Brevet FR2440185A1 — publié le 19800530

La présente invention concerne une prothèse articulaire fémoro-patellaire, comprenant une partie fémorale et une partie rotulienne pouvant être mises en oeuvre en coopération l'une avec l'autre ou bien séparément, organe prothétioue coopérant alors avec l'organe antagoniste naturel. Dans le cas du genou, on sait que diverses techniques chirurgicales ont pour but de diminuer les pressions excessives sur les surfaces cartilagineuses, évitant ou arrêtant le processus d'arthrose. Cependant, lorsque le cartilage a totalement disparu, toute mobilité devient extrêmement douloureuse et impose une solution plus radicale, à savoir le blocage de l'articulation ou arthrodèse, abandonné aujourd'hui, ou bien le remplacement de la totalité de l'articulation par une prothèse articulaire massive. Les inconvénients de cette dernière prothèse peuvent actuellement faire préférer les prothèses dites 11a glissement" , simples remplacements par des prothèses peu épaisses des surfaces cartilagineuses détruites. Au niveau du genou, on connaît à l'heure actueldeux types de prothèses à glissement - celui visant à permettre le glissement du fémur sur le tibia, où des condyles prothétiques s'articulent avec des plateaux tibiaux prothétiques - celui concernant l'articulation fémoro-patellaire. Ces deux types doivent aussi pouvoir être associés dans des genoux qui souvent sont arthrosiques en totalité. La présente invention vise une prothèse fémoropatellaire à glissement, du type comprenant un organe fémoral trochléen et un organe rotulien adaptable sur la face postérieure de la rotule. Les prothèses connues de ce type, si elles donnent un pnur- centage de réussite intéressant, ne peuvent cep#endant pas suppléer à la totalité des cas d'incapacité. En effet, elles présentent certains inconvénients, dont par exemple la) Des contraintes anormalement élevées entraînant l'usure et le descellement - la trochlée prothétique forme un rebord supérieur difficile à franchir par la rotule - absence de possibilité d'un glissement rotulien de haut en bas selon la trajectoire naturelle - surface de contact rotule-trochlée insuffisante - obligation pour la rotule de franchir la crête trochléo-condylienne, ou bien le rebord antérieur d'une prothèse condylienne interne ; le condyle interne est plus convexe et plus saillant eue le condyle externe, et une prothèse condylienne en occupe toute la place. 20) Luxation de rotule en dehors La rotule tend à s'engager en dehors de la trochlée prothéticue car elle est située au-dessus et en dehors d'elle lorsque le genou est en extension, ce à quoi s'ajoute le fait que la rotule n'est pas plaquée contre le fémur lorsque le genou est en rectitude, ce qui lui permet de passer facilement en dehors de la berge externe de la trochlée prothêti que. 30) Instabilités rotuliennes (a) certaines prothèses rotuliennes basculent leur extrémité supérieure en arrière, soit du fait d'une angulation brutale de la courbure de la gorge de la trochlée, soit du fait d'un mauvais positionnement d'une ou des deux parties pro thétiques; (b) perception d'une "instabilité subjective" par certains malades porteurs de prothèses permettant une mobilité excessive et non physiologique, telles que les prothèses rotuliennes en calotte sphérique. La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients ci-dessus en fournissant une prothèse fémoro-patellaire à glissement, précise, et s'adaptant à la plus grande majorité des cas. La prothèse fémoro-patellaire selon l'invention, comprenant une partie trochléenne et une partie rotulienne pouvant coopérer l'une avec l'autre, ou séparément avec l'organe antagoniste naturel, est essentiellement caractérisée par le fait que la partie trochléenne est constituée par une languette dont la courbure de la face articulaire, dans le sens longitudinal, comprend un arc de cercle prolongé par une courbe amortie, de façon telle que les deux tangentes à ces portions de courbes forment entre elles un angle sensiblement égal à 900 et, dans le sens transversal, deux ailes asymétriques de forme courbe amortie convexes et raccordées selon une gouttière par un arc de rebroussement concave, ladite face articulaire pouvant coopérer avec la face articulaire d'une rotule naturelle ou prothétique en vue de l'appui et du guidage de la face articulaire postérieure de ladite rotule. Selon d'autres caractéristiques - la partie de la languette en courbe amortie constitue une rampe dont l'extrémité est destinée à prendre appui sur la zone non cartilagineuse du fémur adjacente à la trochlée ; - la partie rotulienne présente, selon sa face postérieure articulaire, une forme générale rectangulaire dont les trois angles sont arrondis et l'angle inféro-interne est coupé, et selon un plan parallèle à la plus grande dimension du rectangle, deux facettes asymétriques réunies par la crête verticale, cette dernière étant située à un tiers environ de la longueur dudit rectangle. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui va sui v re, faite en regard des dessins annexés, sur lesquels la figure 1 représente une vue schématique illustrant le fonctionnement de l'articulation du genou la figure 2 représente une vue schématique par la face antérieure illustrant la trajectoire de la rotule par rapport à la trochlée et aux condyles lors de la flexion du genou les figures 3 et 4 représentent des vues en coupe de la rotule au niveau des condyles, respectivement à 250 et à plus de 900 de flexion ;; la figure 5 représente une vue générale d'une prothèse fémoro-patellaire selon l'invention la figure 6 représente un graphique illustrant la courbure longitudinale de la prothèse t rochlé enne selon la figure 4 les figures 7 et B représentent des vues de la même prothèse par sa face antérieure la figure 9 représente un digramme en élévation, avec coupes partielles, de la rampe de la prothèse trochléenne enne et les figures 10 à 12 représentent des vues schématiques d'une prothèse rotulienne selon l'invention, respectivement par sa face antérieure, et en coupe horizontale et verticale de la figure 10. Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments et les flèches H, K, I, A, indiquent respectivement le haut, les faces externe, interne et antérieure. En se référant aux figures 1 à 4, la rotule 1 unit le tendon du muscle quadricipital 2 au tibia 4 par l'intermédiaire du ligament rotulien 3. Son rôle physiologique, complexe dans la réalité, peut être résumé à un effet de poulie augmentant le moment d'action de la force quadricipitale. Lorsque le genou est en rectitude (extension complète), la rotule repose sur la face antérieure de l'extrémité inférieure du fémur Sa, sur une zone 6 dépourvue de cartilage articulaire. Lorsque le genou fléchit, le fémur passant de la position Sa à la position 5b, la rotule s'engage dans la gorge cartilagineuse creusée à la face antérieure du fémur, ou trochlée 7. La trochlée possède deux berges, l'externe 8 plus large est aussi plus saillante que l'interne 9, pour s'opposer au glissement en dehors de la rotule, cas de la luxation. Cette tendance est la conséquence de l'angle existant dans le plan frontal, entre la cuisse et la jambe, ou "valgus physiologique". Par ailleurs, la tangente aux deux berges 8 et 9 forme avec un plan de référence P un angle de 7 à 100. Lorsque la flexion du genou dépasse 900 (figure 4), la rotule 1 atteint l'extrémité inférieure de la trochlée et va reposer sur les bords des deux condyles fémoraux 10 et 11. Il existe cependant, entre la berge inter#ne de la trochlée et le condyle interne, une crête dite "trochléo-condylienne" qui est source de contraintes cartilagineuses élevées. La rotule possède une face postérieure articulaire, revêtue de cartilage. Une crête verticale Q sépare une facette externe 12 d'une facette interne 13, chacune entrant en rapport avec la berge de la trochlée correspondante. Une autre crête R, assez souvent verticale, sépare une troisième petite facette très interne ; cette facette vient s'articuler avec le condyle interne 10 du fémur entre 90 et 1500 de flexion. La situation de la crête médiane verticale O de la rotule est le plus souvent non au milieu de la rotule mais plus en dedans. Parfois même, il n'existe peu ou pas de facette interne. Outre le glissement de la rotule dans la trochlée, la rotule effectue des petits mouvements complexes: - d'une part, ceux liés à la rotation du tibia sous le fémur - d'autre part, des glissements latéraux liés au trajet T (figure 2) concave en dehors, de la rotule dans la trochlée : en extension complète du genou, la rotule est située en 14 au-dessus et en dehors de la trochlée 7. Au cours de la flexion, la rotule se porte en dedans vers la ligne médiane M et, enfin, se dirige en dehors en s'enfonçant entre les deux condyles 10 et 11 pour couvrir, en flexion complète, le condyle externe 10 presque en entier. Au cours de la flexion, la rotule prend contact successivement : - vers 50 de flexion, par son extrémité inférieure avec la partie supérieure de la trochlée, - puis, schématiquement, trois zones d'appui rotuliennes se succèdent le tiers inférieur jusqu'à 300, le tiers moyen jusqu'à 600, le tiers supérieur jusqu'à 900, - enfin, au-delà de 900 de flexion, la zone d'appui des condyles fémoraux se porte sur le tiers moyen en s'étendant beaucoup sur la facette externe de la rotule et un peu sur la "facette supplémentaire" interne 13 dela rotule. Divers auteurs ont calculé les forces d'appui, avec des résultats assez concordants qui sont, pour une