Brevet FR2537868A1 — publié le 19840622

Prothèse pour le remplacement de l'articulation de la hanche La présente invention a pour objet une prothèse par- tielle pour le remplacement de l'articulation de la hanche du type comprenant une partie fémorale métallique terminée par une tête sphérique et une cupule comportant une coquille externe métallique destinée à être emboîtée dans un logement fraisé dans la cavité cotyloïdienne et contenant une calotte en matériau synthétique dont la surface interne hémisphérique reçoit la tête à frottement doux. On connaît déjà des prothèses de ce type dont la coquille présente une surface externe lisse et sphérique afin de pouvoir s'orienter dans la cavité Une telle pro- thèse à double articulation a un débattement important Mais en contrepartie, le frottement sur le cartilage cotyloïdien ou même sur l'os sous-chondral peut provoquer des douleurs, une usure ou même une pénétration peu acceptables Pour, écarter ces inconvénients, on a proposé une prothèse dans laquelle la partie femelle se limite à une calotte en ma- tière plastique emboîtée dans la cavité cotylofdienne de la hanche Pour que le débattement de l'articulation ne provoque qu'un mouvement relatif de la calotte et de la tête, on donne à la portée sphérique intérieure de la calotte un diamètre laissant à la tête un jeu suffisant pour qu'elle ait une grande liberté de mouvement Ce jeu, nécessaire pour éviter l'entraînement de la calotte par la tête, est loin d'être sans inconvénients, le point d'articulation n'étant pas fixé. Au surplus, une telle calotte présente un phénomène de fluage relativement rapide, souvent désigné par le terme anglo- saxon de "cold flow", qui se-traduit par une perte rapide de la forme et dés propriétés d'origine de la prothèse. L'invention vise à fournir une prothèse partielle pour le remplacement de l'articulation de la hanche répondant mieux que celles antérieurement connues aux exigences de la prati- que, notamment en ce qu'elle écarte l'ensemble des inconvé- nients ci-dessus et permet tout à la fois d'obtenir une prothèse conservant à long terme ses propriétés de précision de mouvement, de faible frottement et de compatibilité avec les tissus. Dans ce but, l'invention propose notamment une prothèse du type ci-dessus défini comportant une gorge circonféren- tielle de recueil des sérosi tés, ménagée entre la surface interne hémisphérique de la calotte et l'ouverture d'intro- duction de la tête. Les sérosités, entraînées et réparties par la tête par capillarité, assurent une véritable lubrification qui garan- tit que tous les déplacements normaux interviennent entre la tête et la calotte, seuls des déplacements accidentels de très grande amplitude (par exemple à la suite d'une chute) pouvant entraîner la coquille par rapport à l'os. La gorge circonférentielle peut avoir une très faible profondeur, en règle générale inférieure au millimètre, étant donné que le recueil des sérositéset leur répartition font intervenir essentiellement des forces de capillarité. Cette gorge pourra être ménagée à partir d'un plan diamétral de la surface interne et s'étendre sur 1 à quelques milli- mètres Une saillie interne de la calotte peut être prévue au-delà de la gorge pour exercer un léger effet de retenue sur la tête une fois celleci insérée Il suffit que cette saillie déborde légèrement sur le trajet d'introduction de la tête, car elle n'a pour rôle que d'assurer la solidari- sation de la partie fémorale et de la cupule lorsque, la partie fémorale ayant été bloquée en place et la cavité ayant été fraisée et calibrée dans le cotyle, le chirurgien réduit la luxation en introduisant à force la cupule Le porte-à-faux éventuel pourrait alors, en cas d'absence de toute retenue, chasser latéralement la cupule. Il faut incidemment noter que la présence de la gorge augmente encore la flexibilité de la saillie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes d'exécution particuliers de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs La -3- description se réfère au dessin qui l'accompagne, dans lequel la Figure 1 est une vue éclatée de la prothèse,- montrant