Brevet FR2664492A1 — publié le 19920117

I PROTHESE BICONDYLIENNE DU GENOU La présente invention concerne une prothèse bicondylienne du genou, c'est-à-dire une prothèse comportant un élément fémoral reproduisant les condyles du fémur et un élément tibial reproduisant le plateau tibial, chacun de ces éléments étant solidaire, par sa face opposée à celle tournée vers l'autre élément, d'une tige d'ancrage destinée à être implantée, avec ou sans ciment, dans le canal médulaire de l'os correspondant. Il existe actuellement deux types de prothèses bicondyliennes Dans les premières, dites à glissement, l'élément fémoral et l'élément tibial sont dissociés et, de ce fait, elles possèdent deux degrés de liberté, à savoir la rotation articulaire et les rotations interne et externe du tibia, mais elles ne possèdent aucun moyen de lutter contre les laxités antéro-postérieures et latérales. Dans les secondes, dites à charnière, l'élément tibial est lié à l'élément fémoral par un axe d'articulation qui élimine un degré de liberté puisqu'il interdit les rotations interne et externe du tibia En outre, la rotation du tibia autour d'un axe transversalement immobile ne permet pas de reproduire fidèlement l'articulation d'un genou sain. Par le brevet français 81 13723, on connait une prothèse du second type dans laquelle, pour permettre au plateau tibial de suivre le profil des condyles sans perte de contact avec le plateau tibial, le palier de l'axe d'articulation, solidaire du plateau tibial, est constitué par une lumière débouchant vers le haut En outre, pour faire bénéficier cette prothèse d'un second degré de liberté et permettre ainsi les rotations interne et externe du tibia, des jeux mécaniques importants sont prévus entre l'axe et son palier, d'une part et entre le palier de l'axe et les paliers de la chape fémorale, d'autre part. Il en est résulté non seulement une grande laxité mais aussi une grande instabilité, très gênante pour la marche. La présente invention vise à remédier à tous ces inconvénients A cet effet, dans la prothèse qu'elle concerne et qui est du type à charnière, le palier de l'axe d'articulation des deux éléments est solidaire d'un support lié au plateau tibial par des moyens permettant, d'une part, sa rotation autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à la face de ce plateau tournée vers l'élément fémoral et, d'autre part, le déplacement transversal de cet axe d'articulation dans une direction parallèle au second axe précité c'est-à-dire dans une direction sensiblement perpendiculaire au plateau tibial. Cette prothèse élimine donc toute laxité antéro-postérieure et latérale tout en permettant la reproduction fidèle des mouvements de l'articulation d'un genou normal, grâce, notamment, à la possibilité de déplacement transversale de son axe. En outre, la possibilité de rotation du support de l'axe d'articulation autour d'un axe sensiblement perpendiculaire au plateau tibial, c'està-dire sensiblement parallèle à l'axe de la tige fémorale, autorise les rotations interne et externe du tibia. Suivant une forme d'exécution simple de l'invention, les moyens de liaison, au plateau tibial, du support de l'axe d'articulation sont constitués par une queue orientée radialement à l'axe du palier et engagée dans un puits, de section transversale complémentaire de celle de la queue précitée, ménagé, pour la recevoir avec possibilité de coulissement axial, dans le plateau tibial. Cette queue pourrait évidemment être de section transversale circulaire, ce qui autoriserait sa rotation, autour de son axe de révolution; cependant, suivant une forme d'exécution avantageuse de cette prothèse, d'une part, le plateau tibial est monté sur un plateau intermédiaire avec possibilité de rotation autour de l'axe du puits destiné à recevoir la queue du support du palier de l'axe d'articulation et, d'autre part, la queue précitée et le puits du plateau tibial destiné à la recevoir présentent une section transversale non circulaire. De préférence, le plateau intermédiaire et le support du palier de l'axe d'articulation sont en un métal inaltérable et biocompatible tel qu'en alliage de titane éventuellement traité en surface pour recevoir une implantation ionique tandis que le plateau tibial est en une matière synthétique bio-compatible et présentant un faible coefficient de frottement par rapport au métal constitutif des pièces précitées Une matière synthétique convenant parfaitement à cet usage est le polyéthylène haute densité, éventuellement traité en surface pour recevoir une implantation ionique. Suivant une autre caractéristique