Brevet FR2266492A1 — publié le 19751031

L'invention concerne une prothèse de l'articulation du genou ainsi qu'un instrument destiné à faciliter la pose de cette prothèse. On connais des prothèses du genou compostes, dsune part, de deux pièces tibiales appelées à entre scelles dans les cavités glénoSdes du tibia et, d'autre part, d'un ensemble fémoral appelé à titre scellé à la base du fémur pour faire office de condyles interne et externe ; cet ensemble peut entre formé par une seule pièce ou par deux pièces séparées correspondant à chaque condyle. Les prothèses existantes de ce type présentent plusieurs inconvénients. Un inconvénient grave réside dans le fait qu'il est malaisé pour le chirurgien, d'une part, de déterminer à l'avance la prothèse qui sera adaptée à la conformation des os du patient, d'autre part, d'ajuster convenablement les positions relatives des pièces de la prothèse0 Après mise en place et scellement de la prothèse, il arrise que les éléments tibiaux présentent une position incorrecte par rapport à l'ensemble fémoral, dont il résulte, soit une pression anormalement élevée entre ces pièces, soit, au contraire, l'apparition d'un certain jeu entre cellea-ci.Dans le premier cas, les pièces subissent une usure exagérée et les os du patient sont lsob- Jet dlun effort d'écartement préjudiciable ; dans le deuxième cas, le pivotement antéro-postérieur du tibia s'effectue dans de mauvaises conditions. De plus, la position relative du fémur et du tibia peut également se révéler déficiente dans le sens latéral en raison d'un ajustement défectueux en hauteur d'une pièce tibiale par rapport à lautre, Ce défaut peut provenir, pour une personne de conformation normale, du scellement des pièces tibiales avec un décalage accidentel en hauteur de l'une par rapport à l'autre ou, pour une per- sonne présentant déjà une déformation articulaire, d'un mauvais ajustement du décalage qui aurait été nécessaire pour compenser le défaut existant0 Pour éliminer les défauts sus-évoqués, aussi bien dans le cas d'une mise en place incorrecte d'une pièce tibiale par rapport à l'ensemble fémoral que dans celui d'une position déficiente d'une pièce tibiale par rapport à lsautre, le chirurgien est conduit à desceller au moins une pièce pour corriger sa position ou pour en poser une autre qui convienne0 Par ailleurs, les prothèses connues permettent au tibia d'accomplir un mouvement de rotation antéro-postérieur par rapport au fémur, mais sont inaptes à autoriser les deux mouvements sulr vante que permet une articulation naturelle - mouvement de rotation du tibia autour de son axe dans un sens et dans l'autre (sorte de torsion du tibia sur lui-même), - déplacement latéral du tibia par rapport au fémur0 La présente invention se propose de pallier les inconvé- nients précitée ;; elle vise, en particulier, à donner au chirurgien la faculté d'adapter, de façon précise, la prothèse posée à la con- formation des os du patient, en éliminant dans tous les cas l'in- convénient d'avoir à desceller une pièce0 Un autre objectif de l'invention est de fournir une prothèse autorisant les trois mouvements essentiels que permet une ar- ticulation naturelle. Un autre objectif de l'invention est de fournir une prothèse apte à jouer le rôle d'amortisseur à l'égard des vibrations ou des variations brusques des efforts auxquels elle est soumise. Un autre objectif de l'invention est de réduire les stocks de prothèses dont doit disposer le chirurgien. Un autre objectif est de fournir un instrument apte à fa- ciliter la pose des prothèses conformes à l'invention. A cet effet, une prothèse de l1articulation du genou con- prend un ensemble fémoral appelé à titre scellé à la base du fémur pour faire office de condyles interne et externe et deux élément. tibiaux appelés à Stre scellés dans les deux cavités glénoïdes du tibia pour supporter 1 'ensemble fémoral et permettre son pivote- nent t selon l'invention, chaque élément tibial comprend, dXune part, un