Brevet FR2595562A1 — publié le 19870918

- 1 - CUPULE DE PROTHESE. L'invention concerne un nouveau type de cupule de prothèse. Comme on le sait, une prothèse est essentiellement constituée de deux parties, à savoir respectivement d'une part, une tige destinée à être insérée dans l'os, portant à son autre extrémité une tête sur laquel- le vient s'articuler la cupule elle-même engagée dans un autre os de l'articulation. Le plus généralement, à ce jour, la cupule est réa- lisée en deux parties distinctes, à savoir: - une cupule dite "de soutien", destinée à être in- sérée dans un des os de l'articulation à renforcer ou à remplacer; l'autre dite "cupule de frottement" destinée à s'insérer dans la cupule de soutien et à recevoir la tê- te de la tige de prothèse engagée dans un autre os de cette même articulation. La cupule de soutien ou externe est généralement réalisée en métal, notamment en titane ou en alliage de titane. La cupule de frottement interne est réalisée en matière plastique, notamment en polyéthylène. L'assemblage entre la cupule externe et la cupule interne est réalisé le plus généralement soit par vissa- ge soit au moyen d'un listel de rétention, soit en fai- sant appel à des portions mâle et femelle destinées à s'insérer les unes dans les autres lors d'une rotation. -2- Bref, toutes les dispositions utilisées jusqu'alors font appel à des formes de cupule interne complexes, donc coûteuses, et nécessitent des opérations de mise en place assez délicates exigeant un positionnement précis de l'articulation. L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise une cupule du genre en question qui soit facile et économi- que à réaliser et surtout facile à mettre en place. Cette cupule de prothèse constituée en deux parties à savoir: une cupule de soutien, destinée à être insérée dans un os de l'articulation à renforcer ou à remplacer, une cupule de frottement destinée à s'insérer dans la cupule de soutien et à recevoir la tête de la tige de prothèse engagée dans un autre os de cette même articulation, se caractérise: - d'une part, en ce que la forme externe de la cu- pule de frottement et la forme interne de la cupule de soutien sont complémentaires et s'épousent étroitement; - et d'autre part, en ce que le coefficient de di- latation du matériau constituant la cupule interne de frottement est nettement supérieur à celui du matériau constituant la cupule externe de soutien. En d'autres termes, l'invention consiste à donner les mêmes formes complémentaires aux cotes d'usinage près, à l'intérieur de la cupule de soutien et à l'ex- térieur de la cupule de frottement et à sertir ces deux pièces en mettant à profit Ces formes complémentaires et surtout leur écart des coefficients respectifs de dila- tation, de sorte que sur la simple élévation de tempéra- - 3 - ture donnée par le corps humain, lors de la mise en pla- ce de la prothèse, l'ensemble se trouve ainsi serti, donc rigidement assemblé. Avantageusement, en pratique: - les formes complémentaires de l'extérieur de la cupule de frottement et de l'intérieur de la cupule de soutien correspondent à des formes de révolution notam- ment tronconiques et ce, afin de faciliter l'usinage, la mise en place et s'il y a lieu le dégagement ultérieur de la cupule; - le coefficient de dilatation du matériau de la cupule de frottement est au moins cinq fois supérieur à celui du matériau constituant la cupule de soutien; - la cupule de soutien est en titane ou alliage de titane alors que la cupule de frottement est en polyé- thylène, notamment en polyéthylène haute densité; - le serrage entre ces deux cupules à 37 C est un serrage positif compris entre 0,03 mm et 0,005 afin d'obtenir le meilleur sertissage; en effet, si le ser- rage est supérieur, il faudra alors refroidir fortement alors que s'il est inférieur, l'usinage entraînera un coût démesuré sans amélioration notable. Certes, on avait déjà proposé depuis longtemps de réaliser de telles cupules respectivement en métal et en polyéthylène, mais les formes respectivement externe et interne de ces cupules étaient complexes. De même, il est bien connu depuis longtemps de sertir des pièces entre elles. Il est donc surprenant qu'après un si long délai, cette solution ne se soit pas imposée à l'éviden- ce à l'homme de métier, puisque tous les éléments étaient connus de manière séparée. Ce long délai montre bien qu'il y a une activité inventive d'autant que la solution proposée fait appel à.des formes géométriques - 4 - simples qui, en outre, se traduisent par une simplicité de mise en oeuvre, un coût réduit et une meilleure sécu- rité dans la pose. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indica- tif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure 1 représente une prothèse de hanche pri- maire. La figure 2 représente en coupe une cupule de frot- tement conforme à l'invention destinée à être insérée dans une cupule de soutien montrée à la figure 3 égale- ment en coupe: cet ensemble étant représenté en figure 4. La figure 5 montre la cupule de soutien vue de dessous côté base. Comme on le sait, une prothèse primaire de hanche comprend essentiellement une tige fémorale (1) filetée (2) pour être insérée dans l'os à renforcer. Cette tige (1) est solidaire par une vis (3) d'une pièce de liai- son (4) dont l'extrémité forme une tête (5). Cette tête (5) est destinée à venir coopérer avec la cupule dési- gnée par la référence générale (6) également filetée (7) pour être insérée dans un autre os de la hanche. De manière connue, cette cupule (6) montrée aux fi- gures 3 et 4 est filetée (7) et comporte des entailles (8) auto-taraudantes, par exemple au nombre de huit. Cette cupule de soutien externe (6) est réalisée en titane ou en alliage de titane. La face externe de cette cupule est appropriée à l'os qu'elle est destinée ren- forcer. Selon une caractéristique de l'invention, la face interne (10) de la cupule de soutien présente de- puis sa base (11) une première portion cylindrique (12) - 5 - raccordée à une portion tronconique (13), elle-même rac- cordée à une portion cylindrique (14) débouchante en (15). Dans une forme de réalisation avantageuse destinée au renforcement du cotyle, le diamètre de la portion cylindrique (12) est de quarante millimètres (alors que le diamètre externe de la cupule (6) est de cinquante- six millimètres), le diamètre de la portion cylindrique (14) est de dix-sept millimètres et la hauteur de l'en- semble (12,13) est de vingt millimètres, et enfin l'in- clinaison de la portion tro nconique (13) de 30 . La face supérieure de la cupule comporte trois ori- fices (16) angulairement décalés, destinés à assurer le serrage. Selon l'invention, la cupule de frottement désignée par la référence générale (20) en polyéthylène haute densité, par exemple type RCH 1000, comprend tout d'abord une portion interne (21) demi-cylindrique desti- née à venir s'emboiter sur la tête (5) de la tige coty- lienne (4). Selon la caractéristique de l'invention, le diamètre externe de la cupule de frottement (20) a un diamètre également de quarante millimètres. La face ex- terne de cette cupule (20) comprend tout d'abord une première portion cylindrique (22) destinée à venir s'em- boiter sur (12), raccordée à une portion tronconique (23) destinée à venir s'emboiter en (13) et se termine par un têton (24) destiné à venir s'insérer dans l'ori- fice (15) en plaquant contre les parois (14). Comme on le sait, le coefficient de dilatation de l'alliage de titane formant la cupule de soutien (6) est de 210.10-6par degré à 200C, alors que celui formant la cupule de frottement (20) est de 8,5.10 6 par degré à 20 C. - 6 - La cupule externe de soutien (6) peut être conser- vée à température atmosphérique. En revanche, on conserve avantageusement la cupule interne (20) de frottement au réfrigérateur. Lors de l'opération chirurgicale, on met en place la cupule de soutien (6). On sort alors la cupule inter- ne (20) de frottement du réfrigérateur et on l'impacte en (10). Sous l'effet de la température du corps humain, la cupule interne (20) se dilate beaucoup plus rapide- ment que la cupule externe (6) et vient ainsi se sertir d'elle-même à l'intérieur de (10) en épousant étroite- ment les parois des portions (12,13,14). Si d'aventure, pour une raison quelconque, le chi- rurgien doit retirer la cupule, il lui suffit de refroi- dir la cupule interne (20) pour que celle-ci se retire automatiquement sans aucun problème. La réalisation selon l'invention se caractérise: - d'une part, par la simplicité de forme des deux cupules, donc leur facilité d'usinage, ce qui se traduit par un coût financier réduit; - la facilité de mise en place puisqu'il n'est plus nécessaire de disposer angulairement en rotation la cu- pule interne et la cupule externe. De la sorte, ce type de cupule peut trouver de nom- breuses applications dans le domaine des prothèses fai- sant appel à des cupules de frottement, telles que notamment des prothèses de hanche, de genou, bref pour toute prothèse d'articulation. -7- REVENDICATIONS 1/ Cupule de prothèse constituée en deux parties, à savoir: 5. une cupule de soutien (6) destinée à être insérée dans un os de l'articulation à renforcer ou à remplacer, une cupule de frottement (20) destinée à s'insé- rer (10) dans la cupule de soutien (6) et à rece- voir la tête (5) de la tige (1) de prothèse enga- gée dans un autre os de cette même articulation, caractérisée: - d'une part, en ce que la forme externe (22,23,24) de la cupule de frottement (20) et la forme interne (12, 13,14) de la cupule de soutien (6) sont complémentaires et s'épousent étroitement; - et d'autre part, en ce que le coefficient de di- latation du matériau constituant la cupule interne de frottement (20) est nettement supérieur à celui du matériau constituant la cupule externe de soutien (6). 2/ Cupule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les formes complémentaires (12,13,14 - 22,23,24) correspondent à des formes de révolution. 3/ Cupule selon la revendication 2, caractérisée en ce que les formes complémentaires sont tronconiques. 4/ Cupule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le coefficient de dilatation du matériau constituant la cupule de frottement (20) est au moins cinq fois supérieur à celui du matériau consti- tuant la cupule de soutien (6). - 8 - / Cupule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la cupule de soutien (6) est en titane ou en alliage de titane alors que la cupule de frottement (20) est en polyéthylène haute densité. DEPOSANTS: 1/ Monsieur Jean-Luc RHENTER 2/ Monsieur Jean COLLOMB MANDATAIRE: Cabinet Michel LAURENT