 A1 WO1997032533 A1 WO 1997032533A1 FR 9602074 W FR9602074 W FR 9602074W WO 9732533 A1 WO9732533 A1 WO 9732533A1
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WO
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rod
spinal osteosynthesis
portions
frustoconical
diameter
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PCT/FR1996/002074
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English (en)
Inventor
Gilles Colnet
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NEUROFIX
Original Assignee
NEUROFIX
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Publication date
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    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
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    • A61B17/7002—Longitudinal elements, e.g. rods
    • A61B17/7004—Longitudinal elements, e.g. rods with a cross-section which varies along its length

Definitions

  • the invention relates to a device for spinal osteosynthesis.
  • more or less rigid rods are used for this purpose, the length of which depends on the height and the number of vertebrae to be fixed, said rods making it possible to connect vertebral anchoring systems, such as hooks , pedicle plates and screws, the latter being implanted in the pedicles of the vertebrae concerned.
  • the invention therefore proposes a simple spinal osteosynthesis device, using a rod with variable flexibility associated with vertebral anchoring systems, and the flexibility of which varies according to the place of fixation.
  • This variation in flexibility being obtained by a constant variation in the diameter of said rod at least at one of its portions. In this way a flexibility gradient is generated.
  • the principle of varying the diameter of the rod is known.
  • a segmental rod of different diameters has been described.
  • the rod according to the invention has, on the contrary, a constant and linear variation in its diameter, resulting in an increase in the resistance of said rod to rupture, by the elimination of any zones of weakness inherent in a sudden and discreet variation in the diameter, as described in these two documents.
  • the variation in diameter is not only continuous but linear, so that the general profile of the rod can be frustoconical, or even be constituted by an assembly of one or two truncated cones, with or without the intermediary of a cylindrical area.
  • the rod may have at least one flat, suitable for optimizing the blocking against rotation of the rod, and therefore improve the locking of the rod with the vertebral anchoring elements.
  • Figure 1 is a schematic representation seen from above of a first embodiment of the rod according to the invention, of which Figure 2 is a schematic perspective representation.
  • Figure 3 is a schematic representation seen from above of another embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a schematic perspective representation of another embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a schematic representation of the lumbar spine, provided with two rods according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a representation of the lumbosacral spine using rods in accordance with FIG. 3.
  • FIG. 7 is a schematic perspective representation of a variant of the rod of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a schematic representation seen from above of a variant of the rod of FIG. 4.
  • This rod (1) typically made of metal or composite material, in particular by machining, has a symmetry of revolution. Although one piece, it in fact has two parts in the example described, symmetrical (2) and (3), each consisting of a truncated cone, the junction zone (6) of said parts (2) and (3) corresponding at their widest base and as a corollary, at the largest diameter P_.
  • the ends (4) and (5) of the rod (1) have a diameter d . less than D. .
  • d 3.5 mm
  • D 5 mm.
  • the variation in diameter from the junction zone (6) towards the ends (4) and (5) is constant, continuous and linear.
  • the generatrices of parts (2) and (3) are formed by straight lines.
  • FIG. 2 shows a perspective view illustrating these different characteristics.
  • Such a rod can be placed for example at the level of the lumbar spine as shown in FIG. 5.
  • These rods (1) are fixed at the level of the pedicles of lumbar vertebrae (9) (or dorsal in the in the case of mounting in the thoracic zone) by means of pedicle screws (10) or hooks, in a known manner.
  • the rod of FIGS. 1 and 2 also comprises a cylindrical junction zone (11), the diameter of which corresponds to the diameter D of the base (12) and (13) of the truncated cones constituting the parts ( 2) and (3) of the rod (1).
  • the rod while having a symmetry of revolution, is either only frustoconical and consists of a single part, or is constituted of two parts comprising a frustoconical part connected to a cylindrical part at its end of larger diameter P_.
  • One of the ends (7) corresponding to the base of the truncated cone has a larger diameter D_ than the other end (8) of diameter d.
  • Such a rod, the flexibility of which is greater at one end (8) than at the other end (7) is more particularly intended to be placed at the lumbosacral spine, such as shown in figure 6.
  • the end (7) with diameter D is always fixed by means of pedicle screws (10) or plates at the sacrum (14), the other end (8) being fixed at the lumbar vertebrae by means pedicle screws or hooks, the variation in flexibility of the rod making it possible to protect the disc adjacent to the last proximal vertebra fixed by the material.
  • the rod has over its entire length, a flat (15).
  • This flat does not alter the principle of variable flexibility of the rod, and it also makes it possible to optimize the locking of said rod at the level of the vertebral anchoring systems.
  • the virtual diameter of the rod also has a constant variation.

