Brevet FR2179194A1 — publié le 19731116

La présente invention concerne une prothèse pour tête de fémur, formée d'une tête approximativement sphérique et d'un fût allongé, en un matériau tolérable par l'organisme. On connait déjà des prothèses pour articulations de la hanche en un alliage cobalt-chrome-molybdène (connu par exemple sous le nom commercial : Vitallium) physiologiquement acceptable, et comportant une tête sensiblement sphérique prolongée par un fût en forme de poignard qui est engagé par le haut dans la cavité médullaire, chirurgicalement préparée, d'un fémur endommagé ou malade. Le remplacement de la tête fémorale, par laquelle l'os de la cuisse est articulé sur l'os iliaque, est effectué en particulier dans le cas de rupture du col du fémur chez des personnes âgées, et dans des cas avancés d'arthrose déformante maladie dégénérative des os et des articulations. On a jusqu'à présent fixé ces prothèses dans la cavité médullaire au moyen d'un ciment spécial. Un grave inconvénient de ce procédé de fixation de la prothèse dans le fémur est que la liaison de transmission des efforts entre l'os et la prothèse se relâche par suite de la dégradation osseuse qui est encore augmentée par la prothèse elle-même. Celle-ci se desserre progressivement, avec apparition de troubles de la motricité, et de douleurs.Jusqu'à présent, ces prothèses de la tête du fémur ne duraient généralement que quelques années, une nouvelle opération étant alors nécessa ire. Il est connu par le brevet allemand 1 918 299 que la formation de la substance osseuse peut etre accélérée par des courants alternatifs possédant certaines amplitudes et formes de courbes. La présente invention a pour objet la réalisation, à partir de cet état de la technique, d'une prothèse de la tête du fémur parfaitement liée à laos, et de durée pratiquement illimitée. Conformément à l'invention, ce problème est résolu grâce à une prothèse du type indiqué plus haut, caractérisée en ce qu elle est munie d'une bobine réceptrice comportant au moins un enroulement et dans laquelle peut être induite une tension sous l'effet d'un champ magnétique à faible fréquence, et d'au moins deux électrodes distantes l'une de l'autre et reliées chacune à une des extrémités de ltenroulementy l'une des électrodes pouvant être constituée par la prothèse elle-meme, ou supportée par celle-c1. Après la mise en place du fût d'une telle prothèse dans la cavité médullaire, il est ainsi possible d'y fixer le fût par la formation de substance osseuse autour de lui, et d'obtenir de cette manière une fixation naturelle et sûre de la prothèse Si le fût vient à se relâcher au cours du temps par suite de dégradation osseuse, il est possible, en créant à nouveau une tension alternative à basse fréquence dans l'enroulement de la bobine réceptrice et en faisant ainsi passer entre les électrodes des courants alternatifs, de provoquer à nouveau la formation de substance osseuse, le fût étant ainsi entouré et fixé par de l'os vivant et élastique. Différentes variantes et formes d'exécution de l'invention seront précisés dans les revendications annexées. Des exempLes de mise en oeuvre de l'invention vont être décrits plus en détail, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels - les figures la et lb -montrent respectivement la face large et la face étroite d'une prothèse de la tête du fémur, suivant une première forme de mise en oeuvre de l'invention, - les figures 2a et 2b sont respectivement des vues de la face large et de la face étroite convexe d'une prothèse suivant une seconde forme de mise en oeuvre de l'invention, la figure 3#es't% une-- vue partielle d'un fémur brisé et d'une partie d'une prothèse placée dans la cavité médullaire et fixée par un cerclage, - la figure 4a est une vue en plan d'un cerclage déroulé, portant une bobine réceptrice et des électrodes, utilisable dans la forme de mise en oeuvre de la figure 3, - les figures 4b et 4c sont respectivement des vues de face et de côté de la pièce d'arrêt du cerclage de la figure 3, - la figure 4d est une vue en coupe du cerclage de la figure 4a et d'une électrode, - la figure 5 est une vue agrandie d'une partie du cerclage suivant la figure 4a. La prothèse de la tête du fémur représentée par la figure 1 est en un matériau non magnétique, comme par exemple un alliage cobalt-chromebien toléré par l'organisme. Cette prothèse comporte une tête 60 approximativement sphérique, prolongée par un fût 62 en forme de lame de poignard qui est inséré par le haut de façon connue dans la cavité médullaire ouverte d'un fémur brisé ou malade. Le fût 62 est creux, comportant une cavité centrale allongée, dont seule l'ouverture 64 est représentée schématiquement sur la figure lb. Dans cette cavité est disposée une bobine réceptrice 24, représentée en pointillé, comportant par exemple un noyau de ferrite et un enroulement solénotde selon la disposition décrite dans le brevet allemand cité. l'une des extrémités de l'enroulement de la bobine réceptrice 24 est reliée à une électrode 