Brevet FR2651675A1 — publié le 19910315

L'invention se rapporte à une cupule de prothèse cotyloîdienne ainsi qu'à la prothèse pourvue de cette cupule. Par prothèse cotyloîdienne, on comprendra un dispositif destiné à être implanté dans la cavité cotyloldienne en vue du remplacement du cotyle physiologique (EP-145.339). Elle est généralement destinée à être utilisée conjointement à une prothèse fémorale. La présente invention concerne plus particulièrement mais non exclusivement l'élément dit cupule d'une prothèse cotyloldienne du type comprenant donc d'une part une cupule notamment en matériau métallique, d'enveloppe globalement hémisphérique destinée à être implantée dans la cavité cotyloldienne et, d'autre part, un noyau également d'enveloppe sensiblement hémisphérique destiné à être emboité dans la cupule précitée et comprenant une portée notamment hémisphérique concave pour recevoir la tête de forme complémentaire de la prothèse céphalique. Généralement, le noyau est en matériau élastique et comme justification de la présence de la cupule métallique, rappelle-t-on qu'il est admis dans le milieu orthopédique que le contact direct os-matière plastique n'est pas souhaitable. Le simple engagement de la prothèse dans la cavité ne suffit pas à écarter le risque de déplacement de cette prothèse. On sait actuellement obtenir un ancrage efficace entre la prothèse et l'os par formation d'une interface osseuse entre l'os et la surface de la cupule préalablement préparée mais cet ancrage dit biologique n'est efficace qu'aprés un laps de temps qui se compte en semaines ce qui prolonge la gêne pour le patient. Pour remédier à cet inconvénient, en plus de la préparation spéciale de la surface de la cupule, on prévoit dans l'os un moyen d'ancrage de la prothèse qui est mécanique ce qui est efficace dès la pose de la cupule. Par exemple, ce moyen d'ancrage dit primaire comprend (FR-A-2.598.908) des vis et/ou des pointes cylindriques ou cylindro-coniques reparties sur toute la surface de la cupule. Avec le problème de l'ancrage de la prothèse, il faut concilier celui de l'élasticité que doit conserver la dite prothèse. En effet, on a pu observer que, lorsque les déformations élastiques de la hanche ne sont pas suivies par la cupule, cela favorise son descellement. La tendance actuelle s'est donc orientée vers la conception de prothèses cotyloldiennes (FR-A-2.589.059) dont la cupule notamment métallique est, d'une part, aménagée pour présenter une certaine élasticité et, d'autre part, pourvue de moyens d'ancrage biologique et mécanique dont la situation à la surface de la cupule est déterminée de manière à ne pas entraver les défornations élastiques de la cupule là ou on souhaite les maintenir. Ainsi, d'une part, l'étendue de la zone d'ancrage biologique et/ou mécanique est-elle limitée sensiblement à une calotte sphérique dont l'axe polaire est orienté globalement selon l'axe naturel de transmission des forces du fémur à l'os iliaque et, d'autre part, l'élasticité de la cupule est-elle obtenue au moyen d'une pluralité de fentes qui s'étendent suivant les méridiens de la a cupule de son bord équatorial jusqu'au bord de la zone d'ancrage précitée. Précisément dans le cas considéré, l'ancrage mécanique est assure au moyen de deux vis qui sont disposées parallélement à l'axe naturel de transmission des forces du fémur à l'os iliaque et au voisinage de cet axe. Ce moyen d'ancrage mécanique ainsi limité permet d'augmenter les possibilités de déformation de l'os iliaque mais on reproche aux vis d'empêcher les mouvements d'impaction physiologique de la prothèse lors de la marche. Un résultat que l'invention vise à obtenir est une cupule pour prothèse cotyloîdienne qui remédie aux inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet une cupule pour prothèse cotyloldienne notamment caractérisée en ce que - d'une part, le moyen d'ancrage comprend une pluralité d'éléments d'ancrage plats qui font saillie sensiblement normalement à la surface externe de la cupule et ce sur une certaine hauteur prédéterminée, mesurée normalement à la dite surface externe, lesquels éléments s'étendent dans des plans méridiens et comportent chacun, disposés pour être actifs selon la direction d'implantation de la cupule, au moins une arête dite d'attaque qui écarte sur son passage le matériau osseux et au moins une butée dite de rétention qui s'oppose au retrait et/ou à l'éjection de la cupule ainsi implantée, et - d'autre part, ces éléments sont répartis en au moins deux groupes dans chacun desquels ils sont globalement alignés, ces groupes étant situés dans des plans méridiens disposés sensiblement symétriquement selon un angle prédéterminé de part et d'autre d'un plan également méridien mais médian à l'ouverture longiligne de la cupule. L'invention a également pour objet la prothèse pourvue de cette cupule. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : vue de dessus, la cupule de la prothèse cotyloîdienne selon l'invention, - figure 2 : une coupe selon II-II de la figure 1, - figure 3 : vue à plus grande échelle et en coupe partielle selon un plan médian, - figure 4 : une coupe selon IV-IV de la figure 3. En se reportant au dessin, on voit une prothèse cotyloidienne 1 comprenant une calotte 2 sensiblement hémisphérique creuse dite cupule et, logé dans cette cupule, un noyau 3 globalement hémisphérique associé à la cupule par un moyen 4 d'assemblage notamment élastique tel un moyen d'assemblage par clipsage. Tel que cela apparaît au dessin, dans la paroi 5 de la cupule 2 est classiquement découpée une ouverture longiligne 6 ou fente qui s'étend d'ailleurs sensiblement selon un méridien de la dite cupule de manière à lui donner une certaine élasticité. Comme cela apparaît également au dessin, la cupule 2 porte classiquement un moyen d'ancrage 7 dans la paroi osseuse 8 de la cavité cotyloîdienne 9 dans laquelle la prothèse doit être implantée notamment selon une direction privilégiée I et par exemple selon l'axe polaire 10 de la cavité cotyloldienne 9 telle que réaménagée pour la circonstance par exemple par frai sage. De manière connue, la cupule 2 est implantée par une succession d'impacts c'est à dire que son moyen d'ancrage est engagé dans la paroi de l'os au moyen d'une succession de chocs développés au moyen d'un outillage classique approprié (non représenté). Selon l'invention, - d'une part, le moyen d'ancrage 7 comprend une pluralité d'éléments d'ancrage 11 plats qui font saillie sensiblement normalement à la surface externe 12 de la cupule et ce sur une certaine hauteur H prédéterminée, mesurée normalement à la dite surface externe 12, lesquels éléments 11 s'étendent dans des plans méridiens Ml et comportent chacun, disposés pour être actifs selon la direction I d'implantation de la cupule, au moins une arête 13 dite d'attaque, qui écarte sur son passage le matériau osseux 14, et au moins une butée 15 dite de rétention qui s'oppose au retrait et/ou à l'éjection de la cupule 2 ainsi implantée, et - d'autre part, ces éléments 11 sont répartis en au moins deux groupes 16 dans chacun desquels ils sont globalement alignés, ces groupes 16 étant situés dans des plans méridiens M1 disposés sensiblement symétriquement selon un angle Al, A2 prédéterminé de part et d'autre d'un plan également méridien mais médian M2 à l'ouverture longiligne 6 de la cupule 2. Conformément à l'invention, les éléments d'ancrage 11 sont situés dans celui 17 des demi-hémisphères 17, 18 qui, délimité dans la cupule 2 par un plan orthogonal T au plan médian M2 de son ouverture longiligne 6, ne comprend pas cette ouverture longiligne 6. Conformément à l'invention, chaque groupe 16 d'éléments d'ancrage 11 s'étend à la surface 12 de la cupule 2 dans un secteur angulaire méridien S1 dont le sommet coïncide sensiblement avec le centre fictif 01 de la cupule hémi-sphérique et qui se situe à sensiblement 150 du plan équatorial E et sa valeur angulaire est comprise entre 300 et 450. Chaque groupe 16 d'éléments d'ancrage 11 comprend trois élér,ients 11 qui s'étendent chacun sur un secteur angulaire S2 méridien d'une valeur comprise entre 100 et 150. Suivant l'invention, chaque élément ll a un profil globalement triangulaire, l'un 19 des côtés 13, 15, 19 du triangle dit premier coté étant sensiblement tangent à la cupule et lorsqu'on considère la cupule 2 comme s'étendant au dessus d'un plan P1 sensiblement horizontal confondu avec son plan équatorial E, l'élément d'ancrage présente d'une part un second coté 13 qui forme un angle A3 compris entre 300 et 400 au dessous d'un plan P2 sensiblement parallèle au plan équatorial E et constitue donc l'arête dite d'attaque et, d'autre part, un troisième côte 15 qui forme un angle A4 compris entre 0 et 180 au dessus d'un plan P3 globalement parallèle au plan équatorial E et constitue ainsi la butée 15 dite de rétention. Conformément à l'invention, le moyen d'ancrage 7 comprend quatre groupes 16 d'éléments d'ancrage 11 disposés symétriquement de part et d'autre du plan médian M2 de l'ouverture longiligne 6 et précisément, d'une part, deux groupes chacun situé dans un plan méridien M1 formant avec le plan médian M2 un angle Al compris entre 200 et 400 et notamment de 300 et, d'autre part, deux groupes chacun situés dans un plan méridien M1 formant avec le plan médian M2 de l'ouverture longiligne un angle A2 compris entre 600 et 800 et notamment de 700. Cette disposition des groupes 16 d'éléments d'ancrage 11 conjugués à 1 a la configuration de chacun des dits groupes 16 optimise l'ancrage de la cupule 