Brevet FR2135615A1 — publié le 19721222

Diverses prothèses ont été proposées autrefois pour l'articu-' / lation du genou, mais aucune d'elles ne semble avoir donne satisfaction. De ces prothèses de l'art antérieur ont des inconvénients tels que la nécessité de la suppression d'une quan-5 tité relativement importante de l'os dans la région de l'articulation naturelle et dans certains cas, de la suppression de la r.otule et des ligaments naturels. Un autre inconvénient réside dans la nécessité d'implanter des matières étrangères sur une distance relativement longue dans les canaux médullaires. De tels inconvé-10 nients se présentent, en fait, dans les prothèses dont les éléments sont reliés mécaniquement par une charnière et qui, en conséquence, obligent le chirurgien à assembler la charnière pendant l'implantation de la prothèse. Dans tous les cas et; que le dispositif comporte une char-15 nière ou non, il est courant qu'une prothèse de l'articulation du genou ne soit pas symétrique, de sorte qu'il faut des modèles différents pour les genoux gauches et pour les genoux droits. la présente invention concerne une prothèse ; perfectionnée qui permet une réduction des inconvénients précités. 20 Dans ce but, la prothèse de l'articulation du genou selon l'invention comprend un élément fémoral comportant un profilé en forme de U dans lequel au moins la partie de la surface extérieure de l'une des parois latérales qui se poursuit en partie en travers de sa base, a une forme comportant une courbure généralement 25 convexe dans le sens circonférentiel par rapport à l'axe longitudinal du profilé. Sa forme ne comporte une courbure que d'un seul sens qui n'est pas nécessairement convexe, dans la direction axiale de l'U. la prothèse comprend également un élément .tibial comportant une plate-forme dont l'une des surfaces principales con-30 caves est d'une forme complémentaire d'au moins ladite forme comportant une courbure convexe du profilé,afin de permettre un contact glissant et roulant avec celle-ci. la surface interne et l'autre surface principale des éléments sont destinées à être fixées par collage sur le fémur et sur le tibia. 35 En pratique, le profilé et la plate-forme jouent les rôles des condyles du fémur d'une part et des condyles du tibia et des ménisques d'autre part, ladite paroi latérale de l'U représentant 72 15748 2 2135615 leur partie postérieure-Les éléments sont maintenus en contact par les muscles correspondants et par les ligaments collatéraux. On comprend que la prothèse selon l'invention ne comporte pas de charnière/ de manière à réduire le risque de couples indésira- 5 "blés et importants considérés comme susceptibles de desserrer la fixation de la prothèse. Les exigences plus particulières de cour-plus bure indiquées / haut ont pour but,à ce point de vue^de réduire le risque de couples de torsion indésirables qui sinon risquent -de se produire si on essaye de supprimer tout mouvement de tor-10 sion. Dans tous les cas, la présente invention permet la réalisation d'une prothèse plus compacte qu'un dispositif comportant une charnière et entraîne de ce fait Une réduction de la quantité d'os qui doit être enlevée. Cet avantage est encore accru par une 15 réduction correspondante de la distance de pénétration intramé-dullaire ou autre qui est nécessaire pour la fixation de la prothèse. Par ailleurs de plus, la courbure prévue pour les surfaces de support mutuel est telle que les éléments peuvent porter sur une surface suffisamment grande pour assurer, autant que 20 cela est possible en pratique, un taux de production de particules ou solutés d'usure qui; du point de vue biologique^est inoffensif. la courbure prévue pour les surfaces de support mutuel et l'absence de tiges allongées intramédullaires, ou autres, de fixation sont telles que les deux éléments peuvent être symétri- latéral 25 ques autour d'un plan transversal au plan général / de l'articulation, c'est-à-dire un plan radial par rapport à l'axe longitudinal du profilé en U. Cette symétrie supprime la nécessité habituelle , d'éléments de sens différents pour les genoux gauches et les genoux droits. 