Brevet FR2580926A1 — publié le 19861031

I PROTHESE FEMORALE A COL MODULAIRE INDEPENDANT ET VARIABLE EN LONGUEUR ET DIRECTION POUR IMPLANTATIONS DE PROTHESES FEMORALES SIMPLES OU DE PROTHESES TOTALES DE HANCHE L'invention concerne le remplacement articulaire de hanche chez l'Homme. La mise en place d'une prothèse articulaire nécessitte un temps de fixation des pièces dans l'os receveur,et un temps de reconstruction de l'architecture articulaire. L'invention concerne ce temps de restauration de l'architecture articulaire dont la qualité dépend des possibilités de débattement des pièces implantées l'une par rapport à l'autre,et des performances du bras de levier I5 articulaire. Ces 2 éléments sont sous la dépendance de l'orientation et de la longueur du col prothétique. Le COL MODULAIRE VARIABLE (FIG.1-2 et 2bis) se propose d'améliorer la qualité de la fonction articulaire en augmentant les possibilités de variabilité en longueur et direction,du col prothétique. Actuellement,la direction du col est déterminée par la tige fémorale implantée dans l'os, ce col et la tige ne faisant qu'une seule et meme pièce.La position du col par rapport à la tige est habituellement fixe.Ce réglage de la direction du col à partir de la tige n'offre que peu de souplesse et sacrifie de l'os cortical fémoral par un travail à la rape,pour noffrjirau col son orientation. Actuellement,la longueur du col est réglée: soit à partir de prothèse monobloc à longueur de col variable,mais ceci augmentent considérablement le nombre de pièces prothétiques "lourdes", soit à partir de la plus ou moins grande pénétration d'un cone morse cervical dans un cone morse intra céphalique.Mais,si ce système permet un réglage suffisant pour I les grosses têtes (35/32mm),il devient insuffisant pour le petites (30/28 mm) voire dangereux pour celles de petits diamètre en céramique.Ce réglage devient inexistant pour les très petites têtes inférieures à 2&mm. Le COL MODULAIRE VARIABLE (CMV) se propose de ne pas agir sur la tête fémorale pour régler la longueur mais sur sa propre longueur.De même,il se propose de ne pas agir sur la tige fémorale pour s'orienter dans l'espace articulaire à reconstruire,cette orientation relevant de sa responsabilité. Le COL MODULAIRE VARIABLE permet aussi par son indépendance et sa longueur variable d'utiliser des têtes de diamètres différents,en particulier de petites tailles en céramique (28rmm)sans risques de fragilisation excessives. Cette partie cervicale,appelée COL MODULAIRE VARIABLE (FIG.1-2 et 2bis) réalise une pièce prothétique légère,de faible volume,intermédiaire et indépendante,qui,par sa variabilité en longueur 1 et direction d prend en charge et améliore le réglage de la reconstitution de- l'architecture articulaire après la fixation la plus ideale des pièces"lourdes"-tige fémorale et cotyle prothétique-dans leurs sites osseux récepteur. LE COL MODULAIRE VARIABLE EN LONGULIEUR ET DIRECTION est composé d'un CORPS et de deux extrémités forges en une pièce unique. cône supérieur (FIG.1-3). Le CONE MORSE INFERIEUR du col modulaire a une forme différente du cone supérieur.I1 présente en effet deux part i es:(FIG.1-4) d'une part le cône lui-meme, d'autre part une partie usinée de forme polygonale de X cotés à la coupe (FIG.1-Coupe A-A) qui vient se loger dans une même empreinte polygonale femelle creusée dans la platine de la tige fémorale prothétique (FIG.1-5),emprchant ainsi toute rotation du col sur lui-meme. L'axe du cône inférieur est variable par rapport à T'axe du c8ne supérieur.Il est: soit dans l'axe du cône supérieur (FIG.1-2) soit désaxé de n degrés d'angle (FIG.1-2bis). Ces 2 options permettent par rotation du col sur lui-meême X+1 possibilités d'orientation du col prothétique dans un espace conique de 2xn degrés d'angle dans les 3 plans de l'espace (FIG.2). Ainsi,par exemple:si le polygone de verrouillage à 8 cotés,et si n est de 7,5 degrés,il y aura 9 possibilités d'orientation du col (FIG.2-d1.d2.d3..... d9) dans un espace c&nique de 15 degrés d'angle au sommet. I0 Le CORPS du col modulaire variable prend en charge LA LONGUEUR du col (FIG.1-l). S'il est admis que 5 longueurs de col peuvent répondre aux I5 différentes situations anatomiques possibles, ces 5 longueurs,en combinaison avec les 9 directions du col modulaire,réalisent 45 possibilites de positionnement de la tete fémorale prothétique dans l'espace articulaire à reconstruire. Il existe deux type de MODULE. Le premier est composé d'un corps et de deux extrémités inférieures et supérieures en forme de cone morse,qui vient d'etre explicité,le deuxième est composé d'un cone morse inférieur, son autre extrémitée supérieure étant usiné en forme de tête fémorale de petit diamètre (22 et 26 mm). Ce deuxième