FR2895234A1

FR2895234A1 - Prothese de disque pour vertebres cervicales

Info

Publication number: FR2895234A1
Application number: FR0554091A
Authority: FR
Inventors: Karl P Belliard; Couedic Regis Le; Paolo Mangione; Jacques Senegas
Original assignee: Zimmer Spine SAS
Current assignee: Zimmer Spine SAS
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-06-29
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: FR2895234B1; WO2007074265A3; US20090222094A1; US8163025B2; WO2007074265A2

Abstract

L'invention concerne une prothèse de disque pour vertèbres cervicales comprenant deux ensembles (12, 14) constitués chacun par un plateau prothétique (16, 20) et par un insert (18, 22), caractérisée en ce que :- lesdits plateaux et lesdits inserts sont réalisés en des différents matériaux qui sont biocompatibles et transparents à l'imagerie médicale ;- le plateau (20) du deuxième ensemble comporte un orifice (42) débouchant dans ses deux faces ;- ledit deuxième insert (22) comporte une partie de fixation (44) emmanchée à force dans l'orifice (42) du deuxième plateau et une partie (46) formant une calotte sphérique convexe dont les dimensions extérieures sont supérieures à celles de l'orifice pour constituer un épaulement (50) d'appui ; eten ce qu'elle comporte en outre des ailerons d'ancrage (24) réalisés en matériau biocompatible et non transparent à l'imagerie médicale, chaque aileron comportant des extensions de fixation (56, 58) aptes à pénétrer en force dans des trous de fixation (64, 66, 68, 70) ménagés dans les plateaux.

Description

La présente invention a pour objet une prothèse de disque cervical. Les

prothèses de disque cervical sont des implants destinés à se substituer au disque intervertébral naturel qui est interposé entre les vertèbres cervicales. De façon connue, ces prothèses comportent un ensemble supérieur et un ensemble inférieur qui définissent globalement un système rotulant constitué par au moins deux plateaux destinés à être ancrés dans les plateaux vertébraux des deux vertèbres adjacentes. Ces plateaux définissent eux-mêmes ou par l'intermédiaire d'inserts un dôme, c'est-à-dire une calotte sphérique convexe et une cupule, c'est-à-dire une calotte sphérique concave. La coopération de ces deux calottes sphériques constitue le système rotulant qui conserve une mobilité relative des vertèbres sensiblement égale à celle que procure le disque intervertébral naturel. Le plus souvent, ces prothèses sont réalisées en alliage chrome-cobalt. Ce matériau est parfaitement biocompatible. Cependant, ce matériau présente l'inconvénient de ne pas être transparent vis-à-vis de l'imagerie médicale par exemple de l'IRM ou du scanner. La présence dans le corps d'un patient d'une prothèse en chrome-cobalt perturbe l'image que l'on peut obtenir à l'aide de ces techniques. Pour remédier à cet inconvénient, il est connu d'utiliser un autre matériau, le PEEK (PolyEtherEtherCetone), qui présente de très bonnes propriétés de biocompatibilité et qui est transparent vis-à-vis de l'imagerie médicale. Cependant, ce matériau présente des propriétés mécaniques et des possibilités d'usinage qui sont très différentes de celles du chrome-cobalt. Un objet de la présente invention est de fournir une prothèse de disque cervical qui soit réalisée essentiellement en un matériau parfaitement transparent à l'imagerie médicale, tout en présentant les caractéristiques mécaniques compatibles avec le type de prothèse considéré. Pour atteindre ce but, selon l'invention, la prothèse de disque pour vertèbre cervicale comprend un premier et un deuxième ensemble constitués chacun par un plateau prothétique ayant une face d'ancrage dans une vertèbre et une face active et un insert. Elle se caractérise en ce que . - lesdits plateaux prothétiques et lesdits inserts sont réalisés respectivement avec un premier et un deuxième matériau qui peut être distinct du premier qui sont biocompatibles et sensiblement transparents à l'imagerie médicale ; - le plateau du premier ensemble comporte une cavité non débouchante dans sa face d'ancrage pour recevoir ledit premier insert qui définit une calotte sphérique concave ; - le plateau du deuxième ensemble comporte un orifice débouchant dans ses deux faces ; - ledit deuxième insert comporte une partie de fixation emmanchée à force dans l'orifice du deuxième plateau prothétique et une partie formant une calotte sphérique convexe dont les dimensions extérieures sont supérieures à celles de l'orifice pour constituer un épaulement en appui sur la face active du deuxième plateau prothétique, et en ce qu'elle comporte en outre des ailerons d'ancrage, lesdits ailerons d'ancrage étant réalisés en matériau biocompatible et non transparent à l'imagerie médicale, chaque aileron comportant des extensions de fixation aptes à pénétrer en force dans des trous de fixation ménagés dans les plateaux, les trous de fixation du premier plateau étant, en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe du premier insert, extérieurs au contour de la cavité ménagée dans le premier plateau, et les trous de fixation du deuxième plateau étant, en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe du deuxième insert, extérieurs à la projection de la périphérie de la partie du deuxième insert formant une calotte sphérique convexe. On comprend tout d'abord que grâce au fait que les deux plateaux prothétiques et les deux inserts sont réalisés à l'aide de matériaux transparents à l'imagerie médicale, alors que les ailerons d'ancrage de petite dimension sont réalisés en un matériau non transparent à l'imagerie médicale, on obtient une prothèse qui globalement est compatible avec l'imagerie médicale tout en permettant la détection du positionnement exact de la prothèse grâce au matériau dont sont constitués les ailerons d'ancrage.

