CA2330802A1 - Systeme d'osteosynthese rachidienne avec moyens de serrage notamment pour une fixation anterieure - Google Patents

Abstract

Le système d'ostéosynthèse rachidienne, notamment de fixation antérieure, comprend: un élément de liaison allongé (2); une vis vertébrale (8) présentant une tête filetée (32); un connecteur (6) comportant deux branches (16) aptes à être engagées sur la vis (8) et à serrer entre elles l'élément de liaison (2); et un organe de serrage fileté (10) apte à coopérer avec la tête (32) pour serrer les branches (16). La tête (32) présente un orifice fileté (39), l'organe de serrage (10) comprenant une tige filetée (42) apte à venir en prise avec l'orifice (39).

Description

- WO 9915524'1 PCT/FR99/01020 "SYSTEME D'OSTEOSYNTHESE RACHIDIENNE AVEC MOYENS DE SERRAGE
NOTAMMENT POUR UNE FIXATION ANTÉRIEURE"
L'invention concerne les systèmes d'ostéosynthèse rachidienne notamment de fixation antérieure.
On connaît d'après le document FR-2 731 344 un système d'ostéosynthèse rachidienne comprenant une tige, une vis vertébrale présentant un corps à ancrer dans une vertèbre et une tête sous la forme d' une tige filetée.
Le système comprend un connecteur à deux branches aptes à être engagées sur la tête de vis. Un écrou de serrage peut être enfilé sur la tête de vis pour serrer les deux branches entre la base de la tête de vis et l' écrou. La tige engagée entre les branches est ainsi serrée et immobilisée .
Ce système présente de nombreux avantages.
Comportant peu de pièces et facile à installer, il permet une mise en place rapide lors d'une intervention chirurgicale. Toutefois, l'écrou a un profil externe hexagonal à six pans nécessaire pour permettre aa manoeuvre et son serrage au moyen d' une clé femelle . 0:r, un tel profil génère de nombreuses arêtes vives et coins saillants susceptibles de blesser les tissus corporels venant en contact avec I'é~~rou. De même, on peut difficilement éviter qu'une partie d'extrémité filetf~e de la tête de vis fasse saillie hors de l'écrou à
l'issue du serrage. Or, ce filet constitue lui aussi des arêtes saillantes nuisibles pour le corps.
Un but de l'invention este de réduire Ie nombre de parties saillantes sur le système une fois celui-ci installé.
En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un .système d'ostéosynthè:~e rachidienne, notamment de fixation antérieure=, comprenant .

2 - un élément de liaison allongé ;
- une vis vertébrale présentant une tête filetée ;
- un connecteur comportant deux branches aptes à être engagées sur la vis et à serrer entre elles l'élément àe liaison ; et - un organe de serrage fileté apte à coopérer avec la tête pour serrer les branches, dans lequel la tête présente un orifice fileté, l'organe de serrage comprenant une tige filetée apte à venir en prise avec l'orifice.
Ainsi, le filet de la vis vertébrale s'étend dans un orifice et l'orifice fileté de la vis est obturé tsar l'organe de serrage à l'issue de la mise en place. Aucun contact du corps du patient n'est donc plus possible avec le filet de la vis vertébrale. De plus, l'organe de serrage étant un organe mâle, on peut y ménager une empreinte de man~uvre à profil polygonal destinée à
coopérer avec un instrument mâle pour la man~uvre de l'organe de serrage et donc se dispenser des arêtes externes. On réduit ainsi également le nombre de parties saillantes sur l'organe de serrage. En outre, le connecteur est enfilé sur la tête de la vis vertébrale sans interférer avec un filet. de celle-ci. Son calage est donc meilleur, même avan': serrage par l'organe de serrage. On peut donc prépositionner le connecteur sur la vis vertébrale de façon fiable.
Avantageusement, l'organe de serrage présente une empreinte à profil polygonal suivant un axe longitudinal de l'organe.
Avant:ageusE:ment=, J_' organe de serrage comprend une tête présentant une face inférieure sphérique convexe, une desdites branches àu connecteur présentant urge face supérieure sphérique concave apte à étre en contact avec la face convexe lors du serrage des branches.