personne de 60 kg - 50 kg à la marche, par flexion à 250, - 168 kg lors de la descente des escaliers, par flexion à 500 - 392 kg à 900, en appui monopode fléchi lors de la montée des escaliers. En se référant aux figures 5 à 9, l'élément fémoral de la prothèse, ou prothèse trochléenne, selon l'invention, est constitué par une languette 18 de préférence métallique, en un alliage connu en soi compatible avec les tissus avoisinnants et elle coopère avec la rotule, naturelle ou prothétique 15. La forme générale de cette languette est celle de la trochlée, mais, conformément à l'invention, elle présente des particularités caractéristiques qui seront décrites ci-après. Dans le sens longitudinal, la courbure de la face articulaire comprend un arc de cercle 16 prolongé vers le haut par une courbe amortie 17, ces deux portions de courbes étant disposées de façon telle que les tangentes à l'arc de cercle 16 et à la courbe amortie 17 définissent entre elles un angle sensiblement égal à 900. Par ailleurs, en considérant la lonqueur développée totale L entre l'extrémité de l'arc de cercle et l'extrémité de la courbe amortie, la longueur ss de la partie en courbe amortie représente le quart de la longueur totale L. Dans le sens transversal, la languette comprend deux ailes asymétriques 19 et 20 en forme courbe amortie, légèrement convexes vers le haut, raccordées selon une gouttière par un arc de rebroussement concave 21. Les ailes 19 et 20 sont asymétriques du fait que le plan vertical V de la gouttière est décalé par rapport à la largeur totale de la languette. De ce fait, il existe des prothèses trochléennes gauche et droite, l'aile la moins large correspondant à la face interne du fémur. Conformément à l'invention, l'épaisseur e de la languette, qui est la plus faible possible, est de préférence constante sur toute la section. Dans ces conditions, la pose de la prothèse fémorale n'entraine qu'un minimum de préparation et d'amincissement des tissus osseux et cartilagineux sur laquelle elle doit s'adapter. La languette comporte, en outre, un picot de fixation 22, connu en soi, disposé du côté de l'arc de cercle et, avantageusement, deux picots secondaires 23 de centrage, au voisinage du picot de fixation 22. En se référant aux figures 10 à 12, l'élément rotulien de la prothèse selon l'invention est constitué par une pastille, réalisée de préférence en une matière plastique compatible, telle que le polyéthylène, et destinée à être adaptée sur la surface articulaire postérieure de la rotule, après préparation convenable de cette surface. L'élément rotulien, vu selon sa face postérieure articulaire (figure 10), présente deux facettes asymétriques, l'une externe 24, l'autre interne 25, séparées par la crête verticale 26. Chaque facette est destinée à coopérer avec la berge correspondante de la trochlée (voir figures 5 et 7, 8). Conformément à l'invention, l'élément rotulien présente une forme générale rectangulaire dont trois angles sont arrondis et l'angle inféro-interne 27 est coupé ou "écorné". En coupe selon un plan parallèle à la plus grande dimension du rectangle (figure 11) l'élément comporte une face en courbe amortie réunissant les deux facettes selon l'axe de la crête verticale 26, cette dernière étant située à 1/3 de la longueur dudit rectangle. Les deux facettes 24, 25 forment des surfaces concaves réunies par la crête convexe. L'angle moyen formé par les deux facettes est ainsi de l'ordre de 1350 et correspond à l'angle moyen des ailes 19 et 20 de la zone médiane de la languette, cet angle s'ouvrant progressivement vers les extrémités de ladite languette. La face opposée aux facettes compcrte les moyens de scellement usuels, par exemple des queues d'aronde 28. En coupe, selon un plan parallèle à la largeur du rectangle (figure 12) la forme de la crête 26 et des facettes est en courbe amortie, concave en haut (en 29) sur 2/3 de la hauteur et convexe en bas (en 30). Comme indiqué précédemment, la prothèse fémoropatellaire selon l'invention permet d'obvier aux inconvénients rencontrés couramment avec les prothèses à glissement actuelles: - l'élément fémoral ou trochléen a une dimension telle que son prolongement en courbe amortie (17, figure 6) constitue une rampe sur laquelle repose la rotule, naturelle ou prothétique, lorsque le genou est en extension complète, l'extrémité de ladite rampe étant posée sur la partie non cartilagineuse (6, figure 1) du fémur adjacente à la trochlée ; - la forme des ailes de la languette permet un glissement souple selon la mécanique normale de la rotule, en particulier grflce à un guidage complet par la rampe, dont l'axe suit avantageusement le trajet T (fig. 2) ; la surface de contact rotule-trochlée est ainsi satisfaisante; - l'élément rotulien n'a pas à franchir