Brevet FR2647669A1 — publié le 19901207

La présente invention a pour objet une prothèse totale de hanche anatomique constituée de pièces prothétiques exactement adaptées par leurs formes aux cavités osseuses destinées à les recevoir et capable de redonner aux extrêmités articulaires une orientation et des rapports normaux. Les prothèses de hanche réalisent une articulation à rotule unissant le membre inférieur au bassin, et sont traditionnellement constituées de deux parties, à savoir - une partie mâle ou pièce fémorale destinée à remplacer l'extrémité supérieure du fémur et - une partie femelle ou pièce cotyloidienne destinée à remplacer le cotyle du bassin. La pièce fémorale est habituellement constituée par une tige enfoncée dans le canal médullaire du fémur surmontée d'un col dont l'axe est incliné de 1350 par rapport à celui de la tige et qui porte une calotte sphérique appelée "tête fémorale". Le cotyle prothétique est une calotte hémisphérique creuse qui recoit la tête fémorale. I1 existe actuellement une grande variété de prothèses totales qui se différencient essentiellement par la forme géométrique et le mode de fixation des deux implants. Toutes font cependant encourir deux risques importants, dont le premier, à court terme, est la luxation, et le second, à long terme, tient au défaut de stabilité des pinces dans l'os, conduisant à leur descellement lorsqu'elles sont fixées par du ciment ou à leur migration lorsqu'elles sont implantées sans ciment, avec pour conséquence, dans les deux cas, une perte de fonction de la hanche et la destruction osseuse. Le risque de luxation ne peut être évité qu'en reconstruisant, avec les implants prothétiques, des extrémités articulaires dont l'orientation et les rapports soient ceux de l'anatomie normale, de façon à redonner un jeu harmonieux à la balance musculaire. La stabilité des implants dans les cavités osseuses destinées à les recevoir ne peut être assurée que s'ils s'adaptent parfaitement par leur forme à ces cavités et si l'articulation a retrouvé des rapports anatomiques. La difficulté pour atteindre ces deux objectifs tient à la fois à l'extrême variabilité des formes des extrémités osseuses, en particulier de celles du fémur dont la cavité médullaire pré sente, dans sa partie haute, deux courbures de rayon très variables et dont le col a une orientation et une longueur également très variables. Parmi les nombreux modèles de prothèses totales de hanche existant à l'heure actuelle, aucun ne permet d'implanter la pièce fémorale au mieux en conservant au col sa longueur et son orientation optimale. En effet, les prothèses fémorales à tige droite les plus classiques ne s'adaptent que très imparfaitement à la cavité médullaire courbe du fémur, en sorte que les contraintes transmises par l'implant à l'os sont très inégalement réparties. Ce dernier est alors soumis en des zones très limitées à des pics de contraintes qui ont des conséquences néfastes. Ainsi, dans les prothèses scellées, le fourreau de ciment se rompt dans ces zones de contraintes, où il est le plus mince. Dans les prothèses non cimentées, l'os s'hypertrophie dans les zones hypercontraintes et, au contraire, s'atrophie dans les zones non contraintes, ces remaniements osseux étant causes de phénomènes douloureux et provoquant à long terme la destruction osseuse et la migration de la prothèse. Les prothèses fémorale à tige courbe, mises au point pour remédier à cet inconvénient, restent encore très imparfaites pour deux raisons - d'une part aucune n'est parfaitement adaptée à la forme anato mique de la cavité médullaire du fémur - d'autre part et surtout elles restent monobloc, c'est-d-dire que le col est solidaire de la tige avec laquelle il a une angulation fixe et prédéterminée, en sorte que l'orientation du col commande l'orientation de la tige. Or, comme il a été dit plus haut, les courbures du canal médullaire du fémur et l'orientation du col par rapport à celui-ci sont extrêmement variables. Telle orientation du col prothétique ne correspond donc pas obligatoirement à l'orientation optimale de la tige. L'adaptation de celle-ci à l'os reste donc très imparfaite dans bon nombre de cas, ce qui provoque les mêmes conséquences que pour les tiges droites. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en proposant une prothèse de hanche modulaire implantable avec ou sans ciment et capable de redonner aux extrêmités articulaires une orientation et des rapports normaux. La présente invention a ainsi pour objet une prothèse de hanche modulaire et anatomique qui se caractérise en ce qu'elle comporte en combinaison a) un implant fémoral fait de trois parties - une tige de forme anatomique - un col amovible et interchangeable de longueur et d'angula tion variables - une tête également interchangeable b) un cotyle fait de deux parties - une coquille métallique semi-sphérique directemtnt implan- tée dans l'os du bassin - une coquille en matière plastique dure encastrée dans la coquille métallique et orientable, destinée à abri ter la tête fémorale. La tige de la prothèse selon l'invention destinée à être implantée dans la cavité médullaire du fémur, est une tige métallique, de forme cylindrique à sa partie inférieure, s'élargissant à sa partie supérieure terminée par une collerette destinée à prendre appui sur le fémur. T partie supérieure de cette tige comporte une cavité en forme de tronc de cône droit à section ovale positionné à 120 par rapport au plan frontal de la tige et à 1300 par rapport au plan saggital,destinée3 recevoir le col amovible et interchangeable. Cette partie supérieure de la tige peut comporter ou non, sur toute sa surface, une couverture madréporique favorisant l'ostéogénèse. La partie inférieure comporte une évidement conique et, sur la hauteur de cet évidement, trois fentes positionnées å 1200. La tige de la prothèse selon l'invention est de préférenceréa- lisée en titane et elle présente une forme anatomique mise au point à partir de mesures effectuées sur un grand nombre de moulages inté- rieurs de fémurs. Elle est ainsi avantageusement réalisée selon deux profils correspondant l'un au coté gauche et l'autre au côté droit, et en plusieurs tailles de croissance millimétrique couvrant tous les besoins et assurant un remplissage optimum de la cavité mé- dullaire du fémur. L'évidement conique et les fentes ménagées à sa partie inférieure permettent de lui conférer une certaine élasticité l'autorisant à jouer le rôle d'amortisseur vis-d-vis des micromouvements engendrés par le porte-à-faux et les effets de levier de l'articulation, réduisant ainsi considérablement les douleurs de la cuisse que peut ressentir le patient porteur d'une prothèse non cimentée pendant la marche. La couverture madréporique, dont est munie la partie supérieure de la tige, permet de consolider son implantation dans le fémur en favorisant l'ostéogénèse. Elle occupe de préférence le tiers supérieur de la tige. La cavité ménagée à la partis supérieure de la tige, en forme de tronc de cône à section ovale, est avantageusement prolongée, à sa partie inférieure, par une cavité cylindrique de dimensions moindres positionnée dans le même axe, de manière à assurer un meilleur positionnement du cône double qu'elle est destinée à recevoir. La tige comporte en outre avantageusement, à son extrêmité supérieure, une cavité cylindrique de petites dimensions munie d'un filetage, destinée à recevoir aussi bien l'outil servant à son implantation que celui servant à son extraction. Le col amovible et interchangeable de la prothèse selon l'invention a la forme d'un double cône métallique dont la partie inférieure est à section ovale et de dimensions correspondant à celles de la cavité de la tige, tandis que sa partie supérieure est à section circulaire, les axes de ces deux cônes pouvant être confondus, parallèles ou former entre eux un angle de 50 à 100. Ce cône double est avantageusement réalisé en un alliage métallique présentant d'excellentes qualités de dureté et de résistance à l'usure, tel qu'un alliage de titane. Il peut affecter des longueurs, des angles et des formes différentes permettant d'adapter la prothèse à chaque cas particulier en restaurant la longueur exacte et l'orientation naturelle et anatomique du col fémoral. Il peut ainsi consister en un cône que l'on qualifiera de "simple", ce terme définissant un cône double dont les axes des parties inférieure et supérieure sont confondus. il peut aussi consister en un cône "décalé", dans lequel les axes en question sont parallèles. Il peut enfin prendre la forme d'un cône "angulé", dans lequel les axes forment un angle de 5 à 10 , et ce dans les deux plans de l'espace et aussi bien dans le cas dtun cône simple que dans celui d'un cône décalé. Conformément à l'invention, chacun de ces