WO2013045772A1

WO2013045772A1 - Cage intersomatique et assemblage comportant une telle cage et un ancillaire de pose

Info

Publication number: WO2013045772A1
Application number: PCT/FR2012/000383
Authority: WO
Inventors: Gilles Dubois; Jacques Flageollet; Alain Lerch; Nicolas Guena
Original assignee: Kasios SAS
Current assignee: Kasios SAS
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2013-04-04
Anticipated expiration: 2014-03-27
Also published as: FR2980358B1; DE112012004027T5; FR2980358A1

Abstract

Cage intersomatique destinée à être insérée dans un espace discal entre deux vertèbres inférieure et supérieure ayant une face inférieure destinée à se trouver du côté de la vertèbre inférieure une fois la cage positionnée dans l'espace discal, une face supérieure destinée à être tournée vers la vertèbre supérieure une fois la cage positionnée dans l'espace discal au moins une face latérale s'étendant entre les deux faces supérieure et inférieure et délimitant latéralement la cage, caractérisée en ce que la face supérieure et/ou la face inférieure ont en coupe dans un plan défini par l'axe vertical et l'axe médiolatéral en au moins un point le long de l'axe antéropostérieur une forme incurvée en ayant leur convexité tournée vers l'extérieur de la cage, notamment en arc de cercle, et la plus grande épaisseur de la cage dans la direction verticale est supérieure à la plus grande épaisseur de la cage dans la direction médiolatérale.

Description

Cage intersomatique et assemblage comportant une telle cage et un ancillaire de pose

La présente invention se rapporte à une cage intersomatique destinée à être insérée dans l'espace discal entre deux vertèbres adjacentes, notamment du type dit PLIF (Posterior Lumbar Interbody Fusion ou fusion intersomatique lombaire postérieure) .

La technique PLIF consiste à insérer la cage, après avoir effectué une incision dans la partie postérieure, ménagé un passage à travers les nerfs et/ou les articulations et vidé l'espace discal, en la poussant dans l'espace discal entre les deux vertèbres.

On connaît déjà dans l'art antérieur des cages intersomatiques , notamment PLIF, qui comportent une face supérieure destinée, lorsque la cage est positionnée dans l'espace discal entre les deux vertèbres, à être tournée vers la vertèbre supérieure ; une face inférieure destinée, lorsque la cage est positionnée entre les deux vertèbres, à être tournée vers la vertèbre inférieure ; et une surface enveloppe latérale s 'étendant entre les faces inférieure et supérieure. Les cages de l'art antérieur présentent, en outre, une ouverture qui s'étend entre les faces supérieure et inférieure et qui permet la mise en place d'un substitut osseux afin d'aider à la stabilisation par repousse de l'os entre les deux vertèbres .

Les cages de l'art antérieur, notamment celles insérées par la technique PLIF, sont difficiles à mettre en place, car l'entrée dans l'espace discal par la voie postérieure est de petite dimension, - notamment de plus petite dimension que l'espace discal lui-même. ^■ En outre, une fois positionnée dans l'espace discal, il est formé entre la cage et les vertèbres une sorte de jeu pré udiciable à la bonne stabilité de la cage. Ce jeu est, notamment, dû au fait qu'il est nécessaire de réaliser des cages de petite dimension pour permettre leur passage dans l'espace discal et, en raison de ces petites dimensions, la cage ne remplit pas complètement l'espace, qui est de plus grande dimension, et y est mal calée. ^■ La présente invention vise à surmonter les inconvénients de l'art antérieur en proposant une cage intersomatique , notamment destinée à être insérée par la technique PLIF, simple à insérer dans l'espace discal et qui, dans le même temps, une fois installée, présente une grande stabilité et une grande résistance aux forces de traction et de compression que lui imprime la colonne vertébrale.

Suivant l'invention, une cage intersomatique destinée à être insérée dans un espace discal entre deux vertèbres inférieure et supérieure est telle que définie à la revendication 1, des perfectionnements étant définis aux sous revendications.

