Brevet FR2582934A1 — publié le 19861212

PROTHESE TOTAIE DE HNCHE A ACTION PROLONGEE INTERDISAiT TOUTE LUXATION L'invention concerne une prothèse totale de hanche permattant l'interven- tion chirurgicale des patients présentant des usures, bloquages, malformations, accidents ou maladies de la hanche sans risque de luxation et à durée d'implan- tation prolongée. Traditionnellement les prothèses permettent la liaison rotule de la jambe et du bassin par l'intermédiaire d'une queue enfoncée et scellée dans le fémur, pour- vue d'une calotte sphérique appelée t4te fémorale et d'un cotyle scellé dans le bassin et comportant une calotte sphérique creuse qui reçoit la tète fémorale. Ces prothèses, bien qu'efficaces, présentent l'inconvénient de permettre des luxations de la hanche opérée surtout en période postopératoire (6 mois) et ont une durée de vie réduite (10 ans) qui nécessite de nouvelles interventions plus délicates alors. Il s'en suit que l'on recherche à retarder au maximum l'inter- vention ce qui provoque un certain nombre de problèmes: - souffrances supportées par le patient - forte réduction de sa mobilité et de sa souplesse entrainant des arrêts de travail, des réductions d'activités, des dépenses de santé en médica- ments anti-inflammatoires et analgésiques, en consultations médicales, rééducations, radiologies,cures,arrêts de longue maladie - des atteintes des autres éléments de la structure squelétique (colonne vertébrale, genou, cheville, pied) des at- teintes du système respiratoire et cardiovasculaire par manque d'activités physi- ques et des problèmes secondaires de l'appareil digestif liés à la prise régulière de médicaments. Le patient, une fois opéré, ne souffre donc plus de sa hanche mais conserve toutes les atteintes à sa santé acquises dans la période préopératoire s'étalant sur plusieurs années (même jusqu'à 15 ans). Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces deux inconvénients. Afin d'éviter les risques de luxation et pour donner plus de latitude au chi- rurgien, la prothèse comporte une contre-cuvette enclipsée sur la partie externe du cotyle et maintenue par un cerclage chirurgucal qui interdit à la tête fémo- rale de sortir de sa cavité et offre un appui complémentaire pour la réalisation de certains mouvements du patient ou pour la réduction de certaines malformations. Pour permettre d'améliorer la longévité de la prothèse les différentes fonc- tions du cotyle ont été séparées. Le cotyle a, en effet, pour fonctions: d'assu- rer la non usure des surfaces frottantes et la réduction des efforts nécessaires au mouvement - d'encaisser les effets de chocs dés aux différentes activités de l'individu par effet d'amortissement - d'assurer la solidité et la longévité de l'ancrage du cotyle dans le bassin. A cet effet le cotyle est constitué de deux coques recouvertes sur leur face extérieure une fois assemblées de matériaux ap- propriés, d'un matériau élastique injecté sous pression entre les deux coques. Les deux coques sont en tÈle métallique inaltérable,embouties et fluotournées pour comporter des rainures annulaires et méridiennes réalisant les ancrages des autres matériaux du cotyle. Du fait du mode d'obtention (injection sous pression) les efforts transmis par les coques métalliques sont très bien répartis ce qui autorise une élasticité importante du matériau médian qui amortit alors considé- rablement les effets de chocs dés aux différentes activités de l'individu. La co- que intérieure est recouverte, sur sa face interne, de tout matériau approprié qui doit posséder une grande dureté, une grande résistance à la compression et au cisaillement, un bon coefficient de frottement avec le matériau de la tête fé- morale et permettre la lubrification du frottement. Des matériaux du type polyé- thylène réticulé haute densité, des matériaux frittés comme des carbures métalli- ques revêtus, des dérivés carbone-carbone ou des inclusions de graphite dans des carbures métalliques possèdent ces propriétés. Les deux coques métalliques sont pourvues de rainures annulaires et méridien- nes pour assurer l'ancrage des éléments moulés ou frittés et des scellements. La surface externe du cotyle peut être recouverte dans une variante du procédé par le mime matériau ou un matériau hydroxyapatite et pourvu du même type de rainures que la coque externe afin d'assurer une meilleure liaison entre le scellement, l'os et la prothèse. La corne métallique présente un épaulement qui appuie sur la surface sciée de l'os, une forme s'adaptant le mieux possible à la cavité interne du fémur (plu- sieurs formes et dimensions en fonction de la morphologie et de l'âge des patients) et une rugosité relativement importante de 0,1 à 0,4 mm obtenue par grenaillage afin d'assurer la liaison dite "positive" entre le scellement et la prothèse sans pour autant risquer d'abtmer le fémur lors