Brevet FR2538242A1 — publié le 19840629

La présente invention concerne le domaine des prothèses articulaires. Elle a plus particulièrement pour objet une nouvelle prothèse à ancrage sans ciment. On connaît déjà la technique générale d'plan tation de pièces métalliques off composites,destinées à remplacer ou à consolider des os ou des articulations os seuses. La forme de l'implant est adaptée à la partie osseuse concernée. C'est le cas par exemple des prothèses destinées aux articulations de la hanche ou du genou. On a d'abord utilisé des implants en les fixant dans l'os vivant par un ciment, notamment par un ciment à base de résine acrylique. Cette technique de fixation avec un ciment entraine de nombreux inconvénients parmi lesquels on peut signaler un défaut de tenue de la prothèse en raison des risques de fractionnement du ciment. On constate également que l'organisme et le tissu osseux du rece- veur peuvent manifester une intolérance vis-à-vis du corps étranger que constitue le ciment. C'est pourquoi on a proposé des prothèses dont la mise en place ne nécessite pas l'utilisation de ci ment, A cet effet on a rendu la surface de l'implant ru gueuse ou poreuse, de manière à permettre le développement du tissu osseux à la surface de la prothèse elle-meme et d'en assurer ainsi l'ancrage dans l'os. La demande de brevet FR 82.11.412 déposée le 29 Juin 1982 au nom du Demandeur pour nouvelle prothèse osseuse et son obtention expose l'état de la technique dans le domaine des prothèses sans ciment. On peut donc se référer à cette demande pour mieux apprécier les connaissances antérieures dans le domaine de l'invention. Il est toujours souhaitable d'améliorer les conditions de mise en place des prothèses en perfectionnant la structure de celles-ci pour mieux les adapter aux exigences pratiques et remédier ainsi à certains inconvénients que l'on constate encore dans un certain nombre de cas. Ainsi, il peut arriver que l'extrémité de la prothèse qui est enfoncée le plus profondément dans l'os exerce des ef forts de compression sur la surface osseuse qui peuvent se traduire par une douleur et même dans certains cas par des dommages causés à l'os. Il faut aussi pouvoir intervenir à nouveau afin de remplacer le prothèse car, dans au moins 10% des cas et pour des raisons très variées, une prothèse à ancrage sans ciment doit être remplacée, Il faut donc a ménager la prothèse de manière à permettre un tel remplace ment sans etre obligé de pratiquer, comme c'est le cas à l'heure actuelle, une intervention difficile et traumati sante.Parmi les défauts des prothèses actuelles, on peut signaler aussi certains risques d'enfoncement dans le canal médullaire. En outre , lorsqu'il #s'agit d'implant métallique, il peut se passer des phénomènes de corrosion et même de fracture dans les zones de fatigue du métal. Le praticien connut bien les difficultés énu métrées briévement ci-dessus et cherche à y remédier de façon permanente. La présente invention a pour objet une nouvelle prothèse articulaire à ancrage sans ciment qui assure une meilleure adaptation au canal médullaire et un ancrage moins rigide à l'extrémité basse. La nouvelle prothèse peut également comporter de -manière avantageuse d'autres perfectionnements relatifs à son embase et à sa forme générale, permettant ainsi d'assurer une mise en place optimale et une résistance aussi élevée que possible. L'invention concerne donc une nouvelle prothèse articulaire à ancrage sans ciment, comportant un col et une queue, laquelle est prévue pour etre mise en place à l'intérieur de l'os, caractérisée en ce que l'extrémité de la queue destinée à être enfoncée le plus profondément dans l'os (extrémité distale) présente en combinaison :: a) une structure externe dans laquelle au moins le bout est lisse, une zone de transition étant ménagée entre le bout et la surface extérieure du corps de la queue qui peut être poreuse ou rugueuse, tout effet de