doubles cônes, "simple", "décalé" et "angulé" peut être réalisé en des longueurs différentes, la "longueur" étant définie par la hauteur de la partie cy lyndrique qui sépare les deux cônes. Cette longueur est avantageusement de 5 mm, 12,5 mm ou 20 mm. La tête fémorale de la prothèse selon l'invention est constituée d'une sphère métallique comportant une cavité en forme de cône droit à section circulaire destinée à recevoir la partie supérieure du cône double constituant le col fémoral. Elle est avantageusement réalisée en un alliage résistant au frottement et à l'usure, et de préférence en un alliage chrome-cobalt ou en zircon. Conformément à l'invention, la cavité de la tête fémorale peut présenter une profondeur variable permettant de -définir différentes tailles de tête. On peut ainsi définir avantageusement trois tailles de tête, courte, moyenne et longue, la progression se faisant de 2,5 mm en 2,5 mm. Ainsi, grâce au très large éventail de cônes et de têtes, la morphologie de l'extrémité supérieure du fémur et son orientation pourront être reconstitués avec la plus grande précision, et ce sans avoir à se préoccuper, lors de l'implantation de la tige fémorale, de l'orientation définitive du col, laquelle pourra être obtenue facilement en adaptant à la tige implantée le col de hauteur, longueur et angulation idéales. De plus une reprise chirurgicale en vue de modifier les angles et axes est possible sans avoir à changer la tige, en jouant avec les éléments modulables que constituent les cônes et têtes disponibles. La coquille de matière plastique destinée à abriter la tête fémorale est avantageusement réalisée en polyéthylène de haute densité. Elle est munie à sa base d'une gorge permettant sa fixation au cotyle, dans lequel elle est destinée à être logée par embottement simple. Elle peut être semi-sphérique, mais il est également possible de mettre en oeuvre une coquille dont la surface extérieure est supérieure à un hémisphère et donc débordant le cotyle métallique, ce qui autorise une orientation différente de la cavité interne qui, elle, reste hémisphérique : ceci permet d'orienter au mieux la cavité cotyloidienne et s'avère particulièrement utile en cas d'instabilité ou de luxation. Le cotyle semi-sphérique est avantageusement réalisé en titane revêtu d'une surface réhabitable favorisant l'ostéogénèse, et il est fixé dans le bassin au moyen de vis de titane dont le positionnement optimal peut être réalisé grâce à un certain nombre d'orifices répartis à sa surface. Il présente avantageusement à sa base quatre lan guettes métalliques régulièrement espacées destinées å être logées dans la gorge de la coquille de matière plastique pour en assurer la fixation. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se rapporte àdes modes de réalisation illustréspar le dessin annexé, étant bien entendu que cette description ne présente aucun caractère limitatif vis-à-vis de l1in- vention. Dans le dessin annexé - la figure 1 représente une vue latérale, avec coupe partielle, d'une prothèse selcn l'invention - les figures 2a et 2b représentent deux modes de réalisation du cône double d'une prothèse selon l'invention - la figure 3 représente une vue de face de deux tiges anatomi ques, côté gauche et côté droit, constitutives chacune d'une prothèse selon l'invention. Si on se réfère d'abord à la figure 1, on voit que la prothèse selon l'invention se compose d'une tige 1, d'un cône double 2, d'une tête fémorale 3, d'une cocuille9 et d'un cotyle 5 destiné à être fixé au moyen de vis 6. La tige 1 présente à sa partie inférieure un évidement cônique 7 le long duquel sont ménagées trois fentes 8 positionnées à 1200. Sa partie supérieure comporte une couverture madréporique 9 et se termine par une collerette 10 destinée à venir en appui sur le bord du fémur scié. Une cavité 11 en forme de tronc de cône droit à section ovale est ménagée b l'extrémité supérieure de la tige 1, étant positionnée å 120 par rapport au plan frontal et à 1300 par rapport au plan sagittal de la tige 1. La cavité 11 est prolongée à sa base par une cavité cylindrique 12 de petites dimensions terminée par un cône 13. A la partie supérieure de la tige 1, et approximativement dans son axe frontal, une cavité 14 munie d'un filetage est destinée à recevoir aussi'bien l'outil permettant de parfaire sa mise en place par percussion que celui autorisant son extraction. Le