Brevet FR2485365A1 — publié le 19811231

La présente invention concerne de façon générale le domaine des prothèses et, plus particulière- ment, un dispositif d'ancrage de la tige formant une branche d'une prothèse d'articulation au sein du canal médulaire de l'os voisin d'une articulation malade ou endommagée afin de lui assurer de la stabilité, notamment au cours du stade initial de réhabitation osseuse pendant une réhabilitation ou convalescence post-opératoire. Ces dernières années, on a mis au point des dispositifs de prothèsesqui sont maintenant largement utilisés pour la fixation, le renforcement ou le remplacement de divers membres et articulations du squelette humain. De nombreuses prothèses modernes d'articulation, notamment celles destinées à remplacer des articulations de la hanche, des doigts, du poignet, du coude et diverses autres articulations, sont conformées en vue d'une insertion dans le canal médulaire de l'os voisin afin de maintenir la prothèse en place. L'utilisa- tion d'un ciment synthétique pour os constitue un procédé largement utilisé pour maintenir de telles prothèses en position dans le canal médulaire, mais il a récemment été découvert que cette technique soulève des problèmes tels qu'un remplissage incomplet de la cavité de l'os, la toxicité du ciment et une possibilité de nécrose de la couche adjacente de l'os spongieux ou cortical. Bien que du ciment pour os soit relativement facile à utiliser dans des opérations chirurgicales, les problèmes précités ont incité à mettre au point d'autres moyens de fixer des prothèses au sein du canal médulaire de l'os voisin d'une articulation endommagée ou malade. Comme on le sait bien, une réhabitation osseuse peut être acceptée par des prothèses formées de matières ayant une porosité de surface correspondant à des pores d'au moins 45 microns. Des études cliniques ont confirmé que la réhabitation osseuse évite non seulement les problèmes du ciment pour os,rmais assure en fait une meilleure stabilité de la prothèse au cours d'une période prolongée et peut aboutir à mieux distribuer les contraintes entre la prothèse et l'os adjacent. Divers brevets antérieurs, notamment les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 707 006 et n0 3 938 198, ont reconnu l'avantage de fixer la prothèse au sein du canal médullaire par réhabitation osseuse plutôt qu'à l'aide d'un ciment pour os. Comme étudié dans les brevets précités, plusieurs matières ont servi à favoriser une réhabitation osseuse, notamment de la matière céramique poreuse revêtue de carbone pyrolytique, des alliages de titane, de cobalt- chrome et d'acier inoxydable traités en surface et diverses surcouches fibreuses comme de la fibre de graphite revêtue de polysulfone ou de "Téflon" et du tissu de téréphtalate de polyéthylène. Une limitation majeure des prothèses exis- tantes.faisant appel à une réhabitation osseuse plutôt qu'à du ciment pour osconsiste en l'absence d'un dispo- sitif de fixation ou de retenue pour ancrer sur toute sa longueur au sein du canal médullaire la tige ou branche faisant partie de la prothèse. Le brevet précité N0 3 939 198 décrit, par exemple, une prothèse d'articulation de hanche dans laquelle le bord de la prothèse de la tête du fémur est relié par des aiguilles ou des clous à l'os cortical du fémur, cependant que la branche ou tige peut librement se déplacer au sein du canal médullaire du fémur. Des études cliniques récentes ont indiqué qu'un mouvement ou déplacement de la prothèse dans le canal médullaire pendant les quatre à six semaines initiales de réhabilitation post-opératoire peut interrompre ou empêcher une réhabita- tion osseuse, ce qui retarde la guérison du patient ou lui nuit fortement. On peut comprendre que l'autre terme de l'alternative, consistant à maintenir un patient essentiellement immobilisé pendant cette période afin d'éviter un tel mouvement de laprothèse, est très difficile à réaliser et/ou à faire admettre. La présente invention évite les problèmes de stabilité rencontrés dans le cas des procédés existants pour maintenir en place des prothèses afin de permettre une réhabitation osseuse, en proposant un dispositif destiné à ancrer la totalité de la longueur de la tige ou branche ou d'un autre segment de la prothèse qui est insérée dans le canal médulaire de l'os au voisinage d'une articulation endommagée ou malade. Dans une forme de réalisation de la présente invention, plusieurs bagues en élastomère élastiques sont disposées en des intervalles es- pacés le long de la ou des tiges ou branches de la prothèse afin d'entourer cette partie. Plusieurs entretoises-rigides, formées de titane poreux ou d'un équivalent convenable, qui viennent au contact des parois du canal médulaire, sont fixées à des intervalles espacés à chacune des bagues précitées. Les bagues en élastomère et les entre- toises qui entourent une branche ou tige de prothèse sont dimensionnées de manière que le diamètre combiné de la branche ou tige de prothèse ainsi formée soit légèrement supérieur au diamètre du canal médullàire.Lors de l'in- sertion de la branche de prothèse pour sa mise en place, les bagues