Brevet FR2666736A1 — publié le 19920320

PROTHESES ARTICULAIRES ET SYSTEME DE MNTAGE. La présente invention concerne les prothèses articu- laires et en particulier des prothèses ou pièces orthopé- diques destinées à être montées selon un concept à scelle- ment réversible.15 La publication de brevet européen EP O 256 906 décrit un nouveau concept de scellement d'une prothèse articu- laire Ce scellement dit réversible utilise un matériau bio-compatible présentant un potentiel d'expansion volumi- que susceptible de créer des efforts normaux aux surfaces20 en regard et qui s'opposent aux mouvements relatifs de la pièce prothétique et de l'os prothésé Ainsi, dans l'ap- plication au scellement d'une prothèse articulaire de han- che, le matériau bio-compatible en forme d'une gaine d'ajustage pour la queue de prothèse, grâce à son potentiel25 de reprise en eau entrainant une expansion volumique, fournit un scellement résistant de la queue de prothèse dans la cavité fémorale. Pour retirer la prothèse, en cas de rupture de celle-ci ou pour d'autres raisons, il suffit-de- fournir par exemple un supplément d'eau artificiellement à la gaine tout en libérant un espace d' expansion volumique pour cette gaine La reprise en eau supplémentaire entraîne une perte des propriétés de résistance mécanique de la gaine, ce qui facilite le retrait de la prothèse.35 Un des problèmes posés par ce type de scellement est la conception d'une structure de prothèse autorisant une modification du volume de la gaine suffisante pour le dé- sancrage de la queue de prothèse au moment désiré. L'invention fournit une solution à ce problème Elle propose une structure de prothèse articulaire destinée à être montée selon le concept à scellement réversible, pou- vant être facilement descellée et retirée en cas de besoin. La prothèse selon l'invention comprend des moyens per- mettant de libérer un espace entre les surfaces en contact de la gaine d'ajustage et de la queue ou partie scellée de la prothèse. Sous un des aspects de l'invention, les moyens dont est munie la prothèse sont tout ou partie de moyens per- mettant de chauffer la gaine d'ajustage de façon à con- tracter le matériau et par là de libérer un espace per- mettant le retrait de la queue de prothèse. Les moyens permettant de chauffer la gaine d'ajustage sont par exemple le corps même de la queue de prothèse qui à cette fin est réalisé en un matériau pouvant être chauffé par micro-ondes par exemple Ce peut être un ou plusieurs fils de résistance électrique incorporés à la queue de la prothèse et pouvant être connectés à une source de tension adéquate.20 Dans une autre variante, les moyens de chauffage de la queue de prothèse peuvent comprendre une couche de résis- tance électrique recouvrant au moins partiellement cette queue de prothèse. Sous un autre aspect de l'invention, la prothèse com- prend des moyens permettant de réduire le volume de sa partie scellée de façon à libérer un espace périphérique pour permettre une expansion du matériau de scellement bio-compatible formant la gaine d'ajustage, cette expansion étant accompagnée d'une perte de propriétés mécaniques, ce qui finalement permet l'extraction d'une part de la queue de prothèse et d'autre part de la gaine d'ajustage. Sous une forme de réalisation de la prothèse, celle-ci comporte une queue comprenant une tige centrale montée no- tamment par vissage dans un alésage déformable tel une35 cheville métallique. Pour la mise en place de la prothèse, la tige est au préalable vissée dans la cheville et la queue occupe alors un volume maximum Lorsqu'on désire, le cas échéant, re- tirer la prothèse, il suffit alors de dévisser la tige 3 centrale, ce qui ramène la cheville ou queue à un volume plus réduit La réduction de volume de la queue de prothèse libère ainsi un espace autorisant une expansion de la gaine d'ajustage accompagnée si nécessaire d'une perte de pro- 5 priétés mécaniques facilitant l'extraction de la prothèse et de la gaine. Sous une autre forme de réalisation de la prothèse, celle-ci présente une queue dont des éléments ou parties périphériques sont constituées d'éléments extractibles et10 pouvant être retirés séparément d'une partie fixe Ainsi, par exemple, la queue de prothèse peut présenter des can- nelures ou rainures périphériques, occupées par des tiges ou des vis pouvant être extraites facilement le cas échéant pour libérer ainsi des espaces périphériques Ces espaces15 périphériques libérés permettent alors une expansion de la gaine facilitant comme précédemment l'extraction de la queue de prothèse et de la gaine. L'invention concerne également l'ensemble de montage comprenant la prothèse et la gaine en un matériau bio-com- patible doué d'un potentiel d'expansion volumique ou de retrait volumique selon qu'on ajoute ou retire de l'eau ou un liquide physiologique audit matériau. Comme décrit précédemment, la queue de prothèse peut être formée de plusieurs parties