Implants orthopédiques et dentairesDes pièces pour chaque
zone du squelette.
Rachis, articulations, extrémités, traumatologie, dentaire : nous usinons les implants des fabricants de dispositifs médicaux, du premier prototype à la série tracée. Leur instrumentation de pose a sa page Ancillaires.
Rachis
Vertèbres cervicales, thoraciques et lombaires
Nous avons déjà usiné des vis pédiculaires polyaxiales, des vis de blocage et des cages cervicales. Les figures replacent ces pièces dans un montage complet d’arthrodèse vertébrale, avec ses tulipes, ses tiges d’union et une cage intersomatique lombaire.
- Pièces déjà réalisées
- Vis pédiculaires polyaxiales, vis de blocage, cages cervicales
- Matières
- Titane TA6V ELI (3.7165 · ASTM F136 / ISO 5832-3), PEEK (ASTM F2026), inox ISO 5832-9 (M30NW) · ASTM F1586
- Moyens
- Tornos DECO 13 / 20 (±5 µm), DMG Mori NTX 1000 (±4 µm)
- Contrôle
- Keyence LM-X, MMT Hexagon Global S
Pièces présentées sur la figure
Vis polyaxiale
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Vis de blocage. Petite vis sans tête à empreinte hexagonale, vissée dans le filetage intérieur de la tulipe. Serrée au couple, elle plaque la tige d'union contre la tête de vis et fige l'angle choisi par le chirurgien. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Décolletage, filetage extérieur, empreinte hexagonale. Sur ce modèle : Ø 9 mm, hauteur 5 mm.
Tige d'union. Barre cylindrique qui relie les vis de plusieurs vertèbres. Le chirurgien la cintre au bloc pour suivre la courbure de la colonne, puis la serre dans chaque tulipe. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3 ou Inox ISO 5832-9 (M30NW) · ASTM F1586. Procédé type : Tournage, puis cintrage. Sur ce modèle : Ø 5,5 mm.
Tête polyaxiale (tulipe). Pièce en U qui coiffe la tête sphérique de la vis. Elle pivote dans toutes les directions avant serrage, ce qui permet d'aligner la tige même quand les vis ne sont pas parallèles. Son filetage intérieur reçoit la vis de blocage. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Tournage-fraisage : fente en U, filetage intérieur, logement sphérique. Sur ce modèle : Ø 12 mm, fente de 5,7 mm.
Vis pédiculaire. Vis à gros filet qui traverse le pédicule, le pont osseux à l'arrière de la vertèbre, jusque dans le corps vertébral. Sa tête sphérique s'emboîte dans la tulipe. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Décolletage, filet par tourbillonnage, empreinte dans la tête. Sur ce modèle : Ø 6,5 × 45 mm.
Montage lombaire
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Vis pédiculaires. Chaque vertèbre reçoit deux vis, une par pédicule. Elles convergent légèrement vers le centre du corps vertébral, où l'os est le plus solide. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Décolletage, filet par tourbillonnage. Sur ce modèle : Ø 6,5 × 45 mm.
Têtes polyaxiales. Chaque tulipe s'oriente sur sa vis pour que la tige passe droite d'une vertèbre à l'autre, même si les vis n'ont pas le même angle. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Tournage-fraisage, filetage intérieur.
Vis de blocage. Une fois la tige en place, une vis de blocage est serrée dans chaque tulipe. Le montage devient rigide et maintient les deux vertèbres immobiles le temps qu'elles fusionnent. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Décolletage, empreinte hexagonale.
Tiges d'union. Deux tiges, à gauche et à droite, relient les vis des deux vertèbres. Elles reprennent les efforts pendant la fusion osseuse. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3 ou Inox ISO 5832-9 (M30NW) · ASTM F1586. Procédé type : Tournage, puis cintrage. Sur ce modèle : Ø 5,5 mm.
Cage intersomatique. Placée entre les deux corps vertébraux à la place du disque, elle rétablit la hauteur entre les vertèbres. Ses fenêtres sont remplies de greffe osseuse : l'os pousse au travers et soude les deux vertèbres. Au niveau du cou, la même pièce s'appelle cage cervicale. Matière : PEEK · ASTM F2026 ou Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Fraisage, fenêtres de greffe, dentelures anti-recul. Sur ce modèle : 11 × 30 mm.
Cage cervicale
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Cage cervicale. Petite cage glissée par l'avant du cou entre deux vertèbres, à la place du disque abîmé qui comprimait un nerf ou la moelle. Elle rétablit la hauteur du disque ; ses dentelures l'empêchent de reculer, et sa fenêtre centrale reçoit la greffe osseuse. Matière : PEEK · ASTM F2026 ou Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Fraisage : dentelures, fenêtre de greffe, logements des marqueurs. Sur ce modèle : 14 × 12 mm, hauteur 7 mm.
