Brevet FR2578738A1 — publié le 19860919

"Tige fémorale autostable à appui maximum pour prothèse de la hanche". Les prothèses de la hanche sont composées d'une tige fémorale apte à pénétrer dans le fémur et d'une tête fémorale de forme générale hémisphérique qui, apte à pivoter dans la cavité cotylôîdienne de la hanche, est fixée par emboîtement axial sur un tenon saillant de la tige fémorale. Cette tige fémorale est disposée dans un logement réalisé dans le canal médullaire au moyen d'une rape en forme. Du ciment est interposé entre la tige et son logement pour assurer sa liaison avec le fémur, mais surtout pour assurer son blocage en rotation et la répartition des forces entre la tige et le fémur. En pratique, sous les effets de la charge supportée par la tige fémorale et sous les mouvements oscillants transversaux sollicitant cette tige, il arrive que le ciment perde son pouvoir de liaison et autorise un descellement de la tige. Bien que peu fréquent, ce descellement nécessite une nouvelle opération, c'est à dire une intervention onéreuse et douloureuse pour le malade. Pour remédier à cela, il est déjà connu d'assurer la liaison de la partie inférieure de la tige, sans recours à du ciment et par son seul coïncement mécanique directement entre les corticales, respectivement interne et externe. Toutefois, si ce montage améliore la fiabilité de la liaison de l'extrémité inférieure de la tige, il conserve en partie supé rieure les inconvénients inhérents à la présence du ciment entre les bords antérieur et postérieur de la tige prothétique et respectivement les corticales interne et externe. L'un des objets de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en fournissant une tige prothétique ne nécessitant pas de ciment entre ses bords antérieur et postérieur et les faces correspondantes du canal médullaire. Par ailleurs, la plupart des tiges fémorales sont munies d'une collerette supérieure dont la face d'appui repose, en fin d'introduction dans le canal médullaire, sur l'os cortical (EPERON DE MERCKEL). Cette collerette limite donc l'engagement de la tige dans le canal. Si cette limitation n'est pas gênante pour les prothèses fixées au ciment, cas dans lequel le ciment remplit les intervalles entre canal médullaire et tige prothétique, dans le cas de prothèses au moins partiellement autostables, elle perturbe le contact direct avec les parois du canal et la fixation par coincement. Un autre objet de l'invention est de fournir une tige prothétique dont l'enfoncement dans le canal médullaire n'est pas limitée par une collerette. A cet effet, selon l'invention les bords antérieur et postérieur de la tige fémorale sont aptes à venir en contact sur toute leur longueur avec les corticales, interne et externe, du canal médullaire et sont formés chacun par un bourrelet de section décroissante et s'étendant sur toute la longueur de la tige, ces bourrelets, raccordés entre eux en partie supérieure par un bourrelet transversal relié au tenon de réception de la tête fémorale, délimitant entre eux, avec le bourrelet transversal, et de chaque côté de la tige, un logement concave s'étendant sur la presque totalité de la hauteur de la tige, débouchant de sa partie inférieure et constituant réceptacle latéral pour le ciment de liaison. Lorsque cette prothèse est engagée dans un canal médullaire réalisé par une rape ayant le même profil extérieur qu'elle, les bords antérieur et postérieur de ses bourrelets viennent en contact directement contre les corticales interne et externe et assurent donc un appui maximal insensible aux sollicitations transversales. Le ciment introduit dans le canal, destiné à assurer la liaison de la prothèse avec le fémur, se répartit dans les logements concaves latéraux de la tige et s'oppose ainsi à la transmission des sollicitations d'oscillations. En raison du remplacement de la collerette traditionnelle par un bourrelet transversal supérieur, la tige fémorale est introduite dans le canal médullaire jusqu'à l'appui maximum, en compensant ainsi les défauts de dimensionnement