d'une dépose éventuelle. La tète fémorale sphérique, en matériau très dur type alumine A1203, est soit frittée sur la corne qui forme alors un bourrelet d'ancrage soit mise en place sur la corne au moyen d'une liaison par adhérence. Les différents matériaux utilisés doivent 9tre compatibles entre eux, avec le corps humain (ni maladie provoquée, ni alergie, ni rejet). La figure 1 représente le dispositif selon l'invention, les figures 2 et 3 re- présentent des variantes du dispositif. Le dispositif représenté figure 1 comporte une corne 1 de dimensions variables suivant les morphologies et l'âge des patients, sur laquelle est montée par coin- cement sur un cône morse la tfte fémorale 2. Le cotyle est constitué d'une coque intérieure 3 recouverte de polyéthylène réticulé haute densité par exemple 8 au contact de la tête fémorale, d'une coque extérieure 4, d'un matériau élastique 5 moulé sous pression entre les deux coques. Une contre-cuvette 6 emboutie et fluo- tournée est fendue parallèlement à son axe de révolution et vient s'enclipser sur la coque 4, un cerclage chirurgical 7 emp9che la contre-cuvette de se désen- clipser. Les deux coques 3 et 4 sont munies de rainures (figures 4 et 5) permettant l'ancrage du matériau élastique 5, du polyéthylène réticulé haute densité par ex- emple 8 et la liaison positive entre le scellement du cotyle sur le bassin et la corne 4. La contre-cuvette 6 présente des plis d'emboutissage assurant sa rigidité, une petite gorge formant clips et un logement du cerclage chirurgical afin d'éviter tout glissement de celui-ci parallèlement à l'axe de révolution de la contre-cu- vette, sa surface radiale vient s'appuyer sur le matériau élastique 5 pour assu- rer un meilleur positionnement de la surface de contact entre la contrecuvette et la tête fémorale, cette surface de la contre-cuvette étant recouverte du même matériau que le revêtement intérieur de la coque 3. Lors de l'intervention chirurgicale on met en place le cotyle, puis la corne, on introduit alors autour de la partie saillante de la corne la contre-clvette et le cerclage chirurgical non montés, on met en place la t8te fémorale, on emboite la tète fémorale dans la cavité du cotyle, on enclipse la contre-cuvette et on met en place le cerclage chirurgical (tout ceci bien entendu suivant les règles de l'art et les pratiques chirurgicales bien connues). Le dispositif représenté figure 2 diffère du précédent par le fait que la tt- te fémorale est solidaire, de façon définitive, de la corne qui présente un bour- relet d'ancrage, que cette tête est obtenue par frittage de l'alumine sur la cor- ne, que l'enclipsage présente une forme différente de celle de la figure 1. Lors de l'intervention chirurgicale il faut alors simplement introduire la contre-cuvette et le cerclage chirurgical par la pointe de la corne avant dteffec- tuer le scellement de celle-ci dans le fémur, le reste de l'intervention restant inchangé par rapport au cas de la figure 1. La prothèse représentée figure 3 réalise le revêtement de la coque extérieure 4 par du polyéthylène réticulé haute densité ou un matériau hydrozyapatite par exemple, rainuré comme décrit ci-dessus. Ce dispositif permet d'allier la rigidité du contact au niveau du scellementqui prolongé la vie de celui-ci avec une bonne adhésion du scellement, du matériau de contact de la prothèse et de l'os. Cette prothèse peut être également utilisée dans le cas de prothèse d'épaule. La coque 4 présente alors une queue annelée que l'on introduit et que l'on scelle par les procédés classiques connus dans la structure squelétique de l'épaule. La corne est alors scellée dans l'humérus et présente une forme appropriée à la mor- phologie squelétique de celui-ci (figure 6). Ce dispositif réduira le temps d'immobilisation dans le cas de scellements et de revêtement de la coque extérieure en dérivés de phosphates de calcium par exem- ple (matériaux hydroxyapatites) qui favorisent la colonisation osseuse de ceux-ci. Le dispositif ainsi défini associe l'élasticité et la souplesse de la liaison comparable à celle de la hanche saine et la rigidité des surfaces de contact par le biais des coques métalliques donc la longévité des scellements. Cette élasticité et cette souplesse permettent après l'intervention de pro- téger les autres parties de la structure squelétique des chocs des aux différen- tes activités du patient traité (même ceux dés à la simple marche), ce que ne per- mettent pas les autres types de prothèses, évitant ainsi la création d'arthroses secondaires de la cheville, du genou et de la colonne vertébrale. Toutes les variations des solutions sont cumulables. Les différentes solutions réellement retenues peuvent présenter des variations par rapport aux solutions proposées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. RENEDICATIOiNS 1) Prothèse de hanche comportant une corne 1 pénétrant dans le fémur dont on a préalablement scié le col, de façon aussi précise que possible et comportant un épaulement venant buter sur la face sciée du fémur, scellée dans celui-ci au-moyen d'un ciment, une ttte fémorale 2 liée à la corne 1,caractérisée par un cotyle for- mé des parties 3, 4, 5, 8, 10 lié au bassin par scellement, une contrecuvette 6 enclipsée sur le cotyle et maintenue par un cerclage chirurgical 7. 