Brevet FR2664809A1 — publié le 19920124

SYSTEME DE PROTHESE D'EPAULE La présente invention concerne un système de prothèse d'épaule perfectionnée, lequel système permet une adaptation de la prothèse en fonction de chaque cas particulier. L'évolution des matériaux et des techniques chirurgicales a permis, depuis quelques années, le développement des prothèses d'épaule. Celles-ci sont actuellement implantées dans deux indications majeures, l'une en pathologie traumatique et l'autre en orthopédie. En pathologie traumatique, il s'agit de traiter des fractures comminutives de l'extrémité supérieure de l'humérus, et essentiellement les fractures céphalo tubérositaires à quatre fragments : l'un est constitué par la calotte de tête vouée à la nécrose, le deuxième par le trochiter détaché portant la coiffe, le troisième par le trochin portant le sous-scapulaire, et le quatrième par la diaphyse humérale. Dans cette indication, la prothèse se limite à une seule pièce humérale comprenant une tige d'ancrage dans l'humérus et un élément céphalique ou tête humérale. En orthopédie, la mise en place d'une prothèse d'épaule est conséquente soit à des séquelles traumatiques avec cals vicieux, soit à des omarthroses. Celles-ci sont fréquemment dues à une rupture de coiffe ancienne, ou bien encore liées à une polyarthrite rhumatoide. Dans les deux cas, l'absence de coiffe entraîne généralement une arthrose excentrée avec surélévation de l'humérus par rapport à la glène qui est le plus souvent le siège d'un éculement supérieur. Il y a alors nécessité de poser une prothèse totale, c'est-à-dire une prothèse comprenant la pièce humérale déjà mentionnée, ainsi qu'une pièce glénoidienne fixée sur l'omoplate. Dans les prothèses connues de même type que celle de l'invention, la pièce humérale comprend entre la tige d'ancrage dans l'humérus et l'élément céphalique ou tête humérale une partie intermédiaire ou col faisant un angle de l'ordre de 1350 avec l'axe de la tige. A la jonction tige-col, des moyens sont prévus pour limiter l'enfoncement de la tige dans l'humérus, afin d'obtenir une qualité d'ancrage satisfaisante et durable. Il s'agit par exemple d'une collerette destinée à venir en appui par sa face inférieure sur le bord de section de l'humérus. Un problème majeur rencontré par le chirurgien avec ce type de prothèse réside dans l'impossibilité d'en assurer un positionnement correct si les conditions telles qu'une fracture bas située lui imposent de couper lrhumérus au-dessous d'un certain niveau : il n'a alors le choix qu'entre deux alternatives aussi imparfaites l'une que l'autre : soit suspendre la prothèse en ne l'enfonçant que partiellement dans l'humérus, ce qui est source de descellement; ou bien appuyer la prothèse sur le bord de section de l'humérus, ce qui entraîne le relâchement du deltolde et de la coiffe, avec diminution du bras de levier qui devient inadéquat pour l'abduction et l'élévation active efficaces. L'objet de l'invention est de prévoir un nouveau système de prothèse d'épaule perfectionnée, notamment en vue d'apporter une solution simple au problème susénoncé. A cet effet, un système de prothèse d'épaule selon l'invention, dont la pièce humérale comporte une tige d'ancrage dans l'humérus prolongée par un col intermédiaire faisant un angle de l'ordre de 1350 avec elle et portant la tête humérale, la partie supérieure de la tige présentant en outre des moyens pour limiter son enfoncement dans le canal médullaire de l'humérus, est caractérisé en ce que la tige et la tête humérale sont des éléments séparés, réunis au moyen d'une pièce intermédiaire orientée selon l'axe du col, et en ce qu'il est prévu un jeu de plusieurs pièces intermédiaires de longueurs différentes, afin de permettre, à partir d'une tige d'ancrage et d'une tête humérale données, de choisir la pièce intermédiaire procurant la longueur de col la plus proche de la valeur désirée. Indépendamment des autres paramètres concernant la tige d'ancrage et la tête humérale, l'invention offre donc au chirurgien la possibilité de choisir en préopératoire la longueur de col en fonction de chaque cas particulier. Du fait de l'angle de 1350 entre la tige et le col, l'augmentation en longueur de celuici entraîne un déport vers l'extérieur de la tige humérale par rapport à l'élément céphalique, qui contribue d'une part à la remise en tension du deltoïde et de la coiffe, en augmentant d'autre part le bras de levier du deltoïde pour l'abduction. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des dessins annexés, dans lesquels la Fig. la est une vue frontale schématique, partiellement en coupe, d'une prothèse totale selon l'invention, la Fig. lb est une vue de profil de la pièce humérale de la prothèse de la Fig. 1, et les Figs. 2a à 2c sont des vues schématiques représentant, partiellement en coupe, la partie supérieure de la pièce humérale, respectivement avec trois cols de longueurs différentes. Dans la prothèse totale représentée à la Fig. la, la pièce humérale 1 comprend une tige d'ancrage 2 limitée à sa partie supérieure par une collerette 3, une pièce intermédiaire 4 inclinée par rapport à la tige 2 pour former un col et, à l'extrémité supérieure de celle- ci, une tête humérale 5, laquelle est destinée à venir en contact intime par sa surface externe avec la surface concave correspondante d'une pièce glénoidienne 6 fixée à l'omoplate. La tige humérale 2, en matériau biocompatible tel que titane, présente un état de surface permettant une fixation sans ciment ou un scellement, cet état de surface consistant, par exemple, en la formation de fines pores. Elle est de forme presque cylindrique, avec deux petits méplats avant et arrière 7. Au sommet de la tige 2, la collerette 3 est inclinée selon un angle de 45 , environ, par rapport à l'axe longitudinal X-X, et au-delà de celle-ci, un plot 8 de type cone Morse fait saillie. Il est placé sensiblement au centre de la collerette 3, et orienté perpendiculairement à son plan, soit selon un de 1350, environ, par rapport à l'axe X-X de la tige 2. Le repère 9 à la Fig. la indique un aileron supéroexterne 9 placé sous la collerette 3, dans lequel sont ménagés au moins deux trous 10. Il a pour fonction d'empêcher la rotation de la tige 2 par rapport à l'humérus, et il sert également de système de fixation éventuelle du trochiter et de la coiffe. Plusieurs longueurs et diamètres de tige sont prévus en fonction des morphotypes. Dans une forme de réalisation satisfaisante, sept modèles différents sont réalisés à partir de trois longueurs et trois diamètres, soit - deux petits modèles de longueur de 120 mm avec diamètres respectifs de 8 et 10 mm, - trois modèles intermédiaires de longueur de 160 mm avec diamètres de 8, 10 et 12 mm, - deux grands modèles de longueur de 200 mm avec diamètres de 10 et 12 mm. La tête humérale 5 est par exemple en titane nitruré, pour permettre de diminuer les frottements. Elle a la forme générale d'un segment de sphère et présente dans sa face plane un évidement tronconique 11 disposé axialement, et formant la partie femelle d'une liaison à cône Morse pour l'assemblage avec la pièce intermédiaire 4. Comme pour la tige 2, plusieurs modèles de tête humérale sont prévus, avec des diamètres différents. En pratique, trois modèles sont suffisants, avec respectivement des diamètres de 34 mm, 40 mm et 46 mm, par exemple. Conformément à l'invention, le col de la prothèse est réalisé au moyen de la pièce intermédiaire 4 entre la tige humérale 2 et la tête humérale 5, la pièce 4 étant choisie dans un jeu comprenant plusieurs modèles de longueurs différentes. Un tel jeu est représenté aux Figs. 2a à 2c. A la Fig. 2a, la pièce intermédiaire 4a est une simple bague dont les parois interne et externe sont tronconiques pour ss'adapter respectivement sur le cône Morse 8 de la tige 2 et dans l'évidement 11 de la tête 5. La bague 4a procure une longueur de col minimale puisqu'elle n'écarte que très peu dans la direction de celui-ci la tête humérale 5 de la collerette 3. En pratique, la bague 4a est presque intégralement prise en sandwich entre le cône 8 et la tête 5. Avec les pièces 4b et 4c, respectivement représentées aux Figs. 2b et 2c, l'évidement 11 de la tête 5 et le cône 8 de la tige 2 sont décalés l'un de l'autre dans la direction Y-Y du col, d'où la nécessité pour lesdites pièces d'une rigidité accrue par rapport à la pièce 4a. A cet effet, leur extrémité supérieure est pleine en 41b, 41c, et autour de leur évidement de réception du cône 8, soit dans la zone 42b, 42c audessous de la partie rentrant dans la tête 5, leur section est augmentée. Les pièces 4 sont de préférence dans le même matériau que la tige 2, tel que titane, et les différents modèles d'un même jeu permettent par exemple des allongements du col par pas de 5 mm. Dans une forme de réalisation satisfaisante, les pièces 4 sont au nombre de trois, et le choix entre elles s'opère en fonction de la longueur de col désirée, laquelle est déterminée en pré-opératoire avec l'aide de calques appropriées, de la radio de l'épaule défectueuse et de la radio de l'épaule contro-latérale. La pièce glénoidienne 6, Fig. la, en matériau à faible coefficient de frottement tel que polyéthylène, a une forme générale de calotte sphérique. Elle existe en plusieurs modèles, chacun