surface du corps de la queue étant progressivement atténué jusqu'au bout qui est lisse; b) une forme non cylindrique selon laquelle le bout présente un bord latéral arrondi et deux parties curvilignes symétriques par rapport à un plan (plan axial) passant par l'axe de la queue et se rejoignant sur le bord arrondi, ltextrémité distale ayant ainsi une for me en bec d'oiseau, telle que dans la position finale de la prothèse, le méplat antéro-interne se trouve placé en visw vis de la paroi antérieure du canal médullaire de l'os. Selon l'invention, la zone correspondant au"bec d'oiseau" est lisse et dépourvue de toute rugosité d'ancrage. Dans le cas d'une prothèse fémorale de hanche, l'extrémité basse ou distale se trouve ancrée moins rigidement. On réali- se ainsi une transition entre la partie supérieure armée du fémur et la partie inférieure libre et physiologiquement sou# ple de la diaphyse fémorale, grâce au fait que la zone correspondant au bec d'oiseau lisse est# dépourvue de toute rugo- site d'ancrage. La partie supérieure, du côté proximal de la queue de prothèse, comporte avantageusement un effet de surface, en relief ou en creux. La structure d'une telle queue,dont la surface est poreuse ou rugueuse,est#connue de l'homme du métier.Selon un mode préféré de réalisation, la surface extérieure de.la queue de prothèse, en dehors de l'extrémité en bec d'oiseau, est cannelée dans un sens généralement paral- lèle à son axe moyen, conformément à l'enseignem-ent de la demande de brevet 82.11.412 précitée.Conformément à cette demande antérieure, le profil (section transversale) des cannelures est tel qu'il confère un pouvoir de rétention du tissu osseux et, en combinaison, la surface intérieure longitudinale descannelures, non cylindriques, présente une forme allant en s'amincissant depuis l'extrémité de la prothèse (extrémité basse ou distale) enfoncée le plus profondément dans 1'- os jusqu'à l'autre extrémité (extrémité haute qu proxim#ale), la prothèse pouvant ainsi être extraite du tissu osseux par un mouvement de traction.La présente invention peut'aval tageusement mettre à profit un tel enseignement tout en lui apportant le perfectionnement selon lequel l'extrémité dis tale, présente une zone de transition entre la partie rainu rée ou cannelée et le bout en forme de bec d'oiseau qui est lisse, A la caractèristique de structure mentionnée précédemment, se combine une caractéristique de forme selon laquelle l'extrémité distale de la queue de prothèse est ar rondie et- aplatie en "bec d'oiseau".Il convient de rappe ler que, notament dans le cas d'une prothèse articulaire fémorale de hanche, la mise en place de la prothèse doit te nir compte de- ce que la tette de fémur est orientée vers l'a vant (situation anatomiquedite d'antéversion). Pour des raisons pratiques de fabrication, toutes les prothèses sont recti lignes dans un plan antéro#postérieur, afin d'éviter de dif- férencier les prothèses pour hfflnche gauche ou benchedroite. La mise en place de la prothèse se fait donc nécessairement avec un certain angle et la rectitude du pivot prothétique ne répond pas bien à l1incurvation anatomique du canal médullaire. C'est précisément dans la zone où l'extrémité de la prothèse est insérée dans le canal médullaire que l'on constate les risques de contact ou même de fracture de la corticale anté rieure de l'os. Selon l'invention, la forme en bec d'oiseau confère une adaptation optimale au canal médullaire. En effet fet, lors de l'introduction de la prothèse, le bord latéral arrondi de l'extrémité de la queue de prothèse assure un effet de glissement. Dans la position finale de la prothèse, la partie courbe de l'extrémité se trouve en vis-a-vis de la paroi antérieure-du canal médullaire, en évitant ainsi tout contact et tout dommage à la paroi osseuse. La concep tion de la prothèse selon l'invention permet également d'u tiliser une même prothèse pour le côté gauche ou le côté droit. Ce