FR2801828A1 - Outil de serrage en deux parties pouvant etre desaccouplees, destine en particulier a la chirurgie orthopedique du rachis - Google Patents

Abstract

L'outil (1) est constitué en deux parties (2, 4) dont la seconde (4) est partiellement introduite dans la première (2) et maintenue accouplée à celle-ci par un moyen tel qu'une goupille transversale (8); celle-ci peut se rompre par cisaillement à un couple de vissage prédéterminé, ce qui provoque le désaccouplement automatique des deux parties (2, 4). L'invention élimine le risque de rupture de l'extrémité de vissage (6) de l'outil (1) par insuffisance de résistance mécanique, lorsque cette extrémité (6) a de très faibles dimensions. L'invention empêche également tout vissage supplémentaire intempestif au-delà du couple de rupture. L'outil selon l'invention est particulièrement intéressant dans le domaine de la chirurgie orthopédique, en particulier du rachis pour le vissage d'implants de très petites dimensions.

Description

La présente invention a pour objet un outil de serrage, destiné notamment mais non exclusivement à être utilisé en chirurgie orthopédique, notamment du rachis, pour le vissage de bouchons filetés ou de vis sur des implants.

On connaît par le brevet français 94.10.377 (2.723.837) implants autocassants constitués par des écrous divisés en deux tronçons séparés une zone centrale périphérique de rupture à un couple de serrage prédéterminé. Pour les petites tailles de tels implants autocassants, l'extrémite du tournevis engagée dans l'empreinte correspondante de l'implant est de très faibles dimensions, son diamètre étant de quelques millimètres. Du fait cette faible taille de l'extrémité du tournevis, il arrive que faute de résistance mécanique suffisante lorsque le couple de rupture est atteint ou même avant qu'il ne soit atteint, cette extrémité subit une rupture. II faut alors remplacer tournevis.

De plus, lorsque cet écrou autocassant a atteint son couple de rupture sans que l'extrémité du tournevis ne soit cassée, les chirurgiens souvent tendance à vouloir donner un tour supplémentaire à la partie restante de l'écrou vissée dans l'implant, et ce après rupture de l'écrou. Ce serrage supplémentaire est indésirable et peut entraîner la rupture de l'extrémité tournevis, car le couple exercé est supérieur au couple de rupture.

L'invention a donc pour but de proposer une solution à problème en réalisant un outil de serrage agencé pour ne plus pouvoir être utilisé dès que le couple de rupture prévu est atteint.

Conformément à l'invention, l'outil de serrage est constitué deux parties pourvues de moyens de liaison entre elles, agencés pour désaccoupler automatiquement lesdites deux parties par rupture d'une pièce mécanique desdits moyens à un couple de serrage prédéterminé.

Dans ces conditions, dès que le couple de rupture est atteint l'outil est desolidarisé en deux parties, ce qui d'une part évite la rupture son extrémité de serrage, et d'autre part interdit toute tentative de vissage supplémentaire.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, une première deux parties de l'outil est un élément muni d'une poignée de préhension tandis que la deuxième partie est une tige dont une extrémité, opposée à son extrémité serrage, est adaptée pour être partiellement introduite dans un logement complémentaire de l'élément; lesdits moyens de liaison comprennent une goupille engagée transversalement à travers une ouverture ménagée dans une paroi dudit logement et à travers ladite extrémité de la tige introduite dans le logement ; cette goupille est rompue cisaillement lorsque son couple de rupture par rotation relative entre les deux parties de l'outil est atteint.

Suivant un second mode de réalisation I 'outil, la première des deux parties est un élément muni d'un moyen permettant l'entraînement tandis que la deuxième partie est une tige dont une extremité opposée à son extrémité de serrage est pourvue, de même que l'extremité en vis à vis dudit élément, de moyens de liaison et d'entraînement rotation de la seconde partie par la première partie.

