Brevet FR2387641A1 — publié le 19781117

La présente invention a pour objet des perfectionnements aux prothèses de l'articulation de la hanche. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des prothèses chirurgicales. On connaît déjà plusieurs prothèses de la tête et du col du fémur. La plus ancienne comporte une tête de fémur métallique monobloc, mise en place directement dans la cavité cotyloïde de l'os iliaque. Cette prothèse provoque l'usure du cotyle du malade. Pour remédier a cet inconvénient, on a construit des prothèses fémorales comportant à la fois une tête de fémur et une cupule cotyloldienne enveloppant celle-ci. La cupule cotyloldienne est fixée dans la cavité cotyloïde et la rotule de la tête de fémur se déplace à l'intérieur de cette cupule. De ce fait, aucune piece en mouvement n'est en contact avec l'os iliaque. t1 inconvénient de cette prothese réside dans le fait que la fixation de la cupule dans la cavité de l'os iliaque est une opération difficile,délicate et très longue. Un autre type connu de prothèse de l'articulation de la hanche comporte à la fois une tête de fémur et une cupule articulée enveloppant la tête de fémur et concentrique avec celle-ci. Dans ce cas, la rotule de la tête du fémur tourne à l'intérieur de la cavité de la cupule qui lui est concentrique et la cupule est également mobile par rapport à l'os iliaque. L'avantage de cette technique réside dans le fait que la mise en place d'une cupule mobile dans la cavité cotylolde est plus facile que celle d'une cupule fixe qui doit résister à des efforts importants.Cependant, cette technique présente l'inconvénient que la cupule nla pas de position d'équilibre stable. Lors de la station debout du patient, la cupule a tendance à basculer autour de son centre, sous l'effet des forces de pesanteur. Ce basculement de la cupule diminue la surface portant de l'os iliaque en contact avec la cupule, ce qui entraîne des surpressions douloureuses. On a cherché à combattre cette tendance au basculement par des butées qui en limitent l'ampleur, mais qui ne suppriment pas le basculement. On a également essayé de modifier la forme de la cupule en adoptant une forme cylindrosphérique. Malgré ces aménagements, ce type de prothese de hanche continue parfois de provoquer une fatigue douloureuse chez le patient. L'objectif de la présente invention est de procurer une prothese de hanche perfectionnée qui se rattache au type précédent, c' est-a-dire qui comporte une cupule mobile par rapport à l'os iliaque, avec les facilités de mise en place inhérentes à ce type de cupule et qui élimine les basculements de la cupule pendant la station debout. Une prothèse selon l'invention comporte de façon connue, une tête de fémur munie d'une rotule sphérique et une cupule qui est engagée dans la cavité de l'os iliaque et qui est mobile par rapport à celui-ci. Cette cupule délimite une cavité interne sensiblement hémisphérique, dans laquelle est engagée ladite rotule. La cavité et la rotule sont concentriques et ont des diamètres voisins et la rotule peut pivoter librement dans la cavité, L'objectif de l'invention est atteint au moyen d'une prothèse du type ei-dessus, dans laquelle la surface externe de la cupule, est une surface sensiblement sphérique qui est excentrée par rapport à la cavité interne. Le sens de l'excentration est tel que, en position debout, le centre commun à la rotule et à la cavité hémisphérique est Situé à la verticale du centre de la surface externe et au-dessus de celui-ci. La cupule est, de préférence, en matière plastique et la surface externe est constituée par un revêtement métallique inoxydable solidaire de la cupule. Le résultat de l'invention est une nouvelle prothèse de l'articulation de la hanche. Cette nouvelle prothèse présente l'avantage que la cupule présente, dans toutes les positions, un état d'équilibre stable qui est celui où les deux centres de la cavité interne et de la surface externe sont alignés suivant un axe parallèle au sens des forces. En position de repos, les seules forces qui s'exercent sur la prothèse sont les forces musculaires qui sont dirigées sensiblement suivant l'axe du col du fémur et la cupule reste positionnée de façon stable, de telle sorte que le centre de la rotule et le centre de la surface externe soient alignés suivant cet axe. Lorsque le patient passe à la station debout, une partie du poids du corps est transmise par l'os iliaque sur la surface externe sphérique de la cupule. ToutesJespressions qui s 1exercent sur cette surface externe ont pour résultante une force verticale passant par le centre de la surface externe et cette résultante exerce sur la cupule un couple qui fait tourner celle-ci autour du centre de la rotule, qui est un point fixe, jusqutà ce que le centre de la surface externe se trouve placé à la verticale du centre de la rotule et au-dessous de celle-ci et cette position est une position d'équilibre stable. Il en résulte que, pendant la station debout et même pendant la marche, la cupule se déplace très peu dans la cavité cotyloïde bien qu'elle soit libre à l'intérieur de celle-ci.Les mouvements relatifs ont lieu principalement entre la rotule et la cupule comme dans le cas d'une cupule fixe et les frottements entre le cotyle et la surface externe de la prothèse sont réduits ce qui évite l'inflammation douloureuse du cotyle. Une prothèse selon l'invention présente donc les mêmes avantages qu'une cupule fixe tout en évitant les inconvénients et les complications chirurgicales qui seraient nécessaires pour fixer la cupule dans la cavité de l'os iliaque. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'une prothèse de l'articulation de la hanche selon l'invention. La figure I est une vue en élévation de la prothèse dans une position de repos. La figure 2 est une vue en élévation de la prothèse lorsque le sujet est en position debout. Les figures représentent en I l'un des os iliaques dans lequel se trouve la cavité cotyloïde 2 qui est la cavité de l'articulation de la hanche. Une prothèse selon l'invention comporte une tête de fémur 3 qui est composée d'une queue 4 ancrée dans le fémur, d'un col 5 et d'une tête 6 en forme de rotule sphérique de centre 01 et de rayon R. Cette partie de la prothèse est en un métal inoxydable, par exemple en acier inoxydable, en titane ou en alliage chrome-cobalt. Elle comporte, en outre, une pièce 7 appelée cupule qui est logée dans la cavité 2 et qui est mobile à l'intérieur de celle-ci. La cupule 7 délimite une cavité interne 8 de forme hémisphérique et de rayon sensiblement égal au rayon R de la rotule. La rotule 6 est logée dans cette cavité et pivote librement dans celle-ci. La rotule 6 et la cavité 8 ont le même centre 01. La cupule 7 est de#préférence,en une matière plastique et sa surface externe comporte un revêtement 9 en un métal inoxydable, par exemple en acier inoxydable, en titane ou en alliage chrome-cobalt. La cupule 7 peut être également entièrement en matière plastique ou en tout autre matériau autolubrifiant. La surface externe 9 est une surface sensiblement sphérique de centre 02, non confondu avec le centre 01. L'excentration du centre 01 par rapport au centre 02 est telle que le centre Ol est déporté vers le fond de la cavité coty roide. Il en résulte que ltepaisseur de la cupule 7 est plus faible autour du sommet qu'à la périphérie. Lorsque le sujet est au repos, en position couché ou assis, la muscles exercent sur l'articulation des forces qui sont dirigées sensiblement suivant l'axe x xl du col du fémur et qui maintiennent la prothèse en place. Les centres 01 et 02 sont alors alignés suivant l'axe x xl qui est une position d'équilibre stable de la cupule. Lorsque le sujet passe en position debout, une partie du poids du corps est transmise par l'os iliaque à la prothèse, sous la forme de pressions qui s exercent sur la surface externe 9 de la cupule. La résultante de toutes les pressions s'exercent sur la surface externe est une force verticale P passant par le centre 02. On voit sur la figure 1 que cette force P exerce sur la cupule un couple tendant à faire tourner celle-ci autour du centre 01 d'un angle a dans le sens indiqué par la flèche. La figure 2 représente la position finale de la prothèse. La cupule 7 a tourne d'un angle a tel que le centre 02 est venu se placer à la verticale z z1 du centre 01 et au-dessous de celui-ci. Cette position est une position d'équilibre puisque la force P passe par le point Ol et n'exerce plus sur la cupule aucun couple tendant à la faire tourner autour de 01. C'est une position d'équilibre stable puisque la cupule 7 est rappelée à cette position dès qu'elle tend à s'en écarter. On voit donc que la cupule 7 prend pour chaque position du patient une position d'équilibre et la conserve bien qu'elle soit libre de se déplacer dans la cavité 2. La cupule s'oriente donc constamment, de telle sorte que sa projection sur un plan perpendiculaire à la direction des forces qui constitue la surface portante est tou3#urs maximale ce qui évite que les pressions qui s'exercent sur l'os iliaque n'atteignent des valeurs élevées et douloureuses. Pour maintenir la rotule 6 dans la cavité 2, on donne à la cavité une forme outrepassant légèrement une demi sphère, de sorte que la rotule est engagée de force dans la cavité grâce à l'élasticité de la matière plastique. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les divers éléments constitutifs de la prothèse qui vient d'être décrite à titre d'exemple pourront être remplacés par des éléments équivalents. REVENDICATIONS 1 -Prothèse de l'articulation de la hanche comportant une tête de fémur munie d'une rotule sphérique et une cupule qui est engagée dans la cavi té de ltos iliaque, qui est mobile par# rapport à celui-ci et qui délimi te une cavité sensiblement hémisphérique dans laquelle pivote ladite rotule, caractérisée en ce que la surface externe de ladite cupule est une surface sensiblement hémisphérique excentrée par rapport à la cavité interne 2 - Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que en position debout, le centre commun à ladite cavité hémisphérique et à ladite ro tule est situé à la verticale du centre de la surface externe sphérique de la cupule et au-dessus de celui-ci, 3 - Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ladite cupule est en matière plastique et ladite surface externe est constituée par un revêtement métallique inoxydable soli daire de ladite cupule. 4 - Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la cupule est plus épaisse à la périphérie qu'au voisinage du sommet.