19 à European Patent Office
Office européen des brevets (fi) Numéro de publication : 0 545 830 A 1
12 DEMANDE DE BREVET E U R O P E E N
(2Î) Numéro de dépôt : 92420421.7 (22) Date de dépôt: 17.11.92
© Int. ci.5: A61F 2/08, A61B 17/064
@ Priorité: 03.12.91 FR 9115194 (43) Date de publication de la demande
09.06.93 Bulletin 93/23
@ Etats contractants désignés : BE DE ES FR GB IT (R) Demandeur : Mai, Christian
74 boulevard des Belges F-69006 Lyon (FR)
(72) Inventeur : Mai, Christian 74 boulevard des Belges F-69006 Lyon (FR)
(74) Mandataire : Laurent, Michel et al
Cabinet LAURENT et CHARRAS, 20, rue Louis Chirpaz B.P. 32
F-69131 Ecully Cedex (FR)
m) Implant intra-cortical, notamment pour la fixation de ligament.
(57) Cet implant intra-cortical (3), notamment par la fixation de ligaments sur des tissus osseux, est réalisé en un alliage martensitique thermo-élastique, dont les températures de transformation sont :
— température de transformation martensitique Ms inférieure à 5°C,
— température de transformation austénitique Ag supérieure à 15 °C,
Il est éduqué pour se présenter sous la forme d'une épingle en U, dont les deux branches (5) sont parallèles à une température inférieure à la température de transformation martensitique du matériau qui le compose, lesdites branches s'écartant de leur position primitive à une température supérieure à la température de transformation austénitique dudit matériau, de telle sorte à venir coopérer avec la face interne de l'os cortical du tissus osseux.
L'invention concerne un implant intra-cortical, plus particulièrement destiné à la fixation des liga- ments, et ce notamment par suture.
De manière connue, un implant est une infra- structure, généralement métallique, destiné à être in- troduite dans un tissu par exemple osseux, soit pour renforcer un élément, soit au contraire pour le main- tenir en place. Un implant intra-cortical est un implant du type en question, destiné à être inséré dans un tis- su osseux en deçà de l'os cortical, et donc en partie dans l'os spongieux.
On connaît à ce jour différents modes de fixation des ligaments. Le principal mode est réalisé au moyen d'agrafes, notamment munies de picots, mais également au moyen de vis simples ou encore avec des vis à expension.
Si certes, ces modes de fixation de ligaments s'avèrent relativement simples à mettre en oeuvre, en revanche ils présentent plusieurs inconvénients ma- jeurs. En effet, la tenue mécanique dans le temps des agrafes ou des vis repose sur l'accrochage des bran- ches de l'agrafe ou du filetage de la vis dans l'os spongieux. Or, cette tenue mécanique s'amoindrit au cours du temps, notamment à cause du phénomène de lyse de l'os spongieux, induisant donc des risques de décrochage de l'agrafe ou de dévissage de la vis.
En outre, pour les petits ligaments, ces modes de fixation sont peu adaptés. En effet, leur efficacité est réduite compte tenu des risques de rupture des liga- ments qu'ils engendrent. En tout état de cause, aucun des modes et autres dispositifs de fixation connus à ce jour permet une réparation d'un ligament naturel par suture de celui-ci sur la partie osseuse.
L'objet de l'invention est de pallier ces différents inconvénients. Elle propose un implant, destiné à ré- soudre tout d'abord le problème du décrochage, en d'autres termes de conserver dans le temps la tenue mécanique de l'ensemble. En outre, elle vise un im- plant également adapté à la fixation des petits liga- ments, sans risquer d'altérer ce dernier.
