Brevet FR2583286A1 — publié le 19861219

PROTHESE FEMORALE, PIECE FEMORALE POUR UNE TELLE PROTHESE ET INSTRUMENT POUR LA MISE EN PLACE DE LA PROTHESE. L'invention est relative à une prothèse fémorale du genre de celles qui comprennent une pièce fémorale sur laquelle est destinée à être fixée une tête, constituée par une portion de sphère ou analogue, ladite pièce fémorale étant destinée à être introduite dans la diaphyse fémorale pour y prendre appui. L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, les prothèses fémorales qui sont mises en place à force pu impactées dans la cavité de la diaphyse, sans qu'il soit fait appel à un ciment de liaison entre la prothèse et le fémur, mais l'utilisation d'un ciment reste possible. L'invention a pour but, surtout, de rendre les prothèses fémorales du genre en question telles qu'elles répondent mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique, et notamment telles qu'elles permettent d'assurer une meilleure répartition des charges transmises au fémur et d'éviter des concentrations d'efforts sur le tissu osseux. Selon l'invention, une prothèse fémorale du genre défini précédemment est caractérisée par le fait que la partie haute de la pièce fémorale présente un profil convexe vers l'extérieur se raccordant progressivement avec la partie inférieure de la pièce fémorale par un profil présentant un point d'inflexion suivi d'une zone concave vers l'extérieur, la région de la pièce fémorale située au voisinage du point d'inflexion et prolongée par la zone concave étant propre à prendre appui contre la partie sous-trochantérienne du tissu osseux compact. La partie haute convexe de la pièce fémorale peut s'étendre vers l'extérieur au-delà du prolongement du bord extérieur de la partie inférieure. La section transversale de la pièce fémorale, notamment dans sa partie haute, est limitée par une courbe continue convexe vers l'extérieur, notamment d'allure elliptique, dépourvue d'angle vif. La partie inférieure de la pièce fémorale peut être munie, sur sa surface extérieure, de cannelures longitudinales notamment destinées à assurer un meilleur verrouillage en rotation. La prothèse peut comporter une collerette plane d'appui contre la face sectionnée du fémur, le plan de cette collerette étant incliné, sensiblement à 450, par rapport à l'axe de la partie inférieure de la pièce fémorale. Cette collerette d'appui est essentiellement prévue du côté de la pièce fémorale opposée au susdit point d'inflexion. La pièce fémorale peut comporter, à sa partie inférieure, une fente longitudinale lui conférant une certaine élasticité. Une lame de matière plastique relativement souple peut être logée dans cette fente longitudinale afin de conférer à l'ensemble de la pièce des propriétés amortissantes-se rapprochant de celles du tissu osseux. La pièce fémorale est réalisée en un métal approprié, notamment du titane. La partie supérieure de la pièce fémorale peut présenter une surface rugueuse et/ou poreuse en vue de permettre la réhabitation de cette zone de la prothèse par l'os spongieux. L'invention est également relative à un instrument pour la mise en place d'une telle prothèse. Un tel instrument est caractérisé par le fait qu'il présente un profl sensiblement parallèle à celui de la prothèse, mais situé légère- ment à l'intérieur du contour du profil de la prothèse, cet instrument pré- sentant, à son extrémité opposée à celle correspondant à la partie inférieure de la prothèse, une tête de frappe. Il est ainsi possible, à l'aide de cet instrument, de préparer le logement destiné à recevoir la prothèse. Le profil de l'instrument est généralement situé à quelques millimètres à l'intérieur du profil de la prothèse. En particulier, le profil extérieur de l'instrument présente une partie haute convexe vers l'extérieur se raccordant par un profil ave un point d'inflexion à une zone concave.L'instrument pour la mise en place de la pièce fémorale peut lui-même servir de prothèse d'essai avant la mise en place de la pièce définitive. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation particulier décrit en détail avec références aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ces dessins, représente schématiquement une prothèse fémorale conforme à l'invention, mise en place dans un fémur. La figure 2 est une vue suivant la ligne Il-Il de la pièce fémorale. La figure 3 est une coupe suivant la ligne Tii-hi figure 1. La figure 4 est une coupe suivant IV-IV figure 1. La figure 5 est une coupe suivant V-V figure 1. La figure 6 montre, en élévation, une variante de la pièce fémorale. La figure 7, enfin, est une vue en élévation, à échelle réduite, d'un ir#strument pour la mise en place de la prothèse. En se reportant aux dessins, notamment à la figure 1, on peut voir une prothèse fémorale 1 comprenant une pièce fémorale 2 sur laquelle est destinée à être fixée une tête 3 constituée par une portion sphérique, ou sens blement sphérique, dans laquelle est faite une cavité légèrement conique (de 50 ou 60 selon les normes internationales en vigueur) et dont la profondeur peut varier selon que l'on souhaite obtenir un allongement ou un raccourcissement du membre inférieur. Cette tête 3 est destinée à être placée fans la cavité cotylolde 4 de l'articulation coxo-fémorale, en rempla-ement de la tête du fémur. La partie haute 2a de la pièce fémorale 2 présente, du côté extérieur, un profil 7 convexe vers l'extérieur. Ce profil 7 se raccorde progressivement avec la partie inférieure 2b de la pièce 2, par un profil 8 présentant un point d'inflexion 9 suivi d'une zone 10 concave vers l'extérieur. La région A, de la pièce fémorale 2, située au voisinage du point d'inflexion 9, de part et d'autre de ce point, et prolongée par la zone concave 10, est propre à prendre appui contre la partie soustrochantérienne 11 du tissu osseux compact 12. L'appui ainsi réalisé dans la zone 10 permet une bonne répartition des efforts, en particulier du poids du corps sur le tissu osseux compact 12. Les concentrations d'effort sur ce tissu osseux sont évitées et l'on pense que de telles concen trations d'efforts peuvent conduire à une déterioration du tissu ou à une décalcification. La largeur de la région d'appui A, en projection horizontale, est désignée par h sur la figure 1 on voit que les efforts verticaux, schématiquement représentés par une flèche F sont transmis dans de bonnes conditions au tissu osseux compact 12, lequel est ainsi soumis à des efforts de flexion réduits. Le profil latéral intérieur 13 de la partie haute 2a a une forme concave, comme visible sur la figure 1, et se raccorde, sans point d'inflexion, à la partie inférieure 2b de la pièce 2. Cette partie 2b constitue une sorte de fût dont la section va en diminuant progressivement en direction du bas l'axe X-X de la partie 2b, lorsque la pièce 2 a été mise en place dans le fémur, est confondu avec l'axe de la diaphyse 6. Le profil 7 convexe de la partie haute 2a s'étend, vers l'extérieur, au-delà du prolongement Y-Y du bord intérieur de la partie inférieure 2b. Le rayon de courbure moyen du profil convexe 7 est plus grand que le rayon de courbure moyen du profil concave 13. A titre indicatif, non limitatif, le rayon de courbure moyen Rm du profil 7 est de l'ordre de 6 à 9 cm tandis que le rayon de courbure moyen rm du profil 13 est de l'tordre de 3 à 5 cm. Le centre de courbure C7 du profil 7 est situé audessus du centre de courbure C13, du profil 13, lorsque la pièce fémorale 2 est disposée verticalement, la partie 2b étant située vers le bas. La section transversale de la pièce fémorale 2, notamment dans sa partie haute 2a, est limitée par une courbe 14 (voir figure 4) continue, convexe vers l'extérieur, notamment d'allure elliptique, dépourvue d'angle vif. Le grand axe 15 d'une telle section transversale est situé sensiblement dans le plan de profil du fémur. Les sections transversales de la partie inférieure 2b ont également une forme d'allure elliptique, comme visible d'après la figure 6 montrant une section limitée par une courbe 16 sensiblement elliptique. La partie inférieure 2b peut être munie, sur sa surface extérieure, de cannelures longitudinales 17 pour assurer un verrouillage de la pièce 2 et l'empêcher de tourner par rapport à la diaphyse 6. De préférence, comme visible sur la figure 6, les cannelures 17 sont déportées transversalement par rapport au petit axe 18 de la section transversale. La partie haute 2a peut présenter, de part et d'autre du plan de profil Q (fig. 2), des zones 19 (fig. 1)plane, ayant une surface rugueuse etLou poreuse, ces zones 19 étant limitées par un contour 20 en forme de trapèze curviligne. Ces zones 19 rugueuses facilitent la réhabitation de la prothèse par le tissu osseùx. Ces zones 19 sont situées au-dessus du point d'inflexion 9. La surface de la partie inférieure 2b est lisse. La pièce 2 comporte une collerette plane 21 d'appui contre la face 22, sectionnée suivant un plan, du fémur. Le plan de la collerette 