FR2745707A1

FR2745707A1 - SPINAL OSTEOSYNTHESIS DEVICE

Info

Publication number: FR2745707A1
Application number: FR9602994A
Authority: FR
Inventors: Gilles Colnet
Original assignee: NEUROFIX
Current assignee: NEUROFIX
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1997-09-12
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: EP0884979A1; FR2745707B1; WO1997032533A1; AU1199297A

Abstract

A spinal osteosynthesis device including a rigid shaft (1) for interconnecting vertebral anchoring systems (10) adjacent to the spine, said shaft having at least one portion with a constantly and continuously varying diameter, whereby it has a flexibility gradient.

Description

DISPOSITIF POUR OSTEOSYNTHESE RACHIDIENNE.DEVICE FOR SPINAL OSTEOSYNTHESIS.

L'invention concerne un dispositif pour ostéosynthèse rachidienne. The invention relates to a device for spinal osteosynthesis.

De nombreuses pathologies du rachis nécessitent la mise en place d'implants, destinés soit à corriger des déformations, soit à stabiliser le rachis. Many spinal pathologies require the placement of implants, intended either to correct deformities or to stabilize the spine.

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. In known manner, more or less rigid rods, generally cylindrical, 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.

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. Experience shows that the longer the osteosynthesis, that is to say the greater the number of vertebrae united, the more the stresses at the ends of the assembly increase, leading on the one hand to a risk of degeneration of the intervertebral discs immediately adjacent to the last synthesized vertebrae, and secondly, at risk of rupture or tearing of the material concerned.

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. In order to overcome these drawbacks, it has been proposed to increase the size of the implants. However, such an increase in the components of the osteosynthesis devices can induce problems linked to the size or the rigidity of these components.

Par ailleurs, on a également proposé de diminuer la taille des tiges pour limiter les contraintes. Ce type de montage ne pennettant 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. Furthermore, it has also been proposed to reduce the size of the rods to limit the stresses. This type of assembly does not allow sufficiently solid fixing of certain intermediate levels, means that two rods of small diameter must be put in place in order to increase the stability of the assembly.

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 docurnent 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. In other cases, it has been proposed to use flexible systems, typically consisting of ligamentoplasty, of the type described in the document EP-A-0 478 470. However, if by the use of such systems, the problems of disc degeneration linked to excessive stresses exerted at the ends of the assembly are significantly reduced, these ligamentoplasties make it possible to treat only a reduced part of the pathologies of the spine, not requiring strict immobilization of the vertebrae concerned.

Certains montages utilisant des plaques plus ou moins rigides associées à des ligaments au niveau de leurs extrémités ont également été exploités. es associations de systèmes sont coûteuses et s'avèrent d'une utilisation peu pratique, nécessitant la disponibilité de plusieurs types de matériels. Some arrangements using more or less rigid plates associated with ligaments at their ends have also been exploited. he system combinations are expensive and prove to be impractical to use, requiring the availability of several types of equipment.

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. In order to overcome these drawbacks, 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.

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. The principle of varying the diameter of the rod is known. For example, in document EP-A-0 612 507 and US-A-5 217 461, 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.

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. As already specified, the variation of the 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.

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. Furthermore, 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.

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. The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the following exemplary embodiments given by way of indication and without limitation in support of the appended figures.

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. 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.

La figure 3 est une représentation schématique vue du dessus d'une autre forme de réalisation de l'invention. Figure 3 is a schematic representation seen from above of another embodiment of the invention.

La figure 4 est une représentation schématique en perspective d'une autre forme de réalisation de l'invention. Figure 4 is a schematic perspective representation of another embodiment of the invention.

La figure 5 est une représentation schématique du rachis lombaire, muni de deux tiges selon la première forme de réalisation de l'invention. Figure 5 is a schematic representation of the lumbar spine, provided with two rods according to the first embodiment of the invention.

La figure 6 est une représentation du rachis lombo-sacré mettant en oeuvre des tiges conformes à la figure 3. FIG. 6 is a representation of the lumbosacral spine using rods in accordance with FIG. 3.

La figure 7 est une représentation schématique en perspective d'une variante de la tige de la figure 1. FIG. 7 is a schematic perspective representation of a variant of the rod of FIG. 1.