Selon une caractéristique complémentaire du second mode de réalisation, lesdits moyens comprennent un saillant de l'une des extrémités en vis à vis des deux parties et un logement de réception de cet axe ménagé dans la seconde extrémité, ainsi qu' goupille excentrée, saillant de l'une desdites extrémités parallèlement à axe longitudinal de l'outil, cette goupille étant introduite dans un trou complémentaire formé dans l'autre extrémité et pouvant se rompre à un couple de torsion prédéterminé.

Un tel outil utilisé comme tournevis est particulièrement avantageux dans le domaine de la chirurgie orthopédique, notamment du rachis, pour le vissage de bouchons filetés ou de vis sur des implants.

Toutefois il est évident que cet outil est susceptible de très nombreuses autres applications dans des domaines autres que la chirurgie orthopédique, par exemple pour des assemblages automatisés de pièces en évitant d'écraser des joints d'étanchéité etc.

L'invention sera maintenant décrite en référence aux dessins annexés qui en illustrent plusieurs modes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs.

La figure 1 est une vue mi-coupe longitudinale mi-élévation d'un premier mode de réalisation de l'outil de serrage conforme à l'invention, équipé d'une goupille transversale.

La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 dans un plan perpendiculaire à celui de la figure 1 montrant l'ensemble de l'outil.

La figure 3 est une vue en perspective partielle d'une seconde forme de réalisation de l'outil selon l'invention.

La figure 4 est une vue en plan de la face terminale d'une des deux parties de l'outil de la figure 3 . La figure 5 est une vue similaire à la figure 4 d'une variante d'exécution de l'outil.

La figure 6 est une vue mi-coupe longitudinale mi-élévation avec arrachement d'un troisième mode de réalisation de l'outil de serrage.

La figure 7 est une vue en élévation longitudinale partielle d'une variante d'exécution de l'outil de la figure 6.

L'outil de serrage représenté aux figures 1 et 2 est susceptible de nombreuses applications dans divers domaines, en particulier comme tournevis en chirurgie orthopédique du rachis, pour visser par exemple écrous ou des vis.

Cet outil 1 comprend deux parties , à savoir une première partie constituée par un élément 2, tubulaire dans ce mode de réalisation et qui muni d'un moyen d'entraînement, par exemple une poignée 3 de préhension manuelle ; l'outil 1 comprend également une deuxième partie 4 constitué par une tige dont une extrémité 5, opposée à son extrémité 6 profilée de serrage, est adaptée pour pouvoir être introduite dans un chambrage complémentaire 7 de l'élément tubulaire 2. Le chambrage 7 se prolonge par un canal axial 16, coaxial à l'axe longitudinal XX de l'outil 1, et qui débouche à l'extérieur de l'outil au niveau de sa poignée 3. Le chambrage 7 est séparé du canal 16 par un épaulement annulaire 17 formant butée d'arrêt pour l'extrémité 5 de la tige 4.

Les moyens de liaison entre les deux parties 2 et 4 comprennent une goupille 8 peut être engagée transversalement à travers une ouverture 12 ménagée dans la paroi 13 du chambrage 7 et à travers l'extrémité 5 de la tige 4. A cet effet la paroi de l'extrémité 5 est percée d'une lumière 14 de passage de tige 9 de la goupille 8. La lumière 14 peut être comme représentée oblongue dans une direction parallèle à l'axe longitudinal X-X de l'outil 1, et elle débouche dans un réservoir axial 15 ménagé dans l'extrémité 5 de la tige 4. réservoir 15 constitue un trou borgne dans la tige 4.

Lorsque les deux parties 2, 4 sont emboîtées une partie de la lumière 14 est située en regard de l'ouverture 12, ce qui permet d'introduire la goupille 8 dans l'ouverture 12, la lumière 14 et dans le réservoir 15 jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée parla paroi de ce dernier.

L'élément tubulaire 2 peut être solidaire avec la tige 4 suivant l'axe longitudinal XX, et libre en rotation autour de ce même axe si la goupille 8 est retirée. Des moyens de guidage et de maintien de la goupille 8 dans l'ouverture 18 sont prévus. Dans le mode de réalisation représenté, ces moyens sont constitués par un tronçon tubulaire 41 solidaire l'élément 2 et s'étendant coaxialement à l'ouverture 12. De préférence l'ouverture de ce tronçon tubulaire 41 présente un chanfrein 42 pour faciliter l'introduction de la goupille 8.

L'outil 1 qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante. On introduit tout d'abord la tige 4 dans l'élément tubulaire 2 en insérant son extrémité 5 dans le chambrage 7 jusqu'à ce elle vienne en butée sur l'épaulement 17. Puis on introduit la goupille 8 dans le tronçon tubulaire 41 de guidage dans l'ouverture 12, dans la lumière 14 et dans le réservoir axial 15. L'outil 1 est alors prêt à l'utilisation, notamment comme tournevis s'il est muni d'une pointe profilée 6. La goupille 8 est choisie avec un diamètre et un matériau tels qu'elle peut être rompue par cisaillement, au niveau R de jonction entre les parties 2 et 4, à un couple de rupture prédéterminé.

Lorsque ce couple est donc atteint, la goupille 8 se rompt à cet endroit R, et tronçon terminal cassé 18 tombe dans le fond du réservoir 15. Dès lors les deux parties 2, 4 de l'outil 1 sont complètement désaccouplées et ce de manière automatique, de sorte que l'utilisateur ne peut plus en aucun cas exercer serrage supplémentaire.

Pour un nouvel usage il est nécessaire d'enfoncer à nouveau la goupille 8 à travers l'ouverture 12, la lumière 14 et le réservoir 15 jusqu'à ce que son extremité vienne en butée contre la paroi de ce dernier. L'outil 1 peut alors être à nouveau utilisé, jusqu'à une nouvelle rupture de la goupille 8.

Avantageusement la longueur de la goupille 8 est déterminée pour permettre au moins deux ruptures successives, les tronçons cassés étant recueillis dans le réservoir 15. Celui-ci peut être aisément vidé de ces tronçons grâce au canal 16 d'évacuation ménagé dans l'élément 2, bien encore en séparant les deux parties 2 et 4.

II est possible de compléter l'outil 1 en prévoyant une série de goupilles 8 de liaison réalisées en un même matériau, mais de diamètres différents, et ayant donc chacune un couple de rupture déterminé. De même, on peut également utiliser une série de goupilles 8 de même diamètre, mais réalisées en des matériaux différents, de résistance au cisaillement différente afin qu'à chaque goupille 8 corresponde un couple déterminé de rupture. L'outil 1 ainsi que sa ou ses goupilles 8 peuvent être realisés en tous materiaux utilisés habituellement pour la fabrication d'instruments de chirurgie ou d'implants, notamment l'acier inox, le titane...

Dans la variante de réalisation de l'outil illustrée aux figures 3 et 4, la deuxième partie 43 de l'outil 44 est une tige dont une extrémité , opposée à extrémité 6 de serrage, est pourvue, de même que l'extrémité en vis à vis l'élément tubulaire 45 constituant la première partie de l'outil 44, de moyens de liaison et d'entraînement en rotation de la seconde partie 43 par la première partie 45. Dans l'exemple représenté, ces moyens comprennent un axe saillant de l'une des extrémités en vis à vis des deux parties 43, à savoir la partie 45 sur la figure 3, un logement 47 de réception de l'axe 46 ménagé dans l'extrémité de la tige 43, une goupille excentrée 48, parallèle à l'axe longitudinal XX de l'outil suivant lequel est disposé l'axe d'articulation et trou complémentaire 49 agencé en regard de la goupille 48 dans la face terminale de la seconde partie 43. L'axe 46 et la goupille 48 sont décalés radialement par rapport à l'axe général XX de l'outil. La goupille peut se rompre à un couple de torsion prédéterminé lorsque la première partie 45 entraîne la seconde partie 43 en rotation. Inversement, la partie 43 peut etre utilisée comme partie d'entraînement et la partie 45 comme tige munie d'une extrémité 6 de serrage.