Greffe osseuse. Os du patient ou substitut osseux tassé dans la fenêtre de la cage. En quelques mois, les deux vertèbres se soudent à travers elle : c'est l'arthrodèse. Nature : Os du patient ou substitut, pas une pièce usinée.
Marqueurs radio-opaques. Le PEEK est invisible aux rayons X. Ces petites tiges métalliques, serties dans la cage, permettent au chirurgien de vérifier sa position sur les radios de contrôle. Matière : Tantale · ASTM F560. Procédé type : Perçages de précision dans la cage pour leur sertissage. Sur ce modèle : Ø 1 × 3,2 mm, 3 marqueurs.
Articulations
Hanche (cotyle, tige fémorale), genou, épaule (glène, tête humérale)
Nous avons déjà usiné des tiges de hanche et d’épaule, des cupules et des inserts de cotyle et de genou. Les figures présentent ces pièces dans leur prothèse complète : prothèse d’épaule inversée, prothèse totale de hanche et prothèse totale de genou.
- Pièces déjà réalisées
- Tiges de hanche et d’épaule, cupules, inserts de cotyle et de genou
- Matières
- 316LVM (1.4441 · ASTM F138 / ISO 5832-1), TA6V ELI (ASTM F136 / ISO 5832-3), UHMW-PE 1020 / 1050 (ASTM F648 / ISO 5834-2)
- Moyens
- DMG Mori DMU 50, 5 axes simultanés (< 6 µm)
- Finition
- Polissage miroir au touret, polissage électrolytique
Pièces présentées sur la figure
Épaule
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Vis de fixation. Deux à quatre vis traversent la métaglène et s'ancrent dans l'omoplate, en allant chercher l'os le plus épais. Elles assurent la tenue immédiate de l'implant, le temps que l'os repousse contre lui. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Décolletage, filet par tourbillonnage. Sur ce modèle : Ø 5 mm, longueurs 28 et 21 mm.
Métaglène (embase). Plaque circulaire posée contre la glène, fraisée à plat par le chirurgien. Un plot central s'enfonce dans l'os et les vis la verrouillent. Sa face arrière est souvent texturée ou revêtue pour que l'os s'y accroche. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Tournage-fraisage, perçages inclinés, cône de fixation. Sur ce modèle : Ø 27 mm, plot Ø 7 × 16 mm.
Glénosphère. Dans une prothèse inversée, la boule passe du côté de l'omoplate. Le centre de rotation de l'épaule se déplace, et le deltoïde peut lever le bras même quand la coiffe des rotateurs ne fonctionne plus. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Finition : Polissage miroir de la surface articulaire. Sur ce modèle : Ø 36 mm.
Insert (cupule). Cupule en polyéthylène emboîtée dans la coque de la tige. Sa face creuse épouse la glénosphère : c'est ce couple métal contre polyéthylène qui frotte à chaque mouvement du bras. Matière : UHMW-PE 1020 / 1050 · ASTM F648 / ISO 5834-2. Procédé type : Tournage, état de surface soigné sur la face articulaire. Sur ce modèle : Ø 33 mm.
Tige humérale. Elle s'enfonce dans le canal de l'humérus et porte, en haut, la coque qui reçoit l'insert. L'angle entre la coque et la tige, ici 155°, fixe la position du bras. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Fraisage 5 axes simultanés (DMG Mori DMU 50). Sur ce modèle : Longueur 143 mm.
Vis de verrouillage distales. Elles traversent l'humérus et passent dans des trous percés dans la tige. On les utilise surtout quand l'os est fracturé ou fragile : la tige ne peut plus tourner ni s'enfoncer. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Décolletage, filetage. Sur ce modèle : Ø 5 mm, longueur 28 mm.
Hanche
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Cupule (cotyle). Demi-coque impactée en force dans le cotyle, le creux du bassin préalablement fraisé. Sa surface extérieure rugueuse ou revêtue permet à l'os de s'y fixer ; des trous permettent d'ajouter des vis si besoin. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3 ou 316LVM (1.4441) · ASTM F138 / ISO 5832-1. Procédé type : Tournage, perçages, fraisage du verrouillage de l'insert. Sur ce modèle : Ø 50 mm.
Insert de cotyle. Coque en polyéthylène clipsée dans la cupule. La tête fémorale tourne dedans : c'est la nouvelle articulation de la hanche. Matière : UHMW-PE 1020 / 1050 · ASTM F648 / ISO 5834-2. Procédé type : Tournage, face sphérique soignée. Sur ce modèle : Pour une tête de 32 mm.