Cet implant intra-cortical, notamment pour la fixation de ligaments surdes tissus osseux, réalisé en un alliage martensitique thermo-élastique, dont les températures de transformation sont :
- température de transformation martensitique Ms inférieure à 5°C,
- température de transformation austénitique Ag supérieure à 15 °C,
se caractérise en ce qu'il est éduqué pour se présen- ter sous la forme d'une épingle en U, dont les deux branches sont parallèles à une température inférieure de la température de transformation martensitique du matériau qui les compose, lesdites branches s'écar- tant de leur position primitive à une température su- périeure à la température de transformation austéni- tique dudit matériau, de telle sorte à venir coopérer avec la face interne de l'os cortical du tisseux osseux.
En d'autres termes, l'invention consiste, en utili-
sant les propriétés de transformation martensitique d'un alliage connu, à faire coopérer un implant corti- cal avec l'os cortical sur lequel il est implanté. De fait, comme on le verra dans la description qui suit, l'im- 5 plant peut être entièrement noyé à l'intérieur de l'os spongieux, la tenue mécanique de l'ensemble étant obtenue par un effet de compression engendré par l'implant sur la face interne de l'os cortical au contact de l'os spongieux, et non plus directement sur l'os 10 spongieux. Or, comme on le sait l'os cortical est rigide et stable dans le temps, et ne subit pas de lyse, sauf accident pathologique. En outre, le fait d'immerger l'implant dans l'os présente l'avantage supplémentai- re d'annuler tout contact direct de l'implant avec les 15 tissus mous environant l'os concerné.
On connaissait, par exemple dans US-A-4 485 816 et DE-A-2 703 529, des agrafes chirurgicales en forme de U à effet mémoire, dont les branches sont susceptibles de se rapprocher sous l'effet de la tem- 20 pérature. Néanmoins, ce type d'agrafes est d'applica- tion limitée aux tissus mous, et ne peut en aucun cas être utilisé aux sutures ligamentaires sur tissus os- seux, voire aux sutures osseuses, compte tenu des phénomènes de lyse déjà mentionnés intervenant au 25 niveau de l'os spongieux. En outre, ne générant au- cun effet de compression au niveau de l'os cortical, elles ne peuvent induire un quelconque effet de trac- tion au niveau de la zone de fixation ligamentaire. On ne pouvait de la sorte appliquer les enseignements de 30 ces documents à la résolution du problème qu'entend
solutionner l'invention.
Selon une forme de réalisation de l'invention, à une température supérieure à la température de transformation austénitique du matériau qui les 35 compose, les branches s'écartent l'une de l'autre et s'alignent avec la portion de raccordement, jusqu'à constituer une tige quasiment rectiligne, qui vient se positionner parallèlement à l'os cortical.
Selon une autre forme de réalisation, à une tem- 40 pérature supérieure à la température de transforma- tion austénitique du matériau qui les compose, les branches s'écartent l'une de l'autre et se recourbent selon deux arcs de cercle, les extrémités de chacune des branches venant au moins au niveau d'un même 45 plan comportant ladite portion de raccordement. De la sorte, lesdites extrémités créent un effet de compression au niveau de leur point d'application, in- duisant le retrait à l'intérieur de l'os de la portion de raccordement, et au niveau de laquelle en général 50 s'effectue la fixation du ligament.
Selon une autre forme de réalisation, à une tem- pérature supérieure à la température de transforma- tion austénitique du matériau qui les compose, lesdi- tes branches se croisent, selon deux portions cour- 55 bes, leurs extrémités venant au moins au niveau d'un même plan comportant ladite portion de raccorde- ment. Dans cette autre forme de réalisation, comme dans la forme de réalisation précédente, ces bran-
ches sont destinées à créer l'effet de compression et un point d'appui au niveau de la zone d'insertion de l'implant.
Avantageusement, l'implant peut être muni d'un ou de plusieurs fils de suture solidaires dudit implant au niveau de la portion de raccordement.
Selon une forme toute particulière de l'invention, à une température supérieure à la température de transformation austénitique du matériau qui les composejes branches se courbent jusqu'à ce que leurs extrémités libres se rapprochent en vis à vis, pour former une boucle, par exemple ronde, ovale, etc notamment destinée à former amortisseur.