cône double 2 destiné d être positionné dans la cavité 11 de la tige 1 présente à sa partie inférieure la forme d'un tronc de cône droit à section ovale adapté en dimensions à la cavité 11 de la tige 1, et prolongé par une partie cylindrique 16 adaptée à la cavi té cylindrique 12 prolongeant la cavité 11 de la tige 1. A sa partie supérieure 17, le cône double 2 présente une forme tronconique à section circulaire. La forme particulière du cône double 2, et spécialement celle de sa partie inférieure 15, est mise en évidence par la représentation, en bout de lignes en pointillés, de sa vue de face, où l'on retrouve ses différentes parties constitutives, à savoir sa partie inférieure tronconique à section ovale 15, prolongé par la partie cylindrique 16, et sa partie supérieure tronconique à section circulaire 17, munie d'un filetage 18. La tête fémorale 3, de forme sphérique, comporte une cavité 19 de forme tronconique dont les dimensions correspondent à celles du tronc de cône 17 terminant le cône 2. La cavité 19 est munie d'un filetage permettant la fixation de la tête 3 sur le cône double 2. La coquille 4, semi-sphérique, présente une cavité interne 26 adaptée b recevoir la tête 3, c'est-à-dire dont le diamère correspont au diamètre externe de cette dernière. La coquille 4 comporte à sa base une gorge 25 permettant sa fixation au cotyle métallique 5, et un rebord 20 en forme de collerette destiné à l'empêcher de basculer hors du cotyle métallique. Le cotyle 5 dans lequel vient s'emboîter la coquille 4 est constitué d'une calotte semi-sphérique 22 comportant un certain nombre d'orifices 23 pour permettre sa fixation dans le bassin à l'aide de vis 6, dont le nombre peut varier de 3 à 6 selon les cas. il présente à sa base un anneau 21 en avancée par rapport à la calotte 22, muni à sa périphérie de quatre languettes 24, régulièrement espacées, destinées à venir se loger dans la gorge ménagée dans le rebord 20 de la coquille de matière plastique 4. Le cotyle 5 peut être avantageusement recouvert d'une couche d'hydroxy-apatite favorisant l'ostdogénèse. En regard de la coquille 4 se trouve représentée, en 4', une coquille dont la surface extérieure est supérieure à une hémisphère et déborde selon un segment 27' la collerette 20' bordant l'hémisphère, l'angle alpha' délimité par le segment 27' pouvant varier de 50 à 100. La cavité interne 26' reste hémisphérique mais d'orientation différente, ce qui peut être avantageux dans certains cas, et en particulier en cas de luxation. Si on se réfère maintenant aux figures 2a et 2b, on voit que le cane double 2 peut présenter, outre la forme représentée d la figure 1, deux autres formes illustrées par chacune de res figures. On voit ainsi, sur la figure 2a, un cône double "décalé", représenté de face et de profil, dans lequel l'axe du tronc de cône 15 à section ovale est parallèle à celui du tronc de cône 17 à section circulaire. Sur la figure 2b, on voit un cône double "angulé", représenté également de face et de profil, dans lequel l'axe du tronc de cône 15 forme un angle alpha avec celui du tronc de cône 17. Les deux formes ainsi représentées ne sont pas limitatives, le cône double 2 pouvant être à la fois "décalé" et "angulé", ainsi qu' il a déjà été dit. Si on se réfère à la figure 3, on voit deux tiges 1 susceptibles d'être mises en place l'une dans un fémur droit, l'autre dans un fémur gauche, chacune d'elles présentant la forme anatomique appropriée. On retrouve, sur ces deux tiges 1, les différents éléments décrits à la figure 1, à savoir les fentes 8 à leur partie inférieure, et à leur partie supérieure la collerette 10 et la cavité 11. Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède de quelques modes de réalisation,sus- ceptibles de subir un certain nombre de modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En particulier le filetage 18 dont est muni l'extrêmité supérieure 17 du cône double 2 peut être remplacé par des stries destinées à maintenir en position la tête fémorale 3, dont la cavité 19, lisse, viendrait recouvrir l'extrêmité 17 sur laquelle elle serait mise en place en force. Ainsi qu'il a déjà été dit, la prothèse de hanche selon l'invention présente, du fait de la conception de ses différents éléments constitutifs et des matériaux dans lesquels ils sont réalisés, l'avantage de permettre une implantation parfaite dans le fût fémoral et un