type se propose de s'accoupler avec des cotyles à diamètre intérieurde 22mm,le col porteur d'une tete de 26mm servant à la mise en place d'une cupule intermédiaire pour implantation unipolaire et pour les reconstruction cotyloidiennes par greffe osseuse. Les avantages du COL MODULAIRE VARIABLE sont nombreux.Ils sont d'ordre TECHNIQUE, BIOMECANIQUE,MECANIQUE et ECONOMIQUE. O AVANTAGES TECHNIQUE. Au cours de l'acte opératoire,le chirurgien se trouve d'emblée confronté à deux impératifs: le premier d'obtenir la meilleure fixation primaire de la tige fémorale et du cotyle prothétique dans l'os,la deuxième de restaurer l'architecture articulaire. L'existence actuelle de complexe cervico-diaphysaire monobloc oblige le chirurgien à anticiper l'orientation du col et ce,dès le premier temps de la fixation he prothèses dans l'os.Le col modulaire variable lui permettra de se décharger de la préoccupation directionnelle du col et de son débattement par rapport au cotyle déjà implanté.Il fera porter toute son attention sur la fixation (par scellement ou non) de la tige fémorale.Il tiendra ainsi pleinement compte du support osseux,de sa forme,de son volume et de ses orientations imposées souvent par des dysmorphies congénitales ou acquises,post-traumatique voire iatrogéniques en cas de reprise. L'os cortical fémoral sera ainsi protégé aussi d'un travail centro-médullaire d'abrasion à la rape pour orienter correctement le col. Avantage TECHNIQUE aussi dans le difficile problème des reprises unipolaires pour descellement ou migration de la pièce fémorale ou la conservation d'un cotylebien fixé est souhaité par le chirurgien(sujet agé,mauvais état général...),et.ou la possibilité d'utilisation du col modulaire permettra le changement de tete a diamètre adapté sans avoir ni a changer le IO cotyle,ni a remettre en place une prothèse du meme type. Avantage TECHNIQUE aussi dans les destructions cotyloidiennes après ablation d'un implant scelle ou non,et ou la mise en place d'une prothèse à col modulaire et cupule I5 intermédiaire sur un lit de greffon permettra une reconstruction osseuse tout en permettant ultérieurement une nouvelle implantation cotyloidienne sans avoir à changer la pièce fémorale intra osseuse. Avantage TECHNIQUE aussi dans les remplacement cervico-céphalique pour fractures du col fémorale ou la totalisation peut etre réalisée sans ablation de la tige fémorale et en pouvant régler l'architecture articulaire. AVANTAGES BIOMECANIQUES. Les avantages BIOMECANIQUES du COL MODULAIRE VARIABLE découlent des possibilités de faire varier l'orientation en meme temps que la longueur du col.Il controle ainsi les deux facteurs de la qualité articulaire:le DEBATTEMEhNT c.à.d. la mobilité et le BRAS DE LEVIER c.A.d. la force et la stabilité. LE DEBATTEMENT La qualité de la fonction de la hanche prothétique dépend de la qualité du débattemnt global de la pièce fémorale par ra pport à la pièce cotyloidienne ou au cotyle osseux.Ce débattement global est sous la dépendance de 3 facteurs intimement liés:le î0 débattement mécanique théorique du col modulaire par rapport au bord du cotyle,le débattement anatomique permis par la position des pièces fixées dans l'os et le débattement permis par les structures molles peri-articulaires. LE DEBATTEMENT THEORIQUE est le secteur angulaire balayé par l'axe du col dans un plan passant par le centre de la tete et du cotyle.Ce secteur d'angle est limité par le contact du col avec les bords axiaux du cotyle. II sera d'autant plus important que le col sera plus petit et que la tête sera plus grosse.Par exemple,pour une meme taille de t teet de facon théorique,un col de section infiniment petit confinera à un débattement de 180 degrés pour un cotyle hémisphérique,au contraire,un col dont la section serait égale à la taille de la tete ne permettra aucun débattement en dehors de la dislocation par effet de came sur les bords du cotyle. Il y a donc un compromis obligatoire entre le diamètre de la tete,la grosseur du col et l'angle d'ouverture du cotyle. LE DEBATTEMENT ANATOMIQUE est sous la dépendance de la position des pièces fixées dans l'os receveur.Dans un plan horizontal les pièces sont habituellement antéversées pour être bien supportées par l'os receveur cotyloidien et fémoral qui sont antéversé dans des conditions d'implantations ordinaires.Ainsi,dans un plan horizontal le secteur angulaire couvert par l'axe du col sera plus important vers l'avant que vers l'arrière à partir de sa position de repos anatomnique.De meme,dans le plan frontal,un cotyle 'couvrant' dont le plan JO d'ouverture sera horizontalisé limitera l'abduction,un cotyle vertical au contraire,libérera l'abduction. La combinaison des 2 débattements,frontal et horizontal,déterminera