Dispositif d’ostéosynthèse comprenant au moins une broche de fixation

Domaine technique de l'invention

La présente invention concerne le domaine général du matériel chirurgical destiné aux techniques d’ostéosynthèse.

Elle concerne plus particulièrement les dispositifs d’ostéosynthèse comprenant une ou plusieurs broches de fixation adaptées pour la réduction d’une fracture osseuse.

Etat de la technique

La réduction et la stabilisation des fractures osseuses sont généralement réalisées au moyen de vis de fixation et/ou de broches de fixation implantées dans le matériau osseux, éventuellement en association avec une plaque d’ostéosynthèse.

Les broches de fixation utilisées se présentent sous la forme de tiges métalliques lisses ou filetées, dont l’une au moins des extrémités est pointue ou effilée pour permettre son enfoncement dans le matériau osseux, généralement au moyen d’un moteur chirurgical. Elles sont généralement utilisées pour stabiliser les fragments osseux de petites dimensions.

Cependant, après enfoncement, ces broches peuvent migrer au sein du matériau osseux de réception, dans un sens ou dans l’autre, en fonction des sollicitations.

Cette possibilité de mouvement est susceptible de poser des problèmes de stabilisation de la réduction et peut causer des dommages aux tissus environnants.

Pour chercher à limiter cette possibilité de déplacement, après positionnement de la broche, le chirurgien peut replier son extrémité saillante contre le matériau osseux ou contre la plaque d’ostéosynthèse associée.

Cependant une telle opération de repliement ou de cintrage n’est pas facile à réaliser ; de plus elle ne peut empêcher la migration de la broche que dans un seul sens.

Présentation de l'invention

Afin de remédier à cet inconvénient de l’état de la technique, la présente invention propose un dispositif d’ostéosynthèse comprenant au moins une broche de fixation adaptée pour être implantée dans un matériau osseux de sorte à assurer une réduction au moins partielle d’une fracture osseuse, ce dispositif d’ostéosynthèse comprenant des moyens de verrouillage agencés pour verrouiller en position ladite au moins une broche de fixation implantée dans ledit matériau osseux.

Plus particulièrement, les moyens de verrouillage du dispositif d’ostéosynthèse selon l’invention peuvent comprendre :

(a) une structure support munie de moyens qui permettent sa fixation sur le matériau osseux, laquelle structure support comprend un orifice de verrouillage qui traverse son épaisseur, lequel orifice de verrouillage est centré sur un axe d’orifice et est délimité par un contour d’orifice, lequel orifice de verrouillage est adapté pour être traversé par ladite au moins une broche de fixation associée, et

(b) un moyen de serrage agencé pour être rapporté dans ledit orifice de verrouillage et pour venir prendre appui contre une partie de ladite au moins une broche de fixation afin d’assurer son verrouillage en position.

Selon une forme de réalisation préférée, une partie au moins dudit contour d’orifice de l’orifice de verrouillage est munie d’un taraudage d’orifice, et ledit moyen de serrage consiste en un écrou de verrouillage centré sur un axe d’écrou, lequel écrou de verrouillage est délimité par - une partie supérieure d’écrou munie d’une empreinte adaptée pour sa manœuvre en rotation au moyen d’un outil approprié, - une partie inférieure d’écrou située à l’opposé de ladite partie supérieure d’écrou, - une enveloppe périphérique externe comprenant un filetage d’écrou adapté à coopérer avec ledit taraudage d’orifice dudit orifice de verrouillage de la structure support, et - un contour intérieur délimitant une lumière axiale adaptée au passage de ladite au moins une broche de fixation, lequel écrou de verrouillage comprend encore une structure de serrage déformable adaptée pour se déformer lorsque ledit écrou de verrouillage est vissé dans ledit taraudage d’orifice et pour venir en appui contre une partie de ladite au moins une broche de fixation logée au sein de ladite lumière axiale.

