Brevet FR2660855A1 — publié le 19911018

PROTHESE DE LA HANCHE La présente invention concerne les prothèses destinées à remplacer la partie supérieure d'un ffémur de corps humain et son articulation avec le bassin. L'invention concerne plus particulièrement d'une part la structure de la pièce fémorale destinée à être introduite dans le canal médullaire du fémur, après suppression de la tête de fémur, et d'autre part les outils permettant la pose et l'extraction de la pièce fémorale. On connaît déjà un grand nombre de structures de pièce fémorale destinées à réaliser une prothèse de la hanche. De telles structures sont décrites par exemple dans le document US-A- 4 404 693. Une telle pièce fémorale connue comporte une tige fémorale destinée à être introduite dans le canal médullaire du fémur, la tige se raccordant par un collier à un col destiné à faire saillie hors du canal médullaire. Le col est orienté selon un axe longitudinal moyen de col incliné obliquement par rapport à l'axe longitudinal moyen de la tige, et se termine par une portion tronconique propre à être coiffée par une tête séparable présentant à cet effet un évidement tronconique. Compte-tenu du fait que les prothèses sont maintenant adaptées sur des sujets de moins en moins agés, les chirurgiens ont de plus en plus souvent l'occasion d'effectuer des reprises de prothèses mises en place antérieurement. Lors de telles reprises, il faut extraire la pièce fémorale hors du canal médullaire. Avec les prothèses connues, cette extraction est relativement malaisée, car la forme particulière extérieure de la prothèse, dans la zone du col et de la tête, ne donne pas une prise suffisante pour le chirurgien. Ces difficultés de prise tendent à allonger la durée de l'ope'ration, et à dégrader éventuellement les portions restantes du fémur. Un second problème rencontré avec les prothèses connues est la difficulté d'introduction de la prothèse dans le fémur, et notamment la nécessité d'orienter correctement la tige fémorale pour qu'elle s'adapte le plus étroitement possible dans le canal médullaire. La forme particulière de tête de prothèse et de col ne permet pas, dans les prothèses connues, une prise appropriée pour que le chirurgien puisse aisément orienter la prothèse sur le fémur. Une autre difficulté que l'on rencontre avec les prothèses connues est d'optimiser l'espérance de vie de scellement de la prothèse dans le fémur. Ce scellement est habituellement réalisé par un ciment interposé entre la tige fémorale et le fémur. Des formes particulières ont été proposées, notamment dans le document US-A- 4 404 693, pour favoriser le scellement. Cependant, ces formes particulières ne permettent pas une optimisation suffisante de l'espérance de vie du scellement. La présente invention a notamment pour objet d'éviter les inconvénients des équipements connus pour la réalisation de prothèses de hanche, en proposant une nouvelle structure de pièce fémorale présentant une forme particulière permettant de faciliter sensiblement l'extraction de la prothèse par le chirurgien hors du canal médullaire de fémur. Selon un autre objet de l'invention, la forme particulière de pièce fémorale permet en outre d'appliquer à la pièce fémorale des efforts d'orientation axiale et des efforts d'enfoncement axial, lors de son introduction dans le canal médullaire de fémur. L'invention prévoit des outils particuliers permettant cette introduction et cette extraction de la pièce fémorale sur un fémur humain. Selon un autre objet de l'invention, la pièce fémorale présente, sur la tige fémorale, des formes particulières permettant d'augmenter la surface portante sur le ciment afin de diminuer la pression ponctuelle, optimisant ainsi ltespérance de vie du scellement. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, dans une pièce fémorale selon l'invention,le col comprend, respectivement sur ses première et seconde faces latérales généralement parallèles au plan moyen défini par l'axe longitudinal moyen de col et l'axe longitudinal moyen de tige, au moins des première et seconde cavités d'extraction, disposées dans la partie de col adjacente au collier, les cavités étant destinées à être pénétrées par des ergots correspondants d'un outil d'extraction permettant la prise sur la pièce fémorale pour sa traction hors du canal médullaire de fémur. De préférence, les première et seconde faces latérales du col comprennent chacune une zone plane sur le pourtour de leur cavité d'extraction respective, lesdites zones planes permettant l'appui de parties planes correspondantes d'un outil de pose ou d'extraction de pièce fémorale, ledit outil pouvant ainsi imprimer