FR2767675A1

FR2767675A1 - Implant intersomatique et ancillaire de preparation adapte pour permettre sa pose

Info

Publication number: FR2767675A1
Application number: FR9710664A
Authority: FR
Inventors: Mingyan Liu; Philippe Bouquet; Daniel Chopin; Hans Jorg Meisel
Original assignee: Societe de Fabrication de Material Orthopedique en Abrege SOFAMOR SNC
Current assignee: Societe de Fabrication de Material Orthopedique en Abrege SOFAMOR SNC
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: WO1999009913A2; EP1009337A2; ES2288765T3; US20040106996A1; US6610089B1; JP4004733B2; US6746484B1; DE69837883D1; ZA987680B; AU741518B2; US8480745B2; JP2001513392A; ATE363876T1; WO1999009913A3; US7112224B2; KR100654078B1; US7465305B2; KR20010023287A; AU8743598A; US20070010885A1

Abstract

Implant intersomatique (1), destiné à être inséré dans un disque intervertébral endommagé afin de restaurer la hauteur discale et de permettre une arthrodèse, ayant une partie centrale (4) agencée pour autoriser l'arthrodèse et, à deux extrémités opposées de cette partie centrale, dans la direction d'implantation de l'implant, des parties terminales (5, 6) d'appui sur l'os cortical (14) des plateaux vertébraux (15, 16), tandis que la partie centrale (4), destinée à pénétrer dans les plateaux vertébraux, fait saillie transversalement par rapport aux parties terminales d'appui. Cette structure de l'implant (1) sépare : la fonction d'appui des plateaux vertébraux sur les parties terminales (5, 6) et la fonction contenu de la greffe, réalisée par la partie centrale (4), qui pénètre dans les ouvertures des plateaux et permet la fusion osseuse entre les deux vertèbres (V1, V2). Ces deux fonctions d'appui et de fusion osseuse sont ainsi remplies de manière optimum. Cet implant permet de restituer la forme physiologique du disque (lordose,...) et la hauteur intervertébrale.

Description

La présente invention a pour objet un implant intersomatique, destiné à être inséré dans un disque intervertébral endommagé, afin de restaurer l'espace intervertébral et de favoriser l'arthrodèse.

L'invention concerne également un ancillaire de préparation permettant la pose de cet implant, aussi appelé cage intersomatique , ainsi qu'une méthode chirurgicale pour la pose de cet implant à l'aide de l'ancillaire précité.

On sait que lorsqu'un disque intervertébral subit une dégénérescence ou est endommagé, il s'ensuit une compression du disque et un abaissement de la hauteur intervertébrale normale, ce qui entraîne des mouvements anormaux, source de douleurs pour le patient.

Pour traiter une affection de ce type, il faut stabiliser le disque afin de supprimer les mouvements et par conséquent les douleurs provoquées par ceux-ci. Autrement dit, il faut supprimer l'articulation entre les deux vertèbres situées de part et d'autre du disque endommagé et provoquer à terme une fusion osseuse au niveau du disque entre les deux vertèbres voisines, afin d'empêcher définitivement tout mouvement relatif entre ces deux vertèbres. On réalise ainsi une fusion intersomatique entre les deux corps vertébraux, qui supprime la mobilité relative des deux vertèbres et par conséquent les douleurs.

Pour procéder à cette fusion intersomatique, on a proposé divers implants ou cages intersomatiques. II a ainsi été proposé de relier les deux vertèbres par une sorte d'étrier en U rigide, restaurant la hauteur discale, un greffon osseux étant disposé à l'intérieur de l'étrier. Toutefois un tel implant présente l'inconvénient de manquer de tenue à la longue.

On connaît également une cage intersomatique constituée par une pièce cylindrique percée d'un ensemble de trous et pourvue de filets d'ancrage, un tel implant venant se placer dans un logement pratiqué dans le disque intervertébral et pénétrant dans les plateaux corticaux opposés des deux vertèbres, préalablement creusés pour recevoir l'implant (brevet US 5 015 247). La perforation d'ouvertures dans les plateaux sous-chondraux met en contact l'os spongieux des vertèbres avec le greffon osseux placé à l'intérieur de l'implant. Ceci permet de réaliser progressivement une fusion osseuse entre les deux vertèbres, deux implants similaires étant disposés de part et d'autre de l'axe longitudinal du rachis.