^■En prévoyant ainsi des faces supérieure et inférieure ayant au moins en partie une incurvation convexe, correspondant sensiblement à la concavité des surfaces inférieure et supérieure respectivement des vertèbres supérieure et inférieure, et une forme amincie pour la cage dans le sens inverse de ce. qui est habituel, on s'assure à la fois d'une grande facilité d'insertion et d'une grande stabilité de la cage. En effet, la forme amincie inversée permet de pousser la cage facilement dans l'ouverture de l'espace discal, qui a une petite hauteur, puis une fois la cage introduite dans l'espace discal, de la faire tourner d'un angle de 90° pour faire en sorte d'amener les deux surfaces supérieure et inférieure incurvées dans leur position finale d'insertion, et l'incurvation de ces deux faces supérieure et inférieure correspond sensiblement à celle des surfaces des deux vertèbres sur le dessus, de sorte qu'elles épousent en grande partie ces deux surfaces des vertèbres, ce qui maintient en position la cage bien calée. On a ainsi une cage bien stable. En effet, la dimension en hauteur de l'espace discal est supérieure à celle de l'ouverture. En outre, bien que la cage soit percée de treillis de canaux permettant de voir à travers la cage dans au moins deux directions et notamment dans trois directions perpendiculaires entre elles, la cage supporte, grâce à sa forme en ogive, les charges et contraintes en traction et en compression liées à son positionnement entre deux vertèbres.

De préférence, la au moins une face latérale comporte au moins deux faces planes parallèles opposées.

Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention particulièrement résistant, la cage est réalisée en titane .

Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, la cage est réalisée par un procédé dans lequel on dépose une couche de grains métalliques, notamment en titane, on fond sélectivement certains grains de la première couche de grains métalliques, notamment de titane, par exemple en les exposant à un faisceau électronique ou un faisceau laser suivant un diagramme d'exposition, on dépose une nouvelle couche au dessus de la première couche de grains, on fond sélectivement certains grains de la nouvelle couche, par exemple en les exposant à un faisceau électronique ou un faisceau laser, on réitère les deux opérations précédentes jusqu'à obtenir un empilement de couches correspondant à la pièce finale souhaitée, on élimine les grains non fondus pour obtenir la pièce souhaitée, dans laquelle le diagramme d'exposition est tel qu'il apparaît des passages libres traversant la pièce de part en part dans au moins une direction.

La présente invention se rapporte également à un assemblage comportant une cage suivant l'invention et à un ancillaire de pose, l'ancillaire ayant une tige filetée qui correspond au taraudage d'un trou d'axe antéropostérieur formé dans la partie pleine de la cage.

A titre d'exemple, on décrit maintenant un mode de réalisation en se reportant aux dessins, dans lesquels : la Figure 1 est une vue en perspective d'une cage suivant l'invention ; la Figure 2 est une vue en perspective de l'arrière de la cage de la Figure 1, la partie avant étant arrachée ; la Figure 3 est une vue de dessus de la cage de la

Figure 1 ; la Figure 4 est une vue de côté de la cage de la

Figure 1 ; la Figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la Figure 3 ; la Figure 6 est une vue de dessous de la cage de la figure 4 ; la Figure 7 est une vue de côté d'un ancillaire de pose d'une cage suivant l'invention ; la Figure 8 est une vue en perspective à plus petite échelle de l' ancillaire de la figure 7 ; la Figure 9 est une vue de côté du mandrin constituant une partie de l' ancillaire des figures 7 et 8 ;

la Figure 9A est une vue de dessus (dans le sens de la flèche F de la figure 9) à une échelle de : 1 du mandrin de la figure 9 ; la Figure 9B est une vue en coupe à plus grande échelle

(4 :1) suivant la ligne A-A de la figure 9 ; la Figure 10 est une vue de côté du tronçon supérieur formant embout du mandrin de la figure 9 ; la Figure 10A est une vue de dessus de l'embout de la figure 10 ; la Figure 11 est une vue de côté d'une partie formant tige de l' ancillaire des figures 7 et 8, tige qui est reçue dans le mandrin ; et la figure 11A est une vue plus détaillée de la partie encerclée A de la figure 11.

A la Figure 1, il est représenté une vue en perspective d'une cage suivant l'invention. La cage comporte une partie 1 proximale pleine et une partie 2 distale percée de part en part par des canaux 3. La cage comporte une face 4 supérieure, une face 5 inférieure et deux faces latérales 6, 7 délimitant latéralement la cage entre les deux faces 4 et 5 inférieure et supérieure, les deux faces 4 et 5 se rejoignant en une partie 8 de dôme distale. On entend par inférieure et supérieure, et donc par direction verticale, la direction définie pour la cage lorsque celle-ci se trouve en position finale d'implantation dans un espace discal entre deux vertèbres adjacentes inférieure et supérieure.