un couple de rotation axiale à la pièce fémorale et pouvant l'orienter axialement dans le canal médullaire lors de sa pose ou de son extraction. Selon un mode de réalisation particulier, le col comprend, à sa base adjacente au collet, une cavité de pose ménagée sur sa face extérieure généralement perpendiculaire au plan moyen de pièce, la cavité pouvant recevoir ltextrémité d'un outil de pose pour imprimer des efforts d'enfoncement axiaux sur la pièce fémorale lors de l'introduction de la tige dans le canal médullaire de fémur. Pour optimiser ltespérance de vie du scellement, la tige comprend avantageusement, dans sa zone adjacente au collet, des nervures et rainures longitudinales incurvées ménagées sur les faces latérales de tiges généralement parallèles au plan moyen de pièce fémorale. De préférence, les nervures présentent en coupe transversale, un profil anguleux à arêtes vives comprenant une grande facette sensiblement parallèle au plan moyen de pièce fémorale et une petite facette sensiblement perpendiculaire. Les nervures sont incurvées et sensiblement parallèles à la courbe extérieure de face extérieure de tige. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles - la figure 1 est une vue de côté montrant la face latérale d'une pièce fémorale selon la présente invention - la figure 2 est une coupe longitudinale en vue de côté montrant la zone de col de la pièce de la figure 1 - la figure 3 est une coupe partielle selon le plan G-G de la figure 2 - la figure 4 est une vue de côté gauche de la zone de col de la figure 1 - la figure 5 est une vue de dessus de la zone de col de la figure 1 - les figures 6 à 10 représentent respectivement les sections transversales de la tige fémorale selon les plans de coupe transversaux A-A, B-B, C-C, D-D et E-E - la figure Il est une vue de face d'un outil d'extraction selon la présente invention - la figure 12 est une vue de côté de l'outil de la figure 1 - la figure 13 est une vue de côté d'une pièce amovible s'adaptant sur l'outil de la figure 11 - la figure 14 est une vue de face de la pièce amovible de la figure 13; - la figure 15 montre un écrou de fixation pour adaptation de la pièce amovible de la figure 13 sur l'outil de la figure 11 - la figure 16 montre une vis de fixation également pour adaptation de la pièce mobile de la figure 13 sur l'outil de la figure 11 - la figure 17 est une vue de face d'un outil de pose selon la présente invention - la figure 18 est une vue de côté de l'outil de la figure 17 - la figure 19 est une vue de côté d'une pièce amovible s'adaptant sur l'outil de la figure 17 ; et - la figure 20 est une vue de face de la pièce amovible de la figure 19. Comme le représentent les figures 1 à 10, la pièce fémorale selon la présente invention comporte une tige fémorale 1 destinée à être introduite dans le canal médullaire d'un fémur humain. La tige se raccorde par un collier 2, ou partie intermédiaire plus large, à un col 3 destiné à faire saillie hors du canal médullaire. Le col est orienté selon un axe longitudinal moyen de col I-I incliné obliquement par rapport à l'axe longitudinal moyen II-II de la tige. Le col 3 se termine par une portion tronconique 4 propre à être coiffée par une tête séparable, non représentée sur les figures, présentant à cet effet un évidement tronconique correspondant. Comme le représentent les figures 4 et 5, le col 3 comprend deux faces latérales 5 et 6 généralement parallèles au plan moyen III III défini par l'axe longitudinal moyen de col I-I et -l'axe longitudinal moyen de tige II-II. Comme le représentent les figures 1 et 2, le col 3 comprend une face extérieure 7, ou face généralement perpendiculaire au plan moyen III-III de la pièce fémorale et située à l'extérieur de la courbure générale de la pièce. Le col 3 comprend également une face intérieure 8, opposée à la face extérieure 7. La première face latérale 5 du col comprend une première cavité d'extraction 9, bien visible sur les figures 1 et 2. De même, la seconde face latérale 6 comprend une seconde cavité d'extraction 10, représentée en pointillés sur la figure 5, et opposée à la première cavité 9. Les cavités 9 et 10 sont destinées à être pénétrées par des ergots correspondant d'un outil d'extraction permettant la prise sur la pièce fémorale pour sa traction hors du canal médullaire de fémur. Les cavités d'extraction 9 et 10 présentent une forme en trou borgne sensiblement cylindrique de révolution à fond plat, comme le représente en coupe la figure 3. Sur le pourtour de la première cavité 9, la première face latérale 5 comprend une zone plane 11, référencée sur la figure 4. De même, autour de la seconde cavité 