plateau amovible comportant une surface de portée pour l'ensemble fémoral, d'autre part, une pièce de scellement pourvue dune embase adaptée pour être scellée, des moyens de fixation étt prévus pour permettre d'assujettir de façon amovible le plateau sur la pièce de scellement. Le chirurgien met en place l'ensemble fémoral qutil scelle à la base du fémur, puis fixe à leur tour les pièces de scelle- ment de chaque élément tibial en regard des condyles artificiels de l'ensemble fémoral 1 il scelle définitivement ces pièces dans les deux cavités glénoïdes du tibia et choisit, ensuite, le plateau amovible qui semble convenir, pour l'assujettir sur chaque pièce de scellement. Si un essai démontre que le plateau mis en place est mal adapté, il suffit au chirurgien de le retirer sans avoir à des celler une pièce, pour en disposer un autre plus adapté. La prothèse conforne à l'invention se prote donc, par des essais successifs, à une adaption précise à la conformation des os du patient0 Selon une caractéristique de l'invention, chaque plateau venant équiper la prothèse est choisi parmi un assortiment de plusieurs plateaux dont les épaisseurs présentent des valeurs échelon, nees dans une plage déterminé. Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de fixa- tion d'un plateau considéré sont constitués par des rebords laté raux nue celui-ci comporte ; ces rebords sont adaptés pour venir s'appliquer contre la partie supérieure des flancs latéraux de la pièce de scellement. Lesdits rebords sont, avantageusement, inclinés vers l'intérieur, les flancs latéraux de la pièce de scellement comportant des portions correspondantes inclinées0 Pour fixer le plateau, le chirurgien l'engage, en bout, sur la pièce de scelle- ment et le fait coulisser sur celle-ci jusqu'à ce qu'il repose en tièdement sur cette pièce. Par ailleurs, l'ensemble fémoral de la prothèse peut ttre constitué, de façon classique, par deux pièces condyliennes compos tant, chacune, des moyens d'ancrage appelés à être scellés, ainsi qu'une surface dXappui courbe appelée à reposer sur le plateau de l'élément tibial correspondant.Selon une caractéristique de l'invention, la surface de portée de chaque plateau est prévue de forme sensiblement plane0 Ainsi, le pivotement antéro-postérieur du tibia par rapport au fémur s'effectue par roulement dans le sens longitu- final de chaque pièce condylienne sur cette surface de portée plane, les muscles du genou maintenant en appui ces pièces condylien- nes sur lesdites surfaces de portée, comme c'est le cas pour une articulation naturelle du genou0 Selon un mode de réalisation préféré, la surface d'appui de chaque pièce condylienne présente la forme d'une portion de sphérotde allongée dans le sens antéro-postérieur, le rayon de cour- bure dans ce sens étant de l'srwre de celui d'un condyle naturel. Cette surface d1appui en contact avec la surface de portée plane d'un plateau autorise, outre les nouvements antéro-postérieurs de fléchissement et d'extension du tibia, d'une part, une rotation de celui-ci autour de son axe, le plateau pivotant sur sa zone en contact avec le condyle artificiel autour d'un axe perpendiculaire à sa surface de porte plane, d'autre part, un .ivotenent latéral du tibia, le plateau roulant le long d'une génératrice circulaire transversale du condyles La présente invention concerne, également, un instrument pour le pose des éléments tibiaux d'une prothèse telle que ci-dessus décrite ; cet instrument comporte un manche et, selon l'invention, au moins un élément longiforme de protection et de centrage ; cet élément est pourvu d'un volume creux, délimité latéralement par deux joues et présentant une forme appropriée pour permettre d'y lo- ger la partie supérieure de la pièce de scellement, l'embase de cel le-ci dépassant des joues et demeurant à l'extérieur dudit volume. Avant d'autre scellée, la pièce de scellement est glissée entre les joues sus-évoquées lesquelles sont appelées à faire office de cof: ge au moment du scellement, pour éviter que le ciment ou la résine vienne au contact de la partie supérieure de cette pièce de scellement, destinée à recevoir le plateau de portée. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'inven- tion se dégageront de la description qui suit et des dessins anne xe's, qui présentent, à titre d'exemples non limitatifs, une prote; se conforme à l'invention et un instrument pour la:pose de celle- ci ; sur ces dessins qui font partie intégrante de la description 2 - la figure 1 représente en coupe longitudinale par un plan a a un élément tibial de prothèse - les figures 2a, 2b et 2c représentent, en vue de bout, trois éléments tibiaux pourvus de plateaux d'épaisseurs différentes;; - les figures 3 et 4 représentent, respectivement en coupe transversale par un plan b b et en vue de c8té, un condyle artificiel - 1a figure 5 est une vue schématique, en perspective, dtune prothèse posée, cependant que la figure 6 en est une coupe transversale - les figures 7, 8 et 9 sont des vues, respectivement en perspective9 en coupe partielle par un plan c c et en coupe par un plan d fi, d'un instrument pour la pose d'une prothèse conforme à l'invention - la figure 10 est un schéma, en coupe transversale, mon, trant un élément tibial au moment de la pose0 Ltélément tibial représenté à titre d'exemple aux figures 1 et 2a se compose d'une pièce de scellement 1 fabriquée notamment en titane et comprenant, d'une part, une embase 2 pourvue de saillies appelée à améliorer la tenue de son scellement sur le tibia, d'autre part, une partie supérieure 3 de forme approximativement parallélépipédique. Les flancs de cette pièce de scellement prSsenr te, chacun, entre ltembass 2 et la partie supérieure 3, une portion inclinée 4 dotée d'une échancrure 5.Cette pièce de scellement est percée dans le sens longitudinal, d'un trou cylindrique 6 qui, con- me on le verra, sert au centrage de la pièce lors de sa pose. La pièce de scellement 1 est surmontée d'un plateau amo- vible 7 assujetti sur cellbci, après scellement, au moyen de rebords latéraux 10 et il inclinés vers l'intérieur et adaptés pour venir s'appliquer contre la partie haute des portions inclinées 4. Chaque rebord comporte un ergot 12 adapté pour s'encliqueter dans l'échancrure 5 correspondante lorsque le plateau parient en position correcte. Chaque plateau est réalisé en matière synthétique renforcée par une armature métallique, ce qui lui confère à la fois une excellente résistance et des qualités d'élasticité autorisant sa mise en place par une légère déformation des rebords. En 1 'exemple de la figure 2a, le plateau 7 présente une épaisseur e1 au niveau de son axe longitudinal t le plateau salez tisonné dans chaque opération pour compléter la pièce de scellement est choisi parmi un assortiment de plusieurs plateaux dont les épaisseurs ont des valeurs échelonnées dans une plage déterminée. Ainsi on a représenté aux figures 2b et 2c deux autres plateaux d'épaisseurs e2 et e3 différentes, montés sur la même pièce de scel Isment. Chaque plateau comprend à sa partie supérieure une surfs ce de portée 13 sensiblement plane et présente une épaisseur dé- croissant depuis son axe longitudinal jusqu'à l'un et l'autre de ces bords latéraux ; cette disposition est obtenue par une légère inclinaison de la face inférieure du plateau.Elle accroît la résistance de la zone centrale du plateau appelée à subir les contraintes les plus élevées Par ailleurs, entre la pièce de scelloient 1 et son plateau est disposée une couche 14 en élastomère ; en l'exemple, cette couche élastomère présente une épaisseur constante et la face supé- rieure de la pièce de scellement épouse la forme inclinée de la far ce inférieure du plateaux Cette couche élastomère est, de préféren- ce, collée sur la pièce de scellement et peut ttre en un matériau à base de silicone ; elle fait fonction d1amortisseur et participe à l'action du plateau en matière synthétique armé pour