résultat est notamment atteint grâce à la forme aplatie symétrique par rapport à un plan axialgde la queue de prothèse à son extrémité distale, le corps de la queue étant par ailleurs de forme générale cylindrique, ainsi qu' il est connu. La prothèse selon l'invention peut encore pré senter les caractéristiques avantageuses ci-après, prises isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles : - ltembase de la prothèse possède une assise élargie, afin d'éviter tout risque d'enfoncement dans le canal médullaire, llembase de prothèse ne comporte aucune arêm te vive, toutes ses surfaces étant raccordées par des angles arrondis, ce qui permet d'éviter tout risque de corrosion des surfaces métalliques et élimine la possibilité de fracture causée par des arêtes vives (fractures du grand trochanter dans le cas d'une prothèse fémorale), -1'embasede prothèse comporte de larges rainures ou encoches, disposées symétraquement par rapport au plan axial précité et pouvant coopérer avec un instrument d'extraction de la prothèse, - la queue est monobloc, - le profil du corps de la queue est prévu pour augmenter la résistance de la zone porteuse (extrémité profil male) et assurer un remplissage optimal du canal médullaire, - la bord interne de l'extrémité proximale du corps de la queue est épaissi pour assurer une meilleure re- sistance aux contraintes de compression, - la queue de prothèse ne présente aucune fe. netre de coulée, - la prothèse est en métal coulé ou forgé ou en matériau composite. La prothèse selon l'invention peut etre obtenue par toutes techniques connues On peut par exemple faire appel à la technique g#énérale de fonderie en cire perdue ou au forgeage à chaud ou à froid. L'obtention d'une prothèse dont la queue est cannelée est décrite dans la demande de brevet FR précitée 82.11.412 du 29- Juin 1982, laquelle décrit notamment divers moyens pour la réalisation des cannelurespar fonderie en cire perdue ou par forgeage et/ou électro-usinage. L'invention sera maintenant illustrée sans etre aucunement limitée par la description qui suit laquelle concerne une prothèse articulaire fémorale de hanche, à ancrage sans ciment, en référence aux dessins annexés sur lesquels: Fig, 1 montre la prothèse en élévation. Fig. 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1. Fig. 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 1. Fig. 4 est une vue en perspective à échelle a- grandie quatre fois montrant 1'extrémitédistale de la queue de prothèse Ainsi qu'on le voit aux dessins, la prothèse qui est désignée par la référence générale 1 comprend un col 2 et une queue ou pivot 3. Le col 2 présente une assise ou embase 4 élargie par rapport aux réalisations connues, de ma fière à éviter tout risque d'enfoncement de la prothèse dans le canal médullaire. A titre d'exemple,la largeur transversale d'une prothèse pour pe-tits fémurs est d'environ 34 mm et la dimension minimale en direction antéro#postérieure est de 36 mm. Dans le cas d'une prothèse pour gros fémurs, la largeur transversale est d'environ 38 mm et la dimension mi nimale antéro-postêrieure est de 40 mm. On voit également à la figure 1 que le profil du col 2 présente des angles arrondis-tels que 5, 6, 7. On supprime ainsi tous les angles vifs lesquels sont susceptibles de favoriser le risque de corrosion et même d'entralner d'éventuelles fractures de l'os (grand trochanter) avec le quelleSxse peut entrer en contact. On voit aussi à la figure 1 une rainure ou encoche 8o Il en existe une identique symétriquement par rapport au plan de figure. Ces deux lar ges encoches 8 permettent la mise en place d'un instrument d'extraction. La référence 9 à la figure 1 montre l'épaissis sement du bord interne de la partie haute ou proximale de la queue de prothèse. La forme curviligne représentée en 9 ainsi que les dimensions choisies pour cette partie haute permettent de remplir d'une manière optimale le canal médullaire fémoral