Tête fémorale. Sphère polie emmanchée sur le cône du col de la tige. Son diamètre et la longueur de col choisie règlent la longueur de la jambe et la stabilité de la hanche. Cette pièce, en céramique ou en métal, n'est pas usinée chez nous. Matière : Céramique ou métal. Fabrication : Non usinée chez nous. Sur ce modèle : Ø 32 mm.
Tige fémorale. Elle s'enfonce dans le canal du fémur après la coupe du col. Sa forme effilée se bloque dans l'os, avec ou sans ciment. Son col incliné, ici à 130°, reproduit l'anatomie de la hanche. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3 ou 316LVM (1.4441) · ASTM F138 / ISO 5832-1. Procédé type : Fraisage 5 axes simultanés, cône de col. Sur ce modèle : Angle cervico-diaphysaire 130°.
Genou
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Pièce fémorale. Elle remplace les surfaces usées du fémur, comme un capuchon posé sur l'os coupé en cinq plans. Deux plots l'empêchent de tourner. Sa face externe reprend la courbure des condyles. Matière : 316LVM (1.4441) · ASTM F138 / ISO 5832-1. Finition : Polissage miroir au touret. Sur ce modèle : Épaisseur 9 mm.
Insert en polyéthylène. Plateau en polyéthylène fixé sur l'embase tibiale. Ses deux cuvettes reçoivent les condyles de la pièce fémorale. Plusieurs épaisseurs existent pour régler la tension des ligaments. Matière : UHMW-PE 1020 / 1050 · ASTM F648 / ISO 5834-2. Procédé type : Fraisage des cuvettes, état de surface soigné. Sur ce modèle : Épaisseur mini 8,5 mm.
Embase tibiale. Plateau métallique posé sur la coupe horizontale du tibia. Il reprend la forme de l'os pour s'appuyer sur la partie la plus solide, en périphérie. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Fraisage, verrouillage de l'insert. Sur ce modèle : Épaisseur 3,5 mm.
Quille. Sous l'embase, une tige courte munie d'ailettes s'enfonce dans l'os spongieux du tibia. Elle bloque la rotation et le basculement du plateau. Matière : Même pièce que l'embase. Procédé type : Fraisage 5 axes. Sur ce modèle : Longueur 42 mm.
Extrémités
Main, poignet, pied, cheville
Nous avons déjà usiné des vis et implants pour la main, le poignet, le pied et la cheville. Exemples illustrés : vis sans tête canulée pour le scaphoïde, mini-plaque et vis de 2 mm pour un métacarpien, vis de compression pour l’ostéotomie du 1ᵉʳ métatarsien (hallux valgus).
- Pièces déjà réalisées
- Vis et implants pour main, poignet, pied, cheville
- Repérage
- Anodisation colorée par taille (sous-traitée, contrôlée)
- Moyens
- Chiron FZ 08K S Magnum, 30 000 tr/min (±3 µm)
Pièces présentées sur la figure
Scaphoïde
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Vis sans tête. Vis canulée à double filetage : le pas est plus long à la pointe qu'à l'arrière. En se vissant, elle rapproche les deux fragments et les serre l'un contre l'autre, sans tête qui dépasse de l'os. Elle est posée sur une broche-guide qui passe dans son canal central. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Repérage : Anodisation colorée par taille. Sur ce modèle : Ø 3,5 / 4 mm, longueur 21 mm, pas de 1,0 mm à la pointe et 0,8 mm à l'arrière, canulée Ø 1,1 mm.
Trait de fracture. Le scaphoïde se casse souvent lors d'une chute sur la main. Mal irrigué, il consolide lentement : la compression apportée par la vis favorise la consolidation.
2ᵉ métacarpien
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Mini-plaque. Plaque d'à peine plus d'un millimètre d'épaisseur, posée sur le dos de l'os. Elle maintient les fragments alignés pendant la consolidation, sans gêner les tendons qui glissent juste au-dessus. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Fraisage grande vitesse, fraisures des trous. Sur ce modèle : 40 × 6 × 1,3 mm, 4 trous.
Vis de plaque Ø 2 mm. Vis de très petit diamètre dont la tête conique se loge dans la plaque. Une couleur d'anodisation par longueur aide l'équipe opératoire à choisir la bonne vis. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Moyens : Chiron FZ 08K S Magnum, 30 000 tr/min (±3 µm). Sur ce modèle : Ø 2 mm, 4 vis.
Trait de fracture. Le trait de fracture n'est pas une pièce usinée. Il montre ce que la plaque et les vis maintiennent pendant que l'os se reconstruit.