atténuer la propagation des vibrations. La prothèse est complétée par deux pièces condyliennes en titane du type de celle représentée aux figures 3 et 4 ; chaque pièce comporte des moyens d'ancrage, constitués par deux semelles ajourées 15 et 16 situées dans des plans perpendiculaires, Ces se meules qui permettent de sceller la pièce à la base du fémur sont solidiires d'une surface d'appui 17 présentant la forme d'une por- tion de sphéroïde allongée dans le sons antéro-postérieur (flèche P) ; le rayon de courbure de cette surface d'appui, dans le sens longitudinal, est de l'ordre de celui d'un condyle naturel.Dans le sens transversal (figure 3) cette surface d'appui présente une seotion sensiblement circulaire. Les figures 5 et 6 qui schématisent une prothèse posée, permettront de comprendre les avantages que procure celle -ci. On aperçoit sur ces figures la base d'un fémur 18 dans lequel ont été ancrées deux pièces condyliennes référencées en 19 et 20. Le scelr lurent de ces pièces est réalisé de façon classique au moyen d'un ciment ou d'une résine polymérisable, coulé dans des évidements appropriés creusés au niveau des condyles interne et externe du f~ mur. Deux éléments tibiaux référencés en 21 et 22 ont été mis en place dans les cavités glénoïdes du tibia à l'aplomb des deux pièces condyliennes 19 et 20. Pour mettre en place ces éléments, le chirurgien a dtabord scellé leur pièce de scellement, en particu- lier en utilisant un instrument de centrage et de protection du type de celui décrit plus loin Une fois cette opération effectuée, il sélectionne les plateaux qui lui semblent convenir et les fixe sur les pièces de scellement à la manière d'un clip en les glissant longitudinalement sur ces pièces, les rebords de chaque plateau 'i bissant, par le jeu de leur élasticité, un léger écartement qui psr met à leur ergot de s 'engager sur les flancs des pièces de scelle- ment pour venir s1 encliqueter dans les échancrures de ces flancs. Il est à remarquer que, dans la pratique, cette opération de mise en place est facile à réaliser car, si l'espace situé au dessus de la pièce de scellement est peu accessible, il est, par contre, très commode de présenter le plateau en bout de cette pièce pour l'amener à glisser le long de celle-ci. Le chirurgien peut alors déceler les éventuels défauts de l'articulation, à savoir : soit une mauvaise position latérale du tibia, soit, l'apparition d'un jeu entre une pièce condylienne et le plateau de 1 l'élément tibial correspondant, soit, encore, 1 'appa- rition d'une pression anormalement élevée entre ces éléments. Pour corriger le défaut éventuellement constaté, il suffit de remplacer un plateau ou même les deux, par un ou des plateaux d'épaisseur différente appropriée. De la sorte, il est possible d'assurer sans descellement, à la fois une position convenable du tibia dans le sens latéral même si un défaut préexistant affectait l'articulation du patient, et une pression normale entre chaque piè- ce condylienne et le plateau de 1 l'élément tibial correspondant in outre, une telle prothèse permet au tibia d'accomplir des mouvements analogues à ceux que permet une articulation naturel le:: - le mouvement principal de fléchissement et d'extension antéro-postérieur, dans le sens des flèches r1 ; - un mouvement de plus faible amplitude de torsion du tibia autour de son axe dans le sens des flèches r2 s - enfin, un mouvement de déplacement latéral du tibia par rapport su fémur dans le sens des flèches r3. Ces mouvements sont autorisés par la combinaison de la forme sphéroOde Ga double courbure) des surfaces d'appui des pièces condyliennes et de la forte plane des surfaces de portée des pla teaux la pose de la prothèse est facilitée par l'emploi dtun instrument tel oue représenté aux figures 7, 8 et 9 ; celui-ci se compose d'un manche 25 à surface moletée, rivé sur une réglette 24 à laquelle sont fixés deut éléments longiformes 25 et 26.Ces élé ments longiformes sont, chacun, constitués