tout en assurant une meilleure résistance aux contraintes de compression. Ainsi qu'on le préfère, la queue 3 ne comporte aucune fenêtre de coulée, Sa conception monobloc évite les fractures de fatigue. Dans l'exemple choisi, la #queue 3 présente un ensemble de cannelures 10 conforme à l'enseignement de la demande de brevet FR 82.11.412 précitée. Il suffit de se reporter au texte et aux dessins de cette demande pour connaître les indications détaillées relatives à la forme des cannelures ainsi qu'à leurs modes de fabrication Selon la caractéristique essentielle de l'in- invention, l'extrémité distale désignée par la référence géç nérale 11, du pivot ou queue de prothèse présente une# for me arrondie et aplatie en "bec d'oiseau#" voit voit à la figure 1 et qui est représentée à plus grande échelle à la figure 4, Les figures 2 et 3 sont des coupes illustrant encore davantage la forme et le profil de cette extrémité té. On voit aux dessins que l'extrémité 11 présente te une surface 12 qui est lisse csest-àYdire dépourvue de cannelures Il existe une zone de transition entre le corps de la queue 3, qui est cannelé et l'extrémité lisse 12. Les cannelures 10 disparaissent progressivement au voisinage de l'extrémité 11. Au niveau de la coupe Il-Il représentée à la figure 2, on voit encore sur le dos de la queue un certain nombre de cannelures résiduelles 10. A un niveau plus proche du bord extrême, tel qu'il apparat sur la coub pe selon la ligne 111-111 à la figure 3, il nssy a plus qu'une cannelure 10. Cette structure parait clairement sur la figure 4.On voit que la queue de prothèse steffile et s'aplatit en direction de l'extrémité 11. Les cannelures 10 du corps 3 de la queue ou pivot sVestmpent progressivement, comme le représente le dessin. Une telle disposition assure un ancrage moins rigide à l'extrémité lly en conférant ain si une élasticité de transition entre la partie proximale du fémur, laquelle est rigidement ancrée en raison de la présence des cannelures 10, et la partie inférieure ou distale 11 qui est libre et physiologiquebent souple de la diaphyse fémorale. Cette caractéristique est avantageuse, dans le cas notamment où par suite d'un incident, il faut extraire la prothèse après sa mise en place. Selon l'autre caractéristique essentielle de l'invention, la forme de l'extrémité 11 est conçue pour assurer une meilleure adaptation au canal médullaire en évitant le risque de contact ou de fracture de la corticale antérieure. On voit aux dessins que l'extrémité 11 présente une forme aplatie et non plus cylindrique. Cela est particulièrement mis en évidence à la figure 2 où l'on voit le cercle 1.4 représentant une section circulaire théorique dans laquelle s'inscrit l'extrémité 11. On voit deux parties curvilignes en méplats l2a, 12b qui se rejoignent sur le bord arrondi 13. La figure 3 met également en évidence la forme effilée de l'extrémité 11 avec ses parties curvilignes 12a, 12b et son bord arrondi 13.L'extrémité distale de la queue de prothèse est ainsi symétrique par rapport au plan de figure c'est-à-dire par rapport à un plan passant par l'axe de la queue ou pivot, On a représenté en r à la figure 2 l'angle d'environ 150 selon lequel la prothèse est tournée lors de sa mise en place pour tenir compte de l'anteversion a donner a la tête. De cette manière, le meplat (12a ou 12b) antero-interne devient antérieur en vis-a-vis de la paroi antérieure du canal médullaire.Cette disposition est assurée quelle que soit la position droite ou gauche de la prothèse. La forme arrondie de l'extrémité 11 assure un effet de glissement lors de l'introduction de la prothèse, qui est particulièrement avantageux compte-tenu de la courbure antérieure du fémur. Une fois que la prothèse a été mise en place dans sa position finale, et a été tour née selon llangle r de 15 ! le mSplat correspondant 12a ou 12b se trouve en vis-à-vis de la paroi antérieure du canal médullaire en évitant ainsi tout contact excessif avec la corticale antérieure, ce qui élimine les inconvénients connus de telles prothèses.