D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du dispositif d’ostéosynthèse conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :

- la structure de serrage comprend au moins une patte de serrage ménagée au niveau de la partie inférieure d’écrou ;

- ladite au moins une patte de serrage est déformable par pliage autour d’un axe de pliage perpendiculaire audit axe d’écrou ;

- la structure de serrage comprend une pluralité de pattes de serrage régulièrement réparties sur le pourtour de la partie inférieure d’écrou, chacune desdites patte de serrage étant déformable par pliage autour d’un axe de pliage perpendiculaire audit axe d’écrou, les différents axes de pliages desdites pattes de serrage étant situés dans un même plan perpendiculaire audit axe d’écrou ;

- la structure de serrage comprend 2 à 4 pattes de serrage, de préférence 3 ;

- la structure de serrage comprend une pluralité de pattes de serrage séparées les unes des autres par des fentes s’étendant dans des plans radiaux par rapport audit axe d’écrou ;

- le contour d’orifice de l’orifice de verrouillage de la structure support est de forme générale tronconique, l’angle dudit tronc de cône par rapport à l’axe d’orifice de l’orifice de verrouillage étant compris entre 9° et 11° ; - l’enveloppe périphérique externe de l’écrou de verrouillage constituant le moyen de serrage est de forme générale tronconique, l’angle dudit tronc de cône par rapport à l’axe d’écrou de l’écrou de verrouillage étant compris entre 7° et 9° ;

- les moyens qui permettent la fixation de la structure support sur le matériau osseux consistent en au moins un orifice de fixation ménagé sur ladite structure support, coopérant avec une vis de fixation ;

- la structure support se présente sous la forme d’une plaque d’ostéosynthèse comprenant (a) une pluralité d’orifices de fixation, et (b) une pluralité d’orifices de verrouillage adaptés au moins pour certains à l’accueil d’une broche de fixation.

De préférence, les orifices de fixation et les orifices de verrouillage de la plaque d’ostéosynthèse sont identiques pour pouvoir accueillir chacun, au choix, une vis de fixation ou une broche de fixation.

Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.

Description détaillée de l'invention

De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent une forme, non limitative, de réalisation de l'invention et où :

[Fig. 1] est une vue schématique, en coupe, montrant un dispositif d’ostéosynthèse conforme à l’invention, avant le vissage de l’écrou de verrouillage dans son orifice de réception de la structure support pour verrouiller en position la broche de fixation ;

[Fig. 2] est une vue schématique en coupe, similaire à la figure 1, illustrant le dispositif d’ostéosynthèse selon l’invention en position activée, après le vissage et le serrage de l’écrou de verrouillage dans son orifice de réception de la structure support pour verrouiller en position la broche de fixation ;

[Fig. 3] est une vue en perspective de l’écrou de verrouillage du dispositif d’ostéosynthèse selon l’invention, isolé, vu du côté de sa partie supérieure d’écrou ;

[Fig. 4] est une vue en perspective de l’écrou de verrouillage de la figure 3, vu du côté de sa partie inférieure d’écrou ;

[Fig. 5] est une première vue de côté de l’écrou de verrouillage illustré sur les figures 3 et 4 ;

[Fig. 6] est une deuxième vue de côté de l’écrou de verrouillage illustré sur les figures 3 et 4 ;

[Fig. 7] est une vue de dessus de l’écrou de verrouillage illustré sur les figures 3 à 6 ; [Fig. 8] montre l’écrou de verrouillage du dispositif d’ostéosynthèse selon l’invention, au travers de la lumière centrale duquel s’étend une broche de fixation, vus en perspective du côté de la partie inférieure d’écrou ;

[Fig. 9] est une vue similaire à la figure 8 illustrant l’écrou de verrouillage et la broche de fixation associée selon une perspective du côté de la partie supérieure d’écrou ;

[Fig. 10] est une vue en perspective qui illustre un dispositif d’ostéosynthèse selon l’invention dont la structure support est en forme de plaque d’ostéosynthèse, en place sur un matériau osseux de réception ;

[Fig. 11] est une vue agrandie d’une partie de la figure 10.

Le dispositif d’ostéosynthèse 1 illustré sur les figures 1 et 2 comprend une broche de fixation 2 adaptée pour être implantée dans un matériau osseux R de sorte à assurer une réduction au moins partielle d’une fracture osseuse, et il comprend également des moyens de verrouillage 3 agencés pour verrouiller en position cette broche de fixation 2.