par une plaquette supérieure 27, par des joues latérales 28 et 29 solidaires de ladite plaquette et par un talon 30 permettant de fixer l'élément contre la réglette 24 dans une position définie ; cette réglette comprend à cet effet, une rainure 31 dans laquelle vient se loger une lan- guette en saillie 32 prévue sur le talon 30. De plus, à l'intérieur de chaque élément longiforme est prévu un pion de centrage 33 de forme cylindrique et de diamètre légèrement inférieur au trou longitudinal 6 dont est percée chaque pièce de scellement Ce pion de centrage est doté d'une collerette 34 qui permet de serrer le talon 50 contre la réglette 24 au moyen d'un écrou, tel que 35 ou 36, venant se visser sur un prolongement fileté du pion. L'élément longiforme 25 est assujetti sur la réglette 24 en position invariable, le talon 30 et la réglette 24 étant nercés d'un trou cylindrique traversé par le prolongement sus-évoqué. Au contraire, l'élément longiforme 26 est fixé dans une position re- glable gracie à la présence d'un trou 37 en forme de boutonnière qui permet de déplacer cet élément parallèlement à la direction de la réglette pour faire varier l'écart entre les deux éléments 25 et 26 ; l'écrou 36 est, de préférence, moleté sur son pourtour pour faciliter l'exécution des réglages Au moment de la pose, le chirurgien règle l'écartement des éléments 25 et 26 en fonction de la conformation des os du par tient et introduit une pièce de scellement à l'intérieur de chacun de ces éléments par son extrémité ouverte, Les joues 29, la plaquet- te supérieure 27 et le pion de centrage 33 sont adaptés à la forme et aux dimensions de cette pièce de scellement pour que cette dez- fière vienne se loger sans jeu dans chaque élément longiforme à la manière d'un coulisseau dans une glissière ; le pion de centrage s'embotte dans le trou longitudinal de la pièce de scellement et centre celle-ci, cependant que la plaquette supérieure 27 vient en appui, de part; et d'autre9 sur la couche de silicone 14 et que les joues 28 et 29 protègent la partie haute de ladite pièce, partie sur laquelle9 comme on l'a déjà vu, sont appelés à venir s'enùîi- queter les rebords diim plateau de portée. Comme on le comprend aisément en examinant la figure 10, les joues 28 et 29 constituent un coffrage pour le dament ou la ré- sine disposé autour de la-pièce de scellement dans l'évidement 38 pratiqué par le chirurgien. Lorsque le ciment ou la résine a durci, le chirurgien retire ltinstrument qui a rempli une double fonction de centrage et de protection et met en place, le cas échéant après plusieurs essais, les plateaux de portée sélectionnés pour conférer au tibial une position correcte par rapport au fémur. T'invention ayant maintenant été exposée et son intérêt justifié sur des exemples détaillés, les demandeurs s # en réservent l'exclusivité pendant toute la vivrée du brevet sans limitation au- tre que celle des ternles des revendications ci-après6 REVENDICATIONS 1 - Prothèse de l'articulation du genou, comprenant un ensemble 6- moral appelé à entre scellé à la base du fémur pour faire office de condyles interne et externe, et deux éléments tibiaux appelés à titre scellés dans les deux cavités glénoïdes du tibia pour uppor; ter l'ensemble fémoral et permettre son pivotement, ladite prothèse étant caractérisée en ce que chaque élément tibial comprend, d'une part, un plateau amovible comportant une surface de portée pour l'ensemble fémoral, d'autre part, une pièce de scellement pourvue d'une embase adaptée pour etre scellée, des moyens de fixation éta::t prévus pour permettre d'assujettir, de façon amovible, le plateau sur la pièce de scellerentO 2 - Prothèse selon la revendication I pour laquelle les plateaux amovibles des éléments tibiaux sont choisis parmi un assortiment de plusieurs plateaux, laditeprothèse étant caractérisée en ce que les épaisseurs des plateaux de l'assortiment présentent des valeurs échelonnées dans une plage diterminéee 3 - Prothèse selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de fixation précités comprennent des rebords latétaux solidaires de chaque plateau amovible, ces rebords étant adaptés pour venir s Jappliquer contre la partie supérieure des flancs latéraux de la pièce de scellement. 