2 dans la paroi osseuse tout en autorisant certaines déformations élastiques de la dite cupule. En effet, une cupule ainsi conçue trouve ancrage sensiblement dans deux zones distinctes (non représentées) symétriquement disposées dans la partie supérieure du cotyle dans laquelle partie supérieure il ne se produit normalement pas de déformation de la paroi osseuse tangentiellement à la cupule mais dans laquelle la cupule reçoit essentiellement des actions sensiblement normales à sa surface externe, lesquelles tendent d'ailleurs - à appliquer au mieux la cupule en sa partie supérieure de manière à en dégager la partie inférieure qui, quant à elle, se déforme, et - à pincer la dite partie inférieure de la cupule vers le plan médian de l'ouverture longiligne ou elle est implantée de manière à se déformer approximativement comme le cotyle physiologique. C'est pourquoi toute la partie inférieure de la cupule doit demeurer sans ancrage et la fente doit être unique. Selon l'invention, l'ouverture longiligne 6 s'étend selon une largeur 1 prédéterminée et ce depuis le bord équatorial 20 de l'hémisphère jusqu'au pôle 21 de la cupule au niveau duquel elle se raccorde à une découpe circulaire 22 de faible diamètre d par rapport au diamètre équatorial D de la cupule mais en tout cas au moins égal à la largeur 1 de l'ouverture. Cette configuration de l'ouverture longiligne 6 confère à la cupule une déformabilité comparable au cotyle physiologique dont elle reprend les mêmes cornes antérieure et postérieure. Conformément à l'invention, les sections transversales normales de chaque élément d'ancrage 11 c'est à dire celles situées dans des plans chacun perpendiculaires à la fois à la surface de la cupule et au plan méridien que contient l'élément considéré, d'une part, ont chacune sensiblement la forme d'un trapèze isocèle dont la plus grande base est associée à la cupule 2 et d'autre part, ont des aires décroissantes depuis la section la a plus proche au plan équatorial vers celle la plus éloignée. Cette configuration de chaque élément lui permet, en quelque sorte, lors de luil'implantation, dans un premier temps d'écarter élastiquement la matière osseuse puis, dans un second temps d'y trouver prise notamment par sa face 15 tournée vers le plan équatorial et qui constitue la butée dite de rétention derrière laquelle la matière osseuse vient se refermer. De préférence, la cupule 2 présente à sa base avant insertion dans la cavité cotyloldienne 9 telle que réaménagée - sur sa face externe 12, un diamètre légèrement supérieur à celui de l'entrée de la dite cavité 9 telle que réaménagée et - sur sa face interne, un diamètre égal à celui du noyau 3. De ce fait, à la pose dans la cavité, la cupule prise isolément va élastiquement se retreindre mais lors de la réintroduction dans la cupule du noyau 3, elle retrouvera à sa base son diamètre d'origine ce qui provoquera son introduction à force dans la cavité 9 assurant ainsi sa fixation par écartement des deux cornes antérieure et postérieure. Afin de présenter sur sa surface externe 12 un diamètre légèrement supérieur à celui de la cavité 9 telle que réaménagées, tout en s'engageant entièrement dans la cavité, et en conservant un rayon constant R, c'est de préférence toute la surface externe 12 qui est réalisée selon une forme hémisphérique de diamètre légèrement supérieur mais dont le centre 02 de cette forme hémisphérique est déporté vers l'extérieur de la cupule d'une valeur B égale à la moitié de la différence de diamètre. La face interne peut présenter le même déport sans nuire à la rétention du noyau compte tenu de son moyen de clipsage 4. La cupule peut bien entendu être réalisée en tout matériau approprié et par exemple en titane et sa surface peut subir tout traitement de surface pour favoriser la repousse osseuse. REVENDICATIONS 1. Cupule pour prothèse cotyloldienne (1) du type comprenant une calotte (2) sensiblement hémisphérique creuse dite cupule et, logé dans cette cupule, un noyau (3) globalement hémisphérique associe à la cupule par un moyen (4) d'assemblage notamment élastique tel un noyau d'assemblage par clipsage, la dite cupule comprenant en outre au moins, d'une part, une ouverture sensiblement longiligne qui, ctécoupée dans sa paroi s'étend approximativement selon l'un de ses méridiens et lui confère donc une certaine élasticité et, d'autre part, au moins un moyen d'ancrage dans une paroi osseuse telle celle de la cavité cotylolofenne (9) dans laquelle cupule doit être implantée notamment selon une direction privilégiée (I) d'implantation par exemple selon l'axe polaire (10) d'une cavité condylienne (9) telle celle réaménagée pour la circonstance, cette cupule étant CAl TERISEE en ce que - d'une part, le moyen d'ancrage (7) comprend une