Enfin, selon une autre forme particulière de l'in- vention, l'implant est constitué par deux implants du type de ceux précédemment décrits, soudés bout à bout au niveau des extrémités de leurs branches, for- mant ainsi une épingle aux bouts fermés.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à ti- tre indicatif et non limitatif à l'appui des figures an- nexées.
La figure 1 est une représentation schématique d'un implant conforme à l'invention à une températu- re inférieure à la température de transformation mar- tensitique du matériau qui le compose, mis en place dans un os.
La figure 2 est une représentation schématique de l'implant de la figure 1, à une température supé- rieure à la température de transformation austéniti- que du matériau qui le compose, par exemple typi- quement à la température du corps humain.
Les figures 3, 4 et 5 représentent d'autres formes de réalisation de l'implant à une température supé- rieure à la température de transformation austéniti- que dudit matériau.
La figure 6 est une représentation d'un implant semi intra-cortical à une température supérieure à la température de transformation austénitique dudit ma- tériau.
La figure 7 est une représentation de l'implant muni de fils de suture conformément à l'invention.
La figure 8 est une représentation schématique d'une autre forme de réalisation de l'invention, cons- tituée par deux implants soudés bout à bout à une température inférieure à la température de transfor- mation martensitique du matériau.
La figure 9 est une vue similaire à celle de la fi- gure 8, à une température supérieure à la températu- re de transformation austénitique dudit matériau.
La figure 10 est une représentation de deux im- plants au niveau desquels est mis en place un liga- ment artif icel.
Selon l'invention, l'implant intra-cortical (3) comporte deux branches (5), raccordées au niveau de l'une de leurs extrémités par une portion de rac- cordement (4), constituant ainsi un U. Le diamètre de
ces branches est fonction de la résistance souhaitée pour le ligament, et est typiquement de un millimètre, afin notamment de faciliter l'insertion de l'implant à une température inférieure à la température de trans- 5 formation martensitique du matériau à base duquel il est réalisé, notamment au niveau d'un tissu osseux.
Selon une caractéristique fondamentale de l'in- vention, cet implant est réalisé en un matériau mar- tensitique thermo-élastique, répondant aux critères 10 de bio-compatibilité requis. Typiquement, ce maté- riau martensitique est constitué par un alliage nickel titane, ou un alliage à base de cuivre, d'aluminium et de zinc. De tels alliages sont aujourd'hui bien connus, de sorte qu'ils ne seront pas décrits ici plus en détail.
15 La température martensitique Ms du matériau est voisine de 5°C. A cette température, les branches (5) sont parallèles. Elles subissent des déformations ré- pétées, afin d'induire un effet de mémoire de forme, qui, sera restitué lors du franchissement du seuil de 20 température austénitique Ag, à savoir typiquement 25
°C. Cette mémoire de forme peut être acquise par les branches (5), en leur donnant une forme particulière à une température supérieure à la température de transformation austénitique As, puis en leur donnant 25 une autre forme et notamment une forme droite et pa- rallèle à une température inférieure à la température de transformation martensitique Ms. En répétant un certain nombre de fois ces transformations mécani- ques, une mémoire de forme peut être obtenue telle 30 qu'il sera par ailleurs décrit dans les figures 2 à 6. Par exemple dans la figure 2, la mémoire de forme des branches est courbée, lesdites branches s'écartant l'une de l'autre, et les extrémités libres (6) desdites branches venant affleurer au moins le plan contenant 35 la portion de raccordement (4) de l'implant. Par "au moins", on entend qu'en l'absence de contrainte, les- dites extrémités (6) s'étendent au delà de la portion de raccordement (4) dudit implant. De la sorte et tel qu'on l'a représenté sur la figure 2, lesdites extrémi- 40 tés (6) des branches (5) exercent une compression dont le point d'application se situe sur la face interne (8) de l'os cortical (1) au niveau duquel est implanté l'implant, induisant l'insertion dans l'os spongieux (2) et en tout cas à l'intérieur de l'os de la portion de rac- 45 cordement (4), et corollairement la fixation du liga- ment que l'implant est destiné à fixer, typiquement si- tué au niveau de cette portion de raccordement.