30 Dans leur aspect latéral, les surfaces de support mutuel des éléments sont bien entendu de forme générale arrondie. Cependant, dans une forme avantageuse, la surface de supporte l'élément fémoral comprend une première partie de profil latéral disposée autour de la paroi latérale postérieure et d'une partie voi-35 sine de la base de l'U qui comporte une courbe continue, avantageusement circulaire , tandis qu'une seconde partie du profil latéral qui part de la première partie^en travers du reste 72 15748 3 2135615 de la "base,est sensiblement rectiligne. la surface de support de l'élément tibial^destinée à être associée à la surface décrite ci-dessusfcomprend de préférence une partie de profil central et latéral dont la forme correspond à la forme de la première partie 5 du profil de l'élément fémoral et qui se prolonge dans des parties latérales et extérieures du profil dont au moins l'une est sensiblement rectiligne. . Ces parties du profil coopèrent de manière que la première partie de l'élément fémoral porte contre la partie centrale de l'élément tibial pendant les mouvements 10 de flexion et d'extension, l'extension de l'articulation est limitée par le contact de la seconde partie du premier élément avec la partie extérieure rectiligne correspondante du dernier. En fait, il est préférable que ce dernier contact ne se produise pas normalement pendant la marche, mais quefcombiné avec les limitations 15 de commande musculaires naturelles, il stabilise l'articulation avec une hyperextension faible et limitée. Dans ce but, les parties rectilignes de profilpeuvent être orientées par rapport à leurs parties courbes correspondantes de manière que les parties rectilignes divergent mutuellement suivant un petit angle lorsque 20 les parties courbes sont en contact,à la position de flexion nulle. Il est commode que les deux parties du bord du profil latéral de l'élément tibial soient de forme semblable, sensiblement rectiligne,de manière que cçt. élément soit également symétrique par latéral 25 rapport au plan général /c'est-à-dire symétrique autour du plan axial perpendiculaire au plan radial précité et qui passe entre les parois latérales du profilé en TJ. Cette disposition évite les difficultés qui peuvent être soulevées autrement pour la détermination de la disposition antéropostérieure de l'articulation. 30 les parties des surfaces de supportqui comportent les par- sont ties latérales écrites plus haut, de profil / sensiblement rectilignes dans leur disposition antéropostérieur dans une forme avantageuse de l'invention, c'est-à-dire qu'elles sont rectilignes -dans le sens axial de l'U. 35 la troisième partie de profil latérale restante de l'élément fémoral, disposée autour de la paroi latérale antérieure;est également de préférence courbe, de forme circulaire appropriée et sa 72 15748 4 2135615 courbure est plus prononcée que celle de la première partie. En fait,cette troisième partie ne porte pas contre l'élément tibial mais, une forme courbe lui convient lorsqu'elle est en contact avec les tissus proches et d'autres matières relativement tendres. Ce-5 pendant, la surface de l'élément tibial qui comporte cette troisième partie latérale de profil peut également porter contre la rotule si cette dernière est conservée et dans ce but, elle com-prend;de préférence,une gorge centrale orientée verticalement^ qui permet à l'élément de conserver sa symétrie. Cette gorge présente 10 en coupe un profil courbe et circulaire dont la courbure est intermédiaire entre celle des première et troisième parties latérales de profil. Il convient également de noter qu'il est inutile que la paroi latérale antérieure se prolonge aussi loinjau-dessus de la 15 base de l'U,que la paroi latérale postérieure. En ce qui concerne la fixation, la forme inhérente de l'U facilite sa fixation sur un fémur sectionné d'une façon appropriée et elle peut être adaptée à une fixation intramédullaire par une tige partant de la base de l'U et disposée entre les parois laté-20 raies de la surface principale correspondante dont elle est espacée. Cette tige peut être relativement courte et il est inutile qu'elle dépasse la paroi latérale postérieure. La plate-forme est de préférence destinée à être fixée par collage à l'aide d'une en plate-forme secondaire suspendue / dessous d'elle et qui comporte 25 des