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Abstract

Ce dispositif pour ostéosynthèse rachidienne comprend une tige (1) rigide, destinée à relier des systèmes d'ancrage vertébral (10) mis en place au niveau du rachis, ladite tige présentant au moins une portion dont le diamètre varie de manière constante et continue, de telle sorte à présenter un gradient de flexibilité.

Description

DISPOSITIF POUR OSTEOSYNTHESE RACHIDIENNE.
L'invention concerne un dispositif pour ostéosynthèse rachidienne.
De nombreuses pathologies du rachis nécessitent la mise en place d'implants, destinés soit à corriger des déformations, soit à stabiliser le rachis.
De manière connue, on utilise à cette fin des tiges plus ou moins rigides, généralement cylindriques, dont la longueur est fonction de la hauteur et du nombre des vertèbres à fixer, lesdites tiges permettant de relier des systèmes d'ancrage vertébral, tels que crochets, plaques et vis pédiculaires, ces dernières étant implantées dans les pédicules des vertèbres concernées.
L'expérience montre que plus l'ostéosynthèse est longue, c'est à dire plus le nombre de vertèbres réunies est important, plus les contraintes aux extrémités du montage augmentent, aboutissant d'une part, à un risque de dégénérescence des disques intervertébraux immédiatement adjacents aux dernières vertèbres synthèsées, et d'autre part, à des risques de rupture ou d'arrachage du matériel concerné.
Afin de s'affranchir de ces inconvénients, on a proposé d'augmenter la taille des implants. Cependant, une telle augmentation des composants des dispositifs d'ostéosynthèse peut induire des problèmes liés à l'encombrement ou à la rigidité de ces composants.
Par ailleurs, on a également proposé de diminuer la taille des tiges pour limiter les contraintes. Ce type de montage ne permettant pas de fixer de façon suffisamment solide certains niveaux intermédiaires, oblige à mettre en place deux tiges de petit diamètre, afin d'augmenter la stabilité du montage. Dans d'autres cas, on a proposé de faire appel à des systèmes souples, typiquement constitués par une ligamentoplastie, du type de celle décrite dans le document EP-A-0 478 470. Cependant, si par l'utilisation de tels systèmes, on diminue de manière significative les problèmes de dégénérescence de , disques liés aux contraintes excessives exercées au niveau des extrémités du montage, ces ligamentoplasties permettent de ne traiter qu'une partie réduite des pathologies du rachis, ne nécessitant pas une immobilisation stricte des vertèbres concernées.
Certains montages utilisant des plaques plus ou moins rigides associées à des ligaments au niveau de leurs extrémités ont également été exploités. Ces associations de systèmes sont coûteuses et s'avèrent d'une utilisation peu pratique, nécessitant la disponibilité de plusieurs types de matériels.
Afin de pallier ces inconvénients, l'invention propose donc un dispositif d'ostéosynthèse rachidienne simple, mettant en oeuvre une tige à flexibilité variable associée à des systèmes d'ancrage vertébral, et dont la flexibilité varie en fonction du lieu de fixation. Cette variation de flexibilité étant obtenue par une variation constante du diamètre de ladite tige au moins au niveau de l'une de ses portions. On génère de la sorte un gradient de flexibilité.
Le principe d'une variation de diamètre de la tige est connu. On a par exemple décrit dans les document EP-A-0 612 507 et US-A-5 217 461, une tige segmentaire de différents diamètres. La tige selon l'invention présente au contraire une variation constante et linéaire de son diamètre, se traduisant par une augmentation de la résistance de ladite tige à la rupture, de par la suppression de toute zones de faiblesse inhérentes à une variation brutale et discrète du diamètre, telle que décrite dans ces deux documents. Comme déjà précisé, la variation du diamètre est non seulement continue mais linéaire, de sorte que le profil général de la tige peut être tronconique, voire être constitué par un assemblage d'un ou de deux troncs de cône, avec ou sans l'intermédiaire d'une zone cylindrique.
Par ailleurs, la tige peut présenter au moins un méplat, propre à optimiser le blocage contre la rotation de la tige, et partant, améliorer le verrouillage de la tige avec les éléments d'ancrage vertébral.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent donnés à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées.
La figure 1 est une représentation schématique vue du dessus d'une première forme de réalisation de la tige conforme à l'invention, dont la figure 2 est une représentation schématique en perspective.
La figure 3 est une représentation schématique vue du dessus d'une autre forme de réalisation de l'invention.
La figure 4 est une représentation schématique en perspective d'une autre forme de réalisation de l'invention.
La figure 5 est une représentation schématique du rachis lombaire, muni de deux tiges selon la première forme de réalisation de l'invention.