10, la seconce face latérale 6 comprend une zone plane 12. Ces zones planes 11 et 12 permettent l'appui de parties planes correspondantes d'un outil de pose de pièce fémorale. L'outil de pose peut ainsi imprimer un couple de rotation axiale à la pièce fémorale, pour l'orienter axialement dans le canal médullaire lors de la pose. Le col 3 comprend, à sa base adjacente au collier 2, une cavité de pose 13 ménagée sur sa face extérieure 7 généralement perpendiculaire au plan moyen de pièce III-III. La cavité de pose 13 est sensiblement hémisphérique, d'axe IV-IV sensiblement parallèle à l'axe longitudinal II-II de la tige fémorale. La cavité 13 est creusée dans le fond plat d'un évidement 14 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal moyen II-II de tige et ménagé sur la face extérieure 7 de la pièce. La cavité 13 peut recevoir l'extrémité d'un outil de pose pour imprimer des efforts d'enfoncement axiaux sur la pièce fémorale lors de son introduction dans le canal médullaire de fémur. La tige 1 comprend, dans sa zone adjacente au collier 2, des nervures et rainures longitudinales incurvées ménagées sur les faces latérales de la tige 1 généralement parallèles au plan moyen III-III de la pièce fémorale. Ces nervures, telles que la nervure 15, sont mieux représentées en coupe sur les figures 7 et 8. Elles présentent en coupe transversale un profil anguleux à arêtes vives comprenant une grande facette 16 sensiblement parallèle au plan moyen III-II I de pièce fémorale et une petite facette 17 sensiblement perpendiculaire. De préférence, les petites facettes telles que la facette 17 sont légèrement rentrantes, c'est-à-dire inclinées d'un angle compris entre 30 et 60 environ par rapport au plan moyen de pièce fémorale, de sorte que les nervures 15 forment des arêtes vives à section en angle aigu. Les nervures telles que la nervures 15 sont incurvées et sensiblement parallèles à la courbe extérieure 18 de la face extérieure de tige 1. Au voisinage du collier 2, la tige 1 présente une section transversale, représentée sur la figure 6, légèrement en poire, avec deux faces latérales divergentes se raccordant à une face extérieure relativement large et à une face intérieure relativement étroite. Selon la section B-B, représentée sur la figure 7, on distingue les nervures et rainures latérales telles que la nervure 15. Sur la section C-C représentée sur la figure 8, les nervures s'estompent, et la section est généralement rectangulaire. Sur la section D-D, en figure 9, la section de tige est ovale, plus allongée dans le sens du plan moyen III-III de pièce. Enfin, au voisinage de ltextrémité selon la section E-E représentée sur la figure 10, la tige présente une section ovale allongée dans le sens transversal perpendiculaire au plan moyen III-III de tige. Les figures 11 et 12 représentent la pièce principale d'un extracteur de prothèse selon la présente invention, ou outil permettant l'extraction de la pièce fémorale représentée sur les figures 1 à 10. Cet outil fait partie de ltéquipement général permettant de réaliser une prothèse de hanche selon la présente invention. Pour soigner les principaux cas pathologiques, on dispose généralement d'une série de pièces fémorales de tailles légèrement différentes, le col ayant une taille relativement identique entre tous les éléments de la série, les tiges étant par contre de longueurs et de sections différentes pour s'adapter au cas les plus courants de tailles des fémurs. Ainsi, l'outil d'extraction selon l'invention comprend une pièce principale comportant un manche 19 muni d'une enclume 20. L'enclume 20, telle que le représentent les figures 11 et 12, est conformée pour pouvoir être frappée par sa face inférieure 21 et imprimer ainsi sur l'outil des chocs dans le sens axial de la traction sur la pièce fémorale hors du canal médullaire. La pièce principale comprend une tête 22 munie d'un premier ergot latéral 23 propre à s'engager dans la première cavité d'extraction 9 de la pièce fémorale. L'outil comprend en outre une pièce amovible représentée sur les figures 13 et 14, conformée pour s'adapter et être fixée sur la pièce principale dans la zone de tête d'outil 22. La pièce amovible 24 comprend une zone d'accrochage 25 et une zone de tête 26. La zone d'accrochage 25 comprend un trou taraudé 27, une première tige lisse 28, une seconde tige filetée 29, tous trois orientés selon des axes sensiblement parallèles. Le trou taraudé 27 est destiné à recevoir une vis 30 à tête molletée représentée sur la figure 16, la vis pénétrant dans un trou correspondant 31 de la pièce principale de l'outil, tel que le représentent les figures 11 et 12. La