3 On permet ainsi un réglage de la position angulaire relative du connecteur et de la vis vertébrale rigidement fixée à l'organe de serrage.
Avantageusement, l'orifice de la vis vert~ebrale présente une empreinte à profil polygonal suivant un ax.e longitudinal de la vis.
Cette empreinte, permettant la manceuvre de l.a vis vertébrale, réduit elle aussi le nombre de parties saillantes.
Avantageusement, l'empreinte s'étend dans le filet de l'orifice.
Ainsi, en dépit de la présence du filet et d.e l'empreinte, on peut donner à la tête de la vis vertébrale, et donc au système, des dimensions réduites.
Avantageusement, le profil de l'empreinte de la vis vertébrale et le profil de l'empreinte de l'organe d.e serrage ont même forme et mêmes dimensions.
On peut donc manoeuvrer la vis vertébrale et l' organe de serrage au moyen d' un mëme instrument mâle, ce qui réduit l'équipement nécessaire à l'intervention chirurgicale et réduit le risque d'erreur dans le choix des instruments.
Avantageusement, la tête de la vis vertébrale présente une face latérale d'extrémité externe lisse.
Avantageusement, le système comprend une deuxième vis vertébrale, l'une desdites branches présentant u.n prolongement apte à être engagé sur la deuxième vis.
Ainsi, la fixation du connecteur à la vertèbre a.u moyen des deux vis permet d'assurer un positionnement précis, stable et sûr du connecteur et donc de l'ëlément de liaison.
Avantageusement, le systéme comprend un deuxième élément de liaison allongé, les connecteur étant apte à
être fixé simultanément aux deux éléments de liaison.

- WO 99/55247 PCT/FR99/(11020

4 Ainsi, la présence des deux éléments de liais«n confère au système une très grande rigidité, sans compliquer son assemblage, sans accroître le volume de ses différentes pièces (ce qui le rend compatible avec un montage par voie endoscopique?~ et tout en conservant le cas échéant la possibilité de réglage de la position angulaire du connecteur par rapport au premier élément de liaison. Le système selon l'invention ne requiert pas un cintrage identique sur les deux éléments de liaiso:z.
De plus, le nombre de connecteurs peut rester peu élevé.
Le système selon l'invention peut être mis en pla~~e par voie endoscopique et este adapté à être fixé en position antérieure.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante de deux modes préférés de réalisation dcnnés à
titre d'exemples non limitatifs. Aux dessins annexés .
- la figure 1 est une vue en perspective du système selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue partielle en perspective éclatée du système de la figure 1 ;
- les figures 3 et 4 sont deux vues en perspective, respectivement de dessus et de dessous, montrant un des connecteurs du système de la figure 1 ;
- la figure 5 est une vue, moitié en élévation et moitié
en coupe axiale, d'une bague du système de la figure 1 ;
- la figure 6 est une vue, pour partie de dessus et pour partie en coupe, du connecteur de la figure 3 recevant la tige ;
- la figure 7 est une vue partielle en pers~:~ective montrant la tête de la vis principale ;
- la figure 8 montre le système de 1a figure 1 fixé sur des vertèbres ;

- la figure 9 est une vue en perspective du système selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 10 est une vue partielle en perspective éclatée du système de la figure 9 ;