en élastomère sont comprimées et elles poussent ainsi les entretoises contre les parois du canal médul- laire, ce qui maintient la prothèse sûrement en place et lui permet de'résister à un déplacement pouvant être provoqué par un mouvement du patient. Dans une autre forme de réalisation de la présente invention, une chemise continue de matière élastomère est rattachée à la tige ou branche ou à un autre segment de prothèse inséré au sein du canal médullaire de l'os voisin de l'articulation à remplacer. Des entretoises, formées de titane poreux ou d'un équivalent, sont disposées par intervalles autour de la périphérie de l'enveloppe en élastomère et de la branche de prothèse, et une série de ces entretoises sont rattachéesen des intervalles espacés le long de la branche de prothèse. La présente invention vise donc à proposer un dispositif pour ancrer la tige ou branche d'une prothèse qui est insérée dans le canal médullaire de 1' os au voisinage d'une articulation endommagée ou malade. La présente invention vise également à fixer une série de bagues en élastomère,en des inter- valles espacés le long de la périphérie d'une tige ou branche de prothèse conformée pour son insertion dans le canalmédullaire d'un os, chaque bague comportant plu- sieurs sections de titane qui lui sont fixées et s'éten- dent vers l'extérieur pour venir au contact des parois du canal médullaire.Le diamètre total de la tige ou branche de prothèse, des bagues en élastomère et du titane est supérieur à celui du canal médullaire de sorte que l'élastomère est comprimé lors de l'insertion dans ce canal, ce qui oblige les sections de titane à venir stûrement au contact de la paroi du canal médullaire pour maintenir la prothèse en place au cours des stades initiaux d'une réhabitation osseuse post-opératoire. D'autres buts et avantages ressortiront de l'examen de la description détaillée suivante, de quelques formes de réalisation présentées à titre d'exemples nullement limitatifs en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe partielle d'une forme de réalisation de la présente invention, montrée dans le cas d'une prothèse d'un plateau tibial; la figure 2 est une coupe, généralement le long de la ligne 2-2 de la figure 1, de la forme de réalisation de la figure 1; et la figure 3 est une coupe partielle d'une autre forme de réalisation de la prothèse représentée sur la figure 1. On voit sur les figures 1 et 2 une forme de réalisation du dispositif de fixation selon la pré- sente invention, désigné par la référence générale 13, et qui supporte une prothèse 15 de plateau tibial dans le canal médullaire 17 d'un tibia 19. Il va de soi que le dispositif de fixation ou d'ancrage ici représenté peut être utilisé avec diverses autres prothèses d'arti- culation, notamment celles destinées à remplacer la hanche, le poignet, le coude et/ou une cheville, et que la prothèse 15 de plateau tibial n'est décrite ici qu'à titre illustratif et pour faciliter l'exposé. Le disposi- tif 13 d'ancrage de la prothèse comporte plusieurs bagues 21 en élastomère fixéesen des intervalles espacés le long de la périphérie de la prothèse 15 du plateau tibial. Des entretoises 23, formées d'une matière bio- compatible rigide, sont rattachées en des intervalles espacés autour des bagues 23 et s'étendent radialement vers l'extérieur. Quatre entretoises 23 sont représentées dans cette forme de réalisation, mais il va de soi que l'on peut utiliser aussi peu que trois entretoises 23 et qu'un nombre supérieur à quatre entretoises 23 serait également acceptable. Les bagues en élastomère peu-Vent être reliées aux entretoises 23 par vulcanisation, par des revêtements adhésifs ou par tout autre moyen convenable. Les entretoises 23 sont formées de titane, d'un alliage cobalt-chrome, d'acier inoxydable ou d'une matière polymère, et elles sont de préférence traitées de façon connue afin de produire une porosité de surface corres- pondant à des pores d'au moins 45 microns en vue d'admettre la réhabitation par du tissu osseux et conjonctif. Le diamètre combiné de la prothèse 15 de plateau tibial, des bagues 21 en élastomère et des entretoises 23 est supérieur à celui du canal médullaire 17 du tibia 19. Ainsi, lors de l'insertion de la prothèse 15 dans le canal médullaire 17, les bagues 23 en élastomère sont comprimées et elles obligent les entretoises 23 à venir au contact de la paroi du tibia 19 sur toute la longueur de la prothèse 15. On voit sur la figure 3 une autre forme de réalisation du dispositif d'ancrage selon l'invention. La figure 3 montre une autre forme de réalisation du dispositif 13' de fixation. Dans cette forme de réalisa- tion, une couche ou chemise continue 25 de matière élastomère est rattachée à la surface externe de la prothèse 15 de plateau tibial. Trois entretoises 23 ou davantage, formant un groupe, sont rattachées à des intervalles espacés autour de la périphérie de l'enveloppe élastomère 25 dans un plan perpendiculaire à l'axe lon- gitudinal de la prothèse 15. De tels groupes d'entretoises 23 sont disposés en série en des endroits choisis le long de la prothèse 15 et il s'étendent vers l'extérieur pour