La figure 8 est une représentation schématique vue du dessus d'une variante de la tige de la figure 4. FIG. 8 is a schematic representation seen from above of a variant of the rod of FIG. 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 D le plus important. There is shown in Figures 1 and 2 a first embodiment of the rod according to the invention. 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 D.

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. As can be observed, the ends (4) and (5) of the rod (1) have a diameter d less than D. For example, in the context of a three-level assembly, comprising a rod of length 80 mm, d = 3.5 mm and 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. As can be observed, the variation in diameter from the junction zone (6) towards the ends (4) and (5) is constant, continuous and linear.

En d'autres termes, les génératrices des parties (2) et (3) sont constituées par des droites.In other words, the generatrices of parts (2) and (3) are formed by straight lines.

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. In this way, any brutal variation of said diameter is avoided, and starting from zones of weaker resistance likely to present risks of rupture.

On a représenté sur la figure 2 une vue en perspective illustrant ces différentes caractéristiques. FIG. 2 shows a perspective view illustrating these different characteristics.

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. 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.

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). In the example described, the rod of FIGS. 1 and 2 further 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).

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. In this way, due to the reduction in the diameter of the rod thus formed in the direction of the ends, it results in the areas of vertebral anchor points (10) of the ends of the assembly at a local increase in flexibility, and therefore a decrease in rigidity. This makes it possible to reduce the stresses exerted at the level of the most proximal and the most distal pedicle screws, as well as at the level of the discs adjacent to the last synthesized vertebrae, while obtaining good local stabilization of the spine.

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'ostéosynthèse. Furthermore, due to the absence of discontinuity at the level of variations in diameter, the occurrence of any breaking point is eliminated and, consequently, the stability over time of such an osteosynthesis device is increased.

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 D. 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. Is shown in connection with Figures 3, 4 and 6, another embodiment of the invention in which the rod, while having a symmetry of revolution, is either only frustoconical and consisting 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 D. One of the ends (7) corresponding to the base of the truncated cone has a diameter D greater than the other end (8) of diameter d. For example, in the context of a lumbosacral arthrodesis L4-S1 assembly, the rod has a length of 80 mm, with D = 5 mm and 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. 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.

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. In fact, 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.

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. There is shown in connection with Figures 7 and 8 a variant of the invention, in which, 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. Furthermore, the virtual diameter of the rod also has a constant variation.

ll 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. It emerges from the present invention a number of advantages among which we can cite, in addition to a better adaptation of the spinal osteosynthesis device to the biomechanics of the spine, also better resistance over time of the materials used, as well as '' a decrease, even an absence of degeneration of the intervertebral discs and their corollaries, the pain it causes.

Claims

1 / Device for spinal osteosynthesis comprising a rigid rod (1), intended to connect vertebral anchoring systems (10) set up at the level of the spine, characterized in that the rod has at least one portion whose diameter varies from constantly and continuously, so as to present a flexibility gradient.

2 / Device for spinal osteosynthesis according to claim 1, characterized in that the portions of the rod (1) whose diameter varies constantly and continuously represent the largest part of the length of the rod.

3 / Device for spinal osteosynthesis according to one of claims 1 and 2, characterized in that the rod (1) is of frustoconical shape.

4 / Device for spinal osteosynthesis according to one of claims I and 2, characterized in that the rod is of bitronconic shape, said rod comprising two portions (2) and (3) connected at their base (6) more large diameter.

5 / Device for spinal osteosynthesis according to one of claims 1 and 2, characterized in that the rod (1) has three portions, respectively two frustoconical portions connected together by means of a cylindrical portion (11), the frustoconical portions being connected to the cylindrical portion (11) at their larger diameter base (12, 13).

6 / Device for spinal osteosynthesis according to one of claims 1 and 2, characterized in that the rod (1) comprises two portions, respectively a frustoconical portion and a cylindrical portion, said portions being connected at the base of the largest diameter of the frustoconical portion.

7 / Device for spinal osteosynthesis according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rod (1) has over its entire length, at least one flat (15), intended to optimize the locking of said rod at the vertebral anchoring systems.