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Patent Searching and Data


Title:
SCREW AND PLATE SYSTEM FOR BACKBONE OSTEOSYNTHESIS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/015094
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns an osteosynthesis for the backbone comprising at least two pedicular screws (10) an a linking plate (20) for linking the screws together substantially rigidly. Each screw has a bone anchoring threaded part and a head (13) with non-circular cross-section, and a threaded end shank (14) receiving a nut (40). The plate has at least one opening (21, 22) traversed by the screw end threaded shank to be locked between said head and said nut, and means (30) are arranged for producing an angular locking between each head (13) and the plate. The invention is characterised in that said locking means comprise an element (30) directly mounted between the plate and the screw head and traversed by the threaded shank, said element producing a first locking co-operation with said head (13) and a second locking co-operation with said plate (20).

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Inventors:
BACCELLI CHRISTIAN (FR)
CONCHY FREDERIC (FR)
HENRY PATRICK (FR)
Application Number:
PCT/FR1998/002010
Publication Date:
April 01, 1999
Filing Date:
September 21, 1998
Export Citation:
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Assignee:
DIMSO SA (FR)
BACCELLI CHRISTIAN (FR)
CONCHY FREDERIC (FR)
HENRY PATRICK (FR)
International Classes:
A61B17/70; A61B17/58; A61B17/80; A61B17/86; (IPC1-7): A61B17/70
Domestic Patent References:
WO1995019149A11995-07-20
Foreign References:
EP0727188A11996-08-21
EP0441084A11991-08-14
EP0441084A11991-08-14
Attorney, Agent or Firm:
Martin, Jean-jacques (avenue Kléber Paris, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Système d'osteosynthese pour le rachis, comprenant au moins deux vis pediculaires (10) et une plaque d'union (20) apte à relier les vis l'une à 1'autre de façon essentiellement rigide, chaque vis possédant une partie filetée (11) d'ancrage osseux et une tte (13) à section non circulaire, ainsi qu'une tige filetée terminale (14) apte à coopérer avec un ecrou (40), la plaque possedant au moins une ouverture (21,22) apte à tre traversee par la tige filetée terminale d'une vis pour etre emprisonnee entre ladite tete à section non circulaire et ledit ecrou, et des moyens (30) étant prévus pour réaliser un blocage angulaire entre la tete (13) de chaque vis pediculaire et la plaque, caracterise en ce que les moyens de blocage angulaire comprennent un element (30) rapporte entre ladite plaque et ladite tete de la vis pédiculaire et traverse par la tige filetée terminale de cette dernière, cet element realisant une première coopération de formes bloquante avec ladite tete (13) et une seconde cooperation de formes bloquante avec ladite plaque (20).
2. Système selon la revendication 1, caracterise en ce que la première coopération de formes bloquante est un chevauchement de ladite tte à section non circulaire (13) par ledit element rapporte (30) par le dessus.
3. Système selon la revendication 2, caractérise en ce que ledit élément rapporte comprend deux jambes latérales (32,321 délimitant entre elles un canal à bords droits dont la largeur est légèrement supérieure à la distance entre deux pans parallèles de ladite tte (13) de vis pédiculaire.
4. Système selon 1'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la seconde cooperation de formes bloquante est un chevauchement de ladite plaque (20) par ledit element rapporte (30) par le dessous.
5. Système selon la revendication 4, caracterise en ce que ledit élément rapporte possède deux montants lateraux (33,33) <BR> <BR> <BR> definissant entre eux un canal à bords (35,35) relevés en oblique, et en ce que ladite plaque (20) possède des chanfreins lateraux (26) aptes à s'appuyer contre lesdits bords obliques.
6. Système selon la revendication 5, caracterise en ce que ladite plaque (20) s'appuie sur ledit element rapporte (30) seulement au niveau desdits chanfreins (26).
7. Système selon 1'une des revendications 1 à 6, caractérise en ce que ledit élément rapporte (30) comporte une ame (31) en forme générale de disque traversee par une ouverture centrale (37) pour le passage de la tige filetee terminale (14) de la vis pédiculaire (10).
8. Système selon 1'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la largeur de l'élément rapporte (30) est sensiblement égale à celle de la plaque (20).
9. Système selon 1'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un jeu de vis pédiculaires (10) et un jeu de plaques (20) possédant différentes configurations de trous, avec un trou légèrement oblong (22) de géométrie constante et un ou plusieurs trous allonges (21; 2 la, 2 lb) de longueurs différentes.
10. Système selon 1'une des revendications 1 à 9, caracterise en ce que l'écrou (40) vient en appui directement contre la face superieure de la plaque (20).
Description:
SYSTEME A VIS ET PLAQUE POUR L'OSTEOSYNTHESE DU RACHIS La présente invention a trait d'une façon generale aux systèmes d'osteosynthese du rachis, du type"plaque".

