Brevet FR2627380A1 — publié le 19890825

L'invention concerne une tige d'ancrage dans un canal médullaire notamment pour prothèses diverses d'articulation L'objet de l'invention se rattache au secteur technique des implants et prothèses en générale Dans la chirurgie réparatrice, on utilise couramment des prothèses dont les éléments en relation directe pour remplacer l'articulation naturelle sont reliés directement ou de ma ni ère rapportée a des tiges ou queues, qui doivent autre introduites dans les canaux médullaires du fémur et du tibia, puis ancrées fermement et durablement dans lesdits canaux, Pour cela, on a utilisé jusqu'a présent des tiges massives, pleines, et donc rigides ou isoélastiques, fasciculées qui sont conformées dans la longueur et en section pour correspondre au canal médullaire préparé a cet effet. Ces tiges sont maintenues en place soit par un ciment approprié, soit par des aménagements particuliers de la tige (fentes, pas de vis, aspé- rites, état de surface, branches ou brins flexibles...). Si l'on considère que les éléments constituant l'arti- culation artificielle de remplacement représentent une augmentation importante de poids par rapport aux organes naturels, il est apparu intéressant de limiter au maximum cette surcharge sans nuire au bon comportement de la prothèse D'autre part, il est important que la tige d'ancrage soit la plus étroite possible en section afin de limiter le creusement du canal médullaire et de conserver une épaisseur convenable de la zone d'implantation Il est également judicieux d'autoriser une certaine flexibilité de la tige pour se rapprocher au Maximum des caractéristiques de fléchissement naturel de l'os du membre inférieur pendant les mouvements C'est pour toutes ces raisons et d'autres encore que l'on a conÇu une tige de prothèse de forme générale tubulaire depuis son extrémité supérieure de raccordement a l'#lbment- support d'articulation jusqu'a son extrémité inférieure libre ladite tige étant réalisée dans un matériau biocomptatible possedant de préférence de bonnes caractéristiques d'élasticité. Un autre problème a résoudre se situe au niveau de la répartition des pressions de contact avec le canal médullaire et de la bonne occupation du canal médullaire, ce que ne permettent pas complètement les tiges connues actuellement. Dans ce but, et selon une autre caractéristique, la tige tubulaire présente de part en part une fente longitudinale d"élasticité sur toute sa longueur. Toujours dans ce but, pour faciliter son introduction dans le canal médullaire, la tige tubulaire fendue longitudinalement est établie avec des dimensions extérieures en section permettant son introduction libre dans le canal médullaire, puis son expansion radiale par un moyen écarteur indépendant, dans les limites de la déformation élastique du matériau. Dune manière inverse, la tige tubulaire fendue longitudinalement est établie avec des dimensions extérieures en section légèrement plus importantes que celles du canal médullaire pour y entre introduite de force ou présente intérieurement des formes de coopération avec des organes indépendants de retenue en position rétreinte de la tige avant implantation, dans la limite de sa diformation élastique. Selon une autre caractéristique appliquée à une tige de forme tubulaire, l'expansion radiale de la tige est obtenue par l'emploi d'un matériau biocompatible présentant le phénomène de mémoire de forme. Un autre intérêt de réaliser une tige tubulaire fendue ou non apparait dans la possibilité par les moyens actuels de production, d'établir des formes extérieures en section les plus proches possibles de la forme intérieure du canal médullaire, ainsi que des formes intérieures correspondantes ou évolutives. L'emploi de tige tubulaire permet encore un bon ancrage et une meilleure repousse osseuse par l'utilisation de niatériaux de comblement amorÇant la réhabilitation tel que les phosphates de calcium ou autre favorisant I'ostéogénèse. Pour cela, selon une autre caractéristique la paroi tubulaire de la tige présente sur tout ou partie de sa surface des orifices ou ouvertures multiples et variés par lesquels ledit matériau peut entrer en contact avec le tissu osseux. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, on a illustré une tige fémorale de prothèse de hanche étant entendu que l'invention s'applique également aux tiges ou queues des prothèses de genou, d'épaule, de coude... - La figure 1 est une vue extérieure représentant une tige tubulaire non fendue. - La figure 2 est une vue en coupe longitudinale illustrant une tige tubulaire fendue. - La figure 3 est une vue en plan correspondant a la figure 2. - Les figures 4, 5 et 6 sont des vues en coupe transversales considérées respectivement suivant les lignes 4-4, 5-5 et 6-6 de la figure 2. - La figure 7 est une vue en perspective partielle illustrant différentes ouvertures de passage de matériau de com blessent et de fentes d'élasticité. - La figure 8 est une vue en perspective partielle intrant une tige tubulaire fendue et filetée extérieurement. - Les figures 9 et 10 sont des vues en coupe transversale illustrant deux exemples de réalisation de l'expansion radiale par un organe écarteur indépendant. - La figure il est une vue en coupe transversale montrant un exemple de réalisation de l'expansion radiale avant enlèvement d'un organe de retenue en position rétreinte. - Les figures 12, 13, et 14 sont des vues en coupe transverssle