Brevet FR2606273A1 — publié le 19880513

PROTHESE D'ARTICULATION PERFECTIONNEE. L'invention concerne un nouveau type de prothèse d'articulation perfectionne, notamment une nouvelle pro rhèse totale de hanche à fixation primaire. Dans la suite de la description, éventuellement les revendications, l'invention sera décrite plus particulièrement dans son application comme prothèse de hanche, étant précisé qu'il ne s'agit là qu'un mode de réalisation particulier mais néanmoins préféré. Comme on le sait, une prothèse de hanche est essentiellement constituée de trois pièces principales, à savoir dans l'ordre - une tige fémorale destinée à être insérée dans l'os (fémur) à renforcer - une cupule cotyloïdienne destinée à s'engager dans la cavité cotyloïdienne de la hanche considérée - enfin, un col prothétiqu#e, coiffé d'une sphère, reliant la tige et la cupule, destiné à assurer l'articulation proprement dite. L'invention concerne plus particulièrement l'assemblage de la tige et du col. On connait déjà un assemblage par emboitement au moyen de deux cones respectivement mâle et femelle à très faible pente, c'est-à-dire de l'ordre de.30 (cone de morse), portés respectivement à la tête de la tige et dans le corps du col. Ce type d'emboitement bien connu en mécanique a déjà été proposé pour la réalisation de prothèses (voir notamment brevet FR-A-1 017 927). Malheureusement, cette solution très attractive sur le plan théorique présente l'inconvénient d'être assez difficile à réaliser car la moindre imperfection dans l'usinage des cônes ou la moindre particule insérée entre les cônes, conduisent à un mauvais blocage qui peut entraîner des rotations du col sur la tige. C'est la raison pour laquelle sans doute, ce type d'emboitement bien cohnu en mécanique n'a pas donné toute satisfaction tant s'en faut pour la fabrication des prothèses d'articulation. L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise une prothèse du type en question qui soit facile à mettre en place, rigide dans toute son architecture, et présente un serrage sûr et également anti-rotatoire. Cette prothèse d'articulation du type comprenant une tige destinée à être insérée dans l'os à ren forcer un col coopérant avec ladite tige destinée à assu rer l'articulation proprement dite, et dans laquelle l'assemblage de la tige et du col est réalisé au moyen de deux cônes de morse à faible pente emboités l'un dans l'autre, se caractérise - d'une part, en ce que la tête de la tige comporte une première partie conique (mâle ou femelle) de morse à faible pente dont la base présente un usinage polygonal régulier disposé entre la partie conique et la tige - d'autre part, en ce que la partie du col destinée à venir en regard de la tige comporte une seconde partie conique (femelle ou mâle) de morse dont la pente est égale à celle de la première partie conique et dont la base présente également un usinage en étoile régulière dont le nombre de côtés est un multiple du nombre de côtés du polygone et dont l'angulation est la même que celle de ce polygone - et enfin, en ce que lorsque les parties coniques respectives sont emboitées l'une dans l'autre, les faces en regard de la tige et du col ménagent entre elles un jeu résiduel. En d'autres termes, l'invention consiste à associer l'assemblage par cônes de morse à faible pente qui assure une bonne rigidité de l'ensemble avec un assemblage par polygones réguliers et étoile qui facilite la mise en place et l'orientation de l'antérversion du col, tout en ménageant entre la tige et le col un jeu ou un espace résiduel de sorte que l'on est sûr que les cônes respectifs sont parfaitement emboités, ce qui évite alors toute rotation de la tige sur le col. Avantageusement, en pratique - la tige présente un filetage qui se rapporte à la base de la tête de la tige qui comporte un hexagone réqulier puis un cône de morse mâle à faible pente - -le col comporte un alésage conique femelle de morse dont la pente e-st comme déjà dit égale à celle du cône mâle de la tige, la base de cet alésage, destinée à venir en regard de la base de la tige, présentant un usinage en étoile régulière, par exemple à dix-huit ou à vingtquatre branches, et dont l'angulation au sommet est de 1200 pour coïncider avec l'hexagone de la tige - l'angle au sommet des cônes de morse faible pente est compris entre 2 et 50 ; en effet, si cet angle au sommet est inférieur à 20, l'effet de bloquage est incertain, alors que si cet angle excède 5 , l'emboitement se fait généralement dans de mauvaises conditions avantageusement, l'angle au sommet est voisin de 30 - le jeu résiduel caractéristique entre la tige et le col doit être d'au moins 0,2 millimètre et avantageu sement inférieur à un millimètre , en effet, si ce jeu est inférieur a 0,2 millimètre, on a encore trop de risques d'appuis des faces en regard, appuis qui gêneront alors l'emboitement et par là empêcheront le blocage , si au contraire, ce jeu résiduel excède un millimètre, on réduit inutilement les surfaces en contact entre le polygone et l'étoile, ce qui diminue l'efficacité de la coopération de ces deux moyens de réglage et de serrage. L'invention et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple donné ci-après et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels - la figure 1 montre en coupe sagitale une prothèse totale de hanche conforme à l'invention. - la figure 2 montre également en coupe sommaire un col prothétique conforme à l'invention. - la figure 3 est une vue en coupe selon l'axe III III' de la figure 1 alors que la figure 4 est une vue en coupe longitudinale de la tête de la tige. - la figure 5 est une vue en coupe de la base du col selon l'axe V-V' de la figure 1. - enfin la figure 6 est une vue agrandie de l'emboitement des cônes respectifs et col caractéristique de l'invention. La prothèse