bords découpés ou bien à l'aide de nervures ou de goujons disposés sur sa surface inférieure ou encore à l'aide d'éléments équivalents, de faible hauteur,constituant une bonne clavette. La fixation de l'élément tibial peut également être réalisée à l'aide d'un crampon dont un premier bras est enfoncé dans la partie infé- sa 30 rieure de l'élément, d'une façon appropriée dans/partie antérieure, et dont l'autre bras est enfoncé en dessous;dans le tibia. Enfin , parmi les caractéristiques plus générales et avantageuses de la présente invention, on peut citer le fait que la paroi antérieure de l'élément fémoral peut être disposée axialement 35 le long de l'U sur une moindre grande longueur que la paroi postérieure et que la base de l'U a alors une forme divergente et symétrique appropriée?entre la première et la dernière paroi . Les 72 15748 5 2135615 diverses parties des surfaces de support se réunissent de préférence sans former de discontinuité, elles offrent de ce fait des surfaces dEnsemble lisses et tous les angles extérieurs sont arrondis. 5 l'invention sera décrite plus en détail en regard des des sins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels î les figures 1, 2 et 3 représentent une élévation et des vues de face et en plan ( aspects latéral antérieur et supérieur) de 10 l'élément fémoral d'un mode de réalisation avantageux de 11invention ; les figures 4 et 5 sont des coupes de détail suivant les lignes IV-IV et V-V de la figure 3 ; les figures 6 et 7 représentent une élévation et une vue en et 15 plan de. dessous de l'élément tibial associé ( aspects latéral / inférieur) d'un mode de réalisation avantageux de l'invention ; et les figures 8 à 11 représentent des variantes du mode de réalisation des figures précédentes. l'élément fémoral représenté sur les figures 1 à 5 comprend 20 un profilé en UT1,comportant une base 2, une paroi latérale antérieure basse 3» une paroi latérale postérieure haute 4 et une tige 5 dressée vers le haut sur la base, entre les parois latérales, jusqu'à une hauteur intermédiaire entre elles. la surface principale convexe de l'élément 1 comprend trois parties en profil la-25 téral : une première partie circulaire 6 disposée autour de la paroi 4 et en travers de la base 2 jusqu'au centre de cette dernière, approximativement ; une seconde partie sensiblement rectiligne 7 qui part doucement de la partie 6 et se prolonge jusqu'en dessous de la paroi 3 et une troisième partie circulaire 8 dis-30 posée autour de la paroi 3. La courbure de la partie 6 est plus faible que celle de la partie 8 et son centre de courbure est disposé de manière à stabiliser l'articulation pour une flexion nulle ou presque nulle. Dans son aspect supérieur, on voit que la paroi 3 comporte 35 une gorge verticale 9 comprenant un élément courbe et circulaire de .plus grande courbure que la partie 6 du profil, mais moindre que la partie 8. On voit également sur cet aspect que la paroi 3 72 15748 6 2135615 .se prolonge moins dans le sens axial et longitudinal de 1*11 que la paroi 4 et que la "base diverge symétriquement de la paroi 3 vers la paroi 4. la tige 5 est de forme circulaire en section droite et elle 5 s'effile légèrement dans la direction de son extrémité libre. On voit également sur les aspects antérieur et supérieur que 1*élément fémoral est symétrique autour d'un plan radial par rapport à l'axe longitudinal de l'U. On voit que l'élément tibial représenté sur les figures 6 10 et 7 comprend une plate-forme 10 dont l'une des surfaces principales est concave dans son aspect latéral. Le profil latéral de cette surface courbe comprend trois parties : une partie centrale circulaire 11 dont la courbure est égale à celle du premier profil 6 indiqué plus haut et deux bords sensiblement rectilignes 15 12 qui se raccordent doucement à la partie centrale. Il convient de noter quejdans lés aspects latéraux des éléments, la seconde partie du profil 7 est inclinée sur l'horizontale d'un angle plus grand que les parties 12 du profil du bord,lorsque les éléments sont disposés pour une flexion nulle. En fait, la dif-20 férence entre les angles est faible par rapport à la plage angulaire globale de mouvements entre une flexion maximale et une extension