Les deux faces latérales 7 et 8 gauche et droite sont planes et mutuellement parallèles.

A la Figure 4, il est représenté une vue en coupe perpendiculairement à l'axe antéropostérieur suivant la ligne V-V de la Figure 3. Comme on peut le voir, dans ce plan de coupe qui est parallèle à l'axe vertical et perpendiculaire au plan des faces 6 et 7 planes mutuellement parallèles, la section a un contour comportant deux droites rectilignes, correspondant aux faces planes mutuellement parallèles, et deux tronçons en arc de cercle de convexité tournés vers l'extérieur, correspondant aux faces supérieure et inférieure.

La distance entre les faces 6 et 7 planes parallèles mesurée perpendiculairement aux faces correspond à la plus grande épaisseur de la cage (en réalité, cette épaisseur est constante le long des faces planes 6 et 7, puis va en diminuant de la fin des faces planes vers l'extrémité 8 distale et du début des faces planes vers l'extrémité proximale de la cage) dans la direction médiolatérale et est inférieure à la distance entre les deux sommets des deux arcs de cercle des faces 4 et 5 supérieure et inférieure, mesurée dans la direction verticale, au moins pour certaines coupes réalisées le long de l'axe antéropostérieure et notamment sur une partie centrale de la cage entre la partie proximale pleine et la partie en dôme 9. A la Figure 4, il est représenté une vue de côté de la cage de la Figure 1. Dans cette vue, la cage est délimitée en haut et en bas (respectivement à gauche et à droite à la Figure 4) par deux lignes incurvées supérieure et inférieure correspondant aux faces inférieure et supérieure qui se rejoignent en la partie de dôme 9. Ainsi, les deux faces inférieure et supérieure 4 et 5 ont elles une double convexité, d'une part dans le plan défini par les axes vertical et médiolatéral et d'autre part dans le plan défini par les axes vertical et antéropostérieur .

Comme on peut le voir aux figures, dans sa partie distale ou antérieure, qui est de plus grande dimension que la partie proximale ou postérieure, notamment aux moins deux fois plus grande en volume, la cage est percée de canaux qui s'entrecroisent et s'étendent dans l'axe vertical dans la direction médiolatérale , de manière à former un treillis à travers lequel on peut voir dans la direction verticale (direction perpendiculaire au plan de^' la Figure 3) et dans la direction médiolatérale (direction perpendiculaire au plan de la Figure 4) . Suivant la présente invention, on entend par un treillis le fait d'avoir les ouvertures des canaux qui imitent les mailles d'un filet.

Pour fabriquer la cage, on peut notamment utiliser procédé comme décrit dans la demande de brevet franç N° 1000090 de janvier 2010.

Par exemple, la fabrication de cette pièce est réalisée par fusion directe de grains de métal, notamment de titane, déposés en fines couches successives. La fusion est effectuée en envoyant l'énergie nécessaire par émission d'un faisceau électronique qui passe sur chaque couche pour en former ses parties pleines en les faisant fusionner, puis l'opération est recommencée pour une couche suivante et ainsi de suite jusqu'à la formation de la pièce. Les grains non fondus sont évacués à la fin de l'opération pour obtenir la pièce finale. Une fois extraits de la pièce, ils laissent des parties vides : les passages.

