Brevet FR2626766A1 — publié le 19890811

PROTHESE TOTALE DE HANCHE L'invention concerne les prothèses totales de banche Ces implants comportent une partie fémorale et une partie cotyloïdienne. la partie fémorale est composée d'un pivot, destiné à être implanté dans le femur ; et d'une tête, soit solidaire du pivot, soit amovible et assujettie au pivot par un système de cône Morse. La partie cotyloidienne est formée d'une cupule capable d'être fixée dans la cavité osseuse cotyloidienne et d#accueilier la tête du pivot. Suivant la méthode de pose, on distinque les prothèses cimentées, dont la fixation définitive utilise an ciment acrylique ; et les prothèses non cimentes qui se fixent par prQced'-e' mécanique, grain ou madrepores, vis, favorisant la repousse de l'os en contact. en connaît déjà de nombreuses prothèses totales de hanche, "cimentées" le plus souvent, et non cimentées. Les pivots sont, pour la plupart, métalliques et utilisent l'acier inoxydable, ou les alliages types Chrome, Cobalt et plus récemment Titane Aluminium- Vanadium (TA6.V). Les couples tête-cupule sont variables et on distingue les associations Tête métallique - Cupule polyéthylène Couple le plus souvent utilisé, dont Finconvénient majeur réside dans la faiblesse du cotyle en polyéthylène usine qui résiste mal au frottement de la tete en métal d'une part, et se déforme accélérant le risque de descellement d'autre part - Tête métallique - Cupule métallique Système peu utilisé car il s'use, devient rugueux et peut se bloquer, mais qui réapparait du fait des procédés actuels de nitruration qui permettent d'augmenter la dureté superficielle des métaux - Tête en céramique - Cupule en polyéthylène Version assez usitée, mais qui offre les memes inconvénients que le couple métal-polyéthylène, plus la contrainte de ne pouvoir utiliser que des têtes de diamètres supérieurs à 28 min, du fait de la faible résistance de la céramique à la traction - Texte en céramique - Cupule en céramique Couple utilisé sur une échelle assez moyenne Ces pièces sont actuellement usinées dans des blocs de céramique en alumine, dont l'état de surface est amélioré pour diminuer le coefficient de frottement. Mais ces traitements semblent aussi diminuer la résistance à l'usure des matériaux. Usure qui provoque des descellements L'invention vise à fournir une prothèse totale répondant mieux que les précédentes aux impératifs de bonne adaptation, de fiabilité, et de durabilité pour retarder sinon éviter des réinterventions chirurgicales nécessaires avec d'autres prothèses totales. Dans un premier temps, elle se rangera dans la famille des prothèses cimentées. Méthode qui offre à l'expérience, de bons résultats en matière de fixation. La tête Réalisée en alliage de titane, elle est revêtue sur toute sa surface de frottement d'une couche de céramique dont la dureté est très élevée sans diminuer les performances mécaniques du métal sous-jacent. Cette méthode de fabrication permet de réaliser des têtes céramisées de 22,22 mm et moins, petits diamètres qui s'avèrent fragiles lorsqu'ils sont réalisés dans de l'alumine monobloc usinée. La couche de céramique est déposée par une torche à plasma et différentes céramiques sont utilisées - l'alumine - l'oxyde de chrome - l'oxyde de chrome mélangé avec le carbure de tungstène- cobalt. Après usinage > le diamètre de la tête est fixe à 22,22 mm m mais pourra descendre à 18 mm pour implants spéciaux. Cette tête est dotée d'un cône type Morse, de profondeur variable permettant au chirurgien de modifier la longueur de la partie fémorale pour l'accorder à la morphologie du patient. La cupule Complément de l'innovation, elle offre aussi un revêtement de céramique projetée à hautes caractéristiques. Le couple céramique-céramique obtenu est à la fois d'une exceptionnelle longévité due à la résistance des matériaux qui bénéficient de leur appui métallique, d'un coefficient de de frottement très faible du à la taille de tête utilisée (22,22 mm) ainsi qu'aux bonnes propriétés du couple céramique-céramique sélectionne. La cupule fonctionne suivant le mode hyperstatique. La céramique est projetée sur une cupule en métal elle-même positionnée dans une forme en polyéthylène injecte et non usiné. Le fond de la cupule est muni intérieurement de rainues profondes assurant l'hyperstaticité. Cet assemblage assure une adaptation de la cupule aux forces transmises par le pivot vers le fond-de la cavité cotyloidienne, avec une répartition des forces qui évitera certains descellements précoces antérieurement constantés.Par ailleurs, cette cupule admettra les déformations osseuses du patient au cours du temps. Cette cupule pourra elle-même être recouverue sur la surface externe du polyéthyîène d'une couche d'hydroxyapatite. Le pivot Dans une première etape, le pivot est réalisé en alliage de Titane (TA.6.V). Le rapport résistance-poids-ductilité de ce matériau apparaît actuellement le meilleur comparé à celui de l'os humain. La forme du pivot est assez anatomique pour assurer - Une