la qualité de la fonction essentiel de la hanche:LA FLEXION. I' LE COL MODULAIRE VARIABLE permettra d'harmoniser au mieux ce débattement anatomique par sa capacité,en pivotant sur son axe,de faire varier l'angle d'antéversion. LE DEBATTEMENT PHYSIOLOGIQUE fait intervenir les structures périarticulaires et dépend:de l'état de raideur pré-opératoire ainsi que de la voie d'abord choisie par le chirurgien.Là encore,le COL MODULAIRE VARIABLE permettra de composer avec l'état pathologique et les habitudes chirurgicales. LE BRAS DE LEVIER Défini par PAUWELS il tient sous sa dépendance la charge qui s'exerce sur la tete fémorale prothétique.Sa valeur dépend directement de la distance existante entre le centre de la tete et le point d'application trochantérien des muscles fessiers.La charge exercée sur la tete ést d'autant plus élevée que cette distance se trouve réduite.Il est donc très important de pouvoir moduler le bras de levier articulaire pour éviter les charges excessives et l'usure par déterioration du coefficient de friction du couple de frottement. Le COL MODULAIRE permet de placer idéalement la contre réaction des fessiers en faisant T0 varier la position du grand trochanter en jouant sur sa capacité de faire varier l'angle cervico-diaphysaire et la longueur du col.Cette variation se réalisant sans phénomène d'allongement ou de raccoucissement du membre inférieur. Il permet donc de répondre au conditions anatomique de certaines dysmorphies:soit congénitales comme dans les dysplasies de hanche,soit acquises post-traumatiques voire iatrogéniques en cas de reprise avec perte du stock osseux. AVANTAGES MECANIQUES. Avantages mécanique dans la fixation intra-céphalique du col modulaire par un seul cône quelque soit le diamètre de la tête.Le corps du col prenant effectivement en charge le réglage de la longueur,il n'y a pas fragilisation de la tête comme dans le cas du réglage de la longueurpar pénétration plus ou moins profonde du cone morse dans la tSte.Ceci est particulièment important pour les tête en céramique de petits diamètres qui semblent promettre une plus grande stabilité dans le temps au Io couple prothétique. AVANTAGES ECONOMIQUES Les avantages économiques sont loin d'etre négligeables.En effet,les matériaux modernes et performants qui entrent dans la fabrication des prothèses articulaires sont couteux (titanescéramique...). Il est donc souhaitable voire indispensable de réduire au maximun la fabrication et l'immobilisation de pièces "lourdes". au profit de pièces I0 'légères"élaborées à moindre frais. La manutentionla manipulation et l'encombrement dus au stockage seront autant d'élément d'amélioration dans le travail de l'équipe chirurgicale. Il REVENDICATIONS 1) Prothèse pour remplacer l'extrémité supérieure du fémur chez l'Homme caractérisée en ce qu'elle comporte trois composants indépendants: une tige fémorale (FIG.1-1) implantée dans le fémurun col (FIG.1-2 et 2bis) modulaire intermédiaire indépendant et une tete fémorale (FIG.1-3) articulaire avec la prothèse implantée dans le bassin ou le cotyle anatomique. 2)Dispositif selon revendication 1,caractérisé par le fait que le col intermédiaire (2 et 2 bis) est de forme variable à la fois en longueur (1) et direction (d). 3) Dispositif selon revendications 1 et 2,caract4risé par le fait que le col intermédiaire (2 et 2bis) s'adapte mécaniquement sur la tige fémorale (1) de facon stable quelque soit la forme de cette tige et quelque soit le mode de fixation de la tige dans le fémur. 4) Dispositif selon revendications 1 et 2 caractérise par le fait que le col intermédiaire (2 et 2bis) s'adapte mécaniquement dans la tete fémorale prothétique (3) de facon stable et ce quelque soit le volume de cette tete fémorale. :) Dispositif selon revendication 2 caractérisé en ce que le col intermédiaire (2 et 2bis) par son axe longitudinal rectiligne ou dévié permet de faire varier la position de la tete fémorale (3) par rapport à la tige fémorale (1) en modulant sa longueur 1 (2) ou en modulant sa longueur et direction (2 bis) en le faisant tourner sur lui-meme (FIG.2VUE B) 6)Dispositif selon revendications 3 et 5 caractérié en ce que le col intermédiaire (2 et 2 bis) présente un dipositif mécanique (4) qui s'adapte à un dispositif mecanique (5) de la tige fémorale pour l'empécher de tourner sur lui-meme. 7) Prothèse selon revendications 1,3q4,5 caractérisée par le fait que l'assemblage du col intermédiaire (2 et 2 bis) avec la tete fémorale (3) et la tige fémorale (1) permet le changement des pièces implantées soit lors de la première pose pour régler la reconstruction articulaire,soit lors de reprises chirurgicales pour le changement de piffes usées sans avoir à changer l'ensemble des composants de la prothèse.