Avec un implant intersomatique de ce type, L'appui sur les deux vertèbres qui permet de supporter les charges, est réalisé en majeure partie par contact avec l'os spongieux, le reste des surfaces étant en contact avec l'os cortical, dur, des plateaux. Or, si une surface de contact de l'implant avec les os spongieux des vertèbres est nécessaire, afin de permettre une liaison osseuse et par conséquent une ostéointégration avec le greffon osseux intérieur à l'implant, elle est contradictoire avec un contact cortical qui permet de supporter les charges. Par contre ces contacts avec les plateaux ne favorisent pas la fusion osseuse.

En conclusion, la recherche d'un implant intersomatique satisfaisant doit résulter d'un compromis entre ces deux impératifs différents.

En d'autres termes, la cage intersomatique ne doit être ni trop enfoncée dans les ouvertures percées dans les plateaux corticaux, afin de présenter une surface d'appui suffisante avec ceux-ci, ni insuffisamment enfoncée, auquel cas la fusion osseuse entre les deux vertèbres serait compromise.

L'invention a pour but de proposer un implant intersomatique ainsi qu'un ancillaire pour sa pose, agencé pour résoudre convenablement le problème ci-dessus.

Conformément à l'invention, 'implant intersomatique comprend un corps ayant une partie centrale agencée pour autoriser l'arthrodèse et, à au moins une extrémité de cette partie centrale, dans la direction d'implantation de l'implant, une partie terminale d'appui sur l'os cortical des plateaux vertébraux, la partie centrale, destinée à pénétrer dans les plateaux vertébraux, faisant saillie par rapport à la partie terminale d'appui.

Ainsi l'invention réalise une séparation entre les parties d'extrémité constituant les supports de charges, et la partie intermédiaire de l'implant, qui permet l'arthrodèse.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, dans la partie centrale du corps est formée au moins une cavité destinée à recevoir un greffon d'os spongieux ou des substituts osseux.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, dans laquelle l'implant comporte deux parties terminales, chaque partie terminale comporte deux surfaces d'appui dimensionnées de manière qu'elles soient séparées par une distance adaptée à la géométrie de l'espace intervertébral à restaurer, de telle sorte que la géométrie naturelle de cet espace soit restaurée (lordose, cyphose, disques parallèles).

Selon un mode de réalisation, ces surfaces d'appui sont obtenues en prolongeant les faces terminales du corps par des parties qui délimitent sur les côtés opposés de chacune desdites faces des méplats d'appui sur l'os cortical des plateaux vertébraux des deux vertèbres contiguës.

Les plateaux corticaux sont préalablement percés dans leur partie centrale sur une longueur correspondant à celle des parois de l'implant diminué de la longueur des parties d'appui, qui font saillie aux extrémités opposées de l'implant. Ainsi lorsque ce dernier est mis en place, les côtés des parois du corps sont engagés dans les ouvertures préalablement découpées dans les plateaux corticaux, et n'assurent par conséquent aucun appui sur ceux-ci. Par contre, les ouvertures entre les parois du corps et d'autres formées dans celles-ci mettent en contact le greffon osseux intérieur à l'implant avec l'os spongieux des deux vertèbres, et favorisent ainsi une ostéointégration de celles-ci.

Les parties d'appui d'extrémité se trouvent disposées sous les bords des ouvertures des plateaux corticaux, qui prennent ainsi appui sur lesdites parties.

Les deux fonctions de fusion osseuse et d'appui sont ainsi nettement dissociées dans la structure de l'implant selon l'invention, ce qui permet à la fois l'obtention d'un appui satisfaisant des corps vertébraux sur l'implant et une excellente arthrodèse.

L'implant peut être introduit par voie postérieure.

L'ancillaire de préparation des plateaux corticaux de deux vertèbres contiguës, pour la pose de l'implant selon l'invention comprend
- une fraise comportant une partie coupante centrale et deux parties non coupantes formées aux extrémités de la fraise, ayant une hauteur correspondant à l'espace intersomatique et permettant une coupe symétrique, uniforme et de longueur déterminée des deux plateaux vertébraux;
- la partie coupante dans laquelle sont usinées des dents de coupe, étant délimitée par deux méplats formant deux faces lisses longitudinales opposées qui permettent l'insertion de la fraise dans l'espace intersomatique;
- cette fraise peut être équipée d'une manche pourvu d'une poignée de manoeuvre fixée à une extrémité de la partie coupante;
- la géométrie de la partie coupante et des parties non coupantes étant déterminée pour préparer l'espace intersomatique à la géométrie de l'implant à installer en restaurant la géométrie naturelle de l'espace invertébral (lordose, cyphose...).

La méthode chirurgicale pour la pose de cet implant après préparation au moyen de l'ancillaire précité sera décrite ci-après.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va su ivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif.

La figure 1 est une vue en perspective, à échelle agrandie, d'une forme de réalisation de l'implant intersomatique selon l'invention.

La figure 2 est une vue en perspective d'une forme de réalisation de l'ancillaire de coupe selon l'invention, permettant la pose de l'implant de la figure 1.

La figure 3 est une vue en perspective d'une cale de distraction ou distracteur utilisée pour mettre en oeuvre la méthode chirurgicale de pose de l'implant de la figure 1 au moyen de l'ancillaire de la figure 2.

La figure 4 est une vue en élévation partielle illustrant de manière schématique l'introduction dans le disque entre deux vertèbres de la fraise de l'outil de coupe selon l'invention.

La figure 5 est une vue similaire à la figure 4 montrant la fraise de l'ancillaire de coupe après rotation de 90 degrés et pénétrant dans les plateaux corticaux des deux vertèbres contiguës.

La figure 6 est une vue en coupe prise dans un plan sagittal montrant l'implant de la figure 1 mis en place dans un disque intervertébral pour réaliser une fusion intersomatique.

La figure 7 est une vue en perspective d'un segment rachidien dans le disque intervertébral duquel ont été installés deux implants selon l'invention.

L'implant intersomatique ou cage intersomatique 1 (figure 1) est destiné à être introduit dans un logement ménagé à l'intérieur d'un disque intervertébral 2 (figure 7) endommagé, ayant subi une dégénérescence, afin de restaurer la hauteur normale de l'espace intervertébral entre les deux vertèbres contiguës au disque 2, par exemple les vertèbres lombaires L3 et
L4.

L'implant 1 comprend un corps creux 3 de forme allongée, ayant une partie centrale constituée par deux parois longitudinales 4 parallèles entre elles, agencées pour permettre l'arthrodèse et, à deux extrémités opposées de cette partie centrale, dans la direction d'implantation de l'implant 1, deux parties terminales 5, 6 d'appui sur l'os cortical 14 de plateaux vertébraux 15,16 des deux vertèbres (V1, V2) contiguës au disque 2.

Les parois longitudinales 4 délimitent entre elles une cavité 7 et sont percées de trous 11, ainsi du reste que les faces terminales 5,6. La cavité 7 est destinée à recevoir un greffon G d'os spongieux ou tout autre matériau favorisant la fusion osseuse, par exemple céramique de synthèse, allogreffe, protéine morphogénétique osseuse avec son vecteur...

Chaque partie terminale 5, 6 comporte deux surfaces d'appui 12, 13 respectives, dimensionnées de manière qu'elles soient séparées par une distance respective dl, d2 adaptée à la géométrie de l'espace intervertébral à restaurer, de telle sorte que la lordose naturelle de cet espace soit restaurée.