Dans une autre forme de réalisation représentée sur la figure 3, au lieu de s'écarter, les branches (5) 50 se croisent selon également deux sections courbées, lesdites extrémités (6) des branches exerçant une nouvelle fois une compression dont le point d'applica- tion est toujours la face interne (8) de l'os cortical (1), induisant toujours l'insertion voire l'immersion de la 55 portion de raccordement (4) dans l'os spongieux (2).
La figure 5 représente une autre forme de réali- sation de l'invention, dans laquelle les deux branches (5) sont courbées, leurs extrémités libres respectives
(6) venant quasiment au contact l'une de l'autre, afin de former une boucle fermée ronde, voire une autre forme fermée. Dans ce cas, l'effet de compression re- cherché est moins important. En revanche, la forme d'anneau au niveau des deux extrémités libres (6) 5 joue un rôle d'amortisseur pour les ligaments suscep- tibles d'encaisser des efforts importants résultant de fracture.
Dans la figure 4, les deux branches (5) s'écartent à une température supérieure à la température de 10 transformation austénitique du matériau qui les compose, jusqu'à former une tige quasiment linéaire avec la portion de raccordement (4). Dans ce cas, il n'y a pas d'effet de compression, mais la surface d'appui est très importante, et est utilisée pour la fixa- 15 tion de gros ligaments artificiels.
Dans la figure 6, on a représenté un implant semi- intra cortical, dans lequel on désire que la portion de raccordement (4) émerge hors de l'os cortical, et no- tamment hors de l'orifice (7) ménagé pour introduire 20 l'implant lorsque celui-ci est à température inférieure à la température de transformation martensitique.
Dans tous les cas, la mise en place de l'implant suppose préalablement la réalisation d'un orifice (7) à travers l'os cortical (1). Ledit implant étant à une 25 température inférieure à la température de transfor- mation martensitique, il se présente sous la forme d'une épingle, telle que représentée sur la figure 1, c'est à dire les branches (5) étant parallèles pour jus- tement permettre son insertion dans cet orifice. Pro- 30 gressivement, compte tenu de la température du corps humain, supérieure à la température de tranfor- mation austénitique As du matériau qui le compose, prend la mémoire de forme selon laquelle il a été édu- qué, et représentée dans l'une des figures 2 à 6. De 35 la sorte, l'implant étant noyé ou quasiment noyé dans l'os, il n'est jamais au contact des tissus environnants et notamment de la masse musculaire.
En outre, le point de compression et d'appui s'exerçant au niveau de l'os cortical dur (1) et non 40 plus au niveau de l'os spongieux (2), on n'observe pas de lyse de cet os cortical, de sorte que la tenue mécanique de l'implant reste constante dans le temps.
Dans une application particulière des ligaments 45 ci-dessus décrits, on soude bout à bout les extrémités libres (6) de deux ligaments, de telle sorte qu'ils se présentent à une température inférieure à la tempé- rature de transformation martensitique selon la figure 8, c'est à dire sous la forme d'une épingle fermée, 50 dont les deux branches (5) sont parallèles. Chacune des portions de raccordement (4) est avantageuse- ment muni d'un fil de suture (9), destiné à permettre la fixation des ligaments. La mise en place et l'utilisa- tion d'un tel implant suppose la réalisation préalable 55 de deux orifices (7), sensiblement diamétralement opposés au niveau de l'os cortical sur lequel doit être fixé le ou les ligaments. Sous une température supé-
rieure à la température de transformation austéniti- que du matériau dudit implant, les branches (5) sont éduquées de telle sorte qu'elles se courbent, tel qu'on la représenté sur la figure 9. Cette forme particulière permet la fixation de deux ligaments au moyen d'un même implant, la courbure prise par les branches (5) s'opposant au retrait de l'implant d'un coté comme de l'autre de l'os.