5 - les figures 11 et 12 sont deux vues en perspective, respectivement de dessus et de dessous, montrant un des connecteurs du système de la figure 9 ; et - la figure 13 montre le système de la figure 9 fixé sur des vertèbres.
~ En référence aux figures 1 à 8, le système selon l'invention comprend dans le premier made de réalisation une tige de liaison allongée 2 à section circulaire et plusieurs sous-ensembles 4 à connecteur aptes à ètre fixés à celle-ci. Chacun de ces sous-ensembles, dont deux sont visibles sur la figure 1 et un seul e:~t visible sur la figure 2, comprend un connecteur 6, une première vis vertébrale ou vis principale 8, une vis de serrage 10, une deuxième vis vertébrale ou vi.s secondaire 12, et une bague 13.
En référence aux figures 3 et 4, le connecf,~eur 6 comporte deux branches 16 s'étendant en regard et à
distance l'une de l'autre en donnant au connecteur un profil général en "U". Le connecteur 6 comporte un plan de symétrie S perpendiculaire à la largeur des branches 16 et parallèle à leur longueur. En référence à 7.a figure 6, au niveau de la naissance des branches 16, )_e connecteur présente deux faces internes cylindriques coaxiales 18, 20 d' axe 22 perpendiculaire au plan « S »
et de rayons différents, la face 20 de plus grand rayon est en deux parties disjointes e!~ s'étend de part et d'autre de la face 18 de plus petit rayon, laquelle est traversée par le plan « S ». Les deux faces 18, 20 forment à leurs jonctions deux arêtes circulaires a?4 d'axe 22.

6 La bague 13 présente une face interne cylindrique 26 et une face externe sphérique 28 coaxiales. La face interne cylindrique 26 a un rayon environ égal. à celui de la tige 2 de sorte que la bague 13, fendue sur un côté suivant son axe, peut être reçue par ajustement glissant sur la tige. Par ailleurs, la bague 13 peut être logée entre les branche~~ I6 en regard des faces cylindriques 18, 20. La face externe sphérique 28 de :La bague a un rayon adapté pour que dans cette position, les arêtes 24 du connecteur 6 aoient en contact linéaire avec la face externe sphérique 28 de la bague I3 et Iui servent d'appuis. Dans cette position, avant serrage des branches 16, la position angulaire de la tige 2 enfilf~e dans la bague 13 peut être réglée dans deux plans perpendiculaires entre eux sur une amplitude par exemp:Le de 15° de part et d' autre d' une position moyenne de :La tige dans laquelle la tige est perpendiculaire au plan « S ».
Les branches 16 présentent deux évidemeni~s cylindriques lisses respectifs qui sont en l' espèce df~s orifices traversants 30 s'étendant coaxialement c~n regard l'un de l'autre. La vis principale 8 est une v:Ls vertébrale bicorticale et présente un corps fi~.~eté à
cette fin de façon connue en soi. Elle présente une tèi~e 32 ayant une face externe cylindrique lisse 34. A :La jonction entre la tête et le corps, la vis comporte une collerette annulaire 36 ayant une face inférieure plane perpendiculaire à un axe longitudinal de la vis et une face supérieure tronconique 3E3 avec la section .1_a plus étroite du tronc. de cône situé <lu côté de 1a téte 32 de la vis. La tête 32 présence un orifice fileté 39 coaxial au corps de la vis et, ménagée dans la face filetée ~~e l'orifice 39, une forme non circulaire telle qu'une empreinte hexagonale à s:ix pans. La vis de serrage 10

7 PCT/FR99/(11020 comporte un corps fileté 42 apte à former une liaison vis-écrou avec cet orifice 39, et une tête de vis X14 dans laquelle est formée une empreinte hexagonale à six pans. La t2te 94 a une f.ac_e externe inférieure sphérique convexe 46 dont la section la plus étroite est situÉ:e vers la pointe de la vis.
L'une des branches 16, que pour la clarté nous appellerons ici branche inférieure, présente un prolongement 50 s'étendant en direction opposée aux faces cylindriques 18, 20 du ~~onnecteur. I1 s'agit ic:i de la branche destinée à être adjacente à la vertèbre.
Les deux branches 16 sont aptes à être enfilées simultanément stzr la tète 32 de la vis principale 8 introduite à partir de la branche inférieure contre laquelle la face supérieure 38 de la collerette 36 vient en butée. On introduit ensuite la vis de serrage 10 dans la téte 32 de la vis principale 8 à partir de la branche supérieure 16. Le serrage de l.a vis 10 dans la tête 32 de la vis principale 8 provoque le rapprochement des branches 16 l'une de l'autre et le blocage par friction de la tige 2 dans la position choisie par rapport ~iu connecteur 6.
L'orifice 30 de la branche inférieure 16 a un bord inférieur, opposé à la branche supérieure et destiné à
être du côté de la vertèbre, présentant une empreinte sphérique concave 40 destinée ~i venir en contact avec J_a face supérieure 38 de la collerette 36 pour réaliser par friction un blocage à rotation du connecteur 6 par rapport à l'axe de la vis principale 8. L'orifice 30 de la branche supérieure 16 a un k>ord supérieur, opposé à
la branche inférieure et des~iné à être opposé à la vertèbre, présentant une empreinte sphérique concave ~~0 destinée à venir en contact avec la face inférieure sphérique convexe 46 de la tête 44 de la vis de serra<~e