de l'invention ayant pour but de réduire encore les risques de laxité latérale en assurant un meilleur guidage du plateau tibial sur les condyles du fémur, le plateau tibial présente, sur sa face en contact avec les condyles, deux saignées de forme complémentaire de celle du secteur embrassé des condyles et dont chacune est destinée à être engagée sur le secteur précité du condyle. Suivant une caractéristique simple de l'invention, les moyens de montage rotatif et de guidage du plateau tibial sur le plateau intermédiaire comprennent, d'une part, en saillie sur la face du plateau tibial tournée vers le plateau intermédiaire, un manchon cylindrique entourant son puits destiné à recevoir la queue du support de l'axe d'articulation et destiné à être engagé dans un trou traversant, prévu dans le plateau intermédiaire pour lui servir de palier et, d'autre part, en saillie sur la face du plateau intermédiaire tournée vers le plateau tibial, une virole cylindrique coaxiale au trou traversant du plateau intermédiaire et destinée à être engagée dans une gorge annulaire ménagée, pour la recevoir, dans la face inférieure du plateau tibial, autour du manchon cylindrique précité. Suivant encore une autre caractéristique de cette prothèse ayant pour but de limiter les rotations interne et externe du tibia, le plateau tibial porte, sur sa face inférieure, c'est-à-dire sur sa face tournée vers le plateau intermédiaire, au moins une saillie en forme d'ergot et le plateau intermédiaire présente, sur sa face supérieure en regard avec le plateau tibial et en correspondance de chaque saillie précitée, une mortaise en arc de cercle, apte à recevoir cette saillie et à limiter la course angulaire du plateau tibial par ses extrémités dont chacune sert de butée à la saillie du plateau tibial. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette prothèse: Figure 1 est une vue en perspective montrant les deux éléments de cette prothèse articulés l'un à l'autre; Figure 2 est une vue de côté en élévation de la prothèse de figure 1 Figure 3 est une vue en perspective éclatée de l'élément tibial de la prothèse des figures 1 et 2; Figure 4 est une vue en perspective, par-dessous, du plateau tibial seul de l'élément tibial de figure 3; Figure 5 est une vue en perspective éclatée de l'élément fémoral des figures 1 et 2. Comme le montre le dessin, cette prothèse bicondylienne du genou est du type comportant deux éléments, à savoir un élément tibial 2 et un élément fémoral 3 L'élément tibial 2 est destiné à remplacer le plateau tibial endommagé d'un tibia A cet effet, cet élément tibial 2 comporte un plateau tibial 21 solidaire, par exemple par assemblage et vissage, d'une tige d'ancrage 22 destiné à être implantée, avec ou sans ciment, dans le canal médulaire du tibia préalablement réséqué. L'élément fémoral 3 comprend, essentiellement, deux nervures parallèles en forme de condyles 31 se prolongeant, vers l'avant, par un bouclier trochléen 32 destiné à recevoir la rotule anatomique ou une rotule prothétique Entre les deux condyles 31, l'élément fémoral porte, sur sa face supérieure, c'est-à-dire celle tournée à l'opposé du plateau tibial 21 de l'élément tibial 2, un bossage évidé 33, destiné à recevoir la tige d'ancrage 34 devant servir à la fixation de cet élément fémoral 3 au fémur préalablement réséqué du patient Cette tige d'ancrage 34 est destinée à être implantée, avec ou sans ciment, dans le canal médulaire du fémur du patient L'axe de la tige 34 et, par conséquent, du bossage évidé 33, est incliné d'environ 4 par rapport au plan vertical médian de l'élément fémoral 3, ce qui permet de restituer à cette articulation le valgus physiologique. Comme indiqué précédemment, la prothèse selon l'invention est du type comportant un axe d'articulation 4. Pour permettre sa liaison à l'axe d'articulation 4, l'élément fémoral 3 présente deux paliers coaxiaux 35 (dont un est visible sur la figure 5) dont chacun est aménagé dans une pièce intermédiaire 36 destinée à servir d'entretoise, comme cela sera expliqué ci-après, après avoir été engagée, partiellement, dans un trou 37 aménagé, pour la recevoir, dans une nervure 38 prévue sur la face postérieure de chaque condyle 31 auquel elle sert de raidisseur L'axe 4 se trouve donc lié rigidement à la pièce fémorale 3. La liaison de l'axe d'articulation 4 à l'élément tibial est réalisée par l'intermédiaire d'un support 23 dans lequel est aménagé un palier 24 pour l'arbre 4 et qui porte une queue latérale 25 destinée à être engagée, avec possibilité de coulissement axial, dans un puits 26 de même section transversale