du canal médullaire réalisé par la rape. Dans une forme d'exécution de l'invention, la tige comporte, d'une part, un logement borgne de section polygonale qui, ménagé dans le bourrelet supérieur transversal et débouchant de la face supérieure de ce bourrelet, est apte à recevoir l'extrémité, de section complémentaire, d'un outil d'impaction et d'orientation de cette tige, et, d'autre part, au moins une encoche latérale, débouchant latéralement et vers le bas, et apte à coopérer avec l'extrémité d'un outil de désimpaction. Grâce à la section polygonale du logement borgne, le chirurgien peut orienter précisément la tige par rapport au canal médullaire en transmettant à cette tige un effort de rotation au moyen d'un outil simple. Avantageusement, le tenon saillant de la tige a une conicité et des dimensions constantes quelles que soient les diverses dimensions de la tige, et est associé à plusieurs séries de têtes fémorales, sphérique se différenciant par des variations de diamètre extérieur, chacune des têtes de chacune des séries se différenciant par plusieurs dimensions du diamètre de sortie du cône intérieur pour modifier la valeur de la distance entre la base, l'embase du tenon et le sommet de la tête fémorale. Ainsi, la position verticale de la tête fémorale par rapport au fémur peut être réglée en fonction des applications, ou pour compenser l'enfoncement plus ou moins important de la tige dans le canal médullaire. Cette possibilité de réglage permet d'adapter sur une même tige divers éléments, tels que pièce céphalique dans le cas d'une prothèse céphalique, tête fémorale avec cotyle à sceller ou à visser dans le cas d'une prothèse totale, et tête fémorale avec cupule dans le cas d'une prothèse intermédiaire, et en cas de réintervention, d'interchanger les éléments hauts de la prothèse, par exemple pour passer d'une prothèse céphalique à une prothèse totale, ou d'une prothèse intermédiaire à une prothèse totale. Il est à noter que cette interchangeabilité s'effectue sans qu'il soit nécessaire de desceller la tige fémorale. Cette prothèse couvre aussi tous les cas cliniques en mettant en oeuvre beaucoup moins d'éléments que les prothèses spécialisées actuelles. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette tige fémorale. Figures 1 et 2 sont des vues en élévation respectivement de face et de côté Figures 3, 4 et 5 en sont des vues en coupe suivant respectivement 3-3, 4-4 et 5-5 de figure l#; Figure 6 est une vue en coupe transversale montrant la prothèse réalisée avec la tige fémoraleimplantée dans un canal médullaire ; Figure 7 est une vue de côté en coupe suivant sensiblement 7-7 de figure 6 montrant à échelle agrandie la répartition du ciment autour de la tige fémorale. Figure 8 est une vue partielle en perspective montrant une forme d'exécution de l'extrémité supérieure de la tige avec logement borgne d'impaction et encoche de désimpaction Figures 9, 10 et 11 sont des vues partielles de l'extrémité supérieure de la tige illustrant le réglage apporté par les cônes intérieurs des têtes fémorales. Figures 12 et 13 sont des vues partielles de côté en élévation de l'extrémité supérieure de la tige montrant d'autres têtes fémorales, Figures 14 à 17 sont des vues similaires aux figures 1 à 4 montrant une variante de réalisation de la tige, Figure 18 est une vue similaire à figure 7 montrant en section transversale et à échelle agrandie la tige des figures 14 à 17 mise en place dans le canal médullaire, Figure 19 est une vue en perspective d'une forme d'exécution d'un coin associable à la prothèse, Figure 20 est une vue en coupe suivant 20-20 de figure 6 montrant les coins mis en place. Comme montré à la figure 6, cette prothèse se compose, de façon connue, d'une tige fémorale (2) portant un tenon (3) sur lequel est emmanchée une tête fémorale hémisphérique (4) pivotant dans une cupule (5) fixée dans la cavité cotyloldienne (6). Selon l'invention, les bords antérieur et postérieur de la tige fémorale (2) sont formés par des bourrelets (7-8) de section décroissante de haut en