facilitant son montage et son retrait ou désancrage. La gaine assurant le scellement réversible présente la forme et les dimensions adaptées d'une part à la queue de prothèse et d Fautre part-,aux caractéristiques de l'os pro thésé Elle doit permettre un assemblage aisé Elle peut30 être obtenue par usinage à la -forme et aux dimensions re- quises. Avantageusement, la gaine assurant le scellement ré- versible de la queue de prothèse peut aussi être réalisée en plusieurs parties, par exemple deux ou trois coquilles.35 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description suivante d'exemples de réalisation selon l'invention. La figure 1 représente une queue de prothèse de hanche qui, selon l'invention est munie de moyens permettant de 4 réduire son volume afin de libérer un espace périphérique. La figure 2 représente le système constitué par la queue de prothèse et sa gaine d'ajustage pour son scelle- ment, le tout monté dans l'os prothésé. 5 La figure 3 représente le système de la figure 2, dans la position d'extraction, la queue de prothèse présentant un volume réduit facilitant son extraction de la cavité osseuse. La figure 4 représente une variante de réalisation d'une queue de prothèse de hanche. La figure 5 est une vue en section en perspective de la queue de prothèse selon la section A-A. La figure 6 est une vue en section de la queue de prothèse munie de sa gaine d'ajustage. La queue de prothèse 1 de hanche représentée schéma- tiquement sur la figure 1, comprend plusieurs parties La partie supérieure 2 présente une extrémité 3 de forme ar- rondie nécessaire à l'articulation et aux mouvements en rotation dans la partie réceptrice (non représentée) soli-20 daire de la hanche La partie inférieure 4 est destinée à être scellée dans le canal médullaire de l'os Cette partie inférieure 4 est séparée de la partie supérieure 2 par une collerette 5 destinée à empêcher l'expansion à ce niveau de la gaine d'ajustage décrite ci-après, et elle est formée25 d'une partie annulaire 6 à partir de laquelle partent plu- sieurs brins 7, par exemple 4 brins s'étendant sur essen- tiellement toute la longueur de cette partie inférieure et qui sont maintenus séparés par une tige centrale filetée 8 - L'action de la tige centrale 8 sur la partie inférieure est30 celle drune vis dans une cheville -W par-vissage, elle écarte les brins 7 Lorsqu'elle est entièrement vissée, la partie inférieure occupe un volume maximum. Toutes les parties de la queue de prothèse peuvent être en acier inoxydable ou en un autre métal ou matériau adéquat, étant entendu que la nature du matériau et la structure des brins doivent procurer à la queue de prothèse une élasticité suffisante pour l'écartement des brins lors du vissage de la tige centrale, et leur rapprochement lors du dévissage et du retrait de cette tige Pour visser ou dévisser la tige centrale, une encoche 9 peut être prévue dans le haut de la tige. Sur la figure 2, la queue de prothèse 1 est repré- sentée munie de sa gaine d'ajustage 10 assurant le scelle- ment dans la cavité fémorale de l'os 11 Le scellement de la queue de prothèse est assuré par une expansion volumique de la gaine, due à une reprise en eau du matériau qui au préalable avait été séché. La gaine peut être fabriquée selon la méthode décrite dans la publication de brevet européen EP-A-0 256 906. Elle peut être formée d'une seule pièce obtenue par usinage ou moulage Elle peut aussi être formée par un as- semblage de plusieurs coquilles généralement deux ou trois. La gaine est par exemple confectionnée à partir d'un matériau obtenu par la mise en oeuvre du procédé décrit dans la publication du brevet européen EP-A-0 256 906, et qui comprend les opérations suivantes on prépare de l'alcali-cellulose par trempage de la pâte de cellulose notamment de la pâte obtenue par le procédé bisulfite acide, dans une solution de soude suivi d'un es- sorage et d'un pressage pour atteindre un poids en cellu- lose sèche compris entre 30 % et 40 % environ, on réalise ensuite la sulfuration de l'alcali-cellulose par du sulfure de carbone, de préférence en excès par rap- port aux quantités stoéchiométriques, pour obtenir du xan- thate de sodium, on dissous le xanthate de sodium dans une solution de soude diluée pour obtenir -de la-viscose, c'est-à-dire une solution contenant de la cellulose -et de la soude à des30 teneurs bien déterminées, de- préférence de 7 à 12 % -en - poids de cellulose et de 4 à-8 % en poids de soude, on soumet la solution obtenue à un traitement thermique afin de provoquer la coagulation de la viscose et à un traitement d'élimination du soufre, ces deux traitements35 s'effectuant par phases de façon alternée, pour obtenir un matériau amorphe et présentant un caractère caoutchouteux, et on sèche le matériau obtenu. L'élimination du soufre s'effectue par lavage avec de l'eau et un produit réactif avec le soufre, notamment le 6 sulfite de sodium, le carbonate de sodium. Le matériau finalement obtenu à la consistance du bois et il présente une teneur en soufre inférieure à 0,1 % en poids. 