qu'elle, aménagé, pour la recevoir et la guider, dans le plateau tibial 21. La liaison ainsi réalisée entre l'axe d'articulation 4 et l'élément tibial 2 autorise donc des déplacements transversaux de l'axe 4 parallèlement à l'axe commun 5 de la queue 25 et du puits 26. L'articulation de l'élément tibial 2 à l'élément fémoral 3 procure donc à cette prothèse un premier degré de liberté puisqu'autorisant un pivotement autour de l'axe 4. Il est possible de procurer à cette prothèse un second degré de liberté en autorisant une rotation de l'élément tibial 2, par rapport à l'élément fémoral 3, autour de l'axe 5 commun à la queue 25 et au puits 26 Cette possibilité de rotation pourrait être obtenue en conférant à la queue 25 et au puits 26 une section transversale circulaire avec l'inconvénient que dans ce cas, les condyles 31 en appui sur la face supérieure 21 a du plateau tibial 21 seraient déplacés transversalement sur cette face, ce qui deviendrait difficile après usure de cette face supérieure du plateau tibial 21, par suite des flexions répétées de la jambe du patient équipée de cette prothèse En effet, cette usure entraînerait une pénétration plus ou moins profonde des condyles 31 dans la face supérieure 21 a du plateau tibial 21 C'est pourquoi, selon une forme d'exécution avantageuse de l'invention, le plateau tibial 21 est monté pivotant, par rapport à la tige d'ancrage 22 de l'élément fémoral 2, autour de l'axe commun 5 de la queue 25 et du puits 26. A cet effet, il est prévu, lié rigidement à la tige d'ancrage 22, un plateau intermédiaire 27 sur lequel le plateau tibial 21 est monté avec possibilité de rotation autour de l'axe 5 A cet effet, d'une part, le plateau tibial 21 porte, en saillie sur sa face inférieure 21 b, un manchon cylindrique 21 c entourant son puits destiné à recevoir la queue 25 du support 24 de l'axe d'articulation 4, ce manchon étant destiné à être engagé dans un trou traversant 27 a ménagé dans le plateau intermédiaire 27 pour lui servir de palier et, d'autre part le plateau intermédiaire 27 porte, sur sa face supérieure tournée vers le plateau tibial 21, une virole cylindrique 27 b coaxiale au trou traversant 27 a et destinée à être engagée dans une gorge annulaire 21 d ménagée, pour la recevoir, autour du manchon cylindrique 21 c du plateau tibial 21 Dans ce cas, la section transversale de la queue 25 et du puits 26 qui n'a plus à être de section circulaire présente, avantageusement, une section oblongue comme illustré sur la figure 3. Pour limiter l'angle de pivotement du plateau tibial 21 sur le plateau intermédiaire 27 autour de l'axe 5, dans l'exemple illustré sur le dessin, le plateau intermédiaire 27 porte, sur sa face supérieure tournée vers le plateau tibial 21, deux mortaises 27 c en forme d'arcs de cercle centrés sur l'axe 5 commun à la queue 25, au puits 26 et au trou traversant 27 a tandis que le plateau tibial 21 porte, en saillie sur sa face inférieure 21 b, et en correspondance de chacune des mortaises 27 c, deux ergots 21 f, également en forme d'arcs de cercle, mais représentant un secteur inférieur à celui des mortaises 27 c, de manière à permettre un certain débattement angulaire du plateau tibial 21 par rapport au plateau intermédiaire 27 Ce manchon permet donc de procurer, sans aucune difficulté, à cette prothèse, les possibilités de rotations interne et externe du tibia. On obtient donc bien, ainsi, une prothèse à deux degrés de liberté puisque l'axe 4 autorise un premier degré de liberté tandis que le montage pivotant du plateau tibial 21 autorise le second. En outre, le montage de l'axe 4 dans son support 24 mobile parallèlement à l'axe 5 permet de réaliser des condyles 31 de profil non circulaire, c'est-à-dire reproduisant, au plus près, le profil des condyles naturels d'un fémur. L'examen de la figure l montre, en outre, que la présence des pièces intermédiaires 36 dont chacune est disposée entre le support 23 de l'axe d'articulation 4 et l'une des nervures 38, a pour effet d'éliminer toute laxité latérale de cette prothèse Par ailleurs, l'engagement de la queue 25 dans le puits 26 du plateau tibial 21 lui- même lié axialement au plateau intermédiaire 27 élimine toute laxité antéro-postérieure. Pour améliorer encore la stabilité de cette prothèse, le plateau tibial 21 présente, sur sa face 21 a en contact avec les condyles 31, deux saignées 21 e dont chacune est destinée à loger partiellement et guider l'un des condyles 31 de l'élément fémoral 3. Pour conférer à cette prothèse une douceur de fonctionnement la rendant plus confortable, sans nuire à sa longévité, le plateau