18m, isolée du fût 62 et logée vers le milieu de celui-ci, l'autre extrémité de l'enroulement étant reliée à deux électrodes 18n et l8#, isolées du fût 62 et placées aux extrémités supérieure et inférieure de celui-ci. Ces connexions sont seulement représentées schématiquement sur la figure 1. Elles peuvent être formées par des fils isolés guidés dans des passages appropriés ménagés dans le fût. Le fût 62 comporte des parties rétrécies dans les régions portant les électrodes et, entre celles-ci, des parties renflées. Comme la substance osseuse formée par la suite dans la cavité médullaire de l'os épouse cette forme irrégulière du fût, celui-ci sera fixé solidement. Dans la forme d'exécution suivant la figure 2, des électrodes allongées et plates sont placées sur les faces larges opposées du fût 62'. Une seule de ces électrodes, désignée par 18", est visible sur la figure 2a. Ces électrodes sont, elles aussi, isolées du fût métallique 62' et reliées chacune à une extrémité de l'enroulement de la bobine réceptrice placée dans le fût 62' et correspondant à la bobine 24 de la figure 1. Le fût 62' porte de préférence, comme précédemment, des rétrécissements et des renflements alternés, assurant une bonne fixation de la prothèse. Le fût peut aussi porter des ouvertures, ou "fenêtres" dans lesquelles peut pénétrer la substance osseuse formée par la suite. Dans ce cas, des électrodes peuvent être placées de chaque cOté de ces fenêtres. Dans la forme suivant la figure 3, c'est la prothèse entière (représentée seulement en partie) qui sert d'électrode. Elle coopère avec des contre-électrodes 50, placées à l'extérieur de l'os, sur lequel elles sont fixées par un cerclage, représenté avec plus de détail sur les figures 4 et 5. La bobine réceptrice qui fournit le courant favorisant la formation de substance osseuse est aussi portée par le cerclage, et plus précisément par sa fixation 46. La bobine est reliée par un fil 47 à la prothèse jouant le roule d'électrode. Le raccordement du fil 47 sur la prothèse peut être obtenu par un élément encliquetable 49 représenté schématiquement et pouvant avoir la forme d'un bouton pression. La face inférieure de la partie renflée du col reliant la tête au fût peut à cet effet porter un trou borgne allant en s'élargissant vers l'intérieur, et dans lequel peut être introduite une pièce de raccordement en forme de bouton pression ou de fiche, ce qui assure une bonne liaison mécanique et électrique entre le fil 47 et la prothèse. Le cercle porte-électrodes, représenté déroulé par les figures 4 et 5 , est une bande 40, par exemple de powtétrafluoréthylène, renforcée par des fils métalliques ou des fibres de verre. Cette bande comporte à son extrémité une portion 42 relativement large portant un trou 44, et associée à une pièce de bouclage 46 en tOle métallique ayant une section en U (voir les figures 4b et 4c), fixée par une vis non représentée passant dans le trou 44 et dans un trou correspondant de la pièce de bouclage 46. A la portion 42 relativement large se raccordent deux portions 48 plus étroites, de préférence cannelées comme le montre la figure 5. Les portions 48 peuvent présente, comme on le voit en particulier sur la figure 4d, une section rectangulaire, ou encore ovale ou ronde. Sur les portions ou bandes 48 du cerclage sont disposées des électrodes mobiles 50 dont l'une est représentée en coupe sur la figure 4d. Les électrodes 50 sont formées d'une feuille métallique 20 et d'un support 52 en matière synthétique qui peut coulisser sur'une des bandes 48. Tant que les bandes ne sont pas encore serrées, les électrodes 50 peuvent être déplacées le long des bandes 48. Quand celles-ci sont serrées sur laos, le support 52 est immobilisé par les cannelures et l'électrode est ainsi fixée à l'endroit voulu. La bobine réceptrice 24 représentée sur la figure 3 est fixée à la pièce de bouclage 46, et comporte deux enroulements. L'extrémité du premier enroulement est reliée au fil 47, et de préférence à plusieurs électrodes 50 réparties autour de l'os. L'autre enroulement peut être relié à plusieurs autres électrodes 50, disposées, comme le montre la figure 3, de façon à traiter le plus rapidement possible la fracture représentée. L'exemple de mise en oeuvre de la figure 3 peut être modifié, par exemple en plaçant la bobine d'induction 24 à l'intérieur de la prothèse, comme il a été exposé à propos des figures 1 et 2. La prothèse comporte alors un conducteur isolé qui sort à l'extérieur, ou un organe de raccordement isolé, analogue à l'organe 49, auquel peuvent être raccordées une ou plusieurs électrodes 50, maintenues par un cerclage 40. Les prothèses de tête de fémur suivant les figures 1 et 2 peuvent être implantées de la façon habituelle. Si l'on utilise les formes d'exécution de l'invention suivant les figures 3 b 5, la prothèse est implantée, puis le cerclage portant les électrodes est mis en place autour de ll-os abimé, et les connexions nécessaires avec la bbbine d'induction sont établies. Après l'opération, on établit un champ magnétique alternatif dans la région où est placée la prothèse . La fréquence de ce champ est de préférence inférieure à lOO Hz et est par exemple comprise entre 5 et 30 Hz, et sa forme d'onde est de préférence exempte de flancs raides. L'amplitude du champ alternatif est réglée de façon que la densité de courant dans les surfaces d'électrodes en contact avec l'os et les tissus soit notablement inférieure à 20/uA/mm2, et de préférence de 10PA/mm2. Ce traitement peut être prolongé chaque jour pendant plusieurs heures jusqu'à ce que la prothèse soit correctement fixée. La direction du champ magnétique correspond de préférence à l'orientation des vaisseaux sanguins.Il suffit, pour fixer la prothèse, de faibles quantités de ciment, si même elles sont nécessaires. Si la prothèse vient à se relâcher avec le temps, la régénération de l'os et des tissus peut en tout temps être à nouveau provoquée par une nouvelle application d'un champ magnétique alternatif. Comme les prothèses de la tête du fémur sont, à la différence des plaques de renfort; prévues pour une présence prolongée dans le corps, il est préférable de prendre les précautions nécessaires pour que seuls les champs magnétiques de basse fréquence (inférieure à 50Hz et de préférence à 30 Hz) puissent engendrer des tensions notables dans la bobine réceptrice et pour que des champs magnétiques accidentels de fréquence plus élevée aient aussi peu d'influence que possible. La bobine peut à cet effet comporter un système amortisseur de syntonisation, par exemple par montage en parallèle d'un condensateur d'amortissement à pertes (par exemple un condensateur électrolytique sec), éventuellement associé à une résistance d'amortissement montée en série ou en parallèle. La capacité (d'environ 100 à 1000/sF) du condensateur en parallèle peut,associée à l'inductivité (par exemple lOO mH) de la bobine réceptrice, former un circuit oscillant à amortissement relativement élevé et accordé sur une fréquence inférieure à 30 Hz. L'enrou lement de la bobine peut éventuellement être constitué par un fil à haute résistance. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1.Prothèse pour tête de fémur comportant une tête approximativement sphérique et un fût allongé en un matériau tolérable au point. de vue physiologique, caractérisée en ce qu'elle est munie d'une bobine réceptrice comportant au moins un enroulement, et d'au moins deux électrodes écartées l'une de l'autre. 2 Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un logement dans lequel est placée la bobine réceptrice. 3. Prothèse suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le fût comporte un logement en forme de canal pourvu d'une ouverture et recevant la bobine réceptrice. 4. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle forme par elle-même l'une des électrodes, et porte un organe de raccordement pour un fil conducteur relié à une bobine réceptrice placée à l'extérieur de la prothèse. 5 Prothèse suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'une extrémité d'un enroulement de la bobine réceptrice est en liaison avec la prothèse métallique formant électrode, et en ce que cette même extrémité est raccordée à une électrode extérieure. 6 Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'une extrémité d'un enroulement de la bobine est reliée à la prothèse métallique elle-même, et en ce qu'une seconde extrémité est reliée à une seconde électrode placée sur le fût et isolée par rapport à lui. 7. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3 > caractérisée en ce que le fat est entouré d'au moins deux électrodes qui sont espacées ltune de l'autre dans le sens de la longueur du fût. 8. Prothèse suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'une des extrémités de la bobine réceptrice est reliée à une électrode placée vers le milieu du fût, et en ce que l'autre extrémité de la bobine réceptrice est reliée à deux électrodes distantes de la première et proches des extrémités du fût. 9. Prothèse suivant la revendication 3, caractérisée en ce que deux électrodes isolées l'une de l'autre sont placées sur deux faces opposées du fut. 10. Prothèse suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fût comporte des parties rétrécies alternant avec des parties renflées. 11. Prothèse suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'au moins une électrode est disposée sur une bande de cerclage pouvant être serrée autour de l'os. 12. Prothèse suivant la revendication 11, caractérisée en ce que la bobine réceptrice est fixée à ladite bande 13. Prothèse suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la bobine réceptrice est électriquement amortie. 14. Prothèse suivant la revendication 13, caractérisée en ce qu'un condensateur électrolytique est monté en parallèle avec la bobine réceptrice. 15. Prothèse suivant la revendication 14, caractérisée en ce que l'inductivité de la bobine réceptrice et la capacité du condensateur sont telles qu'il en résulte un circuit oscillant accordé à une fréquence inférieure à 30 Hz.