8 et permettant de fixer cE:lle-ci ainsi que la v_is principale 8 en réglant l'orientation angulaire de .La vis principale 8 par rapport au connecteur.
Le p.:.olongement 50 présente un évidement sous _La 5 forme d'un orifice traversant 52. La branche inférieure 16 est courbée au niveau du prolongement 50 dans une direction opposée à la branche supérieure 16 de sorl=e que les axes des orifices 30 et 52 qu'elle porte ne sont pas tout à fait para11è.1es. La vis secondaire 12 est une 10 vis vertébrale, ici. monocorticale, présentant un corps fileté et une tête 56 à face inférieure sphérique convexe 58 dont la section 1a plus étroite se trouve ciu côté du corps. Sa tête présente une empreinte à six pans. L'orifice 52 du prolongement a un bord supérieur, orienté du côté de l'autre branche 16 et destiné à êt~_-e opposé à la vertèbre, présentant une empreinte sphérique concave 60 destinée à venir en contact avec la face inférieure sphérique convexe 58 de la tête 56 de la vis secondaire 12 en permettant de régler l'orientation angulaire de cette vis par rapport au connecteur 6.
On retrouvera dans les documents FR-2 731 344 et WO-96/27340 homologues précités certaines des caractéristiques du connecte~..ir 6 qui n' ont pas ét=é
développées ici en grand détail.
La branche inférieure lE> peut être cintrée pour accentuer ou réduire sa courbure en vue de mieux s'adapter à la forme de 1a partie antérieure de sa vertèbre de destination. Une fois cintrée, cette branche 16 n'est plus sollicitée en flexion puisqu'ell.e e:~t fixée à la verL.èbre per deur vis ô, 12 sur sa longueur.
Les deux vis principale 8 et secondaire 12 sont autotaraudeuses et comportent des filetages à os.
Dans une variante de réalisation, la vis principa.Le 8 ne présente pas une empreinte à six pans dans son - WO 99/55247 PCT/FR99/(11020

9 orifice fileté 39, mais la collerette 36 a une forme hexagonale ou présente deux méplats parallèles cet diamétralement opposés l'un à l'autre pouvant .coopérf~r avec une clé de serrage pou:_ mettre cette vis 8 en rotation par rapport au connecteur 6.
Dans 1e présent exemple, le connecteur 6 est d'une seule pièce. Les différentes parties du système sont en métal biocompatible.
La mise en place d'un tel. dispositif s'effectue de la manière suivante en référence à la figure 8 . apré s exposition de la vertèbre affectée 70 et des deux vertèbres adjacentes 72, on réalise une corporectomie tout en préservant, quand cela est possible, les plateaux respectifs de celles-ci. Pour chaque sous ensemble, on réalise un avant--trou sur le côté latéral de la vertèbre 72 associée à égale distance des plateaux supérieur et inférieur, ainsi qu' à la limite du quart .Le plus postérieur du corps vertébral. On insère ensuite :La vis principale 8 dans cet avant-trou jusqu'à .la collerette d'arrét 36. le connecteur 6 est ensuii~e positionné sur ladite vis principale 8, bloqué en translation par la portée conique 38 de ladite vis principale 8 venant s'adapter à l'empreinte 40 chu connecteur 6. On repère l'adaptation du connecteur 6 sur la vertèbre, que l' on peut ajuster par le retrait dudit connecteur pour cintrer la branche inférieure 16 qui est sa partie la plus antérieure.
On vient ensuite visser la vis secondaire 12 par rapport à la vi:.~ principale 8 dans 1e second orifice ~2 de la branche inférieure 16 ju.squ'au contact du logement sphérique 60 du prolongement prévu à cet effet avec la partie sphérique 58 de ladite vis secondaire 12. Il est souhaitable de positionner l.e connecteur 6 le plus parallèle possible aux plateau:~c.