La figure 6 est une représentation du rachis lombo-sacré mettant en oeuvre des tiges conformes à la figure 3.
La figure 7 est une représentation schématique en perspective d'une variante de la tige de la figure 1.
La figure 8 est une représentation schématique vue du dessus d'une variante de la tige de la figure 4. On a représenté sur les figures 1 et 2 une première forme de réalisation de la tige conforme à l'invention. Cette tige (1), typiquement réalisée en métal ou en matériau composite, notamment par usinage, présente une symétrie de révolution. Bien que monobloc, elle présente en fait deux parties dans l'exemple décrit, symétriques (2) et (3), constituées chacune par un tronc de cône, la zone de jonction (6) desdites parties (2) et (3) correspondant à leur base la plus large et corollairement, au diamètre P_ le plus important.
Ainsi qu'on peut l'observer, les extrémités (4) et (5) de la tige (1) présentent un diamètre d. inférieur à D.. Par exemple, dans le cadre d'un montage trois niveaux, comportant une tige de longueur de 80 mm, d = 3,5 mm et D = 5 mm.
Ainsi qu'on peut l'observer, la variation de diamètre de la zone de jonction (6) vers les extrémités (4) et (5) est constante, continue et linéaire. En d'autres termes, les génératrices des parties (2) et (3) sont constituées par des droites.
On s'affranchit de la sorte de toute variation brutale dudit diamètre, et partant de zones de moindre résistance susceptibles de présenter des risques de rupture.
On a représenté sur la figure 2 une vue en perspective illustrant ces différentes caractéristiques.
Une telle tige peut être mise en place par exemple au niveau du rachis lombaire ainsi qu'on l'a représentée sur la figure 5. Ces tiges (1) sont fixées au niveau des pédicules de vertèbres lombaires (9) (ou dorsales dans le cas d'un montage en zone thoracique) au moyen de vis pédiculaires (10) ou de crochets, et ce, de manière connue. Dans l'exemple décrit, la tige des figures 1 et 2 comporte en outre une zone de jonction cylindrique (11 ), dont le diamètre correspond au diamètre D de la base (12) et (13) des troncs de cône constitutifs des parties (2) et (3) de la tige (1).
De la sorte, de par la diminution du diamètre de la tige ainsi constituée en direction des extrémités, on aboutit au niveau des zones de points d'ancrage vertébral (10) des extrémités du montage à une augmentation locale de flexibilité, et de ce fait à une diminution de la rigidité. Ceci permet de réduire les contraintes exercées au niveau des vis pédiculaires les plus proximales et les plus distales, ainsi qu'au niveau des disques adjacents aux dernières vertèbres synthèsées, tout en obtenant une bonne stabilisation locale du rachis.
Par ailleurs, de par l'absence de discontinuité au niveau des variations du diamètre, on élimine l'occurence de tout point de rupture et partant, on augmente la stabilité dans le temps d'un tel dispositif d'ostéosyn thèse.
On a représenté en liaison avec les figures 3, 4 et 6, une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle la tige, tout en présentant une symétrie de révolution, est soit uniquement tronconique et constituée d'une seule partie, soit constituée de deux parties comportant une partie tronconique raccordée à une partie cylindrique au niveau de son extrémité de plus grand diamètre P_. L'une des extrémités (7) correspondant à la base du tronc de cône présente un diamètre D_ plus important que l'autre extrémité (8) de diamètre d. Par exemple, dans le cadre d'un montage pour arthrodèse lombo-sacrée L4-S1, la tige présente une longueur de 80 mm, avec D = 5 mm et d = 3,5 mm. Une telle tige, dont la flexibilité est plus importante au niveau d'une extrémité (8) qu'au niveau de l'autre extrémité (7) est plus particulièrement destinée à être mise en place au niveau du rachis lombo - sacré, tel que représenté sur la figure 6.
De fait, l'extrémité (7) à diamètre D est fixée toujours au moyen de vis pédiculaires (10) ou de plaques au niveau du sacrum (14), l'autre extrémité (8) étant fixée au niveau des vertèbres lombaires au moyen de vis pédiculaires ou de crochets, la variation de flexibilité de la tige permettant de protéger le disque adjacent à la dernière vertèbre proximale fixée par le matériel.
On a représenté en liaison avec les figures 7 et 8 une variante de l'invention, dans laquelle, la tige présente sur toute sa longueur, un méplat (15). Ce méplat n'altère en rien le principe de flexibilité variable de la tige, et il permet en outre d'optimiser le verrouillage de ladite tige au niveau des systèmes d'ancrage vertébral. Par ailleurs, le diamètre virtuel de la tige présente également une variation constante.
il ressort de la présente invention un certain nombre d'avantages parmi lesquels on peut citer, outre une meilleure adaptation du dispositif d'ostéosynthèse rachidienne à la biomécanique du rachis, également une meilleure résistance dans le temps des matériels mis en oeuvre, de même qu'une diminution, voire une absence de dégénérescence des disques intervertébraux et leurs corollaires, les douleurs qu'elle engendre.