1ᵉʳ métatarsien
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Vis de compression. Seule la pointe est filetée : en serrant, la tête tire le fragment proche contre le fragment éloigné et ferme le trait d'ostéotomie. Deux vis empêchent les fragments de tourner. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Repérage : Anodisation colorée par taille. Sur ce modèle : Ø 3 mm, filet partiel.
Ostéotomie. Pour corriger un hallux valgus, le chirurgien coupe le métatarsien en biais et déplace le fragment. Les vis maintiennent la nouvelle position le temps de la consolidation.
Traumatologie
Os longs, bassin, fractures articulaires
Nous avons déjà usiné des plaques d’ostéosynthèse et des vis corticales et spongieuses, qui maintiennent les fragments des os longs et du bassin le temps de la consolidation.
- Pièces déjà réalisées
- Plaques d’ostéosynthèse, vis corticales et spongieuses
- Matières
- TA6V ELI (ASTM F136 / ISO 5832-3), 316LVM (1.4441 · ASTM F138 / ISO 5832-1)
- Moyens
- Fraisage 5 axes, électroérosion fil Fanuc (±2 µm)
Pièces présentées sur la figure
Plaque et vis
En savoir plus sur ces pièces
Plaque d'ostéosynthèse. Plaque rigide posée le long de l'os, de part et d'autre de la fracture. Ses trous oblongs permettent de mettre les fragments en compression en serrant les vis. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3 ou 316LVM (1.4441) · ASTM F138 / ISO 5832-1. Procédé type : Fraisage 5 axes, trous oblongs fraisés. Sur ce modèle : 122 × 12 × 3,6 mm, 8 trous.
Vis corticales. Vis à filet fin qui accrochent les deux parois de l'os (corticales). Dans les zones plus tendres, près des articulations, on utilise des vis spongieuses à filet plus large. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3 ou 316LVM (1.4441) · ASTM F138 / ISO 5832-1. Procédé type : Décolletage, filet par tourbillonnage. Sur ce modèle : Ø 4,5 mm, bicorticales.
Fracture. Le trait de fracture n'est pas une pièce usinée. Il montre ce que la plaque et les vis maintiennent : tant que les fragments restent immobiles et en contact, l'os se reconstruit.
Dentaire
Implants, piliers et vis de prothèse dentaire
Nous avons déjà usiné des implants dentaires, des piliers et des vis de pilier : les pièces qui portent la couronne d’une dent artificielle. La couronne, elle, est réalisée par le prothésiste.
- Pièces déjà réalisées
- Implants dentaires, piliers, vis de pilier
- Matières
- Titane grade 4 (ASTM F67 / ISO 5832-2), TA6V ELI (ASTM F136 / ISO 5832-3)
- Moyens
- Chiron FZ 08K S Magnum, 30 000 tr/min (±3 µm)
Pièces présentées sur la figure
Implant dentaire
En savoir plus sur ces pièces
Couronne. La partie visible de la dent, réalisée sur mesure par le prothésiste dentaire en céramique ou en zircone. Elle est vissée ou scellée sur le pilier. Matière : Céramique ou zircone. Fabrication : Prothésiste dentaire, pas usinée chez nous.
Pilier. Pièce intermédiaire qui sort de la gencive et porte la couronne. Sa base hexagonale s'emboîte dans l'implant pour qu'il ne tourne pas. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Tournage-fraisage, six pans, cône de la partie transgingivale. Sur ce modèle : Hauteur 7,6 mm.
Vis de pilier. Elle passe à l'intérieur du pilier et se visse au fond de l'implant. Serrée au couple, elle plaque le pilier sur l'implant sans jeu. Matière : Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Tournage-fraisage, filetage M1,6, empreinte. Sur ce modèle : Longueur totale 10 mm, M1,6.
Implant. Vis en titane posée dans l'os de la mâchoire. En quelques mois, l'os se soude à sa surface : c'est l'ostéo-intégration. Son filetage intérieur reçoit la vis de pilier. Matière : Titane grade 4 · ASTM F67 / ISO 5832-2 ou Titane TA6V ELI (3.7165) · ASTM F136 / ISO 5832-3. Procédé type : Tournage-fraisage, filet extérieur, connexion intérieure. Sur ce modèle : Ø 4,1 × 10,6 mm.
Figures : montages complets présentés à titre pédagogique, avec des implants génériques qui ne reproduisent aucun produit commercial. Les pièces que nous avons déjà réalisées sont celles listées sous « Pièces déjà réalisées » dans chaque rubrique ; les pièces marquées « non usinée chez nous » sont montrées pour la compréhension du montage.
Os : BodyParts3D © The Database Center for Life Science, sous licence CC BY 4.0 (nouvel onglet). Modèles simplifiés, découpés et mis en coupe par Precimade.
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