Dans une forme de réalisation particulière repré- sentée sur la figure 7, l'implant (3) est muni d'un fil de suture (9), solidaire dudit implant au niveau de la por- tion de raccordement (4). On a représenté par (10) l'aiguille permettant la suture dudit fil de suture (9) au niveau dudit ligament que l'on désire ainsi fixer.
L'implant conforme à l'invention peut également être utilisé pour la mise en place de ligament artificiel, notamment un ligament synthétique, bio-compatible.
Il suffit pour ce faire, d'introduire un implant au niveau de chacune des deux boucles extrêmes (12) du liga- ment artificiel, et d'introduire lesdits implants à une température de transformation inférieure à la tempé- rature de transformation martensitique Ms du maté- riau dans les orifices prévus à cet effet au niveau de l'articulation considérée (voir figure 10).
Il ressort de l'invention tout d'abord une mise en place très simple de cet implant, associé à une tenue mécanique dans le temps de grande qualité, ne pou- vant s'altérer par des processus physiologiques ou biologiques. En outre, eu égard à son caractère bio- compatible, et compte tenu de son quasi-escamotage intérieur de l'os, il ne se crée pas après une mise en place de l'implant, de phénomènes d'irritation locale, inhérents au contact dudit implant avec les tissus en- vironnants. Un tel implant s'avère donc particulière- ment avantageux pour la suture de ligaments, que ceux-ci soient naturels ou synthétiques, et ce quelle que soit leur taille.
Revendications
1/ Implant intra-cortical (3), notamment pour la fixation de ligaments sur des tissus osseux, réalisé en un alliage martensitique thermo-élastique, dont les températures de transformation sont :
- température de transformation martensitique Ms inférieure à 5°C,
- température de transformation austénitique As supérieure à 15 °C,
caractérisé en ce qu'il est éduqué pour se présenter sous la forme d'une épingle en U, dont les deux bran- ches (5) sont parallèles à une température inférieure à la température de transformation martensitique du matériau qui le compose, lesdites branches s'écar- tant de leur position primitive à une température su- périeure à la température de transformation austéni- tique dudit matériau, de telle sorte à venir coopérer avec la face interne de l'os cortical du tissus osseux.
21 Implant intra-cortical selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'à une température supérieure à la température de transformation austénitique du ma- tériau qui le compose, les branches (5) s'écartent l'une de l'autre et s'alignent avec la portion de raccor- 5 dément (4) du U, jusqu'à constituer une tige quasi- ment rectiligne.
3/ Implant intra-cortical selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'à une température supérieure à la température de transformation austénitique du ma- 10 tériau qui le compose, les branches (5) s'écartent l'une de l'autre et se recourbent selon deux arcs de cercle, les extrémités libres (6) de chacune des bran- ches venant au moins au niveau d'un même plan comportant ladite portion de raccordement (4). 15
4/ Implant intra-cortical selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'à une température supérieure à la température de transformation austénitique du ma- tériau qui le compose, les branches (5) se croisent, selon deux portions courbes, leurs extrémités libres 20 (6) venant au moins au niveau d'un même plan comportant ladite portion de raccordement (4).
5/ Implant intra-cortical selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'à une température supérieure à la température de transformation austénitique du ma- 25 tériau qui le compose, les branches (5) se courbent, leurs extrémités libres (6) se rapprochant en vis à vis pour constituer un anneau amortisseur.
6/ Implant intra-cortical selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'à une température supérieure à 30 la température de transformation austénitique du ma- tériau qui le compose, la portion de raccordement (4) émerge hors de l'os (1 ,2) au niveau duquel il est im- planté, les branches (5) s'écartant l'une de l'autre pour venir s'appuyersur la face interne de l'os cortical 35 (1) dudit os.