21 est incliné, sensiblement à 60% par rapport à l'axe X-X. La collerette d'appui 21 est essentiellement prévue du côté de la pièce fémorale 2 opposée au point d'inflexion 9, c'est-à-dire vers l'intérieur. Comme visible sur la figure 3, la collerette d'appui 21 part tangentiellement au bord extérieur 23 de la partie 2a pour s'écarter progressivement du contour de cette partie 2a la collerette 21 déborde transversalement par rapport au bord intérieur 24 de la partie 2a. La pièce fémorale 2 est munie, audessus de sa partie 2a d'un prolongement 25 allant en se rétrécissant sur lequel est prévue une sorte d'embout tronconique 26 pour la fixation de la tête 3. Une rainure 27 peut être prévue entre la grande base de l'embout tronconique 26 et la partie 28 évasée assurant la liaison entre ledit embout 26 et la partie 2a. Ce prolongement 25 est généralement monobloc avec la pièce 2. Comme visible sur la figure 2, l'épaisseur e de la pièce 2, qui correspond en quelque sorte à la dimension du petit axe des sections transversales successives, diminue progressivement du haut de la pièce 2 vers le bas. La pièce fémorale 2 est de préférence monobloc. Elle peut être réalisée en métal approprié, notamment en titane. Avantageusement, dans le cas où la pièce 2 est une pièce métallique, on prévoit, dans sa partie inférieure 2b, comme représenté dans la variante illustrée sur la figure 5, une fente longitudinale 29 lui conférant une certaine élasticité, cette fente s'ouvrant à l'extrémité inférieure de la partie 2b. Une lame 30 de matière plastique relativement souple peut être logée dans la fente 29 afin de conférer à l'ensemble de la pièce 2, notamment au niveau de sa partie 2b, des propriétés amortissantes se rapprochant de celles du tissu osseux.. La figure 7 représente un instrument 31 destiné à la préparation de la mise en place de la pièce fémorale, cet instrument étant représenté à plus petite échelle. L'instrument 31 est avantageusement réalisé en deux parties ou éléments. L'élément inférieur 31a, constituant une râpe, a des dimensions calquées sur celles de la pièce définitive de taille correspondante. Le profil ou contour 32 de cet élément inférieur est situé légèrement à l'intérieur du contour E, représenté en tirets, de la pièce fémorale 2 correspondante. La distance i entre les deux contours est de l'ordre de 0,2 mm dans la région inférieure correspondant à la partie 2b (voir figures 1, 2 et 6) de la pièce fémorale 2, et de l'ordre de 0,5 mm à partir du point d'inflexion vers la partie 2a de la pièce fémorale. La région de l'élément 31a, correspondant à la partie 2b est lisse et sert surtout de guide dans la diaphyse fémorale, tandis que la région supérieure de l'élément 31a, correspondant à la partie 2a de la pièce, est rugueuse de manière à préparer le lit de la pièce définitive. Le contour 32 présente, dans sa partie haute, un profil convexe 7b correspondant à celui de la pièce 2, ce profil convexe vers l'extérieur se raccordant progressivement avec la partie inférieure de l'instrument 31 par un profil 8b présentant un point d'inflexion 9b suivi d'une zone lOb concave vers l'extérieur. La partie 31a de l'instrument 31, correspond à la pièce fémorale 2 destinée à être introduite dans le fémur, est prolongé par un élément supérieur 33 admettant sensiblement le même axe Xb-Xb que la partie inférieure 31a de l'instrument 31. Cette partie 33 est munie à son extrémité supérieure d'une tête de frappe 34. L'instrument 31 est impacté, à l'aide de chocs sur la tête 34, dans l'espace médullaire 5 du fémur pour préparer la mise en place de la pièce 2. L'élément supérieur 33 de l'instrument 31 est amovible et peut être retiré pour placer un col d'essai, de mêmes dimensions que celui de l'élément définitif. Sur ce col d'essai peut être posé un choix de têtes d'essai comportant les mêmes profondeurs que les têtes définitives de façon à décider à ce temps de l'intervention de la longueur à donner au membre inférieur lors de la pose de l'élément définitif. Une fois le choix effectué, la râpe 31 est retirée à l'aide de son impacteur propre et la pièce définitive est mise en place. Du fait que les dimensions de la pièce 2 sont légèrement supérieures à celles de l'instrument 31, le blocage de la pièce 2 dans le fémur est assuré dans de, bonnes conditions. Généralement, on prévoit plusieurs tailles pour les pièces fémorales 2, par exemple quatre tailles. Il y aura alors autant de tailles d'instruments 31 associées à chaque taille de