Un tel système est deja connu et comporte au moins deux vis pediculaires ancrees dans des vertèbres adjacentes à traiter, et une plaque d'union destinee à relier rigidement les ttes de vis les unes aux autres.

On connait en particulier par EP-A-0 441 084 un tel système, dans lequel chaque vis pédiculaire possède une partie à section hexagonale pour la mise en place de la vis dans 1'os, partie qui est surmontée par une tige filetée.

La plaque possède plusieurs ouvertures oblongues à travers lesquelles peuvent tre engagées les différentes tiges filetées, et une rainure ouverte sur sa face inferieure pour bloquer la partie hexagonale de chaque vis pédiculaire contre la rotation, afin d'eviter son desserrage.

En association avec chaque vis pédiculaire est également prevu un étrier également traverse par la tige filetee de la vis, qui chevauche la plaque par le dessus, et un écrou est enfin serre sur la tige filetée pour emprisonner et bloquer, entre lui et la partie hexagonale de la vis, la plaque surmontée de son étrier.

Des reliefs complémentaires sont par ailleurs prévus sur la face supérieure de la plaque et sur la face inférieure de l'étrier pour éviter tout glissement longitudinal de la plaque par rapport à la vis.

Ce système de fixation, s'il donne généralement satisfaction, présente toutefois certains inconvénients.

Ainsi la nécessité de prévoir des reliefs destines à éviter le glissement est du au fait que la plaque et l'étrier cooperent seulement par deux faces planes en compression, et leur absence risquerait

d'entrainer des deplacements tout à fait indesirables entre les vertèbres.

Or ces reliefs, par 1'usinage qu'ils nécessitent, accroissent sensiblement le cout de revient des plaques et des etriers.

En outre, ils peuvent gner 1'ajustement fin du positionnement du système, dans la mesure ou ils ne permettent qu'un certain nombre de positions mutuelles discrètes entre la plaque et l'étrier, c'est-a-dire qu'un certain nombre de distances discrètes entre vis; en outre, lorsque l'écrou, avant serrage, est excessivement visse, le coulissement mutuel de la plaque et de l'étrier lors des ajustements peut se trouver gne.

Enfin ce système connu impose de rapporter par dessus la plaque, avant le vissage des ecrous, les différents etriers, ce qui est une manoeuvre fastidieuse, qui induit egalement un risque de mauvais positionnement de ces étriers avant serrage.

La présente invention vise à pallier ces inconvénients et à proposer un système de liaison du genre plaque dans lequel l'usinage des différents composants soit beaucoup moins contraignant, tout en offrant une excellente stabilité.

Un autre objet de 1'invention est de proposer un système dont la pose soit simplifiee, en évitant le montage fastidieux et instable d'étriers avant la pose des ecrous.

Un autre objet encore de la présente invention est de proposer un système qui présente une certaine déformabilité élastique, afin de mieux repartir les contraintes entre les différentes vertèbres.