Après avoir instrumenté les deux vertèbres adjacentes 72, on positionne ~_a tige 2 dans les baguas des connecteurs 6 et on règle sa position angulaire sur chaque sous-ensemble. Le serr<.cge zinal s'opère grâce à
S la vis de serrage 10 qui s'insère dans la vis principale 8 et comprime ainsi le connecteur 6 pour serrer la tige.
Dans le deuxième mode de réalisation illustré aux figures 9 à 13, le système esr_ très proche de celui du premier mode. I1 diffère cependant dans la présence

10 d'une deuxième tige de liaison allongée 3 ou tige secondaire à section circulaire, et par l'adaptation <~u connecteur 6 à la réception de cette deuxième tige. ha bague 13 est reçue sur la première tige ou tige principale 2.
Les deux tiges de liaison 2, 3 ont chacune une forme rectiligne profilée à profil ici circulaire. ha tige secondaire 3 a une section, transversalement à son axe longitudinal, de diamètre inférieur à celui de .La tige principale 2. La tige principale 2 aura par exemp_Le un diamètre de 6 mm. Par exemple, le diamètre de la tige secondaire 3 sera compris entre 30~ et 80~ du diamètre de la tige principale 2. Ce .faible diamètre permet au chirurgien de choisir la courbure de la tige secondaire 3 qui correspond à celle de l'étage du rach_Ls instrumenté. En revanche, puisque les bagues .l3 permettent une angulation relative entre les deux connecteurs 6, la tige principale 2 n'a pas besoin d'être cintrée. Elle peut donc avoir un diamètre important pour être très robuste.
Les branches 16 du cc.>nnecteur présentent dE~s empreintes cylindriques ou mors 74 respectives, ménagées dans les faces des branches en regard l'une de l'autre.
Les empreintes 74 s'étendent en regard l'une de l'autre

11 et ont des axes parallèles entre eux, et perpendiculaires au plan de symétrie S.
Sur la branche supérieure 16, l'empreinte 'l4 s'étend à une extrémité libre c~e la branche de sorte que l' orifice 30 est interposé entre les faces 18, 20 d' une part, et ï'empreinte 74, d'autre part. Sur la branche inférieure 16, l'empreinte 79 s'étend entre les deux orifices 30 et 52, à la naissance du prolongement 50.
Elle est contiguë à l'orifice 52 de sorte qu'elle mord sur son bord 60.
La tige secondaire 3 est destinée à être reçue dans l'empreinte 74 de la branche inférieure 16 dans une position angulaire unique par rapport au connecteur, perpendiculaire au plan de symétrie S. Lorsqu'on serre les deux branches 16 en direction l'une de l'autre, l'empreinte 74 de la branche supérieure vient en contact avec la tige secondaire 3 qui se trouve ainsi en contact surfacique avec chacune des deux empreintes qui réalisent un blocage à friction de la tige secondaire 3 par rapport au connecteur 6, lesquels sont ainsi rigidement fixés l'un à l'autre.
La tige secondaire 3 est placée dans l'empreinte 74 de la branche inférieure après que la vis secondaire :L2 a été introduite dans l'ori:Eice 52. La position de l'empreinte 74 de la branche inférieure fait en sori~e que la tige secondaire 3 s'étend alors dans le trajet de la tête de la vis secondaire 12 pour son désengagement du connecteur et sa sorties de l'orifice 52. Par conséquent, une fois 1a tige secondaire 3 fixée au connecteur, la vis secondaire 12 ne peut plu: être séparée du connecteur.
La branche supérieure 16 du connecteur présente à
son extrémité libre une encoche 76 qui mord sur l' empreinte 74 à laquelle elle est contiguë et facilite