On peut faire varier la distance entre les passages ainsi que les diamètres de ces passages de façon à obtenir une résistance mécanique suffisante. On entend par diamètre d'un passage le diamètre de sa section transversale lorsque la section est circulaire, sinon la plus grande dimension de cette section. Il faudra néanmoins veiller à conserver des passages qui ne devront être ni trop petits, car alors on ne pourrait plus voir à travers la pièce, ni trop grands ce qui aurait pour conséquence d'altérer la qualité de la repousse osseuse. Le diamètre idéal des passages se situe aux alentours de 1 mm avec un minimum de 0,2 mm et un maximum de 2 mm. Quant à la distance entre les passages, elle doit être idéalement la plus petite possible mais, afin de conférer au matériau une résistance mécanique suffisante (environ 10 KN) , elle est de préférence égale ou supérieure à 0,2 mm et se situe notamment entre 0,5 mm et 2,0 mm. En faisant varier cette distance, on peut faire varier la résistance mécanique du matériau en fonction de l'application qu'on lui réserve. Ainsi, on sait que la résistance mécanique d'une cage lombaire doit être supérieure à celle d'une cage cervicale. Il faut néanmoins toujours conserver une taille des passages minimum suffisante pour de ne pas perdre cette capacité à voir à l'intérieur du nouveau matériau . Les grains métalliques, notamment la poudre de titane, ont notamment une granulométrie comprise entre 30 et 250 micromètres, de préférence entre 50 et 200 micromètres. La partie proximale 1, ayant des faces supérieure, inférieure, et latérale gauche et droite pleine non percées de canaux, comporte du côté postérieur un trou 15 qui s'étend dans la direction antéropostérieure qui comporte un taraudage destiné à recevoir la pointe filetée d'une tige d'un dispositif d'insertion de la cage. Du bord supérieur du trou taraudé s'étendent quatre créneaux 10 répartis de manière uniforme sur le pourtour du trou et destinés à coopérer avec des créneaux correspondants issus de la partie distale d'un mandrin, à l'intérieur duquel se déplace la tige filetée.

Aux figures 7 à 11, il est représenté un ancillaire de pose de la cage suivant l'invention. Cet ancillaire est constitué d'un mandrin 20 et d'une tige 21 reçue dans le mandrin 20 avec possibilité d'y coulisser. Le mandrin 20 est constitué d'un tronçon proximal 22 en forme de tube et d'un tronçon distal 23 formant embout. L'embout 23 comporte à son extrémité distale des créneaux 24 de forme appropriée pour s'accoupler avec les créneaux 10 de la cage. L'embout 23 est soudé, notamment par laser, à son extrémité proximale avec l'extrémité distale du tube 22 pour ainsi former le mandrin 20.

L'ouverture traversant le mandrin 20 a ainsi deux tronçons de diamètres différents, le tronçon supérieur (correspondant à l'embout) de plus petit diamètre et le tronçon inférieur ou proxi^'mal (correspondant au tube) de plus grand diamètre.

La tige 21, quant à elle, comporte un tronçon 25 inférieur ou proximal de plus grand diamètre (pouvant passer dans l'ouverture du tronçon inférieur du mandrin 20 mais pas dans l'ouverture du tronçon supérieur du mandrin 20) et un tronçon supérieur 26 ou distal de plus petit diamètre pouvant passer dans l'ouverture de l'embout 23.

La tige comporte ainsi un épaulement 27 qui, lorsque la tige est poussée dans le mandrin, vient buter contre un épaulement 28 intérieur formé au niveau de la frontière entre le tube et l'embout.

A l'extrémité distale de la tige, il est prévu un filetage 29 destiné à coopérer avec le taraudage du trou 15. Cependant le filetage ne s'étend pas jusqu'à la fin de la tige, une petite partie 30 d'extrémité distale de la tige ne comportant pas de filetage et étant reçue dans un petit trou borgne correspondant formé à la fin du trou 15 pour bloquer tout vissage une fois le filetage vissé dans le taraudage.

Pour visser l'ancillaire à la cage, on insère les créneaux 24 dans les créneaux 10 de la cage de sorte qu' ils coopèrent par complémentarité de forme et on visse ensuite la tige filetée jusqu'à ce que l'extrémité 30 ait pénétré dans le trou borgne destiné à la recevoir à la suite du taraudage du trou 10. On obtient alors le blocage mutuel complet de l'ancillaire et de la cage, de sorte que l'on peut faire tourner la cage dans un sens ou dans l'autre, comme souhaité.

Enfin, le passage ou ouverture de l'embout 23 comporte dans sa partie d'extrémité proximale un taraudage 31 destiné à coopérer avec le filetage 29 pour empêcher la tige de se retirer intempestivement du mandrin.