la partie fémorale en élévation et la cupule en coupe partielle les Figures 2 et 3 sont des vues de détail à grande échelle, en coupe suivant unr plan passant par l'axe de la cupule, montrant diverses formes possibles de la gorge de recueil des sérosités. La prothèse partielle montrée en Figure l comporte une partie fémorale 10 et une cupule 12 La partie fémorale 10 peut être regardée comme comportant une tige 14 destinée à. être ancrée sans scellement dans le canal diaphysàire après amputation de la tête du fémur, une platine 16 à face infé- rieure plane destinée à prendre appui contre l'extrémité réséquée du fémur, un col tronconique 18 et une tête sphéri- que 20 La tête 20 peut être rapportée par cône Morse sur le col du reste de la partie fémorale, avantageusement d'une seule pièce et fabriquée par forgeage, puis découpe La tige 14 est fasciculée, c'est-à-dire composée de plusieurs brins longitudinaux (au nombre de quatre en général) réunis à leur extrémité libre pour empêcher leur écartement tout en les laissant libres de'glisser longitudinalement les uns par rapport aux autres Une telle constitution de la tige ou queue de la partie fémorale, dont on pourra trouver une des- cription plus complète dans la demande de certificat d'addi- tion n O 81 23325, permet un ancrage solide dans le canal diaphysaire et donne à la prothèse une élasticité voisine de celle de l'os, donc ne constitue pas -une agression pour lui. La cupule 12 comporte de son côté une coquille externe 22 métallique,-en forme de calotte à surface extérieure sensiblement sphérique représentant une fraction supérieure à la demi-sphère Cette calotte 22 est, comme là partie fémorale 10, en un métal présentant une bonne compatibilité C, 253 ? 868 4 - avec les tissus tel que l'alliage de chrome et de cobalt connu sous la dénomination commerciale "Vitallium", l'acier inoxydable 316 L, le titane ou un autre matériau compatible, par exemple un composite contenant des fibres de carbone ou du bis-verre La surface externe de cette coquille, usinée à tolérance serrée et polie, est destinée à s'emboîter dans une cavité fraisée dans le cartilage cotiloïdien et ajustée de façon précise, afin d'éviter tout flottement La coquille 22 constitue blindage et appui pour une calotte 24 en maté- riau synthétique également compatible avec les tissus (géné- ralement polyéthylène de haute densité) disposés coaxialement à la coquille La cavité interne de la calotte 24 présente une zone hémisphérique 26 d'appui de la tête 20, séparée de l'ouverture d'introduction de la tête par une zone de recueil des sérosités Dans le cas illustré sur les figures 1 et 2, cette zone comporte une gorge circonférentielle 28 qui s'étend, dans le sens axial, du plan diamétral 30 à une sail- lie circonférentielle 32 de diamètre interne légèrement infé- rieur à celui de la tête 2 P La profondeur de la gorge 28 sera faible, généralement inférieure au millimètre, et son raccordement avec la zone hémisphérique 26 sera progressif pour faciliter l'entraînement des sérosités par effet de coin Sa largeur axiale sera de quelques millimètres et son fond pourra avoir une forme courbe pour avoir une profondeur variable. Comme cela a été indiqué plus haut, la saillie 32 n'a qu'un rôle secondaire et elle pourra parfois être omise. La différence entre son diamètre et celui de la tête sera faible, ne dépassant pas, en règle générale-, quelques dixièmes de millimètre. Pour éviter le fluage de la calotte 24, la cupule de la Figure 2 comporte un anneau métallique mince de retenue 34 emboîté sur la tranche terminale de la calotte La co- quille 22 et la calotte sont solidarisées par une colle- rette mince de sertissage 36 en métal qui combat également le fluage. - Grâce à la lubrification, on peut adopter un jeu très faible entre tête et cupule sans pour autant courir lé risque d'entraîner cette dernière en rotation Le domaine de débattement acceptable est rendu très élevé par la pré- sence du col 18 et la faible saillie de la cupule au-delà du plan diamétral 30, de sorte que seules des circonstances exceptionnelles et peu fréquentes peuvent provoquer un glis- sement de la