pluralité d'éléments d'ancrage (11) plats qui font saillie sensiblement normalement à la surface externe (12) de la cupule et ce sur une certaine hauteur (H) prédéterminée, mesuree ement 1el;;,ent a la dite surface externe (12), lesquels éléments (11) s'étendent dans des plans méridiens (M1) et comportent chacun, disposes pour être actifs selon la direction (I) d'implantation de la cupule, au moins une arête (13) dite d'attaque qui écarte, sur son passage, le matériau osseux (14) et au moins une butée (15) dite de rétention qui s'oppose au retrait et/ou à l'éjection de la cupule (2) ainsi implantée, et - d'autre part, ces éléments (11) sont répartis en au moins deux groupes (16) dans chacun desquels ils sont globalerlent alignés, ces groupes (16) étant situés dans des plans méridiens (M1) disposés sensiblement symétriquement selon un angle (Al, A2) predetermine de part et d'autre d'un plan également méridien nais médian (M2) de l'ouverture longiligne (6) de la cupule (2). 2. Cupule selon la revendication 1 caractérisée en ce que les éléments d'ancrage (11) sont situés dans celui (17) des dem-i-hémisphères (17, 18) qui, délimité dans la cupule (2) par un plan orthogonal (T) au plan médian (M2) à son ouverture longiligne (6,) ne comprend pas cette ouverture longiligne (6). 3. Cupule selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que chaque groupe (16) d'éléments d'ancrage (11) s'étend à la surface (12) de la cupule (2) dans un secteur angulaire méridien (S1) dont le sommet coïncide sensiblement avec le centre fictif (0î) de la cupule hémi-sphérique et qui se situe à sensiblement 150 du plan équatorial (E) et sa valeur angulaire est comprise entre 300 et 450. 4. Cupule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que chaque groupe (16) d'éléments d'ancrage (11) comprend trois éléments (11) qui s'étendent chacun sur un secteur angulaire (S2) méridien d'une valeur comprise entre 100 et 150. 5. Cupule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que chaque élément (11) a un profil globalement triangulaire, l'un (19) des côtés (13, 15, 19) du triangle dit premier côté étant tangent à la cupule et lorsqu'on considère la cupule (2) comme s'étendant au dessus d'un plan (psi) sensiblement horizontal confondu avec son plan équatorial (E), l'élément d'ancrage présente d'une part un second côté (13) qui forme un angle (A3) compris entre 300 et 400 au dessous d'un plan (P2) sensiblement parallèle au plan équatorial (E) et constitue donc l'arête dite d'attaque et, d'autre part, un troisième côte (15) qui forme un angle (A4) compris entre 0 et 180 au dessus d'un plan (P3) globalement parallèle au plan équatorial (E) et constitue ainsi la butée (15) dite de rétention. 6. Cupule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que le moyen d'ancrage (7) comprend quatre groupes (16) quatre d'éléments d'ancrage (11) disposés symétriquement de part et d'autre du plan médian (M2) de l'ouverture longiligne (6) et précisément, d'une part, deux groupes chacun situé dans un plan méridien (M1) formant avec le plan médian (M2) un angle compris entre 200 et 400 et notamment de 300 et, d'autre part, deux groupes chacun situés dans un plan méridien (M1) formant avec le plan médian (M2) de l'ouverture longiligne un angle (A2) compris entre 600 et 800 et notamment de 700. 7. Cupule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que l'ouverture longiligne (6) s'étend selon une largeur (1) prédéterminée et ce depuis le bord équatorial (20) de l'hémisphère jusqu'au pôle (21) de la cupule au niveau duquel elle se raccorde à une découpe circulaire (22) de faible diamètre (d) par rapport au diamètre équatorial (D) de la cupule mais en tout cas au moins égal à la largeur (1) de l'ouverture. 8. Cupule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que les sections transversales normales de chaque élément d'ancrage (11) c'est à dire celles situées dans des plans chacun perpendiculaires à la fois à la surface de la cupule et au plan méridien que contient l'élément considéré, d'une part, ont chacune sensiblement la forme d'un trapèze isocèle dont la plus grande base est associée à la cupule (2) et d'autre part, ont des aires décroissantes depuis la section la plus proche au plan équatorial vers celle la plus éloignée. 9. Cupule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée en ce qu'elle présente à sa base avant insertion dans la cavité cotyloldienne (9) telle que réaménagée - sur sa face externe (12), un diamètre légèrement supérieur à celui de l'entrée de la dite cavité (9) telle que réaménagée et - sur sa face interne un diamètre égal à celui du noyau (3). 10. Prothèse caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'une cupule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.