La mise en position de la cage par une voie PLIF est préférée. Cette insertion se réalise de la manière suivante : La tige filetée est vissée dans le trou taraudé de la partie proximale pleine de la cage et, après avoir effectué une incision dans la partie postérieure du patient et enlevé les parties de nerf et/ou d'articulation nécessaires pour atteindre l'espace discal dans lequel on souhaite insérer la cage, on pousse cette dernière à l'aide de la tige en orientant la cage de sorte que ses deux faces planes forment respectivement le dessus et le dessous de la cage (ainsi, lors de cette première étape d'insertion, les faces supérieure et inférieure à double convexité sont disposées latéralement). Une fois la cage introduite dans l'espace discal, on fait subir à la cage à l'aide de la tige une rotation d'un quart de tour pour faire en sorte que les faces supérieure et inférieure soient maintenant dans leur position finale. Dans cette position, les faces supérieure et inférieure épousent sensiblement la forme des parois supérieure et inférieure de l'espace discal formé par les faces respectivement inférieure et supérieure des deux vertèbres adjacentes formant entre elles l'espace discal. Ainsi, d'une part, on a pu insérer la cage dans un trou d'entrée de l'espace discal très petit grâce à la minceur de la cage réalisée par le fait d'avoir deux parties planes et, ensuite, on a tourné la cage, rotation facilitée par la forme incurvée des deux faces inférieure et supérieure qui donne ainsi une surface aidant à la rotation de la cage au sein de l'espace discal. En position finale, la cage est très stable car avec des formes épousant sensiblement les parois supérieure et inférieure de l'espace discal.

En particulier et de préférence, la cage est en titane. Cependant, elle pourrait également être en PEEK ou tout autre matériau classique pour la fabrication de cages intersomatiques . La plus grande épaisseur de la cage dans la direction verticale est supérieure à l'épaisseur de la cage dans la direction médiolatérale en tout point de la cage le long de la direction antéropostérieure et notamment à sa plus grande épaisseur médiolatérale qui se trouve sensiblement au niveau du milieu de la cage dans la direction antéropostérieure, point qui correspond aux sommets des courbes incurvées dans le plan de coupe V-V.

Claims

REVENDICATIONS

Cage intersomatique destinée à être insérée dans un espace discal entre deux vertèbres inférieure et supérieure, ayant une face (5) inférieure destinée à se trouver du côté de la vertèbre inférieure une fois la cage positionnée dans l'espace discal, une face (4) supérieure destinée à être tournée vers la vertèbre supérieure une fois la cage positionnée dans l'espace discal et au moins une face latérale (6, 7) s'étendant entre les deux faces supérieure et inférieure et délimitant latéralement la cage, caractérisée en ce que

la face supérieure et/ou la face inférieure, ont en coupe, dans un plan défini par l'axe vertical et l'axe médiolatéral , en au moins un point le long de l'axe antéropostérieur , délimitée (s) par une courbe de forme incurvée en ayant leur convexité tournée vers l'extérieur de la cage, notamment en arc de cercle, et la plus grande épaisseur de la cage dans la direction verticale est supérieure à la plus grande épaisseur de la cage dans la direction médiolatérale ; et

la cage comporte au moins une partie, notamment distale, percée d'un treillis de canaux traversant qui s'étendent dans les directions verticale et médio-latérale.

Cage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la plus grande dimension en largeur des ouvertures où débouchent les canaux, notamment le diamètre, est comprise entre 0,2mm et 2mm, notamment entre 0,5mm et 2mm.

3. Cage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la au moins une face latérale comporte deux faces planes parallèles opposées.

5 4. Cage suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la cage comporte une partie proximale pleine et une partie distale percée d'un treillis de canaux traversants qui s'étendent dans les directions verticale et médiolatérale .

10

5. Cage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la cage est réalisée en titane.

6. Cage suivant l'une des revendications 1 à 5, 15 caractérisée en ce que les deux faces inférieure et supérieure (4) et (5) ont une double convexité, d'une part dans le plan défini par les axes vertical et médiolatéral et d'autre part dans le plan défini par les axes vertical et antéropostérieur .

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7. Assemblage comportant une cage suivant l'une des revendications 1 à 5 et un ancillaire de pose, l'ancillaire ayant une tige filetée qui correspond au taraudage d'un trou formé dans la partie pleine de la

^"25 cage.

8. Assemblage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le trou est d'axe antéropostérieur et est formé dans une partie pleine de la cage, notamment

30 proximale.