venir au contact des parois du canal médullaire 17. Le diamètre combiné de la prothèse 15 de plateau tibial, de l'enveloppe élastomère 25 et les entretoises 23 est supérieur à celui du canalmédu1laire 17 du tibia 19, de sorte que, lors de l'insertion de la prothèse 15 dans le canal médulaire 17, l'enveloppe élastomère 25 est comprimée et oblige les entretoises 23 à s'écarter vers l'extérieur pour venir en contact sûr avec la paroi du tibia 19. Ainsi, l'ancrage de la prothèse 15 est réalisé d'une façon semblable à celle qui se produit dans le cas de la forme de réalisation représentée sur la figure 1. Le dispositif d'ancrage selon la présente invention résiste à un déplacement de la prothèse d'arti- culation, en garantissant un contact sUr entre la ou les tiges ou branches de la prothèse, d'une part, et le canal médullaire de l'os voisin de l'articulation malade ou endommagée d'autre part. La tige ou branche ou autre segment de prothèse inséré dans le canal médullaire (par exemple un plateau tibial) est maintenue sur toute sa longueur, contrairement aux prothèses antérieures qui sont typiquement fixées en un seul endroit par des aiguilles, des clous ou des vis. La stabilité assurée par la présente invention à des prothèses d'articulation diminue grandement les risques d'obtention d'une réhabi- tation inadéquate ou inappropriée du tissu osseux et conjonctif pendant les stades initiaux critiques d'une réhabilitation ou convalescence post-opératoire, et elle favorise et accélère ainsi la guérison du patient après l'intervention chirurgicale. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, notamment pour adapter une situation ou une matière particulières aux enseignements de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation pour ancrer une tige ou branche de prothèse d'articulation insérée dans le canal médulaire d'un os voisin d'une articulation endommagée malade, ou pour ancrer un segment d'une telle prothèse conformé en vue de son insertion dans le canal médulaire de l'os voisin de cette articulation malade ou endommagée à remplacer, dispositif (13) caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs bagues (21) en élastomère élastique disposées autour de la périphérie de la branche ou du segment de prothèse, en des intervalles espacés le long de cette branche ou de ce segment, et plusieurs sections de matière rigide (23) rattachées en des interval- les espacés autour de chacune des bagues (21) et la prolongeant radialement vers l'extérieur, le diamètre combiné de la branche ou du segment, des bagues (21) en élastomère et des sections de matière rigide (23) étant supérieur au diamètre du canal médullaire (17), les bagues (21) en élastomère étant comprimées lors de l'insertion de la branche ou du segment d'articulation dans le canal médullaire (17) et poussant ainsi ces sections de matière rigide (23) pour les maintenir au contact de l'os (19) afin de résister à un déplacement de la prothèse dans le canal médullaire (17). 2. Dispositif de fixation selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les sections de matière rigide (23) sont formées en titane, en cobalt-chrome, en acier inoxydable ou en un polymère biocompatible. 3. Dispositif de fixation selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la surface externe des sections de la matière rigide est traitée afin de produire une porosité de surface correspondant à des pores d'au moins 45 microns pouvant admettre une réhabitation par du tissu osseux et conjonctif. 4. Dispositif de fixation pour ancrer une branche ou tige d'une prothèse d'articulation insérée dans le canal médullaire de l'os voisin de l'articulation malade ou endommagée, ou pour ancrer un segment, conformé en vue de son insertion dans le canal médullaire de cet os, d'une prothèse d'articulation pour remplacer une articulation malade ou endommagée du corps humain, dispositif (13') caractérisé en ce qu'il comporte une couche de matière élastomère (25) rattachée à la surface externe de la branche ou du segment de prothèse, ainsi que plusieurs sections d'une matière rigide (23) rattachée en des intervalles espacés autour de la couche de matière élastomère (25) dans un plan généralement perpendiculaire à l'axe longitudinal de la branche ou du segment pour - former un groupe, plusieurs de ces groupes de sections de matière rigide étant rattachés en des intervalles choisis le long de la branche ou du segment de prothèse, le diamètre combiné de cette branche ou de ce segment, de la couche élastomère et des sections de matière rigide d'un groupe étant supérieur au diamètre du canal médullaire (17), la couche élastomère (25) étant comprimée lors de l'inser- tion de la branche ou du segment de prothèse dans le canal médullaire(17) et poussant ainsi les sections de matière rigide des groupes pour les maintenir au contact de l'os (19) en vue de résister à un déplacement de la prothèse dans le canal médullaire (17). 5. Prothèse d'articulation humaine, carac- térisée en ce qu'elle comporte un dispositif de fixation d'une branche ou d'un segment de cette prothèse selon l'une quelconque des revendications précédentes.