La broche de fixation 2 est réalisée en métal, par exemple en inox, en titane ou en chrome cobalt. Elle se présente ici sous la forme d’une tige lisse dont au moins une des extrémités 21 est en forme de pointe ; sa longueur peut être comprise entre 20 et 200mm et son diamètre, constant, peut être compris entre 0,8 et 4mm.

Les moyens de verrouillage 3 comprennent :

(a) une structure support 4 munie de moyens 41 qui permettent sa fixation sur le matériau osseux R, et comprenant un orifice de verrouillage 42 qui traverse son épaisseur, lequel orifice de verrouillage 42 est centré sur un axe d’orifice 43 et est délimité par un contour d’orifice 44, lequel orifice de verrouillage 42 est adapté pour être traversé par la broche de fixation 2, et

(b) un moyen de serrage 5 agencé pour être rapporté dans ledit orifice de verrouillage 42 et pour venir prendre appui contre une partie de ladite broche de fixation 2 afin d’assurer son verrouillage en position.

Le contour d’orifice 44 comprend un taraudage d’orifice 45, et le moyen de serrage 5 consiste en un écrou de verrouillage 5 centré sur un axe d’écrou 51.

La structure support 4 se présente ici sous la forme d’une plaque support d’ostéosynthèse dont l’épaisseur est de quelques millimètres et qui est délimitée par une face inférieure 4a destinée à venir en contact avec le matériau osseux R de réception et par une face supérieure 4b opposée.

Outre l’orifice de verrouillage 42 précité des moyens de verrouillage 3, adapté à recevoir la broche de fixation 2 et le moyen de serrage 5, la structure support 4 est munie d’au moins un orifice 411 qui traverse son épaisseur, entre sa face inférieure 4a et sa face supérieure 4b ; cet orifice 411 est destiné au passage d’un organe de fixation 412 (en particulier sous la forme d’une vis de fixation représentée de manière schématique sur les figures 1 et 2) pour sa fixation sur le matériau osseux R de réception. L’orifice 411, et l’organe de fixation 412 associé, forment les moyens 41 permettant la fixation de la plaque d’ostéosynthèse 4 sur le matériau osseux R.

Le contour d’orifice 44 de l’orifice de verrouillage 42 de la structure support 4 est de forme générale tronconique dont le sommet est orienté du côté de la face inférieure 4a de la structure support 4. L’angle X de ce tronc de cône par rapport à l’axe d’orifice 43 est compris entre 5° et 15° (de préférence cet angle X est compris entre 8° et 12°, et encore de préférence entre 9° et 11°).

L’écrou de verrouillage 5 est illustré isolément sur les figures 3 à 7, et en association avec une broche de fixation 2 sur les figures 8 et 9.

Cet écrou de verrouillage 5 est délimité par - une partie supérieure d’écrou 52, comprenant une extrémité supérieure d’écrou 52a, - une partie inférieure d’écrou 53, comprenant une extrémité inférieure d’écrou 53a, située à l’opposé de ladite partie supérieure d’écrou 52, - une enveloppe périphérique externe 54 comprenant un filetage d’écrou 55 adapté à coopérer avec le taraudage d’orifice 45 de l’orifice de verrouillage 42, et - un contour intérieur 56 délimitant une lumière axiale 57 adaptée au passage de la broche de fixation 2.

La partie supérieure d’écrou 52 est munie d’une empreinte 58 adaptée pour sa manœuvre en rotation au moyen d’un outil approprié, en vue du vissage ou du dévissage de l’écrou de verrouillage 5.

L’enveloppe périphérique externe 54 de l’écrou de verrouillage 5 est de forme générale tronconique dont le sommet est orienté du côté de la partie inférieure d’écrou 53. L’angle Y de cette enveloppe périphérique externe 54 en forme de tronc de cône est compris entre 4° et 12° (de préférence cet angle Y est compris entre 6° et 10°, et encore de préférence entre 7° et 9°).

L’écrou de verrouillage 5 comprend encore une structure de serrage 59 déformable, adaptée pour se déformer lorsque ledit écrou de verrouillage 5 est vissé dans le taraudage d’orifice 45, et pour venir en appui contre une partie de la broche de fixation 2 logée au sein de la lumière axiale 57.