Bien entendu l'axe d'articulation 46 et la goupille 48 peuvent etre agencés à I 'une ou l'autre des deux extrémités en regard des deux parties 43, 45 de même que leurs logements 47, 49.

La figure 5 illustre une autre variante de réalisation, dans laquelle l'axe d'articulation 51 est coaxial à l'axe géométrique XX et la goupille 52 est excentrée radialement.

Comme dans la réalisation précédente, il est possible de prévoir, soit une série de goupilles 48 ou 52 de même diamètre mais réalisées en des matériaux différents auxquels correspondent des couples de rupture en torsion différents, soit une série de goupilles 48, 52 en un même matériau mais de diamètres différents afin d'obtenir autant de couples de rupture en torsion.

Dans le troisième mode de réalisation de l'outil 21 (figure 6), la première partie 53 comporte un canal axial 16 prolongé par un chambrage 10 délimité du côté du canal 16 par un gradin annulaire 24. Ce chambrage 10 est adapté pour recevoir une première partie 27 d'une pièce autocassante 31, profilée en conjugaison avec le chambrage 10, par exemple suivant un profil hexagonal ou carré etc. Cette première partie mâle 27 peut être introduite dans le chambrage 10 pour venir en butée sur l'épaulement 24.

La première partie mâle 27 est complétée par une seconde partie mâle similaire 28, profilée de préférence comme la partie 27, laquelle elle est reliée par une zone centrale périphérique 29 de moindre résistance, constituant une zone d'amorce de rupture de la pièce 31, à un couple de torsion déterminé. La seconde partie mâle 28 peut être introduite dans un chambrage complémentaire 32 formé dans l'extrémité d'une seconde partie 33 de l'outil 21. La seconde partie 33 est constituée par une tige munie de l'extrémité 6 de serrage.

La première partie 53 est prolongée par une jupe tubulaire 55 coiffant l'extrémité de la seconde partie constituée par une tige 33. La pièce tubulaire 53 peut être solidarisée en translation avec la tige 33 par tout moyen approprié, par exemple par un bossage 56 saillant de la paroi de la tige 33 et logé dans une gorge complémentaire de la paroi intérieure de la jupe 55, ou inversement saillant intérieurement de la jupe 55 et logé dans une gorge périphérique de la tige 33. La jupe 55 constitue un moyen de guidage facilitant l'introduction de la pièce autocassante 31 et de la tige 33 dans la première partie 53 de l'outil 21, dans lequel la pièce 31 constitue un moyen de liaison entre les deux parties 33 et 53.

Lorsque le couple de rupture par torsion au niveau de la zone de rupture 29 atteint, la pièce 31 se scinde en deux parties distinctes 27, 28, ce qui provoque le désaccouplement automatique des deux parties 53 et 33, lesquelles restent toutefois assemblées par la jupe 55. Pour extraire la partie mâle 27, l'utilisateur peut introduire une broche de poussée (non représentée) dans le canal axial 16. La partie 28 peut être éjectée de la tige 33 par secouage.

Dans la variante de réalisation de l'outil 67 illustrée à la figure 7, la pièce autocassante 57 comporte une partie mâle 58 de profil quelconque, par exemple hexagonal ou carré, et une partie femelle 59 dans laquelle est formé un logement axial 61 adapté pour recevoir un embout 62, de préférence axial, solidaire de la tige 63 de l'outil. Le logement 61 et l'embout 62 présentent des profils complémentaires afin de permettre l'entraînement en rotation de l'embout 62 et de la tige 63 par la pièce 57, dont les parties mâle 58 et femelle sont agencées de part et d'autre de sa zone 65 d'amorce de rupture. La partie mâle 58 est logée dans un chambrage correspondant 66 de l'élément tubulaire 54 constituant la première partie de l'outil 67. Bien entendu, l'agencement de la partie mâle 58 et de la partie femelle 59 illustré à la figure peut être inversé.