12 la manceuvre au moyen d' un instrument de la vi.s secondaire 12 en dépit de l'encombrement de la branche supérieure.
La mise en place du système selon le deuxième mode est similaire à celle du système du premier mode. La mise en place des vis principale B et secondaire 12 e~~t inchangée.
Après avoir instrumenté les deux vertèbres adjacentes 72, on positionne l.a tige principale ~.' dans les bagues 13 des connecteurs 6 et on règle la position angulaire de chaque sous-ensemble 4 par rapport à cette tige 2. On introduit ensuite La tige secondaire 3 dans les empreintes 74 des connecteurs 6 après l'avoir préalablement cintrée manuel.Lement pour obtenir la courbure requise à l'étage rachidien correspondant. En cas de défaut, cette tige 3 peut étre ôtée pour corriger sa courbure puis replacée. La figure 9 montre le système avant serrage des branches. Le serrage final s'opère grâce à la vis de serrage 10 qui s'insère dans 1_a vis principale 8 et comprime ainsi le connecteur 6 pour serrer ses deux branches 16 l'une vers l'autre. Durant ce serrage, l'effort de serrage est dirigé d'abord sur la tige principale 2 via la bague 13, jusqu'à ce qu.e l'empreinte 74 de 1a branche supérieure vienne en contact avec la tige secondaire 3. Dès lors, l'effort de serrage est réparti sur les deux tiges 2, 3. Ainsi, la réaction au niveau du couple vis principale 8/vis c~.e serrage 10 est sensiblement coaxiale à celles-ci.
Lorsque le système est en place, les connecteurs E~, au moins au nombre de deux, sont rigidemerut et simultanément fixés chacun aux mêmes tiges principale et tige secondaire.
Dans chacun de ces modes de réalisation, on pourra indépendamment de 1a prêsence du prolongement 50 et â.e

13 la deuxième vis 12, mettre en oeuvre lr=s caractéristiques relatives â l'association de :La première vis 8 avec la vis de serrage 10.
Bien ClLle Cela soit moins avantageux, la branche prolongée pourra être celle destinée à être la plus dïstante de la vertèbre.
On pourra mettre en oeuvre les caractêristiques relatives à la présence des deux vis vertébrales sur :Le connecteur indêpendamment de celles relatives à :La prësence des tiges principale et secondaire, et réciproquement.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Système d'ostéosynthèse rachidienne, notamment de fixation antérieure, comprenant :
- un élément de liaison allongé (2) ;
- une vis vertébrale (8) présentant une tête filetée (32) ;
- un connecteur (6) comportant deux branches (16) aptes à être engagées sur la vis (8) et à serrer entre elles l'élément de liaison (2) ; et - un organe de serrage fileté (10) apte à coopérer avec la tête (32) pour serrer les branches (16), caractérisé en ce que la tête (32) présente un orifice fileté (39), l'organe de serrage (10) comprenant une tige filetée (42) apte à venir en prise avec l'orifice (39).

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de serrage (10) présente une empreinte à
profil polygonal suivant un axe longitudinal de l'organe.

3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe de serrage (10) comprend une tête (44) présentant une face inférieure sphérique convexe (46), une desdites branches (16) du connecteur présentant une face supérieure sphérique concave (40) apte à être en contact avec la face convexe (46) lors du serrage des branches.

4. Système selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que l'orifice (39) de la vis vertébrale (8) présente une empreinte à
profil polygonal suivant un axe longitudinal de la vis.

5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'empreinte s'étend dans le filet de l'orifice (39).

6. Système selon la revendication 2 et la revendication 4, caractérisé en ce que le profil de l'empreinte de la vis vertébrale (8) et le profil de l'empreinte de l'organe de serrage (10) ont même forme et mêmes dimensions.

7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tête (32) de la vis vertébrale (8) présente une face latérale d'extrémité externe lisse (34).

8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième vis vertébrale (18), l'une desdites branches (16) présentant un prolongement (50) apte à
être engagé sur la deuxième vis.

9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième élément de liaison allongé (3), Le connecteur (6) étant apte à être fixé simultanément aux deux éléments de liaison (2, 3).