répartition optimum des contraintes à tous niveaux de l'extrémité supérieure du fémur, - Une fixation aisée et précise utilisant un minimum de ciment, - Le rétablissement des angles naturels de l'articulation. Dans une deuxième étape, la recherche sera poursuivie pour obtenir, grâce à l'adoption d'une couche projetée d'hydroxyapatite, une adaptation étroite avec l#os, autorisant des montages sans ciment et favorisant la repousse osseuse. Le pivot est muni d'un ne universel du type Morse d'un diamètre de 11 anar; Ce diamètre pourra être augmenté pour des implants particuliers jusqu'à 16 mm. Pièces jointes 1 - plan du Pivot 2- Plan de la Tête 3 - Plan du Cotyle Description Caractérisation La tête: La tête fémorale est constituée d'un corps central métallique, de forme sensiblement sphérique et présentant un évidement tronconique de profondeur et de diamètre d'entrée variable permettant son adaptation sur le pivot. La tête présente, près de l'entrée de l'évidement une partie en saillie formant un anneau concetrique à cet évidement, conçu pour assurer une continuite d'épalsseur à la couche de céramique projetée, et à protéger cette couche contre d'éventuels frottements avec le pivot La cupule, De conception sandwich et de mode hyperstatique, la cupule est constituée d'un corps de cupule métallique demi-spérique, dôté d'asperités d'ancrage de al couche supérieure en polyéthylène, et dont le diamètre intérieur permet le logement de la tête. Ce logement est constitué d'une demisphère précédée d'une partie cylindrique limitat les resques de luxation de la tête. Ce corps de cupule, muni par commodité d'un têton de centrage sur sa face externe est positionné par surinjection, surmoulage ou collage dans une enveloppe externe de forme cotyloidienne composée de polyéthylène haute densité. La face interne du corps de cupule, ou logement de la tête est recouvert d'une couche de céramique projetée par torche de plasma, et présente des rainures s'étendant de la couche céramisée à la couche métallique sous-jacenté pour assurer l'hyperstaticité de la cupule. Le pivot: Le pivot est proche de la forme anatomique, il se présente en modèles droit et gauche dont les courbures assurent une antéversion automatique du col de 15 , répartie selon les moyennes antatomiques entre la partie supérieure: 10 et la partie inférieure: 5 La céramique: Les surfaces céramisées sont constituées d'une couche de céramique de haute densité, d'épaisseur moyenne de 3 dixièmes de millimètre, déposée par torche à plasma utilisant les gaz et les tensions appropriées. REVENDICATIONS I Prothèse totale de hanche, composée d'un pivot de forme anatomique (1), d'une tête (2) et d'une cupule (3) caractérisée en ce que la cupule (3), réalisée en matériaux sandwich céramisée sur sa face interne concave (4)-, et de type hyperstatique, coopère avec une tet'e fémorale céramisée sur son enveloppe externe (5). Cette tête céramisée présente un évidement tronconique de profondeur variable (6) - permettant son ajustement sur le pivot (1). II Prothèse totale de hanche selon la revendication i, caractérisée en ce que la tête fémorale (2) est constituée d'un corps central (7) de forme sensiblement sphérique, et présentant une partie en saillie (8) formant un anneau concentrique à l'évidement tronconique (6), assurant une continuité d'épaisseur à la couche de céramique (5) et formant protection contre d'éventuels frottements avec le pivot (1). III Prothèse totale de hanche selon la revendication I caractérisée en ce que la cupule hyperstatique (3) présente un corps de cupule métallique demi-sphérique (9) dont le diamètre intérieur permet le logement de, la tête Z. Ce corps de cupule (9) muni d'un téton de centrage (10) est positionné par surinjection, ou par collage, dans une couche externe de forme cotyloïdienne (11) réalisée en polyéthylène; en ce que la face interne du corps de cupule (9) présente des rainures (12) s'étendant de la surface céramisée 9 à la couche métallique sous-jacente, et, en ce que la surcouche de polyéthylène (10) peut recevoir une projection d'hydroxyapatite (13). IV Prothèse totale de hanche selon la revendication I caractérisée en ce que le pivot (1), de forme anatomique, en modèles droit et gauches présente une antéversion automatique de 15Q répartie entre la partie supérieure : 100 (14) et la partie inférieure: 5 (15) et offrant plusieurs versions: métalliques ou métaffique recouverte d'une couche projetée améliorant la fixation: céramique ou hydroxyapatite (15) V Prothèse totale, de hanche selon la revendication I caractérisée en ce que les faces céramisées (4) (5) (15) sont constituées d'une couche de céramique de haute densité, d'épaisseur moyenne de 3 dixièmes de millimètre déposée par torche à plasma utilisant les gaz et les tensions appropriées. La couche de céramique projetée est ensuite rectifiée mécaniquement La torche à plasma peut déposer diverses nuances de céramique et notamment: Alumine, oxyde de chrome, zircone yttriée ou caciée, carbure de tungsténe...