bas et s'étendant sur toute sa longueur. Ces bourrelets sont raccordés, entre eux et à leur partie supérieure, par un bourrelet transversal (9) avec lequel ils délimitent, de chaque côté de - la tige, un logement latéral concave (10). Ce logement s'étend sur toute la hauteur de la tige et débouche à l'extrémité inférieure de celle-ci. Comme montré plus en détails aux figures 4 et 5, les bourrelets antérieurs (7-8) ont en section transversale une forme générale cylindrique se raccordant au fond concave du logement (10).En outre, le bourrelet postérieur (8) a, dans chacune des sections transversales de la tige, des dimensions transversales et notamment un rayon supérieur au rayon du bourrelet (7) dans la même section transversale. Comme montré à la figure 3, le bourrelet transversal supérieur (9), également de forme générale cylindrique, est raccordé aux fonds des logements (10) par des faces planes (12) formant un "V" d'angle (a) et lui donnant une forme de coin. Les bourrelets (7-8) se raccordent à proximité d'un épaulement (13) duquel fait saillie le tenon (3) apte à recevoir la tête fémorale (4). Avant de mettre en place cette tige dans un fémur (15), le canal médullaire (16) est agrandi au moyen d'une rape présentant, en vue de face, un profil identique à celui de la tige (2) vue de face. Ainsi, lorsque la prothèse est introduite dans ce canal, ses bords et notamment ses bourrelets antérieur (7) et postérieur (8) viennent, sur la presque totalité de la hauteur, en contact avec les faces interne et externe de la corticale fémorale.Comme le montre la figure 6, le contact est maximum sur toutes les zones capables de supporter la prothèse, à savoir, sur les corticales de la métaphyse et sur l'éperon de Merckel ; seule l'extrémité inférieure de la tige n'est pas en contact avec la corticale mais cela n'est pas gênant compte tenu de la zone où est disposée cette extrémité inférieure et du contact intime entre le reste de la prothèse et le canal médullaire. Il est à noter que l'enfoncement de la tige dans le canal n'est pas limitée comme c'est le cas avec les tiges comportant une collerette et qu'il peut donc s'effectuer jusqu'au contact maximum. Dans ces conditions, le bourrelet transversal supérieur (9) agit en forme de coin et s'engage sans difficulté dans la diaphyse. Durant cet enfoncement, le ciment, précédemment disposé dans le canal médullaire (16), se répartit naturellement dans les logements latéraux (10) de la tige, comme montré en (17) à la figure 7. Il en résulte que le ciment n'est pas disposé dans les zones de transmission des efforts entre la tige et le fémur et n'est donc pas susceptible de provoquer un descellement par perte de liaison entre la tige et la fémorale. Par sa disposition, le ciment remplit une unique fonction de verrouillage de la tige dans le canal médullaire. Il ressort de ce qui précède que cette tige, grâce à sa structure, sa forme et son épaisseur permet d'obtenir l'appui maximum recherché, appui conduisant à une très grande stabilité de la prothèse dans le fémur. De plus, les contraintes s'exerçant sur l'os se répartissent d'une manière extrêmement diffuse, ce qui empêche toute usure localisée. Par ailleurs, si sous l'effet des charges la prothèse est soumise à une migration, celle-ci ne se fait pas au dépend d'une usure localisée du col, mais à la façon d'un clou qui pénètre profondément dans son logement. En d'autres termes, cette migration modifie peu la stabilité globale de la prothèse. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 8, la tige comporte un logement d'impaction (20) et au moins une encoche latérale de désimpaction (22). Le logement (20) qui est borgne, a une section polygonale et est ménagé dans le bourrelet supérieur (9). Il débouche de la face supérieure de ce bourrelet. Ce logement est apte à coopérer avec l'extre- mité (23a) de même section transversale d'un outil d'impaction (23). Dans la forme d'exécution représentée, le logement (20) et l'extrémité (23a) de l'outil ont une section hexagonale mais ils peuvent avoir toute autre section polygonale. Lorsque la tige est mise en place dans le canal médullaire, l'introduction de l'extrémité (23a) dans le logement (20) permet d'utiliser l'outil d'impaction comme moyen d'orientation de la tige et de son tenon (3). L'encoche (22) débouche latéralement vers le bas et est apte à coopérer avec un outil de désimpaction (24) du type représenté à la figure 8. Le logement (20) et l'encoche (22) n'affectent pas les caractéristiques physiques de la tige fémorale mais par contre facilitent sa mise en place, son orientation et éventuellement son extraction si cela est nécessairé. Avantageusement, le tenon (3) de la tige fémorale présente toujours les mêmes dimensions c'est à dire le même diamètre de base, la même conicité et la même hauteur quelles que soient les dimensions de la tige qui varient en fonction des dimensions des fémurs se rencontrant normalement. Ce tenon est apte à coopérer avec plusieurs séries de têtes fémorales se différenciant par leurs diamètres, comme montré pour les têtes (4a-4b-4c) des figures 10, 12 et 13, mais aussi par la dimension de leur cône intérieur. A cet effet, comme montré aux figures 9 à 11, les cônes (25) des têtes fémorales (4al-4a2) ont la même conicité mais se différencient par leur profondeur et par leur diamètre de sortie de la tête.Plus précisément, les diamètres de sortie vont en croissant de la tête (4al) à la tête (4a) et à la tête (4a2) afin que, une fois mis en place sur un tenon (3), la distance (1) entre la base du méplat (13) et le sommet de la tête correspondante décroisse. En pratique, les diamètres de sortie des têtes (4al-4a2) sont déterminés de manière qu'une fois mises sur le tenon, la tête (4al) soit plus haute que celle (4a) et que celle (4a2) soit plus basse que cette dernière. Cet agencement, utilisé pour chacune des séries des têtes (4a-4b-4c) permet par sélection de la tête la mieux adaptée dans chacune des séries, d'ajuster la hauteur de la tête en fonction de l'enfoncement de la tige dans le canal médullaire ou en fonction de l'élément supérieur de la prothèse qui doit être monté. Par ailleurs, cette possibilité d'adaptation permet, à partir d'une même tige, de mettre en place indifféremment un cotyle à sceller ou un cotyle à visser dans le cas d'une prothèse totale, une cupule intermédiaire dans le cas d'une prothèse intermédiaire, et une pièce céphalique dans le cas d'une prothèse céphalique. Grâce à cette interchangeabilité des éléments hauts de la prothèse, celle-ci couvre pratiquement tous les besoins cliniques et réduit ainsi, considérablement, les stocks que doit posséder tout chirurgien. Cette interchangeabilité est également intéressante dans le cas d'une nouvelle intervention car elle permet de remplacer ltélément haut de la prothèse sans avoir à désceller la tige, ce qui, d'une part, simplifie l'opération, et d'autre part, réduit les traumatismes post-opératoires. Les figures 14 à 17 montrent une variante de réalisation dans laquelle la tige (2a) comporte dans chacun de ses bourrelets (7-8) une rainure respectivement (30-31). Chacune de ces rainures a une section -transversale rectangulaire à fond arrondi et est raccordée au bourrelet correspondant par des arrondis (32). Elle s'étend du collet (33) de la tige jusqu'à la partie inférieure de celle-ci. Comme représenté figure 18, cette tige (2a) est destinée à être mise en place dans le canal (16a) délimité par les traits mixtes. Dans ces conditions, les rainures (30-31) venant au voisinage immédiat de la corticale fémorale forment logements de réhabilitation pour l'os venant. La liaison est assurée avec ou sans ciment. Pour améliorer le coincement de la tige (2 ou 2a) dans le corps spongieux (34) de l'os, la tige est associée à des coins (35) du type représenté à la figure 19. Chaque coin, comportant deux faces latérales pentues (36a) et au moins une face longitudinale pentue (36b) possède au moins une face longitudinale convexe lui donnant en section transversale la forme d'un segment de cercle. Aux figures 19 et 20, les deux faces convexes lui donnent