Ainsi la présente invention propose un système d'ostéosynthèse pour le rachis, comprenant au moins deux vis pédiculaires et une plaque d'union apte à relier les vis 1'une à 1'autre de façon essentiellement rigide, chaque vis possédant une partie filetée d'ancrage osseux et une tte à section non circulaire, ainsi qu'une tige

filetée terminale apte à coopérer avec un ecrou, la plaque possedant au moins une ouverture apte à tre traversée par la tige filetee terminale d'une vis pour tre emprisonnee entre ladite tte à section non circulaire et ledit ecrou, et des moyens etant prevus pour réaliser un blocage angulaire entre la tte de chaque vis pediculaire et la plaque, caracterise en ce que les moyens de blocage angulaire comprennent un élément rapporte entre ladite plaque et ladite tte de la vis pédiculaire et traverse par la tige filetée terminale de cette dernière, cet élément réalisant une première coopération de formes bloquante avec ladite tte et une seconde coopération de formes bloquante avec ladite plaque.

Des aspects preferes, mais non limitatifs, du système selon 1'invention sont les suivants: -la premiere cooperation de formes bloquante est un chevauchement de ladite tte à section non circulaire par ledit element rapporte par le dessus.

-ledit element rapporte comprend deux jambes laterales delimitant entre elles un canal a bords droits dont la largeur est légèrement supérieure a la distance entre deux pans paralleles de ladite tte de vis pédiculaire.

-la seconde cooperation de formes bloquante est un chevauchement de ladite plaque par ledit element rapporte par le dessous.

-ledit element rapporte possede deux montants lateraux definissant entre eux un canal a bords releves en oblique, et ladite plaque possede des chanfreins latéraux aptes a s'appuyer contre lesdits bords obliques.

-ladite plaque s'appuie sur ledit élément rapporté seulement au niveau desdits chanfreins.

-ledit element rapporte comporte une ame en forme generale de disque traversee par une ouverture centrale pour le passage de la tige filetee terminale de la vis pediculaire.

-la largeur de 1'element rapporte est sensiblement egale a celle de la plaque.

-le systeme comprend un jeu de vis pediculaires et un jeu de plaques possedant différentes configurations de trous, avec un trou legerement oblong de géométrie constante et un ou plusieurs trous allonges de longueurs différentes.

-1'ecrou vient en appui directement contre la face superieure de la plaque.

D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux a la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation preferee de celle-ci, donnee à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexes, sur lesquels: la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un implant rachidien selon 1'invention, la figure 2 est une vue en elevation de cote de 1'implant, la figure 3 est une autre vue en perspective de 1'implant, a échelle agrandie, la figure 4 est une vue en bout, en elevation, de 1'implant, la figure 5 est une vue en perspective d'une plaque utilisée dans 1'implant, la figure 6 est une vue en elevation de cote d'une autre version de la plaque, la figure 7 est une vue en bout, en elevation, de la plaque de la figure 6, la figure 8 est une vue de dessus de la plaque des figures 6 et 7, les figures 9 a 11 sont des vues de dessus de trois autres versions de la plaque,

la figure 12 est une vue en elevation de face d'un element de liaison et de blocage de 1'implant, la figure 13 est une vue de cote de l'élément de la figure 12, et la figure 14 est une vue de dessus de l'élément des figures 12 et 13.

En référence aux dessins, on a represente un implant pour 1'osteosynthese du rachis du type"plaque", dont le principe consiste à ancrer une série de vis pediculaires 10 dans des vertèbres adjacentes et à relier ces vis 10 entre elles de façon rigide à l'aide d'une plaque à orifices.

Les figures 1 à 4, par souci de clarte, montrent la coopération de la plaque avec une seule des vis.

Chaque vis 10 comprend, de façon classique en soi, d'une extrémité vers 1'autre, une partie filetee 11 adaptée pour permettre son ancrage dans la vertèbre, un col 12, une tte 13 à section hexagonale pour permettre le vissage de la vis dans la vertèbre à 1'aide d'une cle, et enfin une partie terminale cylindrique filetée 14, dont le filetage est de diamètre et de pas constants. Eventuellement, le sommet de la partie filetée 14 comporte une empreinte en creux à six pans 15 (voir figure 1) permettant, en variante, le vissage de la vis 10 dans la vertèbre par le dessus à 1'aide d'une clé appropriée.