En variante, la pièce autocassante 57 peut être constituée deux parties femelles telles que 59 agencées de part et d'autre de sa zone 65 d'amorce de rupture, ces parties femelles 59 coopérant avec des embouts mâles profilés tels que 62, faisant saillie des parties associées de l'outil. Une autre variante de réalisation possible de l'outil consiste à inverser les fonctions ses deux parties. Ainsi dans le cas de la réalisation des figures 1 et 2, on peut équiper la première partie 2 de l'extrémité de serrage 6, et la seconde partie 4 du moyen d'entraînement 3.

Dans l'application de l'outil qui vient d'être décrit à la chirurgie orthopédique, en particulier rachidienne, l'invention présente divers avantages 1. La mise en oeuvre d'un écrou autocassant tel que celui décrit dans le brevet français précité devient inutile, puisque la rupture ne se fait plus sur l'implant lui-même, mais à l'intérieur de l'outil de vissage. On peut donc utiliser des implants conventionnels plus simples et dont le coût de fabrication notablement inférieur.

2. Du fait que la rupture se produit à l'intérieur de l'outil en désaccouplant ces deux parties, il devient impossible au chirurgien de serrer l'implant avec un couple supérieur au couple de rupture, ce qui évite tout serrage supplémentaire intempestif.

3. Le risque de rupture de l'extrémité de vissage de l'outil, pour vis et écrous de très petites dimensions, est éliminé comme déjà indique. 4. La suppression des extensions cassantes sur les écrous autocassants tels que ceux décrits par le brevet précité présente l'avantage diminuer considérablement le risque de conflit, c'est à dire de contact, entre des têtes d'écrous dans des rachis fortement lordosés. En effet une forte lordose entraîne une forte inclinaison relative entre les organes d'ancrage osseux des vertèbres concernées, qui peut placer en contact les tetes d'écrous de blocage de ces organes d'ancrage, ce qui constitue une gêne evidente pour le chirurgien.

L'outil selon l'invention est utilisable en chirurgie orthopédique notamment du rachis, comme tournevis pour le vissage de bouchons filetés ou vis sur des implants. L'invention élimine le risque de rupture de l'extrémité de vissage de l'outil par insuffisance de résistance mécanique lorsque cette extrémité a de très faibles dimensions, et empêche tout vissage supplémentaire intempestif au delà du couple de rupture.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Outil de serrage caractérisé en ce qu'il est constitué en deux parties (2, ; 53, 33) pourvues de moyens (8 ; 31 ; 57) de liaison entre elles, agencés pour désaccoupler automatiquement lesdites deux parties par rupture d'une pièce mécanique (8 ; 48 ; 31 ... ) desdits moyens à un couple de serrage predéterminé.

2. Outil (21) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première des deux parties est un élément (2) muni d'un moyen (3) permettant l'entraînement tandis que la deuxième partie (4) est une tige dont une extrémité opposée à son extrémité (6) de serrage est adaptée pour être introduite dans un chambrage complémentaire (7) de l'élément.

3. Outil selon la revendication 2, caractérisé ce que lesdits moyens de liaison comprennent une goupille (8) engagée transversalement à travers ouverture (12) ménagée dans une paroi (13) dudit chambrage (7) et à travers ladite extrémité (5) de la tige (4) introduite dans le chambrage, cette goupille étant rompue par cisaillement lorsque son couple de rupture par rotation relative entre les deux parties de l'outil (1) est atteint.

4. Outil selon la revendication 3, caractérisé ce que des moyens de guidage et de maintien de la goupille (8) dans ladite ouverture (12) sont prévus.