cupule -par rapport aux tissus osseux. Dans la variante de réalisation montrée en Figure 3, la gorge 28 commence au-dessus du plan diamétral 30 par une partie tronconique de faible conicité facilitant l'entraîne- ment des sérosités par la tête et la calotte est fixée sur la coquille par collage. A titre de simple exemple numérique, on peut indiquer qu'une prothèse suivant le mode d'exécution de la Figure 1 peut comporter une tête de 25 mm de diamètre associable à diverses cupules de diamètre externe allant de 40 à 60 mm. La gorge 28 d'une profondeur maximale de 1 mm et d'une lar- geur qui pourra être de 3 mm environ est prévue entre le plan diamétral et une saillie annulaire de 24,5 mm de dia- mètre. La fabrication d'une cupule suivant l'invention ne présente pas de difficultés particulières La coquille est généralement usinée à la fraise dans un tronçon de barre de métal ou dans une pièce forgée La calotte est également usinée à la fraise dans un tronçon de barre de matériau plas- tique approprié Comme cela a déjà été indiqué plus haut, ce matériau sera généralement le polyéthylène On peut cependant envisager d'autres matériaux, tels que notamment du polyfluor- éthylène, ou même des plastiques renforcés par inclusion de fibres La calotte est ensuite munie de son anneau antifluage, lorsqu'un tel anneau est prévu, puis glissée et immobilisée dans la coquille. La mise en place de la prothèse est simple Après ampu- tation, le fût fémoral est préparé à l'aide d'un perforateur et d'une râpe de Moore Un alésoir souple est utilisé pour t 537868 réaliser un enclouage du fémur, à un diamètre légèrement inférieur à la dimension de la tête L'élément fémoral est présenté, puis enfoncé à frottement dur jusqu'à ce que la platine vienne reposer sur la surface de coupe A condition de prévoir plusieurs têtes ayant des cônes différents, on peut ajuster la longueur en saillie-àâ tous les besoins particuliers. Le cotyle est préparé pour recevoir la cupule, dont le diamètre est choisi en fonction de l'ossature du patient. Le cartilage cotyloidien est enlevé avec des fraises appro- priées et le logement ajusté, si possible, pour recevoir une fraction de la coquille dépassant la demi-sphère afin que, grâce à l'élasticité de l'os, la coquille s'encliquète dans la cavité lors de l'introduction Pour cela, on utilise des calibreurs qui donnent la forme exacte La cupule est placée sur l'élément fémoral, la saillie 32 assurant un encli- quetage suffisant pour éviter une séparation accidentelle. Puis la luxation est réduite en insérant la cupule dans le logement de la cavité cotylordienne, indiqué en 38 sur la Figure 1 Ultérieurement, ce sont les masses musculaires et les efforts d'appui qui maintiendront l'assemblage de la tête et de la cupule, la forme tronconique du col assurant un débattement élevé. -7- REVENDICATIONS 1 Prothèse pour le remplacement de l'articulation de la hanche comprenant une partie fémorale métallique ( 10) terminée par une tête sphérique ( 20) et une cupule ( 12) com- portant une coquille externe métallique ( 22) destinée a être emboîtée dans un logement fraisé dans la cavité cotyloïdienne et contenant une calotte solidaire de la coquille, en maté- riau synthétique, dont la surface interne hémisphérique reçoit à frottement-doux la tête, caractérisée en ce qu'une gorge circonférentielle ( 28) de recueil des sérosités est ménagée entre ladite surface hémisphérique ( 26) et l'ouver- ture d'insertion de la tête ( 20). 2 Prothèse selon la revendication 1 ', caractérisée en ce que la surface interne de la clotte'est munie d'une saillie terminale ( 32) de retenue de la tête. 3 Prothèse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la gorge a une profondeur inférieure à 1 mm environ et une largeur de un à quelques millimètres. 4 Prothèse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fond de la gorge ( 28) présente une section droite courbe suivant un plan passant par l'axe de -la cupule. Prothèse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la coquille présente une surface externe sensiblement sphérique correspondant à une fraction supérieure à la demi-sphère.