totale de hanche selon l'invention se compose tout d'abord d'une tige fémorale (1) filetée (2) dont la tête (3) est plus large que la pointe (4). Selon une caractéristique décrite dans le brevet fR-A-2 839 093 du Demandeur, la section longitudinale de la tige (1) a une forme de tulipe à rayon variable progressif non linéaire et contenu dans le profil d'un polynome de degré 3. Selon une caractéristique de l'invention, la base (5) de la tête (3) de la tige (1) comporte un hexagone régulier (6) puis un cône de morse mâle (7) dont l'angle au sommet est de 3 . Cet hexagone (6) est formé de six pans élémentaires (8) à 1200. Le col prothétique (10) comporte une tête (11) sur laquelle vient s'emboiter la tête de frottement (12) qui coopère avec la cupule. Selon une caractéristique de l'invention, le col (10) comporte dans la partie (13) un regard de la tige un alésage conique (14) à faible pente de morse dont l'angle au sommet est également de 3". De manière connue, l'assemblage du col (10) sur la tige (1) est effectué au moyen d'une vis (15) de coaptation. Selon une autre caractéristique de l'invention, la base (13) de la tige (10) comporte juste avant le cône femelle d'emboitement (14) une étoile (16) destinée à coopérer avec l'hexagone (6). Cette étoile (16) montrée en détail à la figure 5 comporte vingt-quatre branches (6 x 4 = 24) dont l'angulation au sommet est de 120 pour coïncider avec l'angle au sommet des pans (8) de l'hexagone (6). La référence (18) désigne une gorge de dégagement de l'outil taillant les branches de l'étoile (16). Selon la troisième caractéristique de l'invention, lorsque les deux cônes respectifs mâle (7) et femelle (14) sont parfaitement emboités, les faces en regard de la tige (1) et du col (10), à savoir respectivement (5) et (17) ménagent entre elles un jeu résiduel (20) de l'ordre de 0,5 millimètre. De la sorte, on est sûr que lorsque ce jeu résiduel caractéristique (20) existe, les cônes d'emboitement (7, 14) coopèrent parfaitement. Dans le brevet européen EP-A-0000549, on a déjà décrit un système d'emboitement par polygone et étoile coopérant avec des parties coniques mâle et femelle. Dans cette solution, les parties coniques mâle et femelle présentent un angle au sommet appréciable,de l'ordre de 15 , qui résulte du fait que ces parties coniques ne participent pas au serrage,mais servent seulement d'organes centreurs. Ainsi, ces parties coniques ne participent pas à la rigidité de l'assemblage -qu'il faut d'ailleurs consolider par une vis d'arrêt. L'invention pallie ces inconvénients en combinant l'assemblage polygone-étoile avec un assemblage par cônes de morse mais en prévoyant de manière critique que dans la coopération de ces deux types d'assemblage, il faut en outre ménager un espace résiduel entre les deux parties à assembler. Les prothèses selon l'invention présentent de nombreux avantages par rapport à celles connues à ce jour, notamment celles décrites dans la demande de brevet allemande ,-A- 2 839 093 du Demandeur. On peut citer - une meilleure facilité de mise en place et de positionnement grâce à l'étoile - une meilleure rigidification de l'ensemble puisque les cônes participent à cette fonction - la sécurité d'avoir un serrage anti-rotatoire - la sécurité de réaliser un serrage sûr par l'abs cence d'appuis des faces de la tige et du col en regard. De la sorte, ces prothèses d'articulation peuvent être utilisées avec succès, notamment pour la réalisation de prothèses de hanche. REVENDICATIONS 1/ Prothèse d'articulation du type comprenant une tige (1) destinée à être insérée dans l'os à renforcer un col (10) coopérant avec ladite tige (1), desti né à assurer l'articulation proprement dite, et dans lequel l'assemblage de la tige (1) et du col (10) est réalisé au moyen de deux cônes (7,14) de morse à faible pente emboités l'un dans l'autre, caractérisé - d'une part, en ce que la tête (3) de la tige (1) comporte une première partie conique (7) (mâle ou femelle) de morse à faible pente, dont la base présente un usinage polygonal (8) régulier disposé entre la partie conique (7) et la tige (1) - d'autre part, en ce que la partie (17) du col (10) destinée à venir en regard de la tige (1) comporte une seconde partie conique (14) femelle ou mâle de morse dont la pente est égale à celle de la première partie conique (7) et dont la base (13) présente également un usinage étoile (16) régulière dont le nombre de côtés est un multiple du nombre de côtés du polygone (8) et dont 1'angu- lation est la même que celle de ce polygone (8) - et enfin, en ce que lorsque les parties coniques respectives (7,14) sont emboitées l'une dans l'autre, les faces en regard (5,17) de la tige (1) et du col (10) ménagent entre elles un jeu --résiduel (20). 2/ Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige (1) présente un filetage (2) qui se raccorde à la base (5) de la tête (3) de la tige (1) qui comporte un hexagone (6) à six pans (8) réguliers puis un cône mâle (7) de morse à faible pente. 3/ Prothèse selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le col (10) comporte un alésage conique femelle (14) de morse dont la pente est égale à celle du cône mâle (7) de la tige (1), la base de cet alésage conique femelle (14) destinée à venir en regard (5) de la tige (1) comporte un usinage en étoile régulière (16) à dix-huit ou vingt-quatre branches et dont l'angulation entre les branches au sommet est de 120 . 4/ Prothèse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'angle au sommet des cônes de morse (7,14) est compris entre 2 et 50 et de préférence voisin de 3 . 5/ Prothèse selon l'une des r-vendications 1 à 4, caractérisée en ce que le jeu résiduel (20) entre la base (5) de la tige (1) et la base (17) du col (10) est compris entre 0,2 et un millimètre et de préférence voisin de 0,5millimètre.