prothèses. A titre d'exemple, non limitatif, on peut indiquer que la longueur L (figure 1) de la pièce 2 prise entre le point haut de la collerette d'appui 21 et l'extrémité inférieure de la partie 2b peut varier entre 150 mm et 170 mm environ, selon la taille du sujet. La distance d (figure 1) entre le point d'inflexion et la pointe supérieure de la zone 19 peut varier de 55 mm à 60 mm environ. Le grand axe de la section (figure 3) au niveau de la collerette 21 peut varier de 35 mm à 41 mm environ, tandis que le petit axe (distancee, figure 4) au niveau de la collerette peut varier de 15 mm à 20 mm environ. Au niveau de la ligne V-V (figure 1) qui correspond à la section de la figure 5, le grand axe peut varier de 11 mm à 17 mm environ, tandis que le petit axe de la section peut va de 10 mm à 14 mm environ. La section transversale de la partie 2b au voisinage de son extrémité inférieure admet un grand axe pouvant varier de 9, 1 mm à 13,5 mm environ et un petit axe pouvant varier de 8,9 mm à 12 mm environ. REVENDICATIONS 1. Prothèse fémorale comprenant une pièce fémorale sur laquelle est destinée à être fixée une tête, ladite pièce fémorale étant destinée à être introduite dans la diaphyse fémorale pour y prendre appui, caractérisée par le fait que la partie haute (2a) de la pièce fémorale (2) présente un profil (7) convexe vers l'extérieur se raccordant progressivement avec la partie inférieure (2b) de la pièce, par un profil (8) présentant un point d'inflexion (9) suivi d'une zone (10) concave vers l'ex- térieur, la région (A) de la pièce fémorale située au voisinage du point d'inflexion (9) et prolongée par la zone concave (10) étant propre à prendre appui contre la partie soustrochantérienne (11) du tissu osseux compact. 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la partie haute convexe (2a) de la pièce fémorale s'étend vers l'extérieur au-delà du prolongement (Y-Y) du bord extérieur de la partie inférieure (2b). 3. Pro-thèse fémorale selon la-revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que la section transversale de la pièce fémorale (2), notamment dans sa partie haute (2a), est limitée par une courbe continue (14) convexe vers l'extérieur, notamment d'allure elliptique, dépourvue d'angle vif. 4. Prothèse selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le grand axe (15) d'une section transversale de la prothèse est situé dans un plan de profil du fémur. 5. Prothèse selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une collerette plane d'appui contre la face sectionnée du fémur, le plan de cette collerette étant incliné par rapport à l'axe (X-X) de la partie inférieure de la pièce fémorale, caractérisée par le fait que la collerette d'appui (21) est essentiellement prévue du côté de la pièce fémorale (2) opposée au point d'inflexion (9). 6. Prothèse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la pièce fémorale (2) comporte,à sa partie inférieure (2b), une fente longitudinale (29) lui conférant une certaine élasticité, une lame (30) de matière plastique relativement souple pouvant être logée dans cette fente (29) afin de conférer à l'ensemble de la pièce des propriétés amortissantes se rapprochant de celles du tissu osseux. 7. Prothèse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la partie inférieure (2b) de la pièce fémorale (2) est munie, sur sa surface extérieure, de cannelures lon#itudinales (17). 8. Pièce fémorale, pour prothèse fémorale, caractérisée par le fait que la partie haute (2a) de cette pièce fémorale présente un profil (7) convexe vers l'extérieur se raccordant progressivement avec la partie inférieure (2b) de la pièce par un profil (8) présentant un point d'inflexion (9) suivi d'une zone (10) concave vers l'extérieur, la région (A) de la pièce située au voisinage du point d'inflexion (9) et prolongée par la zone concave (10) étant propre à prendre appui contre la partie sous-trochantérienne (11) du tissu osseux compact (12). 9. Pièce fémorale selon l'ensemble de la revendication 8 et de l'une quelconque des revendications 2 à 7. 10. Instrument pour la mise en place d'une prothèse ou d'une pièce fémorale selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il présente un profil (32) sensiblement parallèle à celui (E) de la prothèse, mais situé légèrement à l'intérieur du contour du profil de la prothèse, cet instrument (31) présentant, à son extrémité opposée à celle correspondant à la partie inférieure de la prothèse, une tête de frappe (34).