4 - Prothèse selon la revendication 3 caractérisée en ce que les ra bords de chaque plateau sont inclinés vers l'intérieur, les flancs latéraux de chaque pièce de scellement comportant des portions correspondantes inclinées0 5 - Prothèse selon l'une des revendications i, 2, 3 ou 4, caracté- risée en ce qu'elle comprend une couche en élastomère, disposée pour chaque élément tibial entre le plateau amovible et la pièce de scellement, s - Prothèse selon l'une des revendications 1 2, 3, 4 ou 5, caraotérisée en ce que les plateaux des éléments tibiaux sont réalisés en matière synthétique renforcée par une armature métallique. 7 - Prothèse selon les revendications 3 et 6 prises ensemble, carac- térisée en ce que, au moins, un rebord de chaque plateau et, au moins, un flanc latéral de chaque pièce de scellement comportent, ltun un ergot d'encîiquetage, l'autre une échancrure adaptée pour contenir ledit ergot. 8 - Prothèse selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisée en ce que la surface de portée de chaque plateau est sensiblement plane. 9 - Prothèse selon la revendication 8 caractérisée en ce que chaque plateau présente une épaisseur décroissant depuis son axe longitudinal jusqu'à un et l'autre de ses bords latéraux. 10 - Prothèse selon la revendication 9 caractérisée en ce que la face supdrdeure de chaque pièce de scellement, qui soutient un plar teau, épouse la forme de la face inférieure dudit plateau 11 - Prothèse selon l'une des revendications 1, 2, 5, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caractérisée en ce que la pièce de scellement de chaque élément tibial est percée d'un trou dans le sens longitudinaL 12 - Prothèse selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, dont l'ensemble fémoral est constitué par deux piè ces condyliennes comportant, chacune, des moyens d'ancrage appelés à strie scellés et une surface d'appui courbe appelée à reposer sur le plateau de l'élément tibial correspondant, ladite prothèse étant caractérisée en ce que la surface dtappui de chaque pièce condylien- ne présente la forme d'une portion de sphéroïde allongée dans le sens antéro-postérieur, le rayon de courbure dans ce sens étant de l'ordre de celui d1un condyle naturel. 13 - Instrument pour la pose des éléments tibiaux d'une prothèse se- ion la revendication 1, cet instrument comprenant un manche et étant caractérisé en ce qu'il est doté, d'au moins, un élément longiforme de protection et de centrage, pourvu d'un volume creux délimité la, téralement par deux joues, ce volume présentant une forme appropriée pour permettre d'y loger la partie supérieure de la pièce de scelle- ment, l'embase de celle-ci dépassant des joues et demeurant à térieur dudit volume. 14 - Instrument selon la revendication 13 pour la pose d'une prothèse se conforme à la revendication 11, caractérisé en ce qu'Ll comprend à l'intérieur du volume creux de chaque élément longiforme un pion de centrage destiné à cooperer avec le trou d'un élément tibial 1 5 - Instrument selon l'une des revendications 13 ou 14, caractéri sé en ce que son élément longiforme comprend une plaquette supérieu- re solidarisée par ses bords avec les joues latérales, cette pla- quette étant appelée à s 1appliquer au moins en partie sur la face supérieure de la pièce de scellement. 16 - Instrument selon l'une des revendications 13, 14 ou 15, présen- tant la forme d'une fourche et comprenant deux éléments longiformes parallèles, ledit instrument étant caractérisé en ce qu'un des élé- ments longiformes est assujetti par fies moyens de fixation lui con, férant une position réglable dans le sens de son rapprochement ou de son écartement oar rapport à lsautre élément longiforme.