5. Outil selon la revendication 4, caractérisé en que lesdits moyens sont constitués par un tronçon tubulaire (41) solidaire dudit élément (2) et coaxial à l'ouverture (12) d'introduction de la goupille.

6. Outil selon la revendication 3, caractérise ce qu'un réservoir axial (15) traversé transversalement par la goupille (8) est ménagé dans l'extremité (5) de la tige (4) afin de recevoir le tronçon terminal cassé (18) de la goupille.

7. Outil (21) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une (2 ou 4...) deux parties est un élément muni d'un moyen (3) permettant l'entraînement tandis que l'autre partie est une tige (4 ou 2) dont une extrémité opposée à son extrémité de serrage (6) est pourvue, de même que l'extrémité en vis à vis dudit élément (2), de moyens (46, 47, 48, de liaison et d'entraînement en rotation de la seconde partie (4) par la première partie (2).

8. Outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un axe (46) saillant de l'une des extrémités en vis à vis des deux parties (2, 4) et un logement (47) de réception de cet axe ménagé dans la seconde extrémité, ainsi qu'une goupille (48) excentrée, saillant de l'une desdites extrémités parallèlement à un axe longitudinal de l'outil, cette goupille étant introduite dans un trou complémentaire (49) formé dans l'autre extrémité et pouvant se rompre à un couple de torsion prédéterminé.

9. Outil selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'axe (46) et goupille (48) sont excentrés par rapport à l'axe longitudinal (XX) de l'outil.

10. Ensemble comprenant un outil (1) selon l'une revendications 1 à 9 et une série de goupilles (8 ; 48 ; 52) réalisées en meure matériau mais de diamètres différents.

11. Ensemble selon la revendication 10, comprenant un outil selon l'une des revendications 1 à 9, et une série de goupilles (8 ; 48 ; de meure diamètre mais réalisées en des matériaux différents, de résistance la rupture différentes afin qu'à chaque goupille corresponde un couple déterminé de rupture.

12. Outil de serrage selon la revendication 1, caractérisé ce qu'une (53 ou 33) des deux parties (53, 33) est un élément muni d'un moyen (3) d'entraînement tandis que l'autre partie (33 ou 53) est une tige ayant une extrémité (6) de serrage et une extrémité opposée pouvant être introduite dans un chambrage complémentaire (10) de l'élément, et en ce que lesdits moyens de liaison comportent une pièce (31) autocassante par torsion lorsque le couple de rupture prédéterminé est atteint par rotation relative des deux parties de l'outil.

13. Outil selon la revendication 11, caractérisé en ce que la pièce autocassante (31) est divisée en deux parties (27, 28) par une zone centrale périphérique (29) d'amorce de rupture, ces deux parties étant liées respectivement audit élément et à la tige.

14. Outil selon la revendication 13, caractérisé en ce que la pièce autocassante comporte deux parties mâles (27, 28) de part et d'autre zone (29) d'amorce de rupture, introduites dans des chambrages complémentaires (10, 32) dudit élément et de la tige.

15. Outil (14) selon la revendication 13, caractérisé en ce pièce autocassante comporte une partie mâle (58) et une partie femelle (59) de part et d'autre de sa zone (65) d'amorce de rupture, la partie femelle coopérant avec un embout mâle profilé (62) d'entraînement agencé partie associée (63) de l'outil.

16. Outil selon la revendication 13, caractérisé en ce que la piece autocassante comporte deux parties femelles (59) agencées de part et d'autre de sa zone d'amorce de rupture (65), ces parties femelles coopérant avec des embouts mâles (62) profilés d'entrainement saillant de parties associées de l'outil.

17. Utilisation d'un outil (1 ; 21 ; 64) selon la revendication 1 en chirurgie orthopédique, notamment du rachis, comme tournevis pour le vissage de bouchons filetés ou de ' sur des implants.