la forme d'un ménisque. Chaque coin est muni d'une rainure (37) permettant son éventuel retrait. Comme montré à la figure 20, chaque coin (33) est enfoncé dans la partie supérieure du canal médullaire de part et d'autre de la tige (2 ou 2a) en forçant dans le corps spongieux (34). Bien que plus particulièrement intéressant pour la pose sans ciment, ces coins peuvent aussi être utilisés pour une fixation avec ciment, cas dans lequel ils réduisent le volume du ciment utilisé et les risques de déscellement. Ces coins font partie d'une série de coins se différenciant par leur épaisseur de manière à pouvoir être adaptés aux besoins, et à l'intervalle entre la tige (2 ou 2a) et la paroi interne du canal médullaire (16). Lorsqu'ils ne possèdent qu'une face convexe, celle-ci s'adosse au corps spongieux (34). REVENDICATIONS 1. Tige fémorale autostable à appui maximum pour prothèse de la hanche du type muni d'un tenon (3) apte à recevoir une tête fémorale hémisphérique (4) caractérisée en ce que ses bords antérieur et postérieur sont aptes à venir en contact sur toute leur longueur avec les corticales interne et externe du canal médullaire et sont formés chacun par un bourrelet (7-8) de section décroissante et s'étendant sur toute la longueur de la tige, ces bourrelets, raccordés entre eux et en partie supérieure par un bourrelet transversal (9), relié au tenon de réception (3) de la tête fémorale, délimitant entre eux, avec le bourrelet transversal (9) et de chaque côté de la tige, un logement concave (10), s'étendant sur la presque totalité de la hauteur de la tige, débouchant de sa partie inférieure et constituant réceptacle latéral pour le ciment de liaison. 2. Tige fémorale selon la revendication 1 caractérisée en ce que le bourrelet postérieur (8) a, au moins pour sa partie correspondant au col fémoral et pour chacune de ses sections transversales, de plus grandes dimensions transversales que celles du bourrelet antérieur (7). 3. Tige fémorale selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le bourrelet transversal (9) est raccordé aux faces des logements latéraux (10) par des faces planes en "V" lui donnant une forme de coin. 4. Tige fémorale selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que les bourrelets antérieur (7) et postérieur (8), de section générale cylindrique, se raccordent directement aux faces concaves des logements latéraux (10). 5. Tige fémorale selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisée en ce que la tige comporte, d'une part, un logement borgne (20) de section polygonale qui, ménagé dans le bourrelet supérieur transversal (9) et débouchant de la -face supérieure de ce bourrelet (9) est apte à recevoir l'extrémité de section complémentaire d'un outil (23) d'impaction et d'orientation de cette tige et d'autre part, au moins une encoche latérale (22) débouchant latéralement vers le bas et apte à coopérer avec l'extrémité d'un outil (24) de désimpaction. 6. Tige fémorale selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisée en ce que le tenon (3) saillant de la tige, a une conicité et des dimensions constantes, quelles que soient les diverses dimensions de la tige, et est associé à plusieurs séries de têtes fémorales sphériques (4a-4b-4c) se différenciant par des variations de diamètre extérieur, chacune des têtes de chacune des séries (4al-4a4a2) se différenciant par plusieurs dimensions du diamètre de sortie du cône intérieur pour modifier la valeur de la distance (I) entre la base, l'embase du tenon et le sommet de la tête fémorale. 7. Tige fémorale selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisée en ce qu'une rainure (30-31) à fond arrondi et bords arrondis est ménagée dans chacun des bourrelets antérieur (7) et postérieur (8). 8. Tige fémorale selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 7 caractérisée en ce qu'elle est associée à au moins un coin latéral (35) comportant des faces latérales (36a) et longitudinales (36b) pentues et au moins une face longitudinale convexe pour adossement au corps spongieux.