correspondant à un modèle de tête humérale 5. Sa face concave présente une courbure horizontale de même rayon que celui de la tête humérale 5, et une courbure verticale moins prononcée pour permettre un certain roulement de celle-ci. La partie de la pièce glénoidienne 6 destinée à être scellée dans l'omoplate est identique dans tous les modèles. Selon une caractéristique de l'invention, au lieu d'un seul moyen d'ancrage disposé centralement, elle en comporte deux, l'un supérieur et l'autre inférieur, pour diminuer les risques de descellement par rotation ou basculement. Ces moyens sont sensiblement parallèles. De préférence, au moins le moyen inférieur est légèrement orienté vers le bas, par exemple de 50, pour une meilleure fixation dans le pilier inférieur. Les moyens d'ancrage illustrés à la Fig. la sont des plots 12 destinés à être scellés dans la glène. En variante, on utilise des vis, qui sont notamment préférables en cas d'arthroses excentrées avec perte importante de substance. La pièce glénoidienne comporte alors une embase avec des trous de passage pour les vis, sur laquelle vient s'encliqueter la partie en polyéthylène de réception de la tête humérale. Le système de prothèse d'épaule selon l'invention comprend en outre un matériel ancillaire étudié en vue d'un positionnement précis des pièces humérale et glénoidienne. Concernant la pièce humérale, il comprend notamment un calque de toutes les tiges, têtes et cols prévus en tenant compte de l'agrandissement radiologique, un jeu d'alésoirs correspondant en longueur et en diamètre à chaque modèle de tige, et présentant une fente latérale pour le passage d'un ciseau servant à découper le logement de l'aileron supéro-externe 9, un guide de coupe orienté à 450 permettant une coupe précise de l'humérus pour un appui correct de la collerette 3, et un porte-prothèse permettant d'impacter la prothèse, solidement fixe à celle-ci pour éviter tout mouvement de rotation entre les deux pièces. Selon une autre caractéristique de l'invention, ce matériel ancillaire huméral est avantageusement complété par un système de visée externe permettant d'obtenir une rétroversion automatique de la pièce humérale qui doit être calculée à partir du plan bicondylien et qui, en pratique, reste le plus souvent très approximative par manque de moyens de pose adaptés. Ce système de visée comprend d'une part une pièce en fer à cheval sous forme de deux modèles (droit et gauche), destinée à être serrée sur le bras au niveau de la partie inférieure de l'humérus, cette pièce étant pourvue vers l'arrière de deux tiges de repérage dans son plan, la première indiquant la position rotatoire zéro de l'humérus, et la seconde faisant avec elle un angle de 400 vers l'extérieur. D'autre part, une troisième tige devant être parallèle à ladite seconde tige lors de l'introduction de la prothèse dans l'humérus est fixée sur le porte-prothèse, perpendiculairement à l'axe longitudinal X-X de la tige 2, ainsi qu'au plan (X-X, Y-Y). Dans une version simplifiée, le système de visée externe ne comporte qu'une seule tige solidaire du porteprothèse, qu'il suffit d'orienter parallèlement à la direction de l'avant-bras, coude plié. Comme ladite troisième tige du système de visée précédemment décrit, cette tige de visée est perpendiculaire à l'axe longitudinal X-X de la tige d'ancrage 2. D'autre part, le plan qu'elle définit avec l'axe X-X fait un angle de 1300 avec le plan (X-X, Y-Y). Le matériel ancillaire glénoidien comporte, quant à lui, un guide de positionnement de la pièce glénoidienne, muni de deux trous pour pouvoir percer les logements des deux moyens d'ancrage, ce qui permet ensuite un positionnement automatique de ladite pièce. Un porte-guide vissé sur le guide soit de part et d'autre de celui-ci, soit à sa partie supérieure, permet un bon positionnement quel que soit la voie d'abord, et notamment en cas de voie d'abord supérieure. Par ailleurs, un porte-glène permet d'impacter la glène prothétique lors du scellement. Le système de prothèse d'épaule selon l'invention procure une très bonne précision de tous les paramètres, tant dimensionnels que de positionnement, ce qui est essentiel du point de vue fonctionnel et du point de vue de la stabilité à long terme. A noter que la simplicité des moyens de liaison entre les éléments formant la pièce humérale permet même, après contrôle radiologique et/ou contrôle de la tension du deltoïde et de la coiffe, d'interchanger la pièce intermédiaire en per-opératoire si ces contrôles font apparaître que le choix initial la concernant n'était pas le meilleur. REVENDICATIONS 1) Système de prothèse d'épaule dont la