illustrant diverses formes de tiges tubulaires fen dues La tige fémorale (F) illustrée est réalisée dans un Matériau biocompatible possédant de préférence de bonnes caractéristiques d'élasticité. Elle présente de manière connue à sa partie supérieure et suivant un plan oblique (1) un col (2) de liaison avec l'articulation La tige proprement dite (4) rattachée au col présente une forme générale tubulaire dont la section extérieure peut entre de tout profil courbe ou a pans, comme on l'a illustré aux différentes figures, et qui est de préférence dégressive de haut en bas, c'est-a-dire avec une zOne supérieure évasée (4a) pour le raccordement avec le col, puis une zone médiane et inférieure légèrement conique (4b) pour l'engagement dans le canal médullaire de profil correspondant. Il n'est pas exclu que la forme soit a section constante. Selon une autre caractéristique importante, la tige (4) est traversée de part en part, depuis sa face supérieure (4c) contigüe au col jusquta sa face inférieure libre (4d) par un orifice longitudinal (4e) qui est dimensionné pour conférer a la tige sur la plus grande partie de sa longueur un caractère tubulaire avec une épaisseur de paroi réduite, et de préférence évasé ou non vers la partie supérieure. Comme illustré aux figures des dessins la section intérieure de la tige tubulaire peut autre de toute forme de préférence correspondante a la forme extérieure, mais non limitativement. D'autre part, comme on le voit aux figures 4, 5 et 6, les formes en section intérieure et/ou extérieure peuvent entre évo- lutives tout le long de la longueur, par procédé d > *lectrobro- sion A fil avec logiciel approprié, ou autre procédé, cela pour obtenir un rapport solidité-flexibilité optimum, en épousant le profil intérieur du canal médullaire en partie basse ou distale, avec une certaine capacité de flexion, et en partie haute ou proximale, conserver une zone plus rigide et moins déforinable pour encaisser les efforts transmis par l'articulation. Selon une autre caractéristique importante, en vue d'obtenir une excellente répartition des pressions de contact dans le canal médullaire, et un autoblocage avec une bonne occupation de sa surface, et faciliter l'implantation de la tige, on prévoit une fente longitudinale d'elasticité (4f) traversant la tige sur toute la longueur. Cette fente est réalisée en un point diamétralement opposé au col, sans cependant exclure d'autres directions. Cette fente peut autre éventuellement limitée dans la longueur. n partir de cette notion de tige tubulaire fendue on a prévu différentes solutions pour l'implantation aisée dans le canal médullaire. En premier lieu, cette implantation peut être réalisée par simple emmanchement forcé dans le canal médullaire. Suivant une autre solution et comme illustré aux figures 9 et 10, la tige peut être de dimensions extérieures en section légèrement inférieures a celles du canal médullaire afin de l'introduire librement. L'ancrage dans ledit canal avec pression de contact est alors obtenu par engagement forcé dans la tige d'un moyen écarteur indépendant. Par exemple et non limitativement, un clou, un coin, une clavette, une goupille (5) de préférence a section polygonale et a effet de coin est introduit de manière forcée directement dans l'ouverture (4e). Ou bien un organe similaire (6) est engagé de manière forcée entre deux rainures (4g) réalisées sur chaque face de la fente longitudinale (4f) ; ces organes restant en position après montage. Suivant une autre solution illustrée A la figure il, de manibre inverse la tige est de forme en section extérieure légèrement plus grande que celle du canal médullaire, et on opère un rétreint avant montage pour l'introduction par glissement ; ce rétreint étant maintenu par tous moyens tels que agrafe (7 > , clip, pince coopérant avec des formes en saillie (4h) réalisées intérieurement de part et d'autre de la fente longitudi nale Bien entendu, ces déformations sont réalisées dans la liai te de la capacité élastique.Pour permettre une expansion radiale différenciée par zOne dans la longueur, on prévoit également d'autres fentes d'élasticité limitées en hauteur ou, com Me on le voit A la figure 7, des fentes transversales (4i) dé- bouchant dans la fente longitudinale. On peut ainsi en combinaison avec la forme suivre au plus près les irrégularités du canal médullaire et obtenir des déformations différentes par zones. Selon une autre caractéristique intéressante, la tige tubulaire peut autre réalisée dans un matériau biocompatiblw présentant le phénomène connu de mémoire de forme, d'introduire par glissement la tige dans le canal médullaire, puis d'obtenir l'autoblocage par expansion radiale de la tige sous l'augmentation de la température qui modifie la forme et/ou les dimensions de la tige. n noter que dans cette réalisation, la tige n'est pas fendue longitudinalement. La réalisation d'une tige tubulaire fendue ou non permet également d'augmenter les possibilités d'ancrage et de repousse osseuse. En effet, on peut introduire dans l'ouverture longidutinale (4e) un matériau de comblement amorçant la réhabilitation, tel que les phosphates de calcium ou autre favorisant l'ostéogénèse. Ces produits sont alors mis en contact avec le canal médullaire par des orifices ou ouvertures multiples et variés (4j) réalisés sur. tout ou partie de la surface de la tige, comme illustré a la figure 7. Comme on l'a vu plus haut la tige tubulaire peut être de