71 Implant intra-cortical selon l'une des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est muni d'un fil (9) de suture solidaire dudit implant au niveau de la
portion de raccordement (4). 40
8/ Implant intra-cortical (3) notamment pour la fixation de ligaments, caractérisé en ce qu'il est constitué de deux ligaments (3) selon la revendication 1 , soudés bout à bout au niveau de leurs extrémités libres (6), chacune des portions de racordement (4) 45 étant munie d'un fil de suture (9), les branches (5) étant éduquées pour se courber à une température supérieure à la température de transformation austé- nitique du métariau qui le compose.
2 4 3
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.ffice européen RAPPORT DE RECHERCHE EUROPEENNE es brevets
)OCUMENTS CONSIDERES LUMML "H.K 1 irN i s
Catégorie itation du document avec indication, en cas ne nesoin, des parties pertinentes :oncernée 1 DEMANDE (Int. C1.5) X
Y ),X
A Y A A D,X
A
P-A-0 040 884 (J.W. bMl I J
Abrégé; revendication 16; figure 13 * S-A-4 485 816 (J.F. KRUMMEj
Abrégé *
S-A-4 741 330 (J.O. HAYHURST) Colonne 4, ligne 54 - colonne 5, igne 3; figures 1-6 *
S-A-5 002 563 (W.R. PYKA et a l . ) Colonne 4, lignes 26-40; figures 5-7
S-A-4 496 090 (P. H. UKtVltK;
Figures 21-24 *
IE-A-2 703 529 (FRIED. KRUPP)
: Page 5, lignes 15-26; figures 1A-1H 1 l -
Le présent rapport a ete établi pour toutes les revendications
-4 ,5
,4
\
i 61 B 17/064
RECHERCHES (Int. C1.5) H u i r
A 61 B
Lien de la recnercne
LA HAYE 07-01-1993 WULr l n j
CAIEGOKlr; UfcS UUtLMtl>ia Ulia X : particulièrement pertinent à lui seul Y : particulièrement pertinent en combinaison avec un A : arrière-plan technologique autre document de la même catégorie O : divulgation non-ècrite
P : document intercalaire
1 . 1UCUIIV VU |J111IVI|J^ a ... ucub - ^- ...
E : document de brevet antérieur, mais publié à la date de dépôt ou après cette date D : cité dans la demande L : cité pour d'autres raisons
& : membre de la même famille, document correspondant
o
Office européen
des brevets RAPPORT DE RECHERCHE EUROPEENNE
Page Z
Numéro de la demande EP 92 42 0421 DOCUMENTS CONSIDERES COMME PERTINENTS
Catégorie Citation du document avec indication, en cas de besoin,
des parties pertinentes revendication concernée DEMANDE qnt, CI.5)
P,X
JS-A-4 805 618 (Y. UEDA et a l . )
* Abrégé; figures 8-11,18,19 *
rHE JOURNAL 0F BONE AND JOINT SURGERY, /ol. 68-A, no. 5, juin 1986, pages 764-765, Edingburgh, GB; K.A. KRACKOW 3t al . : "A new stitch for
ligament-tendon f i x a t i o n "
* Figure 2C *
EP-A-4 488 906 (C. MAI)
* Le document en entier *
i,8
UUMAlIMfcS iiAjimyuto RECHERCHES (Int. C15)
Le présent rapport a été établi pour toutes les revendications
Lien de U recherche Date df ache Yemeni de la recherche Examinatenr
LA HAYE 07-01-1993 WOLF C H S
CATEGORIE DES DOCUMENTS Cllt-S X : particulièrement pertinent à lui seul Y : particulièrement pertinent en combinaison avec un
autre document de la même catégorie A : arrière-plan technologique O : divulgation non-ècrite P : document intercalaire
T : théorie ou principe a la base de 1 invention E : document de brevet antérieur, mais publié à la date de dépôt ou après cette date D : cité dans la demande
L : cité pour d'autres raisons
& : membre de la même famille, document correspondant 9