Cette structure de serrage 59 comprend au moins une patte de serrage 60, et de préférence plusieurs pattes de serrage 60, ménagée(s) au niveau de la partie inférieure d’écrou 53.

En l’occurrence la structure de serrage 59 comprend une pluralité de pattes de serrage 60 régulièrement réparties sur le pourtour de la partie inférieure d’écrou 53. Ces pattes de serrage 60 sont séparées les unes des autres par des fentes 61 qui s’étendent dans des plans radiaux par rapport à l’axe d’écrou 51 ; et chacune de ces pattes de serrage 60 est déformable par pliage autour d’un axe de pliage perpendiculaire audit axe d’écrou 51.

Les fentes 61 s’étendent depuis l’extrémité inférieure d’écrou 53a, sur une partie de la hauteur de l’écrou de verrouillage 5, en l’occurrence, ici, sur un peu plus de la moitié de la hauteur de l’écrou de verrouillage 5. L’axe de pliage correspondant est illustré sur la figure 6 par le repère 62.

Les différents axes de pliages 62 des pattes de serrage 60 sont situés dans un même plan perpendiculaire audit axe d’écrou 51.

De préférence les pattes de serrage 60 sont au nombre de 2, 3 ou 4. Dans le mode de réalisation illustré, la structure de serrage 59 comprend 3 pattes de serrage 60.

Les fentes 61 radiales réalisées dans la partie inférieure d’écrou 53 définissent les pattes de serrage 60, déformables chacune autour d’un axe de pliage 62 perpendiculaire à l'axe d’écrou 51. Pour chaque patte de serrage 60, l’axe de pliage 62 correspond à la ligne qui raccorde le fond des deux fentes 61 radiales disposées de part et d’autre.

Le filetage d’écrou 55 s’étend sur toute ou pratiquement toute la hauteur de l’enveloppe périphérique externe 54, entre la partie supérieure d’écrou 52 et la partie inférieure d’écrou 53.

Les pattes de serrage 60 font partie intégrante de l’écrou de verrouillage 5. Leur contour externe s’étend sur l’enveloppe périphérique externe 54 de forme tronconique, et ce contour externe des pattes de serrage 60 comprend une partie du filetage d’écrou 55.

La forme de l’orifice de verrouillage 42 est adaptée pour appliquer une force d’appui radiale sur le contour de la partie inférieure 53 de l’écrou de verrouillage 5 au fur et à mesure du vissage de ce dernier sur le taraudage d’orifice 45, de sorte à obtenir la fonction de serrage recherchée.

Pour cela, avant vissage, le diamètre de la partie inférieure de l’orifice de verrouillage 42 est inférieur au diamètre de l’extrémité inférieure 53a de l’écrou de verrouillage 5.

Avant activation de la structure de serrage 59, la lumière axiale 57 de l’écrou de verrouillage 5 permet le passage en son travers d’une broche de fixation 2.

La lumière axiale 57 peut alors se présenter sous la forme d’un canal ou d’un orifice cylindrique dont le diamètre correspond, au jeu près, au diamètre de la broche de fixation 2.

Cette possibilité de passage ou de coulissement est illustrée sur la figure 1, qui montre l’écrou de verrouillage 5 avant son serrage dans l’orifice de verrouillage 42, par le petit espace présent entre le contour intérieur 56 de l’écrou de verrouillage 5 (qui délimite la lumière axiale 57) et la paroi cylindrique en regard de la broche de fixation 2.

Sur les figures 8 et 9, l’écrou de verrouillage 5 n’est pas introduit dans un orifice de verrouillage 42 d’une structure support 4, et la broche de fixation 2 peut également coulisser librement dans la lumière axiale 57 dudit écrou de verrouillage 5.

Une fois la structure support 4 fixée sur un matériau osseux de réception R, avec l’écrou de verrouillage 5 non vissé ou non complètement vissé dans l’orifice de verrouillage 42 (tel qu’illustré sur la figure 1 par exemple), la broche de fixation 2 peut être mise en place par le chirurgien, en passant au travers de la lumière axiale 57 de l’écrou de verrouillage 5, de manière à réaliser la réduction recherchée de la fracture osseuse. Lorsque la broche de fixation 2 est correctement positionnée au sein du matériau osseux R, son positionnement peut être verrouillé par vissage de l’écrou de verrouillage 5 sur le taraudage de l’orifice de verrouillage 42 de la structure support 4.