tige 28 est destinée à traverser un trou 32 correspondant de la pièce principale d'outil.La tige 29 filetée est destinée à traverser un troisième trou 33 correspondant de la pièce principale d'outil, et à recevoir à son autre extrémité un écrou de blocage 34 molleté comme le représente la figure 15. La zone de tête 26 de la pièce 24 comprend un second ergot 35 latéral. Lorsque la pièce amovible 24 est adaptée et fixée sur la partie principale d'outil, le second ergot latéral 35 est disposé en vis à vis du premier ergot latéral 23 de la pièce principale, les deux ergots s'engageant alors dans la première cavité d'extraction 9 et la seconde cavité d'extraction 10 de la pièce fémorale. La zone 36 de pièce principale d'outil entourant l'ergot 23 est plane, pour s'engager contre la première zone plane 11 de pièce fémorale. De même, la zone de pièce amovible 37 entourant le second ergot latéral 35 est plane, pour s engager contre la seconde zone plane 12 de la pièce fémorale. L'adaptation des zones planes d'outil 36 et 37 sur les zones planes 11 et 12 de pièce fémorale permet à l'outil d'imprimer des efforts de rotation axiale sur la pièce fémorale, lors de son extraction. L'équipement de réalisation de prothèse de hanche selon l'invention comprend en outre un outil de pose représenté sur les figures 17 à 20. Sur les figures 17 et 18 on a représenté la pièce principale de l'outil. Cette pièce principale comprend, comme l'outil d'extraction, un manche 119, une enclume 120, et une tête 122. L'enclume 120 est conformée pour pouvoir recevoir des chocs sur sa face d'extrémité 121, pour imprimer des impulsions d'enfoncement sur une tige fémorale en direction du fémur. La tête 122 de la pièce principale d'outil de pose est légèrement différente de la tête 22 de l'outil d'extraction : dans l'outil de pose, la tête 122 comprend une extrémité 40 propre à s'engager dans la cavité de pose 13 de la pièce fémorale.La tête 122 comprend en outre un prolongement axial 41 décalé latéralement, le prolongement 41 étant muni d'une première zone latérale plane 42 propre à porter contre la première zone plane correspondante 11 de première face latérale de pièce fémorale. Une pièce amovible 43, représentée sur les figures 19 et 20, peut s'adapter sur la pièce principale de l'outil de pose représenté sur les figures 17 et 18. La pièce 43 comporte des organes d'accrochage similaires à ceux de la pièce amovible 24 de l'outil d'extraction : une première tige 128 similaire à la tige 28, une seconde tige 129 similaire à la tige 29, un trou taraudé 127 similaire au trou 27, ces éléments étant destinés à coopérer avec des éléments correspondants dans la pièce principale de l'outil, à savoir le trou 131 correspondant au trou 31 de l'outil d'extraction, un trou 132 correspondant au trou 32 de l'outil d'extraction, et un trou 133 correspondant au trou 33 de l'outil d'extraction. La pièce 43 comprend, dans sa zone de tête 126, une seconde zone plane 44. Lorsque la pièce amovible 43 est adaptée sur la pièce principale des figures 17 et 18, la zone 44 fait face à la zone 42. Les zones planes 42 et 44 sont destinées à porter contre les zones latérales planes correspondantes 11 et 12 de la pièce fémorale. Ainsi, lors de la pose, l'outil de pose peut imprimer à la pièce fémorale des mouvements de rotation axiale, facilitant l'introduction de la tige fémorale dans le canal médullaire. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Pièce fémorale pour la réalisation d'une prothèse de la hanche, comportant une tige fémorale (1) destinée à être introduite dans le canal médullaire du fémur, la tige (1) se raccordant par un collier (2) à un col (3) destiné à faire saillie hors du canal médullaire, le col (3) étant orienté selon un axe longitudinal moyen de col (I-I) incliné obliquement par rapport à l'axe longitudinal moyen de la tige (II-II) et se terminant par une portion tronconique (4) propre à être coiffée par une tête séparable présentant à cet effet un évidement tronconique, caractérisée en ce que le col comprend, respectivement sur ses première (5) et seconde (6) faces latérales généralement parallèles au plan moyen (III-III) défini par l'axe longitudinal moyen de col (I-I) et l'axe longitudinal moyen de tige (II-II), au moins des première (9) et seconde (10) cavités d'extraction, disposées dans la partie de col (3) adjacente au collier (2), les cavités (9, 10) étant destinées à être pénétrées par des ergots correspondants (23, 35) d'un outil d'extraction permettant la prise sur la pièce fémorale pour sa traction hors du canal médullaire de fémur. 