Les faces terminales 5, 6 se prolongent par des parties d'appui 8, 9 à savoir deux parties 8 pour la face 5 et deux parties 9 pour la face opposée 6. Ces parties 8, 9 peuvent former par exemple comme représenté des barrettes parallèles entre elles et perpendiculaires aux parois longitudinales 4, et délimitent sur les côtés opposés de chacune desdites faces des méplats respectifs 12, 13 d'appui de l'os cortical 14 des plateaux vertébraux 15, 16.

Dans le mode de réalisation représenté, les parois longitudinales 4 présentent un contour sensiblement trapézoïdal dont la petite base correspond à la face terminale 5 et la grande base correspond à la face terminale 6.

Les parois 4 constituant la partie centrale de l'implant 1 sont conformées de manière à faire saillie par rapport aux parties terminales 5, 6 d'appui, comme on le voit aux figures 1 et 6. Ainsi les parois 4 peuvent pénétrer dans les ouvertures respectives 19, 21 des plateaux vertébraux 15, 16, dont les bords prennent appui sur les surfaces d'appui 12, 13 des parties 8, 9 (figure 6).

En effet, les parties d'appui 8, 9 sont conformées de manière que les méplats 12, 13 délimitent avec les côtés adjacents 17, 18 des faces terminales 5, 6, des gradins, permettant aux côtés des parois 4 de pénétrer dans les ouvertures 19, 21.

La cage intersomatique 1 peut être mise en place dans le disque intervertébral 2 après préparation de celui-ci au moyen d'un ancillaire de préparation 22 qui va maintenant être décrit.

L'ancillaire 22 comprend
- une fraise 23 comportant une partie coupante centrale 24 et deux parties non coupantes 31, 36 formées aux extrémités de la fraise 23, ayant une hauteur h correspondant à l'espace intersomatique et permettant une coupe symétrique, uniforme et de longueur déterminée des deux plateaux vertébraux 15,16;
- la partie coupante dans laquelle sont usinées des dents de coupe 28, étant délimitée par deux méplats formant deux faces lisses longitudinales opposées 25 qui permettent l'insertion de la fraise dans l'espace intersomatique;
- cette fraise peut être équipée d'une manche 33 pourvu d'une poignée de manoeuvre 34 fixée à une extrémité de la partie coupante 24;
- la géométrie de la partie coupante 24 et des parties non coupantes 31, 36 étant déterminée pour préparer l'espace intersomatique à la géométrie de l'implant à installer en restaurant par exemple la lordose naturelle de l'espace invertébral.

Dans ce mode de réalisation, la hauteur h de la fraise 23 est égale à la largeur de l'implant 1 (distance entre les parois 4).

Dans l'exemple illustré aux dessins, la partie non coupante 31, prolongeant la fraise 23 du côté opposé à la poignée de manoeuvre 34, est constituée par une barrette paraliélépipédique dont la hauteur H (figure 5) (les faces lisses 25 étant supposées dans des plans verticaux) est sensiblement égale à la distance entre les deux méplats 13 de l'implant 1.

Le manche 33 part de la petite face d'extrémité 27 opposée à la partie non coupante 31, et se termine par la poignée 34 qui permet d'actionner en rotation la parte coupante 23 autour de l'axe longitudinal XX de l'outil 22.

Ce dernier comprend également une enveloppe 35 entourant le manche 33 et comportant une partie 36 en forme de boîtier à faces planes 37, 38, contiguë à la partie coupante 23,le boîtier 36 peut être inséré entre deux vertèbres consécutives pendant la rotation de la partie coupante 23 (figure 5) et se prolonge, en direction de la poignée 34, par une partie tubulaire 40 qui s'arrête au voisinage de la poignée manuelle 34.

Le boîtier 36 est pourvu d'oreilles latérales 39 adaptées pour pouvoir venir entre butée contre les côtés des vertèbres (V1, V2) après introduction du boîtier 36 entre ces dernières.