# La prothèse selon l'inventio-n peut être exécutée en tout matériau approprié, notamment en acier ino#xydable, par exemple un acier chrome-cobalt, tel que celui de nuance HS 21 , ainsi qu'en d'autres alliages métalliques ou également en matériaux composites. Il va sans dire également que la description ci-dessus nta été donnée qu'à titre d'exemple. On a dit que le mode préféré de réalisation impliquait la présence sur au moins une partie de queue ou pivot de prothèse d'une surface polarisée cannelée conformément aux enseignements de la demande FR 82.11.412. Toutefois d'autres effets de surface , en re lief ou en creux peuvent être réalisés, de manière à conférer à la surface un caractère poreux ou rugueux. De telles réalisations sont à la portée de l'homme du métier. L'invention propose essentiellement une prothèse dont 11extré- mité distale possède une structure et est conformée en "bec d'oiseau" ainsi qu'on l'a indiqué précédemment en détail. REVENDICATIONS 1. Prothèse articulaire à ancrage sans ciment comportant un col (2)et une queue(3) laquelle est prévue pour etre mise en place à l'intérieur de l'os, caractéri- sée en ce que l'extrémité (11) de la queue (3), destinée le à etre enfoncée/plus profondément dans ltos (extrémité dis- tale) présente en combinaison a) une structure externe dans laquelle au moins le bout (12) est lisse, une zone de transition étant méo nagée entre le bout (12) et la surface extérieure du corps (3) de la queue, qui peut être poreuse ou rugueuse, tout effet de surface du corps (3) de la queue étant progressivement atténué jusqu'au bout (12) qui est lisse;; b) une forme non cylindrique selon laquelle le bout (12) présente un bord latéral arrondi (13) et deux parties curvilignes (12a, 12b) symétriques par rapport à un plan (plan axial) passant par 1 t axe de la queue (3)- et se rejoignant sur le bord arrondi (13), ltex- trémité distale (11) ayant ainsi une forme en bec d'oiseau, telle que dans la position finale de la prothèse (1) le méplat antéro-interne (l2a ou 12b) se trouve placé en vis-a-vis de la paroi antérieure du canal médullaire de l'os. 2. Prothèse selon la revendication 1, caractériséeen ce que le corps (3) de la queue ou pivot présente un effet de surface, en relief ou en creux, en particulier des cannelures (10). 3. Prothèse selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'embase (4) du col (2) posb sède une assise élargie, afin d'éviter tout risque d'enfoncement dans le canal médullaire. 4. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'embase (4) ne comporte aucune arête vive, toutes ses surfaces étant raccordées par des angles arrondis (5, 6, 7). 5. Prothèse selon l'une quelconque des revendïcations 1 à 4, caractérisée en ce que l'embase (4) comporte de larges rainures ou encoches (8) disposées symétriquement par rapport au plan axial précité et pouvant coopérer avec un instrument d'extraction de la prothèse. 6. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la queue (3) est monobloc. 7. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que le profil du corps de la queue (3) est prévu pour augmenter la résistance de la zone porteuse (extrémité proximale) et assurer un remplissage optimal du canal médullaire. 8. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le bord interne (9) de l'extrémité proximale du corps de la queue (3) est épaissi pour assurer une meilleure résistance aux contraintes de compression. 9. Prothèse selon l'une quelconque des revendu. cations 1 à 8, caractérisée en ce que la queue (3) ne pré sente aucune fenêtre de coulée. 10. Prothèse selon l'une quelconque des revendis cations 1 à 9, caractérisée en ce quelle est réalisée en métal coulé ou forgé ou en matériau composite. 11. Prothèse selon l'une quelconque des revendi cations 1 à-10, sous forme de prothèse fémorale.