2) Prothèse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la corne en alliage de titane TiA16V4 par exemple présente une rugosité variant de 0,1 à 0,4 mm obte- nue par grenaillage qui assure une liaison dite "positive" entre celle-ci et le scellement dans une cavité pratiquée dans le logement de moelle du fémur et un épaulement venant stappuyer sur la partie sciée du col du fémur. 3) Prothèse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la tète fémorale 2 est en alumine A1203 par exemple et est liée à la corne soit par une liaison par adhérence (cône horse) soit frittée sur la corne formant alors un bourrelet d'ancrage, que sa forme extérieure est une portion de sphère d'angle au moins égal à 2702. 4) Prothèse selon la revendication 1 caractérisée en ce que le cotyle est constitué de deux coques métalliques 3 et 4 en alliage de titane TiA16V4 par exemple embouties et fluotournées, demi-sphériques et comportant des rainures an- nulaires et méridiennes pour assurer l'ancrage d'un matériau élastique 5 moulé sous pression entre les deux coques formant ressort amortisseur des chocs, une pellicule de matériau de grande dureté, de grande résistance à la compression et au cisail- lement et possédant avec l'alumine A1203 de la tête fémorale un très faible coef- ficient de frottement (matériau du type polyéthylène réticulé haute densité, car- bures métalliques revêtus, dérivés de carbone-carbone, inclusions de graphite dans des carbures métalliques pour la lubrification du frcttement par exemple) repère 8 moulée ou frittée sur la face interne de la coque 3 et une pellicule 10 de polyéthy- lène réticulé haute densité ou de matériau hydroxyapatite par exemple moulée ou frittée sur la face externe de la coque 4. Cette pellicule 10 comporte sur sa face externe des rainures annulaires et méridiennes pour assurer la liaison positive entre le cotyle et le scellement de celui-ci dans le bassin. ) Prothèse selon les revendications 1 et 4 caractérisée en ce que le cotyle comporte une rainure annulaire et un débordement des parties recouvertes extérieu- rement de forme cylindrique ou sphérique servant à l'enclipsage de la contre-cuvet- te 6 sur la coque 4 du cotyle. 6) Prothèse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la contrecuvette 6 en tôle métallique (d'alliage TiA16V4 par exemple) emboutie et fluotou. née em- pôche la tâte fémorale 2 de sortir de son logement dans le cotyle, qu'elle comporie des plis d'emboutissage assurant sa rigidité, qu'elle est fendue en rainures drans sa partie cylindrique parallèlement à son axe de révolution poeur assurer la dêfor. mabilité de l'enclipsage, qu'elle comporte une partie cylindrique avec logement du cerclage chirurgical 7 centrant la contre-cuvette sur le cotyle, qu'elle est munie d'une rainure venant se loger dans la rainure annulaire de la coque externe 4 formant clips et que ces deux rainures de la contre-cuvette sont obtenues dans la même opération de fluotournage, qu'elle est recouverte du môme matériau que la pellicule 8 au niveau du contact de la tête fémorale, que la contre-cuvette vient s'appuyer dans sa partie radiale sur le matériau élastique 5 lui conférant ainsi une bonne stabilité angulaire. 7) Prothèse selon les revendications 1 à 6 caractérisée en ce que le cerclage chirurgical 7 vient se loger dans la rainure de la contre-cuvette 6 et empêcher celle-ci de se désenclipser du cotyle, qu'il est réalisé en alliage TiA16V4 par exemple. 8) Prothèse selon les revendications 1 à 7 caractérisée en ce que tous les matériaux utilisés sont des matériaux biocompatibles et compatibles entreeux. 9) Prothèse selon les revendications 1 à 8 caractérisée en ce qu'elle peut être utilisée pour des prothèses d'épaule moyennant une légère modification de la forme extérieure du cotyle qui possède alors une queue annelée se scellant dans une structure osseuse de l'épaule, la corne de forme appropriée se scellant dans l'humérus. 10) Application de la prothèse selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes caractérisée en ce qu'elle permet l'utilisation de toutes les techniques opératoires, de tous les types de queues, de tous les scellements existants et en particulier qu'elle réduit le temps d'immobilisation dans le cas de scellements hydroxyapatites par préservation des chocs qui détruisent les liaisons osseuses nouvellement créées et la migration de l'os dans la matière des scellements et de la prothèse.