Claims

REVENDICATIONS
1 / Dispositif pour ostéosynthèse rachidienne comprenant une tige (1) rigide, destinée à relier des systèmes d'ancrage vertébral (10) mis en place au niveau du rachis, caractérisé en ce que la tige présente au moins une portion dont le diamètre varie de manière constante et continue, de telle sorte à présenter un gradient de flexibilité.
2/ Dispositif pour ostéosynthèse rachidienne selon la revendication 1, caractérisé en ce que les portions de la tige (1) dont le diamètre varie de manière constante et continue représentent la plus grande partie de la longueur de la tige.
3/ Dispositif pour ostéosynthèse rachidienne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige (1) est de forme tronconique.
4/ Dispositif pour ostéosynthèse rachidienne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige est de forme bi- tronconique, ladite tige comprenant deux portions (2) et (3) raccordée au niveau de leur base (6) de plus grand diamètre.
5/ Dispositif pour ostéosynthèse rachidienne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige (1) comporte trois portions, respectivement deux portions tronconiques raccordées entre elles au moyen d'une portion cylindrique (11), les portions tronconiques étant raccordées à la portion cylindrique (11) au niveau de leur base de plus grand diamètre (12, 13). 6/ Dispositif pour ostéosynthèse rachidienne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige (1) comporte deux portions, respectivement un portion tronconique et une portion cylindrique, lesdites portions étant raccordées au niveau de la base de plus grand diamètre de la portion tronconique.
7/ Dispositif pour ostéosynthèse rachidienne selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tige (1) présente sur toute sa longueur, au moins un méplat (15), destiné à optimiser le verrouillage de ladite tige au niveau des systèmes d'ancrage vertébral.
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