On comprend également que la liaison entre le deuxième plateau et le deuxième insert assure une reprise d'effort maximale et que la position particulière des trous de fixation des ailerons d'ancrage permet de ne pas fragiliser les plateaux prothétiques.

Un autre avantage de l'invention est que chaque ensemble étant réalisé en deux pièces, on peut adapter des techniques différentes d'usinage pour ces deux pièces en les adaptant aux fonctions remplies. De préférence les plateaux prothétiques sont réalisés en PEEK. De préférence également les inserts sont réalisés en céramique.

De préférence encore les ailerons d'ancrage sont réalisés en titane. Selon un mode préféré de mise en oeuvre, chaque plateau prothétique présente un plan de symétrie contenant l'axe de l'insert qui lui correspond et la face d'ancrage de chaque plateau prothétique comprend des reliefs d'ancrage, lesdits reliefs étant disposés de part et d'autre du plateau du plan de symétrie en laissant sur la face d'ancrage une zone centrale dépourvue de relief. Par cette disposition on évite de réduire, par la réalisation des reliefs, l'épaisseur des portions centrales des plateaux prothétiques qui comportent la cavité ou l'orifice servant au montage des inserts. Selon un mode également préféré, la face du premier insert opposée à la face formant la calotte sphérique concave a une forme généralement bombée de telle manière que l'épaisseur du premier insert selon la direction de son axe soit sensiblement constante.