La pose de l'implant intersomatique 1 dans un disque intervertébral tel que 2 s'effectue après préparation au moyen de l'ancillaire de coupe 22 par la mise en oeuvre de la méthode chirurgicale suivante. a) le chirurgien écarte tout d'abord le fourreau dural formant le prolongement
de la moelle épinière, si l'intervention a lieu dans la zone lombaire. II
exécute ensuite une dissectomie, afin de dégager dans le disque
intervertébral 2 un emplacement pour l'implant 1. b) Le chirurgien introduit entre les deux vertèbres, par exemple par la voie
postérieure, deux cales telles que 41 (figure 3) constituant des distracteurs
lordosants. Chaque distracteur 41 est constitué d'une partie
parallépipédique 42 prolongée par une partie 43 en forme de coin à section
triangulaire, la partie 42 étant pourvue d'une plaquette de poussée 43.

Le chirurgien introduit donc deux distracteurs 41 latéralement au logement dégagé par la dissectomie. Chaque distracteur 41 est d'abord introduit en présentant sa cale 43 à plat, puis tourné de 90" afin d'écarter les vertèbres et de restituer la hauteur discale et celle du segment vertébral considéré. Puis le chirurgien enlève l'un des distracteurs 41. c) Le chirurgien introduit la fraise 23 à plat entre les vertèbres V1, V2 (figure
4) de façon que ses grandes faces lisses 25 soient en contact avec les
plateaux vertébraux 15, 16. Lorsque la partie coupante 23 est correctement
positionnée dans la zone centrale des plateaux corticaux les oreilles 39
viennent en butée contre la surface extérieure des vertèbres VI, V2. En
même temps, le boîtier non coupant 36 est partiellement introduit entre les
plateaux 15, 16, avec les oreilles 39 en appui contre les vertèbres V1, V2. d) le chirurgien fait tourner la fraise 22 en actionnant la poignée 34,autour de
son axe de rotation X-X, afin d'enlever progressivement, après le nombre
de rotations nécessaire, les parties centrales corticales des plateaux 15, 16
(figure 5). En fin de creusement de ces plateaux, les faces latérales 26
planes de la partie coupante 23, ainsi que les arêtes de coupe 28, ont
percé les plateaux 15, 16, qui viennent alors en appui sur les faces
opposées de la tête 31. e) Le chirurgien retire la fraise 23 puis introduit l'implant 1, préalablement
rempli de greffon osseux G, entre les plateaux 15, 16, par la voie
postérieure, jusqu'à l'emplacement approprié en présentant en avant la
face terminale 6 et les parties d'appui 9. L'implant 1 est présenté à plat,
c'est-à-dire orienté de manière que ses parois longitudinales 4 soient
parallèles aux plateaux corticaux 14 et puissent venir d'abord en contact
avec ceux-ci. f) Puis le chirurgien fait tourner l'implant d'un quart de tour autour de son axe
longitudinal (YY) afin de le positionner comme représenté à la figure 6,
avec ses parois 4 sensiblement perpendiculaires aux plateaux corticaux et
ses méplats 12, 13 parallèles à ceux-ci. Les côtés des parois longitudinales
4 qui font saillie par rapport aux méplats 12 et 13, viennent s'insérer dans
les ouvertures 19, 21 fraisées dans la partie centrale des plateaux 15, 16,
tandis que ces derniers viennent prendre appui sur les méplats 12, 13 des
gradins (12, 17 et 13, 18) (figure 6).

L'implant intersomatique 1 est alors dans sa position finale, dans laquelle il est stabilisé. Le greffon osseux G est alors en contact avec la partie spongieuse S1, S2 des vertèbres, avec lesquels la fusion osseuse pourra se réaliser g) Le chirurgien enlève le second distracteur 41 puis (h) reprend la séquence précédente, afin de procéder à la pose de la seconde cage intersomatique 1 en la plaçant parallèlement à la première, de l'autre côté de l'axe du rachis (figure 7).

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et peut comporter des variantes d'exécution dans le cadre des revendications ciaprès. Les surfaces d'appui terminales 12, 13 des plateaux vertébraux peuvent avoir une conformation quelconque: courbe cylindrique par exemple, en étant formées sur des parties annulaires d'extrémités remplaçant les barrettes 8, 9. Dans ce cas les plateaux 15, 16 sont taillés pour qu'ils puissent se loger des surfaces d'appui.