5 La forme et les dimensions de la gaine sont adaptées aux caractéristiques de la queue de prothèse et à celles de l'os prothésé. Le scellement réalisé après une reprise en eau con- trôlée s'oppose à tous les mouvements relatifs de la pro- thèse et de la pièce osseuse réceptrice. Lorsqu'il est nécessaire pour une raison ou une autre de retirer la prothèse, on dévisse et on retire la tige filetée 8, ce qui provoque le rapprochement des brins 7 comme représenté sur la figure 3 et la libération d'un es-15 pace périphérique 12 entre la queue de prothèse et la gaine Par injection d'eau ou de liquide physiologique par le trou 13 laissé par le retrait de la tige filetée, on apporte au matériau de la gaine un supplément d'eau qui permet une expansion de ce matériau, liée à une perte de20 ses caractéristiques mécaniques facilitant le retrait de la queue de prothèse et de la gaine de scellement. Sur les figures 4 et 5, on a représenté une variante de réalisation d'une queue 14 de prothèse de hanche Dans cette variante, la partie inférieure 15 de la queue 1425 présente des cannelures, ou gorges 16, ou rainures péri- phériques comblées par des tiges filetés ou non 17 pouvant être extraites le cas échéant par dévissage ou coulissement vers l'extrémité supérieure 18 de la queue. Cette prothèse comme dans le cas de la variante pré- cédente est scellée dans la partie supérieure du canal mé- dullaire du fémur par l'utilisation d'une gaine en matériau bio-compatible doué d'un potentiel d'expansion par absorp- tion d'eau ou de liquide physiologique La figure 5 est une section en perspective de la queue selon la ligne de dé-35 coupe A-A. La figure 6 est une section de la queue munie de sa gaine d'ajustage 19 formée ici de deux coquilles 20, 21. Selon la forme en section des tiges, la queue de pro- thèse peut présenter une ligne périphérique canelée ou plus 7 régulière. Pour desceller la queue de prothèse, il suffit de re- tirer par coulissement les tiges 17 de leur compartiment en forme de gorges 16. 5 Les espaces périphériques formés par les gorges vides dues au retrait des tiges 17 vont autoriser une expansion volumique de matériaux constituant la gaine lors d'un ap- port d'eau ou de liquide physiologique, cet apport pouvant se faire par le haut des gorges 16. 10 Une variante de la queue de prothèse de hanche selon l'invention utilisant cette fois des moyens permettant de chauffer la gaine d'ajustage de façon à contracter le matériau constituant cette gaine peut présenter une structure semblable à celle décrite en relation avec les figures 4, 515 et 6 Dans ce cas les tiges 17 sont des fils de résistances électriques Ces fils restent bien entendu en place lors de l'opération de descellement de la queue de prothèse Pour opérer ce descellement, on connecte les fils de résistance à une source de tension électrique adéquate Par chauffage de ces fils, le matériau constituant la gaine d'ajustage se contracte et libère ainsi la queue de prothèse. REVENDI CATIONS 1 Prothèse ou pièce orthopédique ( 1, 14) dont une partie ( 4, 15) est destinée à être scellée dans le canal médullaire d'un os prothésé ( 11) à l'aide d'une gaine 5 d'ajustage ( 10, 19), caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens ( 7, 8, 16, 17) permettant de libérer un espace entre les surfaces en contact de la gaine d'ajustage et de la partie scellée de la prothèse. 2 Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens sont tout ou partie de moyens permettant de chauffer la gaine d'ajustage. 3 Prothèse selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens permettant de chauffer sont au moins un fil ou une couche de résistance électrique.15 4 Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens permettant de libérer un espace sont des moyens permettant de réduire le volume de la partie scellée. 5 Prothèse selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte une queue ( 4) comprenant une tige cen- trale ( 8) montée dans un alésage déformable ( 6, 7). 6 Prothèse selon la revendication 5, caractérisée en ce que la tige centrale est une vis ( 8) écartant en posi- tion vissée, ou rapprochant en position dévissée des élé-25 ments ( 7) de l'alésage. 7 Prothèse selon la revendication 4, caractérisée en ce que la partie ( 15) destinée à être scellée présente des éléments périphériques extractibles ( 17). 8 Prothèse selon la -revendication 7, caractérisée en ce que la partie ( 15 Y -destinée à être scellée présente des gorges ( 16) occupées par des tiges ou des vis ( 17). 9 Ensemble de montage, comprenant une prothèse ( 1) selon une des revendications 1 à 8, montée dans une gaine ( 10, 19) en une ou plusieurs parties en un matériau bio-compatible doué d'un potentiel d'expansion volumique ou de retrait volumique, selon qu'on ajoute ou retire de l'eau ou un liquide physiologique.