La plaque d'union, désignée par la référence 20, présente une forme generalement plane et arrondie, avec des extrémités semi- circulaires. Elle est délimitée par une face superieure 23, une face inferieure 27, une face latérale 24, un premier chanfrein 25, à 45°, à la transition entre la face supérieure 23 et la face laterale 24, et un second chanfrein 26, également à 45°, à la transition entre la face inférieure 27 et la face latérale 24.

On observe ici que le chanfrein inférieur 26 est plus large au niveau des flancs de la plaque qu'au niveau de ses extrémités.

La plaque 20 est traversée dans le sens de son épaisseur par une serie d'ouvertures destinees à son assemblage avec les vis pediculaires, ces ouvertures etant orientees dans le sens longitudinal de la plaque. Il est prevu typiquement une ouverture oblongue 22 faible longueur, et une ou plusieurs ouvertures oblongues 21 de plus grande longueur, differents agencements de ces ouvertures étant détaillés dans la suite.

Le système comprend également en association avec chaque vis 10 un element intermédiaire 30 et un écrou 40.

L'element intermediaire 30, qui presente une largeur qui est sensiblement égale à celle de la plaque 20, comporte un corps central 31 en forme générale de disque traverse par une ouverture centrale 37 d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre hors-tout de la tige filetée 14 de la vis 10.

Dans deux régions diamétralement opposées du corps 31 s'étendent vers le bas deux jambes 32,32'qui extérieurement épousent le contour circulaire du corps 31 et qui intérieurement présentent deux faces droites et parallèles 36,36'situees en vis-a-vis, séparées par une distance légèrement supérieure à la distance entre deux pans opposes de la tte hexagonale 13 de la vis 10. Ces faces 36, 36'délimitent une face plane 39 constituée par la face inférieure du corps 31 de 1'element 30.

Ces jambes 32,32'sont, à 1'extremite inférieure de leurs faces extérieures, légèrement arrondies pour éviter qu'elles définissent des artes vives susceptibles d'etre traumatisantes.

Dans ces memes régions diamétralement opposées du corps 31 de l'élément 30 s'étendent vers le haut deux montants 33,33'qui extérieurement épousent le contour circulaire du corps.

Ces montants présentent intérieurement des faces en biseau à 45°, respectivement 35 et 35', qui delimitent entre elles une zone de fond plane 34 constituée par la surface superieure du corps 31.

On observe en particulier sur la figure 12 que des meplats 38 parallèles à la face 34 assurent la transition entre les extremites supérieures des faces 35,35'et les extrémités supérieures des bords extérieurs des montants, ceci afin d'eviter la présence d'une arte très vive traumatisante.

Il est important d'observer ici que la largeur du fond 34 de l'élément est légèrement inférieure à la largeur entre chanfreins de la face inférieure 27 de la plaque 20, à des fins expliquées plus loin.

Enfin l'écrou 40 est du type classique en soi. Il comporte un corps 41 à six pans hexagonaux pour son serrage, surmonte d'une partie bombée 42 separee dudit corps 41 par une fente transversale 43.

Le corps 41 et la partie bombée 42 sont traversées toutes deux par un taraudage axial, une légère déformation plastique de l'écrou par pincement au niveau de la fente 43 permettant de légèrement desaxer les deux parties du taraudage situées de part et d'autre de la fente 43, pour donner à l'écrou un caractère autobloquant.

L'implant tel que décrit ci-dessus se pose de la facon suivante.

Plusieurs vis pédiculaires 10 étant mises en place dans des vertèbres adjacentes, chaque vis commence par recevoir un element 30, positionne de telle sorte que la tte 13 de la vis se trouve encastrée dans le canal defini, au-dessous de 1'element 30, par ses faces 36,36' et 39, et de telle sorte que le sommet de ladite tte 13 soit en appui contre ladite face 39.