Lors de ce vissage, la forme adaptée de l’orifice de verrouillage 42 force les pattes de serrage 60 de l’écrou de verrouillage 5 à se déformer radialement en direction de l’axe d’écrou 51, et donc en direction de la broche de fixation 2.

Cette déformation s’effectue par pliage des pattes de serrage 60 autour de leur axe de pliage 62 respectif, jusqu’à ce que ces pattes de serrage 60 viennent en butée contre la broche de fixation 2.

On comprend alors qu’un vissage à force de l’écrou de verrouillage 5 permet aux pattes de serrage 60 d’appliquer une force d’appui importante contre la broche de fixation 2, assurant le verrouillage en position de cette broche de fixation 2 qui ne peut plus coulisser, ou migrer, ni dans le sens dans l’autre, tel qu’illustré sur la figure 2.

La pluralité de pattes de serrage 60 régulièrement réparties sur la périphérie de la partie inférieure d’écrou 53 permet d’obtenir un serrage homogène de la broche de fixation 2.

L’écrou de verrouillage 5 fait en quelque sorte office de coin de verrouillage entre le contour d’orifice 44 et la broche de fixation 2.

La forme du contour d’orifice 44 de l’orifice de verrouillage 42 (angle X) et la forme de l’enveloppe périphérique externe 54 de l’écrou de verrouillage 5 (angle Y), ainsi que leurs dimensions, sont adaptées pour obtenir la déformation des pattes de serrage 60 et le verrouillage recherché, lorsque l’écrou de verrouillage 5 est vissé dans l’orifice de verrouillage 42

Dans le mode de réalisation illustré le contour d’orifice 44 de l’orifice de verrouillage 42 et l’enveloppe périphérique externe 54 de l’écrou de verrouillage 5 ont tous deux une forme générale tronconique, mais dont l’angle au sommet est différent ; dans une variante de réalisation l’enveloppe périphérique externe de l’écrou de verrouillage peut être de forme générale cylindrique, le contour d’orifice de l’orifice de verrouillage de la structure support ayant de son côté de forme générale tronconique.

Encore à titre de variante, d’autres moyens qu’un écrou de verrouillage peuvent être utilisés pour bloquer la broche de fixation par rapport à la structure support 4. Par exemple on peut prévoir une couronne conique, comprenant au moins une partie souple, adaptée pour pouvoir être impactée entre le contour d’orifice 44 et la broche de fixation 2, formant ainsi une sorte de coin de verrouillage.

Comme illustré sur les figures 10 et 11, la structure support 4 peut se présenter sous la forme d’une plaque d’ostéosynthèse comprenant une pluralité d’orifices de fixation 411, pour sa fixation sur le matériau osseux R, et une pluralité d’orifices de verrouillage 42 adapté chacun à l’accueil d’une broche de fixation 2. Dans une forme de réalisation particulière, les orifices de fixation pour la fixation sur le matériau osseux R, et les orifices de verrouillage pour l’accueil des broches de fixation 2, de la plaque d’ostéosynthèse 4, sont prévus identiques afin de pouvoir accueillir chacun, au choix, une vis de fixation 412 ou une broche de fixation 2. On comprend que le chirurgien peut réduire une fracture osseuse au moyen d’une ou de plusieurs broches de fixation 2, de manière classique, et verrouiller en position chacune de ces broches de fixation lorsqu’il estime que leur position est correcte.

Les broches de fixation 2 peuvent être fixées temporairement ou à demeure dans le matériau osseux de réception. Après une fixation temporaire, le chirurgien dévisse l’écrou de verrouillage 5 ; et la broche de fixation 2 retrouve alors sa possibilité de coulissement dans la lumière axiale 57 de l’écrou de verrouillage 5, en vue de son enlèvement.

Lors d’une fixation durable, le chirurgien coupe la broche de fixation 2 au ras de la plaque support pour éviter la présence d’une partie saillante.