toute forme en section extérieure par exemple circulaire (figure 8), ovoïde figures 9, 10, 11X, triangulaire ou trapé- tonale (figure 12), en boutonnière figure 13), elliptique (figure 14), en trèfle tfigure 6) ou autre forme.De préférence, afin de répartir uniformément les pressions, la section int~- rieure de la tige est de forme correspondante, mais peut aussi se modifier progressivement dans la longueur comme illustré aux figures 4, 5, et 6 notamment pour étire compatible avec la partie d'attachement au col tout en épousant étroitement la forme du canal médullaire. A noter que les formes A zones saillantes (trèfle, boutonnière, trapè#e, triangle) permettent d'accentuer la pression par les contacts limités. Extérieurement, la tige tubulaire peut aussi recevoir un filetage (4k, figure 8), des stries ou cannelures (4m. figures 10 et 12) ou encore des micro-aspérités du type moletage. dépôt de particules de particules... Les avantages ressortent bien de la description, on souligne encore la souplesse, la légèreté, l'autoblocage effi cache, les variations de module d'élasticité, les expansions à la demande, l'ostéogénèse, obtenus avec une tige tubulaire fendue et convenablement aménagée. REVENDIC4TIONS -S- Tige d'ancrage dans un canal médullaire pour prothèses diverses d'articulation, caractérisée en ce qu'elle présente un orifice longitudinal (4e) lui conférant#une forme générale tubulaire depuis son extrémité supérieure de raccordement à 1'* ment-support d'articulation jusqu'a son extrémité inférieure libre, ladite tige présentant de bonnes caractéristiques#d'élas- ticité. -2- Tige d'ancrage selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'élasticité est donnée par une fente longitudinale d'élas ticité (4+). -3- Tige d'ancrage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élasticité est donnée par un matériau biocompatible. -4- Tige d'ancrage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la fente longitudinale d'élasticité (4f) est limitée dans la longueur. -5- Tige d'ancrage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est établie avec des dimensions extérieures en section légèrement supérieure aux dimensions intérieures du canal médul- laire ; ladite tige étant introduite par emmanchement forcé. -6- Tige d'ancrage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est établie avec des dimensions extérieures en section légèrement inférieures aux dimensions intérieures du canal nédullaire, pour y Entre introduite librement ; l'expansion radiale avec pression de contact en vue de l'ancrage ferme dans ledit canal étant obtenue par un moyen écarteur indépendant, cela dans les limites de la déformation élastique du matériau. -7- Tige d'ancrage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le Moyen écarteur est un organe (5), de préférence a section polygonale et A effet de coin, qui est engagé de manière forcée directement dans l'ouverture longitudinale (4e). -8- Tige d'ancrage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moyen écarteur est un organe (6), de préférence a section polygonale et A effet de coin, qui est engagé de manière forcée entre deux rainures (49) formées sur chaque face de la fente longitudinale d'élasticité (4f). -9- Tige d'ancrage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est établie avec des dimensions extérieures en section légèrement supérieures aux dimensions intérieures du canal médullaire ; ladite tige étant rétreinte et équipée d'un moyen de retenue en position rétreinte pour son introduction libre dans le canal médullaire ; l'expansion radiale avec pression de contact en vue de l'ancrage dans ledit canal étant obtenue par en- - lêvement dudit Moyen de retenue. -10- Tige d'ancrage selon la revendication 9, caractérisée en ce que le moyen de retenue en position rétreinte de la tige est un organe (7 > du type agrafe, clip, pince coopérant avec des formes en saillie (4h) réalisées intérieurement de part et d'autre de la fente longitudinale (4fez -11- Tige d'ancrage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle présente dans sa longueur une ou plusieurs fentes trans veruln 4i > débouchant dans la fente longitudinale (4f > pour assurer des défwaatiwrs élastiques différenciées. -12- Tige d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que l'ouverture longitudinale -13- Tige d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que l'ouverture longitudinale (4e) et la périphérie ont des formes en section différentes. -14- Tige d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'ouverture longitudinale (4e) a une forme en section évolutive dans la longueur. -15- Tige d'ancrage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que sa périphérie est équipée directement ou de manière rapportée de moyens de renforcement de l'ancrage du type filetage (4k), stries, cannelures (4m > , microaspérités... Tige Tige d'ancrage selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisée en ce que sur tout ou partie de sa surface périphérique sont réalisés des orifices multiples (4j) permettant l'ostéogénèse entre un matériau de comblement amorçeur de repousse osseuse et le tissu osseux. -17- Tige d'ancrage selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en matériau biocompatible présentant le phénomène selon le procédé de mémoire de forme, autorisant son introduction libre dans le canal médullaire puis son expansion radiale en pression de contact par différence de température.