Les éléments 30 sont en outre orientes de telle sorte que les axes de leurs canaux supérieurs, définis entre leurs faces 34,35 et 35', soient essentiellement alignes.

Une plaque 20 de géométrie appropriee est alors mise en place de telle sorte que les tiges filetees 14 des vis s'engagent dans des ouvertures traversantes 21 ou 22 de la plaque, et que la base de ladite plaque viennent s'appuyer dans le canal superieur respectif de chaque element, qui forme un berceau.

On observera ici que les faces à 45° 35 et 35'de chaque element 30 assurent lors de cette opération, en coopération avec les parties laterales des chanfreins 26 de la plaque, un auto-centrage de la plaque sur 1'element respectif 30.

Les écrous 40 sont alors visses sur les tiges filetées 14 des vis 10, pour amener la plaque 20 en compression dans son berceau respectif.

Il est à noter ici que, de façon particulierement avantageuse, la largeur de la face inférieure 27 de la plaque étant plus grande que la largeur du fond 34 du berceau, la plaque 20 n'est en contact avec 1'element 30 qu'au niveau des faces à 45°, à savoir les chanfreins 26 et les faces en biseau 35,35', et ceci mme après serrage complet de l'écrou. Ainsi les figures 2 et 4 en particulier montrent qu'il subsiste après blocage un faible interstice, typiquement compris entre 0,5 et 2 mm, entre les faces respectives 27 et 34 de la plaque 20 et de 1'element 30.

Cette caractéristique a pour effet d'assurer une coopération entre la plaque 20 et chaque élément 30 selon des lignes de force obliques, qui induisent une legere déformation elastique des matériaux au niveau des faces en appui et donc des efforts de réaction importants.

Dans ces conditions, le frottement entre les faces en appui est suffisant pour pouvoir assurer un blocage parfaitement stable de 1'ensemble et éviter le recours à des reliefs, crans ou autres destines à éviter les glissements intempestifs.

On notera par ailleurs que, les element 30 se trouvant, après la mise en place de la plaque 20, emprisonnes entre celle-ci et les tetes respectives 13 des vis 10, la technique opératoire est facilitee pour le chirurgien.

On va maintenant decrire certaines autres caracteristiques de l'invention, concernant en particulier la plaque 20.

Ainsi les figures 5,8,9,10 et 11 montrent differents agencements des trous oblongs 21 et 22.

Dans le cas des figures 8 et 9, on trouve un trou court 22 entre deux trous longs 21, dont on peut proposer des versions avec différentes longueurs de trous longs (Ll sur la figure 8, et L2, inférieure à L1, sur la figure 9).

On peut également prévoir que le trou court 22 se trouve à une extremite de la plaque, en association avec un trou long 21 (figures 10 et 11) ou deux trous longs 2 la, 2 lb (figure 5).

Cette disposition permet en particulier, en disposant une plaque avec un trou court 22 au niveau d'une extrémité de la zone à traiter de la colonne vertebrale, d'eviter que le système d'implant déborde de facon indésirable vers la zone saine adjacente.

Dans le cas des figures 10 et 11, on a prévu deux trous longs 21 de différentes longueurs, respectivement L3 et L4.

Dans la pratique, on proposera au chirurgien un jeu de plaques, presentant toutes la meme section transversale, ayant les différents agencements precites, ou d'autres agencements encore.

Une autre observation à propos des plaques est que celles-ci peuvent etre dimensionnées de manière à presenter, entre deux vis pédiculaires, une certaine déformabilité élastique, qui permet d'améliorer la répartition des contraintes au niveau des différentes vertèbres.

Typiquement, lorsque les plaques sont realisees dans un alliage de titane bio-compatible classique, on donne aux branches de la plaque bordant chaque trou 21 ou 22, outre leur forme particulière telle que decrite plus haut, une section transversale preferentiellement comprise entre 6 et 11 mm2, et plus preferentiellement comprise entre 7,5 et 9, 5 mm2.

Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et representees sur les dessins, mais l'homme du metier saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit.