FR3010892A1

FR3010892A1 - Ensemble comprenant une piece implantable destinee a etre fixee a un ou plusieurs os ou a des parties d'os a reunir, et au moins une vis de fixation de cette piece implantable a cet ou ces os

Info

Publication number: FR3010892A1
Application number: FR1359197A
Authority: FR
Inventors: Lionel Erhard; Kholti Kamil El; Nicolas Gilbert; Pascal Rostoucher; Frederic Breden; Vincent Locquet; Michel Ninou; Marc Pozzetto; Audrey Chaudot; Jerome Vogels
Original assignee: Groupe Lepine SAS
Current assignee: Groupe Lepine SAS
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2015-03-27
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: FR3010892B1

Abstract

Selon l'invention, -la paroi de la pièce implantable (1) délimitant le trou (2) de réception de la vis présente un nombre n, au moins égal à deux, de rainures (5) de forme globalement hélicoïdale, ayant une profondeur allant en se réduisant au fur et à mesure de la progression de la rainure (5) en direction de la face distale de la pièce ; chaque rainure (5) s'étend angulairement sur une distance supérieure à 360 divisé par n, de sorte que les rainures (5) se chevauchent, avec la portion (5a) de fin d'une rainure considérée s'étendant en dessous de la portion (5b) de début de la rainure (5) consécutive ; ces deux rainures (5) forment conjointement une arête vive (6) séparant ladite portion de fin (5a) et ladite portion de début (5b) et forment également conjointement, du côté de ladite face distale (1b), un éperon (7) faisant saillie radialement vers l'intérieur du trou (2) ; - la tête de la vis présente n lobes individualisés par l'aménagement entre eux de n portions évidées s'étendant radialement vers l'intérieur de la tête de vis.

Description

La présente invention concerne un ensemble comprenant une pièce implantable destinée à être fixée à un ou plusieurs os ou à des parties d'os à réunir, et au moins une vis de fixation de cette pièce implantable à cet ou ces os. Cette pièce implantable peut notamment être une plaque, une partie de fixation d'une prothèse d'articulation, ou toute autre pièce d'un matériel d'arthrodèse ou d'ostéosynthèse. Il est bien connu d'utiliser des vis pour fixer des pièces implantables à un os ou à des parties d'os à réunir. Fréquemment, une telle pièce implantable comprend de simples trous fraisés de réception des vis de fixation. De tels trous ne permettent pas de s'opposer au risque de dévissage plus ou moins prononcé des vis dans les premiers temps de l'implantation, sous l'effet des efforts répétés que la pièce et les vis peuvent être amenées à subir. De plus, ces trous ne permettent que de faibles possibilités d'orientation des vis par rapport à la pièce, alors que de telles possibilités d'orientation sont souhaitables pour permettre d'insérer les vis au mieux en fonction de la configuration du site d'implantation et/ou de la qualité de l'os traité. Il a été conçu de donner aux trous d'une telle pièce une forme sphérique et aux têtes des vis une forme sphérique correspondante. Ces dispositions permettent d'augmenter la possibilité d'orienter les vis mais ne résout pas le 20 problème du risque de dévissage. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient essentiel. Par ailleurs, les matériels existants présentent un risque d'adhérence, ou "soudure à froid", des vis aux pièces implantables au cours d'une période de temps prolongée, plusieurs mois ou années. Cette adhérence cause un problème 25 notable de dévissage lorsqu'il s'agit de retirer la pièce implantée. La présente invention vise également à remédier à cet inconvénient. Son objectif principal est donc de fournir un ensemble tel que précité, permettant non seulement une bonne possibilité d'orientation d'une vis par rapport à un trou correspondant, mais également un parfait coincement de la vis dans le 30 trou en fin de vissage. Un autre objectif de l'invention est d'obtenir ce résultat à un coût de fabrication acceptable. Un autre objectif encore de l'invention est d'éliminer le risque d'adhérence des vis aux pièces implantables au cours d'une période de temps prolongée. 35 Dans l'ensemble concerné, de manière connue en soi : - ladite pièce implantable comprend au moins un trou de réception de la vis de fixation, débouchant dans une première face de la pièce, dite "proximale", éloignée de la surface de l'os après implantation et débouchant dans une deuxième face de la pièce, opposée à ladite face proximale et dite "distale", se trouvant contre la surface de l'os après implantation ; le trou présente, au niveau de la face distale, un diamètre dit "nominal" ; et - la vis comprend une tête destinée à être engagée dans ce trou. Selon l'invention, - la paroi de la pièce implantable délimitant le trou présente un nombre n, au moins égal à deux, de rainures de forme globalement hélicoïdale, régulièrement réparties sur la circonférence du trou, et progressant dans la même direction depuis ladite face proximale vers ladite face distale ; chaque rainure présente une entrée aménagée dans la paroi de la pièce, au-delà du diamètre nominal du trou, et a une profondeur allant en se réduisant au fur et à mesure de la progression de la rainure en direction de ladite face distale ; chaque rainure est délimitée, dans la direction radiale, par un fond de forme courbe, les surfaces des fonds des différentes rainures étant, en un point donné de la hauteur axiale du trou, inscrites dans une même sphère ; chaque rainure s'étend angulairement sur une distance supérieure à 360 divisé par n, de sorte que les rainures se chevauchent, avec la portion de fin d'une rainure considérée s'étendant en dessous de la portion de début de la rainure consécutive ; ces deux rainures forment conjointement, entre elles, une arête vive séparant ladite portion de fin et ladite portion de début et forment également conjointement, du côté de ladite face distale, un éperon faisant saillie radialement vers l'intérieur du trou ; - la tête de la vis présente n lobes délimités, sur le côté radialement externe, par des faces terminales en portion de sphère, les n faces terminales étant inscrites dans une même sphère ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre de la sphère dans laquelle sont inscrites les surfaces des fonds des différentes rainures ; les n lobes sont individualisés par l'aménagement entre eux de n portions évidées s'étendant radialement vers l'intérieur de la tête de vis. Ledit ensemble est tel que les différents lobes de la tête de vis s'engagent simultanément, à l'approche de la fin de vissage de la vis, dans les entrées des différentes rainures et progressent dans ces dernières au fur et à mesure de la poursuite du vissage de la vis ; le fait que les faces terminales des lobes soient inscrites dans une sphère de diamètre légèrement inférieur au diamètre de la sphère dans laquelle sont inscrites les surfaces des fonds des différentes rainures permet que la tête de la vis, et donc l'ensemble de la vis, puisse basculer dans le trou, ce qui procure une possibilité d'orientation de la vis dans le trou ; lorsque la vis est insérée dans le trou selon l'axe du trou, lesdits lobes viennent rencontrer lesdits éperons, ce qui bloque la progression axiale de la vis ; cette dernière est alors pivotée sur une fraction de tour, toujours dans le sens du vissage, de manière à réaliser un engagement forcé desdits lobes sur lesdites arêtes vives, ces dernières s'imprimant dans le matériau constituant ces lobes ; cet engagement forcé réalise un parfait blocage de la vis dans le trou, permettant de prévenir efficacement le risque de dévissage de la vis ; lorsque la vis est basculée dans le trou, ledit engagement forcé se produit de lui-même au cours de la fin du vissage, avant lesdits lobes viennent rencontrer lesdits éperons, compte tenu de l'inclinaison de la vis. L'invention permet ainsi de parfaitement atteindre l'objectif d'obtenir à la fois une possibilité de débattement de la vis dans le trou et un parfait blocage de la vis dans ce trou en fin de vissage. Le trou de la pièce selon l'invention peut notamment être réalisé en aménageant un pré-trou dans ladite pièce selon le diamètre nominal précité puis en aménageant chacune desdites rainures au moyen d'une fraise boule, dont la courbure permet d'aménager lesdits fonds courbes des rainures. La pièce implantable comprenant ce trou peut ainsi être obtenue de manière relativement simple, rapide et peu onéreuse. La tête de la vis, quant à elle, peut être obtenue par des usinages également relativement simples, rapides et peu onéreux à mettre en oeuvre.

Le nombre n est choisi en fonction du diamètre du trou. Pour un trou dont le diamètre va de 3 à 5 mm environ, ce nombre est égal à trois. De préférence, chaque rainure s'étend angulairement sur une distance de 360 degrés divisé par n + 20 à 30% de 360 degrés divisé par n, et, de façon encore préférée, s'étend angulairement sur une distance de 360 degrés divisé par 30 n + 25% de 360 degrés divisé par n. Ainsi, dans le cas d'un trou à trois rainures, chaque rainure s'étend angulairement sur 120 degrés + 25% de 120 degrés, soit 150 degrés au total. De préférence, le matériau constituant la vis est moins dur que le matériau constituant la pièce implantable, de façon à favoriser l'insertion desdits lobes sur 35 lesdites arêtes vives. Cette différence de matériau permet également de prévenir efficacement le risque d'adhérence d'une vis à la pièce implantable à l'issue d'une période de temps d'implantation prolongée. Le matériau constituant la vis peut notamment être un alliage de titane, en particulier l'alliage de titane, aluminium et vanadium connu sous la dénomination 5 TA6V. Le matériau constituant la pièce implantable peut notamment être l'alliage de chrome, de cobalt et de molybdène. De préférence, chaque lobe présente un flanc antérieur, considéré dans le sens du vissage, qui est biseauté de manière à former une transition douce entre 10 la paroi délimitant le fond de la portion évidée qui lui est antérieure dans le sens du vissage et ladite face terminale de ce lobe. Cette transition douce permet de favoriser l'engagement du lobe sur l'arête vive correspondante lors dudit engagement forcé. De préférence, 15 - chaque lobe présente un flanc postérieur, considéré dans le sens du vissage, qui est abrupt de manière à former une arête vive avec ladite face terminale de ce lobe, et - la profondeur de chaque rainure est telle que cette arête vive soit apte à mordre dans la paroi formant le fond de la rainure lorsque la vis est en état de 20 blocage dans le trou. Ces arêtes vives des lobes permettent ainsi de constituer des moyens anti-desserrage s'opposant, de manière supplémentaire, au risque de desserrage de la vis. L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de 25 celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de l'ensemble pièce implantable-vis qu'elle concerne. La figure 1 est une vue partielle d'une plaque corticale conforme à l'invention, à l'aplomb d'un trou que comprend cette plaque ; 30 la figure 2 est une vue similaire de la plaque, en perspective ; la figure 3 est une vue partielle de la plaque de côté, en coupe passant par l'axe du trou et à échelle agrandie ; la figure 4 est une vue en perspective d'une vis conforme à l'invention ; la figure 5 est une vue de cette vis par son extrémité proximale, à échelle 35 agrandie ; la figure 6 est une vue de cette vis de côté, en coupe passant par l'axe de la vis ; la figure 7 est une vue de la plaque similaire à la figure 1, après engagement d'une vis dans le trou de la plaque, en position de non blocage de cette vis dans ce trou ; la figure 8 est une vue de la plaque et de la vis de côté, en coupe passant par l'axe de la vis, dans cette même position de non blocage ; la figure 9 est une vue de la plaque similaire à la figure 7, en position de blocage de la vis dans le trou ; les figures 10A à 10D sont des vues de côté de la vis dans le trou, en coupe passant par l'axe de la vis, dans respectivement quatre positions angulaires successives de la vis au cours d'un engagement forcé de cette vis, conduisant au blocage de la vis ; la figure 11 est une vue de la plaque et de la vis de côté, en coupe passant par l'axe de la vis, la vis étant inclinée par rapport à l'axe du trou et étant dans une position de non blocage dans ce trou ; et la figure 12 est une vue similaire à la figure 11, dans la position de blocage de la vis dans le trou. Les figures 1 et 2 représentent une portion d'extrémité d'une plaque 1 destinée à être fixée à un ou plusieurs os ou à des parties d'os à réunir, comprenant un ou plusieurs trous 2 de réception de vis 3 telles que représentées sur la figure 4, ces vis 3 permettant la fixation de la plaque 1 à l'os ou aux parties d'os. Le matériau constituant la plaque 1 est l'alliage de chrome et de cobalt.

Le trou 2 débouche dans une face la de la plaque 1, dite "proximale", éloignée de la surface de l'os après implantation, et débouche dans une deuxième face lb de cette plaque, opposée à la face proximale la et dite "distale", se trouvant contre la surface de l'os après implantation. Le trou 2 présente, au niveau de la face distale 1 b, un diamètre dit "nominal".

En référence plus particulièrement aux figures 2 et 3, il apparaît que la paroi de la plaque 1 délimitant le trou 2 présente trois rainures 5 de forme globalement hélicoïdale, régulièrement réparties sur la circonférence du trou 2, et progressant dans la même direction depuis ladite face proximale la vers ladite face distale lb. Chaque rainure 5 présente une entrée aménagée dans la paroi de la plaque 1, au-delà du diamètre nominal du trou 2, et a une profondeur allant en se réduisant progressivement depuis cette entrée vers l'extrémité opposée de la rainure, au fur et à mesure de la progression de la rainure en direction de la face distale 1 b. Chaque rainure 5 est délimitée, dans la direction radiale, par un fond de forme courbe ; les surfaces des fonds des différentes rainures sont, en un point donné de la hauteur axiale du trou 2, inscrites dans une même sphère. En outre, chaque rainure 5 s'étend angulairement sur une distance de 1500, de sorte que, comme cela est visible sur la figure 2, les rainures 5 se chevauchent, avec la portion de fin 5a d'une rainure 5 considérée s'étendant en dessous de la portion de début 5b de la rainure 5 consécutive. Deux rainures 5 consécutives forment ainsi conjointement une arête vive 6 séparant ladite portion de fin 5a et ladite portion de début 5b et forment également conjointement, du côté de ladite face distale lb, un éperon 7 faisant saillie radialement vers l'intérieur du trou 2. En référence aux figures 4 à 8, il apparaît que la vis 3 comprend une tête 3a destinée à être engagée dans le trou 2. Cette tête 3a présente trois lobes 8 délimités, sur le côté radialement externe, par des faces terminales en portion de sphère, qui sont individualisés par l'aménagement entre eux de trois portions évidées 9 s'étendant radialement vers l'intérieur de la tête de vis 3a. Le matériau constituant la vis 3 est l'alliage de titane, aluminium et vanadium connu sous la dénomination TA6V.

Lesdites faces terminales sont toutes inscrites dans une même sphère, cette sphère ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre de la sphère dans laquelle sont inscrites les surfaces des fonds des différentes rainures 5. En outre, comme visible sur la figure 5, chaque lobe 8 présente un flanc antérieur 8a ("antérieur" dans le sens du vissage), qui est biseauté de manière à former une transition douce entre la paroi délimitant le fond de la portion évidée 9 qui lui est antérieure dans le sens du vissage et ladite face terminale de ce lobe 8, et un flanc postérieur 8p, qui est abrupt de manière à former une arête vive avec ladite face terminale de ce lobe 8. La tête 3a comprend en outre une cavité proximale 10 pour sa manoeuvre en 30 rotation. L'ensemble formé par la plaque 1 et la vis 3 est tel que les différents lobes 8 s'engagent simultanément, à l'approche de la fin de vissage de la vis 3 dans le trou 2, dans les entrées des différentes rainures 5 et qu'ils progressent dans ces dernières au fur et à mesure de la poursuite du vissage de la vis 3. Le fait que les 35 faces terminales des lobes 8 soient inscrites dans une sphère de diamètre légèrement inférieur au diamètre de la sphère dans laquelle sont inscrites les surfaces des fonds des différentes rainures 5 permet que la tête 3a de la vis, et donc l'ensemble de cette vis, puisse basculer dans le trou 2, comme visible sur les figures 11 et 12. Ce basculement procure une possibilité d'orientation de la vis 3 dans le trou 2. Lorsque la vis 3 est insérée dans le trou 2 selon l'axe du trou, comme montré sur les figures 7 à 10D, les lobes 8 viennent rencontrer les éperons 7, ce qui bloque la progression axiale de la vis ; cette dernière est alors pivotée sur une fraction de tour, toujours dans le sens du vissage, de manière à réaliser un engagement forcé desdits lobes 8 sur lesdites arêtes vives 6, ces dernières s'imprimant dans le matériau constituant ces lobes, comme visible sur les figures 10A à 10D. Cet engagement forcé est favorisé par la transition douce existant entre chaque lobe 8 et chaque évidement 9 antérieur dans le sens du vissage, réalisée par le flanc 8a.

L'engagement forcé réalise un parfait blocage de la vis 3 dans le trou 2, permettant de prévenir efficacement le risque de dévissage de la vis 3 dans les premiers temps de l'implantation. Lorsque la vis 3 est basculée dans le trou 2 comme visible sur la figure 11, ledit engagement forcé se produit de lui-même au cours de la fin du vissage, avant les lobes 8 viennent rencontrer les éperons 7, ce, compte tenu de l'inclinaison de la vis 3. Dans l'une ou l'autre de ces positions de blocage de la vis (position droite ou inclinée de la vis), les arêtes vives formées par lesdits flancs postérieurs 8p viennent plus ou moins mordre dans les parois formant les fonds des rainures 5 (la profondeur de chaque rainure 5 et le diamètre de la tête 3a au niveau des faces terminales des lobes 8 sont déterminés en conséquence). De cette manière, lesdites arêtes vives des lobes permettent de constituer des moyens anti-desserrage s'opposant, de manière supplémentaire, au risque de desserrage de la vis 3.

A l'issue d'une période prolongée de temps d'implantation, la différence précitée de matériaux de la plaque 1 et de la vis 3 permet de prévenir efficacement le risque d'adhérence de cette vis à cette plaque, facilitant l'opération de retrait de la plaque 1.

Ainsi que cela apparaît de ce qui précède, l'invention fournit un ensemble comprenant une plaque 1, ou autre pièce implantable, et au moins une vis 3 de fixation de cette plaque, qui présente les avantages déterminants suivants : - permettre un parfait coincement de la vis 3 dans le trou 2 en fin de vissage, - permettre une bonne possibilité d'orientation de la vis 3 par rapport au trou 2 correspondant, - permettre d'obtenir ce résultat à un coût de fabrication acceptable, et - permettre d'éliminer le risque d'adhérence des vis aux pièces implantables au cours d'une période de temps prolongée.

L'invention a été décrite ci-dessus en référence à une forme de réalisation donnée à titre d'exemple. Il va de soi qu'elle n'est pas limitée à cette forme de réalisation mais qu'elle s'étend à toutes les autres formes de réalisation couvertes par les revendications ci-annexées.

Claims

REVENDICATIONS1 - Ensemble comprenant une pièce implantable (1) destinée à être fixée à un ou plusieurs os ou à des parties d'os à réunir, et au moins une vis (3) de fixation de cette pièce implantable (1) à cet ou ces os, dans lequel : - ladite pièce implantable (1) comprend au moins un trou (2) de réception de la vis de fixation (3), débouchant dans une première face (1a) de la pièce (1), dite "proximale", éloignée de la surface de l'os après implantation, et débouchant dans une deuxième face (1 b) de la pièce (1), opposée à ladite face proximale (1a) et dite "distale", se trouvant contre la surface de l'os après implantation ; le trou (2) présente, au niveau de la face distale, un diamètre dit "nominal" ; et - la vis (3) comprend une tête (3a) destinée à être engagée dans ce trou (2) ; caractérisé en ce que : - la paroi de la pièce implantable (1) délimitant le trou (2) présente un nombre n, au moins égal à deux, de rainures (5) de forme globalement hélicoïdale, régulièrement réparties sur la circonférence du trou (2), et progressant dans la même direction depuis ladite face proximale (1a) vers ladite face distale (1 b) ; chaque rainure (5) présente une entrée aménagée dans la paroi de la pièce (1), au-delà du diamètre nominal du trou (2), et a une profondeur allant en se réduisant au fur et à mesure de la progression de la rainure (5) en direction de ladite face distale (1 b) ; chaque rainure (5) est délimitée, dans la direction radiale, par un fond de forme courbe, les surfaces des fonds des différentes rainures (5) étant, en un point donné de la hauteur axiale du trou (2), inscrites dans une même sphère ; chaque rainure (5) s'étend angulairement sur une distance supérieure à 360 divisé par n, de sorte que les rainures (5) se chevauchent, avec la portion (5a) de fin d'une rainure considérée s'étendant en dessous de la portion (5b) de début de la rainure (5) consécutive ; ces deux rainures (5) forment conjointement, entre elles, une arête vive (6) séparant ladite portion de fin (5a) et ladite portion de début (5b) et forment également conjointement, du côté de ladite face distale (1b), un éperon (7) faisant saillie radialement vers l'intérieur du trou (2) ; - la tête (3a) de la vis (3) présente n lobes (8) délimités, sur le côté radialement externe, par des faces terminales en portion de sphère, les n faces terminales étant inscrites dans une même sphère ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre de la sphère dans laquelle sont inscrites les surfaces des fonds des différentes rainures (5) ; les n lobes (8) sont individualisés parl'aménagement entre eux de n portions évidées (9) s'étendant radialement vers l'intérieur de la tête de vis (3a).
2 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour un trou (2) dont le diamètre va de 3 à 5 mm environ, le nombre n est égal à trois.
3 - Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque rainure (5) s'étend angulairement sur une distance de 360 degrés divisé par n + 20 à 30% de 360 degrés divisé par n.
4 - Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque rainure (5) s'étend angulairement sur une distance de 360 degrés divisé par n + 10 25% de 360 degrés divisé par n.
5 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau constituant la vis (3) est moins dur que le matériau constituant la pièce implantable (1).
6 - Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau 15 constituant la vis (3) est un alliage de titane, en particulier l'alliage de titane, aluminium et vanadium connu sous la dénomination TA6V.
7 - Ensemble selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que le matériau constituant la pièce implantable (1) est l'alliage de chrome, de cobalt et de molybdène. 20
8 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque lobe (8) présente un flanc antérieur (8a), considéré dans le sens du vissage, qui est biseauté de manière à former une transition douce entre la paroi délimitant le fond de la portion évidée (9) qui lui est antérieure dans le sens du vissage et ladite face terminale de ce lobe (8). 25
9 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que : - chaque lobe (8) présente un flanc postérieur (8p), considéré dans le sens du vissage, qui est abrupt de manière à former une arête vive avec ladite face terminale de ce lobe (8), et - la profondeur de chaque rainure (5) est telle que cette arête vive soit apte à 30 mordre dans la paroi formant le fond de la rainure (5) lorsque la vis (3) est en état de blocage dans le trou (2).