positionnement optimum de ses éléments respecant les angulations de l'articulation naturelle, avec l'avantage supplémentaire d'une longue durée de vie. REVENDICATIONS 1) Prothèse de hanche anatomique, caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison : a) une tige fémorale (1) métallique de forme anatomique, approximativement cylindrique à sa partie inférieure et s' & largis- sant à sa partie supérieure terminée par une collerette (10) destinée à prendre appui sur le fémur, ladite partie supérieure comportant une cavité (11) en forme de cône droit à section ovale inclinée par rapport à l'axe de la tige (1), tandis que sa partie inférieure comporte un évidement conique (7) et, sur la hauteur de cet évidement, trois fentes (8) b) un cône fémoral amovible et interchangeable de longueur et d'angulation variables constitue d'un cône double (2) métallique dont la partie inférieure (15), destinée à être insérée dans la cavité (11) oe la tige (1), est en forme de tronc de cône droit à section ovale, et dont la partie supérieure (17) est en forme de tronc de cône droit à section circulaire c) une tête fémorale sphérique (3) métallique, également interchangeable, présentant une cavité (19) en forme de tronc de cône droit à section circulaire adaptée en dimensions pour recevoir la partie supérieure (17) du cône double (2) d) une coquille (4) en matière plastique dure, destinée à recevoir la tete fémorale (3), et comportant à sa base des moyens de fixation au cotyle (5) e) un cotyle (5) semi-spérique, métallique, muni d'un certain nombre d'orifices (23) répartis à sa surface en vue de sa mise en place dans le bassin au moyen de vis de fixation (6),. les dimensions dudit cotyle (5) étant adaptées à celles de la coquille semi sphérique (4) destinée à y être logée par emboItement, la base dudit cotyle (5) étant munie de moyens de fixation à la coquille (4). 2) Prothèse de hanche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cavité (11) de la tige (1) est positionnée à 120 par rapport au plan frontal et à 1300 par rapport au plan sagittal de la tige (1). 3) Prothese de hanche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les trois fentes (8) de la tige (1) sont positionnées à 1200. 4) Prothèse de hanche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige (1) est réalisée en titane. 5) Prothèse de hanche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les axes des deux troncs de cône (15) et (17) constituant le cône double (2) sont confondus. 6) Prothèse de hanche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les axes des deux troncs de cône (15) et (17) sont parallèles. 7) Prothèse de hanche selon l'une quelconque des revendications 1, 5 et 6, caractérisée en ce que les axes des deux troncs de cône (15) et (17) forment un angle de 50 à 10 . 8) Prothèse de hanche selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tronc de cône (17) constituant la partie supérieure du cône double (2) est muni d'un filetage mâle, la cavité (19) de la tête sphérique (3) étant munie d'un filetage femelle correspondant. 9) Prothèse de hanche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la coquille (4) en matière plastique est hémisphérique, sa cavité interne (26) ayant un diamètre correspondant à celui de la tête fémorale (3). 10) Prothèse de hanche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la coquille (4) présente une surface extérieure supérieure à une hémisphère, sa cavité interne (26) étant hémisphérique, de diamètre correspondant à celui de la tête fémorale (3). 11) Prothèse de hanche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de fixation de la coquille (4) au cotyle (5) consistent en une gorge (25) ménagée à la base de la coquille (4) et dans laquelle peuvent venir se loger des languettes (24) ménagées à la base du cotyle (5). 12) Prothèse de hanche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cône double (2) est réalisé en un alliage de titane. 13) Prothèse de hanche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tête sphérique (3) est réalisée en un métal choisi dans le groupe que constituent les alliages chrome-cobalt et le zircon. 14) Prothèse de hanche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la coquille (4) est réalisée en polyéthylène de haute densité. 15) Prothèse de hanche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cotyle (5) est réalisé en titane.