On comprend que grâce à la forme bombée du premier insert, on assure également le fait que le plateau prothétique ait lui-même une épaisseur sensiblement constante selon la direction de l'axe de l'insert et donc du plateau prothétique correspondant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 est une vue de côté de la prothèse de disque ; - la figure 2 est une vue postérieure de l'ensemble de la prothèse - la figure 3 est une vue antérieure de l'ensemble de la prothèse ; - la figure 4 est une vue en coupe verticale selon la ligne IV-IV de la figure 3 ; - les figures 5A, 5B et 5C sont respectivement des vues de dessus postérieures et de dessous du premier plateau prothétique ; - les figures 6A, 6B et 6C sont des vues respectivement de dessous antérieures et de dessus du deuxième ensemble formant la prothèse ; et - la figure 7 est une vue de côté d'un aileron d'ancrage. En se référant tout d'abord à la figure 4, on va décrire les éléments constitutifs principaux de la prothèse de disque cervical. Cette prothèse est constituée par un ensemble supérieur 12 et par un ensemble inférieur 14. L'ensemble supérieur 12 est lui-même constitué par un plateau prothétique supérieur 16 et un insert supérieur 18, alors que l'ensemble inférieur 14 est constitué par un plateau prothétique 20 et un insert 22. La prothèse comporte également pour chaque ensemble respectivement supérieur 12 et inférieur 14 des ailerons d'ancrage 24. Le plateau supérieur 16 de l'ensemble supérieur 12 présente une face supérieure d'ancrage 16a et une face inférieure active 16b. Dans la face inférieure 16b du plateau 16, est ménagée une cavité 26 qui comporte une portion sensiblement cylindrique 28 et un fond bombé 30. Le fond bombé 30 de cette cavité correspond à des parties inclinées 32 et 34 latérales de la face d'ancrage 16a de telle manière que l'épaisseur restante du plateau prothétique dans cette zone soit sensiblement constante. L'insert supérieur 18 présente une face d'encastrement 36 dont la forme correspond exactement à la face interne de la cavité 26. L'insert 18 comporte une face active 38 dont la partie centrale définit une calotte sphérique concave 40. Le plateau prothétique supérieur 16 et l'insert 18 présentent un plan de symétrie commun. Le plateau prothétique inférieur 20 présente dans sa partie centrale un orifice sensiblement cylindrique 42 qui débouche dans sa face supérieure active 20a et dans sa face inférieure d'ancrage 2011 L'insert inférieur 22 comporte une première partie d'emmanchement 44 sensiblement cylindrique dont la forme correspond exactement à celle de l'orifice 42 ménagé dans le plateau prothétique inférieur 20. Elle comprend également une portion active 46 qui définît une calotte sphérique convexe 48 apte à coopérer avec la calotte sphérique concave 40 de l'insert 18. Comme le montre la figure 4, la partie supérieure 48 de l'insert 22 a un diamètre externe supérieur à celui de la partie d'emmanchement 44 de façon à définir un épaulement 50 qui repose sur la face supérieure 20a du plateau prothétique 20. Dans le mode de réalisation préféré, les inserts 18 et 22 sont réalisés en céramique alors que les plateaux prothétiques 16 et 20 sont 10 réalisés en PEEK. Sur la figure 7, on a représenté en vue de côté un mode préféré de réalisation d'un aileron d'ancrage 44. Celui-ci a la forme générale d'un triangle rectangle 52 dont le grand côté de l'angle droit 54 est muni à ses sommets de deux projections de fixation 56 et 58. 15 L'hypoténuse 60 du triangle constitue la partie proprement d'ancrage de l'aileron et présente de préférence une arête 62. Bien entendu, l'aileron pourrait avoir une partie active 52 différente. Pour fixer les ailerons d'ancrage 24 respectivement dans le plateau prothétique supérieur 16 et dans le plateau prothétique 20 inférieur 20, des paires de trous 64 et 66 sont réalisées dans le plateau prothétique supérieur et ils traversent ceux-ci de part en part. Pour le plateau prothétique inférieur 20, on retrouve les paires de trous de fixation 68 et 70. Comme le montre bien la figure 5C, les trous de fixation 64 et 66 du plateau prothétique supérieur sont disposés à l'extérieur de la 25 périphérie de l'insert supérieur 18. De la même manière, les trous de fixation du plateau prothétique inférieur 20 sont disposés à l'extérieur de la périphérie de la partie 48 de l'insert 22 constituant la calotte sphérique convexe. Les projections de fixation 56 et 58 des ailerons d'ancrage 24 30 sont emmanchées à force dans les paires de trous de fixation 64, 66, 68 et 70. On comprend que compte tenu de la position des trous de fixation 64, 66, 68 et 70, on évite de fragiliser le plateau prothétique dans la zone où celui-ci présente une épaisseur réduite du moins pour ce qui 35 concerne le plateau prothétique supérieur 16.

Comme le montrent les figures 5A et 6A, les faces d'ancrage des plateaux prothétiques sont également munies de deux zones de relief constituées dans ce cas particulier par des stries dont la direction est parallèle à la largeur des plateaux. Pour le plateau prothétique supérieur 16, on trouve les zones de stries 71 et 72 et pour le plateau prothétique inférieur 20, on trouve les zones de stries 74 et 76. Les zones de stries 71, 72 du plateau prothétique supérieur 16 sont disposées de part et d'autre de la zone de contrôle occupée par la cavité 26. Dans l'exemple particulier décrit, elles sont disposées dans les portions inclinées 32 et 34 de la face d'ancrage en laissant une zone centrale 78 dépourvue de relief de manière à ne pas réduire l'épaisseur restante du plateau prothétique dans la zone de la cavité 26. De la même manière, les zones de relief 74 et 76 du plateau prothétique inférieur sont disposées de part et d'autre de l'orifice 44 ménagées dans le plateau prothétique pour la fixation de l'insert 22 laissant ainsi libre une zone centrale 80 dépourvue de strie. La finalité de la position des zones de stries 74 et 76 du plateau prothétique inférieur 20 sont les mêmes que pour les zones de stries 71 et 72 du plateau prothétique supérieur 16. On voit également sur les figures 2 et 3 que la partie de la face active 16b s'étendant autour de la cavité 26 contenant l'insert 18 présente une forme de tronc de cône 82, le sommet S du tronc de cône 82 serait disposé à l'extérieur de l'ensemble supérieur 12. Grâce à cette disposition, l'amplitude du mouvement rotulant entre l'ensemble supérieur 12 et l'ensemble inférieur 14 est ainsi augmentée.