maximale. Une plate-forme secondaire 13 comportant des bords découpés par-dessous,14, pend de l'autre surface principale de la plate-25 forme 10. On voit que lorsque les deux éléments sont disposés pour une flexion nulle, l'élément tibial est symétrique autour du plan radial précité et autour du plan axial perpendiculaire 'qui passe entre les parois latérales de l'U. 30 Bien que le mode de réalisation décrit ci-dessus soit actuel lement le mode de réalisation préféré de l'invention, il n'est pas destiné à limiter son cadre. On peut le voir d'après l'introduction du présent mémoire et il est possible de lui apporter des variations et des modifications qui peuvent se montrer ultérieure-35 ment avantageuses. Par exemple, on peut considérer que l'élément fémoral doit être fixé à l'aide d'une tige intramédullaire de plus grande longueur mais dans ce cas, la tige doit être coudée et les 72 15748 7 2135615 éléments doivent nécessairement être de sens différents, l'élément tibial peut être fixé à l'aide d'une tige intramédullaire qui peut également être plus longue et coudée. De plus, la gorge de logement de la rotule peut être décalée de sa.position symétrique 5 préférée actuellement;ou bien elle peut être disposée plus loin en travers de la base de l'U. Dans.,une autre variante possible, les surfaces de support des mutuellès /éléments fémoral et tibial peuvent être arrondies et être complémentaires dans les aspects antéropostérieurs, c'est-à-10 dire dans le sens axial, afin d'accroître la stabilité latérale de l'articulation. Normalement, comme on le voit sur la figure 8, un tel arrondi entraîne des courbures latérales convexes et concaves des surfaces de support des éléments fémoral et tibial mais ces courbures peuvent également être interchangées. 15 Dans une modification de la variante précédente, la stabili té latérale peut être accrue par une cheville 20 dressée vers le haut sur l'élément tibial et qui est destinée à s'engager dans une gorge 21 disposée au centre de la surface de support de l'élément fémoral, au moins entre les positions de flexion et d'extension 20 complètes, comme on le voit sur la figure 9. Dans une autre variante, il est possible d'accroître la stabilité latérale par un maintien des ligaments cruciaux. Dans ce cas, les deux éléments fémoral et tibial sont fendus au centre, en partie transversalement, depuis leurs bords périphériques pos-25 térieurs. Les fentes doivent également se prolonger suffisamment pour s'écarter des ligaments cruciaux dans la position d'extension complète^comme on le voit sur les figures 10 et 11, dans lesquelles les fentes des éléments fémoral et tibial sont indiquées en 22 et 23. L'élément tibial de la figure 11 est également modifié par 30 deux plates-formes secondaires 13 situées sur les côtés opposés de la fente 23. Enfin, il convient de mentionner les matériaux qui peuvent être mis en oeuvre dans la présente invention. Actuellement, on préfère pour l'élément fémoral un alliage approprié de cobalt et 35 de chrome et pour l'élément tibial un polyéthylène de densité élevée, bien qu'il puisse être avantageux d'interchanger les matériaux de ces éléments . Cependant, d'autres matériaux conviennent 72 15748 8 2135615 également, tel^jue l'acier inoxydable et des alliages de titane de formes appropriées. De plus, un îjiétal autre qu'un alliage de cobalt et de chrome qui est difficile à travailler pour lui donner les formes nécessaires à une prothèse, peut également permet-5 tre la mise en oeuvre de techniques d'usinage plus simples. Par exemple, il peut être avantageux,en pratique;de réaliser l'élément fémoral par pliage d'une plaque,suivi par un meulage et un polissage et de réaliser la fixation à l'aide de parties périphériques rabattues vers l'intérieur, comme on le voit en 24 sur la 10 figure 10. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 72 15748 9 2135615 REVENDICATIONS 1. Prothèse pour- l'articulation du genou, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément fémoral comportant un profilé en forme de U dans lequel au moins la partie de la surface extérieure 5 située au-dessus d'une première paroi latérale de l'U et qui se poursuit en partie en travers de sa "base a "une forme comportant une courbure convexe dans le sens circonférentiel par rapport à l'axe longitudinal de l'U et une forme comportant une courbure d'un seul sens,qui n'est pas nécessairement convexe;dans le sens 10 axial par rapport à l'U, l'élément tibial comprenant une plateforme dont l'une des surfaces principales est concave et a une forme complémentaire d'au moins ladite forme comportant la, courbure convexe de l'U afin de permettre un contact glissant et roulant avec celle-ci, la surface interne et l'autre surface principale des-15 dits éléments étant destinées à être fixées par collage sur le fémur et le tibia. 2. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite forme comportant une courbure convexe comprend un premier élément de profil disposé au-dessus de ladite première paroi 20 latérale et en partie en travers de la base, qui est courbe et circulaire,et une seconde partie de profil partant de la première et se prolongeant en travers de la base,qui est rectiligne , ladite forme concave de l'élément tibial comprenant une partie de profil central courbe et circulaire de même rayon, de courbure que 25 ladite première partie de profil de l'élément fémoral et deux parties extérieures de "profil, dont au moins l'une est rectiligne, et qui se prolongent à partir des côtés opposés de ladite partie de profil centrale. 5. Prothèse suivant la revendication 2, caractérisée en ce 30 que les deux parties extérieures de profil sont toutes deux rectilignes et disposées symétriquement par rapport à la partie centrale de profil. 4. Prothèse suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la seconde partie de profil se poursuit en tra-35 vers de l'autre paroi latérale du profilé en U par une troisième partie de profil qui est courbe et circulaire et dont le rayon de courbure est plus grand que celui de la première partie de profil. 72 15748 10 2135615 5. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une première gorge est disposée circonférentiellement autour de ladite surface extérieure de l'autre paroi latérale du profilé en ïï. 5 6. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisée en ce que l'autre paroi latérale de l'U est plus "basse que ladite première paroi latérale. 7. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'autre paroi latérale de l'U 10 est moins longue axialement que ladite première paroi latérale, ladite base divergeant symétriquement de l'autre paroi latérale vers la première. 8. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'U comporte une seconde gorge 15 orientée circonférentiellement autour de sa surface extérieure, en travers de ladite première paroi latérale et au moins en partie en travers de sa hase, la plate-forme de l'élément tibial comportant une cheville en saillie sur l'une de ses surfaces principales, destinée à s'engager dans ladite gorge de support. 20 9. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'U est fendu circonférentiellement de la périphérie longitudinale de ladite première paroi latérale jusqu'à un point situé en partie en travers de sa base, la plate-forme étant fendue transversalement en partie de 25 sa périphérie, de façon correspondante. 10. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'U est destiné à être fixé sur le fémur par une tige intramédullaire partant de la surface interne de sa base. 30 11. Prothèse suivant la revendication 10, caractérisée en ce que la tige ne se prolonge pas de la. base au-delà de ladite première paroi latérale, 12. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'U est destiné à être fixé sur 35 le fémur par des parties rabattues vers l'intérieur^disposées autour d'une partie au moins de sa périphérie. 72 15748 n 2135615 13. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plate-forme est destinée à être fixée sur le tibia par une plate-forme secondaire partant de son autre surface principale et qui comporte des bords décou-5 pés par-dessous. 14» Prothèse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément fémoral est symétrique par rapport à un plan radial à ladite direction axiale, l'élément tibial étant symétrique à la fois par rapport à un plan ra-10 dial correspondant et par rapport au plan axial perpendiculaire qui passe entre les parois latérales de l'U.