De même ces dernières peuvent être réunies deux à deux pour constituer une seule pièce 50 (figure 6).

La partie centrale de l'implant 1 peut avoir une conformation quelconque dans la mesure où ses bords font saillie par rapport aux parties terminales d'appui des plateaux vertébraux. En particulier le corps peut présenter une multitude d'alvéoles.

II convient de noter que d'une manière générale, L'implant et la fraise 23 peuvent être dimensionnés pour s'adapter à une géométrie du rachis en lordose, cyphose ou à plateaux vertébraux parallèles. Ceci signifie que l'implant et la partie coupante 24 de la fraise peuvent présenter une géométrie cylindrique, ou conique comme dans l'exemple décrit ou conique dans la direction opposée.

Au lieu de disposer l'implant 1 décrit, L'espace intersomatique préparé par l'instrument 22 peut être rempli par tout autre matériau favorisant la fusion osseuse.

Selon d'autres modes de réalisation possibles, L'implant peut être constitué, en totalité ou en partie, de matériaux poreux, réhabitables ou résorbables, favorisant l'ostéointégration. Ainsi, on peut envisager les réalisations suivantes
- implant selon la géométrie ci-dessus, entièrement réalisé en un matériau réhabitable ou résorbable.

- implant où l'ensemble de la partie centrale est réalisé en un matériau réhabitable ou résorbable.

- implant dans lequel la périphérie de la partie centrale est réalisée dans un matériau métallique ou autre, et l'intérieur est en un matériau favorisant l'ostéointégration. Dans ce cas, ledit matériau peut être sous une forme initiale solide, pâteuse ou liquide.

- implant ne comportant qu'une seule partie terminale d'appui, dans lequel l'extrémité opposée à la partie terminale d'appui est ouverte, formant un
U destiné à recevoir un greffon, ou un matériau résorbable ou réhabitable.

Claims

implant intersomatique (1), destiné à être inséré dans un disque intervertébral (2) endommagé afin de restaurer l'espace intervertébral et permettre une arthrodèse. caractérisé en ce qu'il comprend un corps (3) ayant une partie centrale (4) agencée pour autoriser l'arthrodèse et, à au moins une extrémité de cette partie centrale, dans la direction d'implantation de l'implant, une partie terminale (5, 6) d'appui sur l'os cortical (14) des plateaux vertébraux (15,16), la partie centrale (4), destinée à pénétrer dans les plateaux vertébraux, faisant saillie par rapport à la partie terminale d'appui.

REVENDICATIONS
2.lmplant selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la partie centrale du corps (3) est formée par des parois (4) délimitant au moins une cavité (7) destinée à recevoir un greffon (G) d'os spongieux ou tout autre matériau favorisant la fusion osseuse, par exemple céramique de synthèse.
3. Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué au moins partiellement de matériaux poreux ou réhabitables ou résorbables.
4. Implant selon la revendication 1, comportant deux parties terminales, caractérisé en ce que chaque partie terminale (5; 6) comporte deux surfaces d'appui (12 ;13) dimensionnées de manière qu'elles soient séparées par une distance (dl ;d2) adaptée à la géométrie de l'espace intervertébral à restaurer.
5.lmplant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces terminales se prolongent par des parties d'appui (8, 9) qui délimitent sur les côtés opposés de chacune lesdites faces des méplats (12, 13) d'appui sur l'os cortical des plateaux vertébraux (15,16) des deux vertèbres contiguës (Vî, V2).
6.lmplant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties (8, 9) sont conformées de manière que les méplats (12,13) délimitent des gradins avec les côtés adjacents (17,18) des faces terminales (5, 6), afin que lesdits côtés puissent pénétrer dans des ouvertures (19, 21) préalablement creusées dans les plateaux corticaux (15, 16) des vertèbres, tandis que ces plateaux prennent appui sur les méplats associés.