la crête trochléo-condylienne, ou encore le rebord antérieur d'une prothèse condylienne interne, grâce à sa forme "écornée" à l'angle inférointerne (27) et à la réduction de la facette interne (25) décalant la crête médiane de la rotule aux 2/3 externes, alors que la gorge de la trochlée est décalée seulement de 3/7. Cette réduction de la facette interne de la rotule (par diMinution de sa surface proportionnellement à la surface de la facette externe) et l'absence d'angle inféro-interne est compensée physiologiquement par le tendon quadricipital qui s'appuie, à ce degré de flexion du genou, dans la gorge de la trochlée. La prothèse trochléenne possède trois éléments qui visent à s'opposer à la luxation de la rotule 10) par la présence de la rampe qui guide la rotule dès les tous premiers degrés de flexion du genou, 20) par la berge externe de la trochlée plus large que la berge interne, avec rapport de 4/3 et 30) par une pente de 70 entre les deux rebords, externe et interne. Par ailleurs, la forme de la prothèse rotulienne selon l'invention s'adapte à tous les types de rotule, même lorsqu'un processus pathologique grave, tel qu'une arthrose posttraumatique l'a déformée. Le positionnement en est toujours facile puisque le repère est le centre de la partie visible par en arrière ("fenêtre rotulienne") et non un repère basé sur la crête médiane qui est variable avec les individus. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représent#e qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra y apporter toute modification utile dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Prothèse fémoro-patellaire, du type à glissement, comprenant une partie trochléenne et une partie rotulienne pouvant coopérer l'une avec l'autre, ou séparément avec l'organe antagoniste naturel, caractérisée par le fait que la farte trochléenne est constituée par une languette dont la courbure de la face articulaire, dans le sens longitudinal, comprend un arc de cercle prolongé par une courbe amortie, de façon telle que les deux tangentes à ces portions de courbes forment entre elles un angle sensiblement égal à 900 et, dans le sens transversal, deux ailes asymétriques de forme courbe amortie convexe et raccordées selon une gouttière par un arc de rebroussement concave, ladite face articulaire pouvant coopérer avec la face articulaire d'une rotule naturelle ou prothétique en vue de l'appui et du guidage de la face articulaire postérieure de ladite rotule. 2. Prothèse fémoro-patellaire selon la revendication 1, caractérisée par le fait oue la longueur de la partie en courbe amortie représente le quart de la lon- gueur développée totale comprise entre l'extrémité de l'arc de cercle et l'extrémité de ladite courbe amortie. 3. Prothèse fémoro-patellaire selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que la partie de la languette en courbe amortie constitue une rampe dont l'extrémité est destinée à prendre appui sur la zone non cartilagineuse du fémur adjacente à la trochlée. 4. Prothèse fémoro-patellaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'épaisseur de la languette est faible et sensiblement constante sur toute sa section. 5. Prothèse fémoro-patellaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la languette comprend un picot de fixation disposé sensiblement au niveau de la partie en arc de cercle, et un ou deux picots de centrage. 6. Prothèse fémoro-patellaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la partie rotulienne présente, selon sa face postérieure articulaire, une forme générale rectangulaire, dont les trois angles sont arrondis et l'angle inféro-interne est coupé, et selon un plan parallèle à la plus grande dimension du rectangle, deux facettes asymétriques réunies par la crête verticale, cette dernière étant située à un tiers environ de la longueur dudit rectangle. 7. Prothèse fémoro-patellaire selon la revendication 6, caractérisée par le fait que, selon un plan parallèle à la largeur du rectangle, la crête verticale et les facettes asymétriques présentent une forme en courbe amortie, concave en haut, aux deux tiers environ de la hauteur, et concave en bas. 8. Prothèse fémoro-patellaire selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée par le fait que la partie rotulienne est réalisée en une matière plastique telle que le polyéthylène et que sa face opposée à la face articulaire est munie d'organes de scellement tels que des queues d'aronde. 9. Prothèse fémoro-patellaire selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée par le fait que l'angle moyen des deux facettes asymétriques a une valeur de l'ordre de 135' > cet angle correspondant à l'angle moyen formé par les ailes asymétriques de la prothèse trochléenne au moins dans sa partie médiane.