Il faut également préciser que les ailerons d'ancrage 24 ont pour finalité de permettre un pré-ancrage des plateaux prothétiques dans les plateaux vertébraux. Les zones de stries 71, 72, 74 et 76 complètent ultérieurement cet ancrage par la croissance du tissu osseux à l'intérieur des stries.

Claims

REVENDICATIONS

1. Prothèse de disque pour vertèbres cervicales comprenant un premier (12) et un deuxième (14) ensemble constitués chacun d'une part par un plateau prothétique (16, 20) ayant une face d'ancrage dans une vertèbre et une face active et d'autre part un insert (18, 22), caractérisée en ce que: -lesdits plateaux prothétiques et lesdits inserts sont réalisés respectivement avec un premier et un deuxième matériau qui sont biocompatibles et sensiblement transparents à l'imagerie médicale ; - le plateau (16) du premier ensemble comporte une cavité (26) non débouchante dans sa face d'ancrage pour recevoir ledit premier insert qui définit une calotte sphérique concave ; - le plateau (20) du deuxième ensemble comporte un orifice (42) débouchant dans ses deux faces ; - ledit deuxième insert (22) comporte une partie de fixation (44) emmanchée à force dans l'orifice (42) du deuxième plateau prothétique et une partie (46) formant une calotte sphérique convexe dont les dimensions extérieures sont supérieures à celles de l'orifice pour constituer un épaulement (50) en appui sur la face active (20a) du deuxième plateau prothétique ; et en ce qu'elle comporte en outre des ailerons d'ancrage (24), lesdits ailerons d'ancrage étant réalisés en matériau biocompatible et non transparent à l'imagerie médicale, chaque aileron comportant des extensions de fixation (56, 58) aptes à pénétrer en force dans des trous de fixation (64, 66, 68, 70) ménagés dans les plateaux, les trous de fixation du premier plateau étant en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe du premier insert, extérieurs au contour de la cavité ménagée dans le premier plateau, et les trous de fixation du deuxième plateau étant, en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe du deuxième insert, extérieurs à la projection de la périphérie de la partie du deuxième insert formant une calotte sphérique convexe.

2. Prothèse selon la revendication 1 caractérisée en ce que les plateaux prothétiques (16, 20) sont en PEEK.

3. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les inserts (18, 22) sont en céramique.

4. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les ailerons d'ancrage (24) sont en titane.

5. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque plateau prothétique (16, 20) présente un plan de symétrie contenant l'axe de l'insert (18, 22) qui lui correspond et en ce que la face d'ancrage de chaque plateau prothétique comprend des reliefs d'ancrage (70, 72, 74, 76), lesdits reliefs étant disposés de part et d'autre du plan de symétrie en laissant sur la face d'ancrage une zone centrale (80) dépourvue de reliefs

6. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la face active du premier plateau (16) qui entoure le premier insert (20) a une forme tronconique (16b).

7. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la face (30) du premier insert (18) opposée à la face formant la calotte sphérique concave a une forme généralement bombée de telle manière que l'épaisseur du premier insert selon la direction de son axe soit sensiblement constante.

8. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce ledit premier insert (18) est emmanché dans la cavité (28) du premier plateau prothétique (16).

9. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque aileron d'ancrage (24) à la forme générale d'un triangle et comprend deux extensions (56, 58) disposées à deux sommets du triangle et s'étendant perpendiculairement au côté du triangle qui est limité par lesdits deux sommets.

10. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que, lorsqu'elle est disposée entre deux vertèbres, le premier ensemble (12) forme un ensemble supérieur et le deuxième ensemble (14) forme un ensemble inférieur.