pièce humérale (1) comporte une tige (2) d'ancrage dans l'humérus, prolongée par un col intermédiaire faisant un angle de l'ordre de 1350 avec elle et portant la tête humérale (5), la partie supérieure de la tige (2) présentant en outre des moyens pour limiter son enfoncement dans le canal médullaire de l'humérus, caractérisé en ce que la tige (2) et la tête humérale (5) sont des éléments séparés, réunis au moyen d'une pièce intermédiaire (4) orientée selon l'axe du col, et en ce qu'il est prévu un jeu de plusieurs pièces intermédiaires de longueurs différentes, afin de permettre, à partir d'une tige d'ancrage (2) et d'une tête humérale (5) données, de choisir la pièce intermédiaire procurant la longueur de col la plus proche de la valeur désirée. 2) Système de prothèse d'épaule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sommet de la tige (2) présente un cône Morse (8) disposé selon l'axe du col (Y-Y), et destiné à être reçu dans un évidement tronconique correspondant desdites pièces intermédiaires (4). 3) Système de prothèse d'épaule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tête humérale (5) a la forme générale d'un segment de sphère et présente dans sa face inférieure un évidement central (11) de forme tronconique, dans lequel est reçue la partie supérieure de forme complémentaire desdites pièces intermédiaires (4). 4) Système de prothèse d'épaule selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le jeu de pièces intermédiaires comprend une première pièce (4a) sous la forme d'une bague venant se placer entre le cône (8) de la tige (2) et la paroi latérale de l'évidement (11) de la tête humérale (5), et au moins deux autres pièces plus longues (4b, 4c), lesquelles sont pleines à leur extrémité supérieure (41b, 41c), et de section épaissie dans leur partie inférieure (42b, 42c). 5) Système de prothèse d'épaule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens pour limiter l'enfoncement de la tige (2) dans l'humérus consistent en une collerette (3) inclinée à 450, au-delà de laquelle ledit cône (8) fait saillie. 6) Système de prothèse d'épaule selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tige (2) est sensiblement cylindrique, avec des méplats avant et arrière (7). 7) Système de prothèse d'épaule selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tige d'ancrage (2) est pourvue d'un aileron supéro-externe (9) pour le blocage en rotation dans l'humérus, et pour la fixation éventuelle du deltoïde et de la coiffe. 8) Système de prothèse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pièce glénoidienne (6) comporte des moyens d'ancrage inférieur et supérieur. 9) Système de prothèse d'épaule selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la pièce glénoidienne (6) présente extérieurement une courbure horizontale de même diamètre que la tête humérale (5) et une courbure verticale moins prononcée pour permettre un certain roulement de ladite tête humérale (5). 10) Système de prothèse d'épaule selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs tailles de tige humérale (2), de tête humérale (5) et de pièce glénoidienne (6). 11) Système de prothèse d'épaule selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le matériel ancillaire huméral comporte un système de visée externe pour le réglage en rétroversion de la pièce humérale, lequel système comprend d'une part une pièce destinée à être serrée sur le bras au niveau de la partie inférieure de l'humérus, ladite pièce étant pourvue vers l'arrière de deux tiges de repérage dans son plan, la première indiquant la position rotatoire zéro de l'humérus, et la seconde faisant avec elle un angle de 400 vers l'extérieur; et comprend d'autre part une troisième tige devant être orientée parallèlement à ladite seconde tige lors de l'introduction de la prothèse dans l'humérus, cette troisième tige étant fixée à un porte-prothèse, perpendiculairement à l'axe longitudinal (X-X) de la tige d'ancrage (2), et perpendiculairement au plan (X-X, Y-Y) que définit cette dernière avec le col. 12) Système de prothèse d'épaule selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le matériel ancillaire huméral comporte un système de visée externe pour le réglage en rétroversion de la pièce humérale, lequel système comprend une tige destinée à être orientée parallèlement à la direction de l'avant-bras, coude replié, lors de l'introduction de la prothèse dans l'humérus, ladite tige étant fixée à un porte-prothèse, perpendiculairement à l'axe longitudinal (X-X) de la tige d'ancrage (2), et selon un angle de 1300 entre le plan qu'elle définit avec ledit axe (X-X) et le plan (x-x, Y-Y).