2 - Pièce fémorale selon la revendication 1, caractérisée en ce que les première (5) et seconde (6) faces latérales du col (3) comprennent chacune une zone plane (11, 12) sur le pourtour de leur cavité d'extraction respective (9, 10), lesdites zones planes (11, 12) permettant l'appui de parties planes correspondantes (42, 44 ; 36, 37) respectivement d'un outil de pose ou d'un outil d'extraction de pièce fémorale, ledit outil pouvant ainsi imprimer un couple de rotation axiale à la pièce fémorale et l'orienter axialement dans le canal médullaire lors de sa pose ou de son extraction. 3 - Pièce fémorale selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le col (3) comprend, à sa base adjacente au collier (2), une cavité de pose (13) ménagée sur sa face extérieure (7) généralement perpendiculaire au plan moyen de pièce (III-III), la cavité (13) de pose pouvant recevoir ltextrémité d'un outil de pose (40) pour imprimer des efforts d'enfoncement axiaux sur la pièce fémorale lors de l'introduction de la tige (1) dans le canal médullaire de fémur. 4 - Pièce fémorale selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cavité de pose (13) est une cavité sensiblement hémisphérique d'axe (IV-IV) sensiblement parallèle à l'axe longitudinal moyen (II-II) de tige (1), ménagée sur un évidement à fond plat (14) de la face extérieure de col, le fond plat étant sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal moyen (I-I) de tige (1). 5 - Pièce fémorale selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la tige (1) comprend, dans sa zone adjacente au collier (2), des rainures et nervures (15) longitudinales incurvées ménagées sur les faces latérales de tige généralement parallèles au plan moyen (III-III) de pièce fémorale. 6 - Pièce fémorale selon la revendication 5, caractérisée en ce que les nervures (15) présentent, en coupe transversale, un profil anguleux à arêtes vives comprenant une grande facette (16) sensiblement parallèle au plan moyen (III-III) de pièce fémorale et une petite facette (17) sensiblement perpendiculaire. 7 - Pièce fémorale selon la revendication 6, caractérisée en ce que les petites facettes (17) sont légèrement rentrantes, inclinées d'un angle compris entre 30 et 60 environ par rapport à la perpendiculaire au plan moyen (III-III) de pièce fémorale, de sorte que les nervures (15) forment des arêtes vives à section en angle aigu. 8 - Pièce fémorale selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que les nervures (15) sont incurvées et sensiblement parallèles à la courbe extérieure (18) de face extérieure de tige (1). 9 - Equipement pour la réalisation de prothèses de la hanche, comprenant une série de pièces fémorales selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un outil d'extraction de pièce fémorale, comportant - un manche (19) muni d'une enclume (20) sur laquelle des chocs peuvent être imprimés dans le sens axial de la traction sur la pièce fémorale hors du canal médullaire, - une tête (22) munie d'un premier ergot latéral (23) propre à s'engager dans une première cavité (9) d'extraction de la pièce fémorale, - une pièce amovible (24), pouvant être adaptée et fixée sur la tête d'outil (22) par des organes de fixation (27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34), et comprenant un deuxième ergot (35) latéral en vis à vis du premier ergot latéral et propre à s'engager dans la seconde cavité (10) d'extraction de la pièce fémorale. 10 - Equipement selon la revendication 9, caractérisé en ce que les zones (36, 37) de tête d'outil et de pièce amovible qui sont adjacentes aux ergots correspondants (23, 35) sont planes pour s'adapter sur des zones planes correspondantes (11,12) du col (3) de pièce fémorale et permettre des efforts de rotation axiale de l'outil sur la pièce fémorale. 11 - Equipement selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un outil de pose comportant - un manche (119) muni d'une enclume (120) sur laquelle des chocs peuvent être imprimés dans le sens axial de la pénétration de la pièce fémorale dans le canal médullaire de fémur, - une tête (122), munie d'une extrémité (40) propre à s'engager dans la cavité de pose (13) de la pièce fémorale, et munie d'une première zone latérale plane (42) propre à porter contre une première zone plane correspondante (10) de première face latérale de pièce femorale, - une pièce amovible (43), pouvant être adaptée et fixée sur la tête d'outil (122) par des organes de fixation (127, 128, 129, 131, 132, 133, 30, 34), et comprenant une seconde zone latérale plane (44) en vis à vis de la première zone latérale plane (42) et propre à porter contre une seconde zone plane (11) correspondante de la seconde face latérale de pièce fémorale.