intermédiaire 21 est réalisé en polyéthylène haute densité tandis que toutes les autres pièces de cette prothèse c'est-à-dire le plateau intermédiaire 27, l'axe d'articulation 4, son support 24 et la queue 25 de ce dernier, ainsi que l'ensemble de l'élément fémoral 3, sont réalisés en alliage de titane tel que celui connu dans le commerce sous la référence TA 6 V. En outre, pour améliorer le glissement des surfaces frottantes, ces dernières qu'elles soient en polyéthylène haute densité ou en alliage de titane, ont avantageusement subi une implantation ionique Toutes ces matières utilisées sont naturellement inaltérables et biocompatibles. REVENDICATIONS 1 Prothèse bicondylienne du genou, du type à charnière comportant deux éléments articulés l'un à l'autre par un axe d'articulation ( 4), à savoir un élément fémoral ( 3) reproduisant les condyles du fémur et un élément tibial ( 2) reproduisant le plateau tibial, chacun de ces éléments ( 2,3) étant solidaire, par sa face opposée à celle tournée vers l'autre élément, d'une tige d'ancrage ( 22,34) destinée à être implantée, avec ou sans ciment, dans le canal médulaire de l'os Correspondant, l'axe d'articulation ( 4) traversant des paliers ( 35) solidaires de l'élément fémoral ( 3) et un palier ( 24) associé à l'élément tibial ( 2), caractérisée en ce que le palier ( 24), associé à l'élément tibial ( 2) est solidaire d'un support ( 23), lié au plateau tibial ( 21) par des moyens permettant, d une part, sa rotation autour d'un axe ( 5) sensiblement perpendiculaire à la face ( 21 a) de ce plateau ( 21) tournée vers l'élément fémoral ( 3) et, d'autre part, le déplacement tranversal de cet axe d'articulation ( 4) dans une direction parallèle au second axe ( 5) précité, c'est-à-dire dans une direction sensiblement perpendiculaire au plateau tibial ( 21). 2 Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de liaison, au plateau tibial ( 21), du support ( 23) de l'axe d'articulation ( 4) sont constitués par une queue ( 25) orientée radialement à l'axe du palier ( 24) et engagée dans un puits ( 26), de section transversale complémentaire de celle de la queue ( 25), ménagé, pour la recevoir avec possibilité de coulissement axial, dans le plateau tibial ( 21). 3 Prothèse selon la revendication 2, caractérisée en ce que la queue ( 25) du support ( 23) du palier ( 24) de l'axe d'articulation ( 4) et le puits ( 26) ménagé pour la recevoir dans le plateau tibial ( 21) sont de sections transversales circulaires. 4 Prothèse selon la revendication 2, caractérisée en ce que, d'une part, le plateau tibial ( 21) est monté sur un plateau intermédiaire ( 27) avec possibilité de rotation autour de l'axe ( 5) du puits ( 26) destiné à recevoir la queue ( 25) du support ( 23) du palier ( 24) de l'axe d'articulation ( 4) et, d'autre part, la queue ( 25) et le puits ( 26) du plateau tibial ( 21) destiné à la recevoir présentent une section transversale non circulaire. Prothèse selon la revendication 4, caractérisée en ce que le plateau intermédiaire ( 27) et le support ( 23) du palier ( 24) de l'axe d'articulation ( 4) sont en un métal inaltérable et biocompatible tel qu'en alliage de titane éventuellement traité en surface pour recevoir une implantation ionique tandis que le plateau tibial ( 21) est en une matière synthétique bio-compatible et présentant un faible coefficient de frottement par rapport au métal constitutif des pièces précitées telles que le polyéthylène haute densité, éventuellement traité en surface pour recevoir une implantation ionique. 6 Prothèse selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le plateau tibial ( 21) présente, sur sa face en contact avec les condyles ( 31), deux saignées ( 21 e) de forme complémentaire de celle du secteur embrassé des condyles ( 31) et dont chacune est destinée à être engagée sur le secteur précité du condyle ( 31). 7 Prothèse selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les moyens de montage rotatif et de guidage du plateau tibial ( 21) sur le plateau intermédiaire ( 27) comprennent, d'une part, en saillie sur la face ( 21 b) du plateau tibial ( 21) tournée vers le plateau intermédiaire ( 27), un manchon cylindrique ( 21 c) entourant son puits ( 26) destiné à recevoir la queue ( 25) du support ( 23) de l'axe d'articulation ( 4) et destiné à être engagé dans un trou traversant ( 27 a), prévu, dans le plateau intermédiaire ( 27), pour lui servir de palier et, d'autre part, en saillie sur la face du plateau intermédiaire ( 27) tournée vers le plateau tibial ( 21), une virole cylindrique ( 27 b) coaxiale au trou traversant ( 27 a) du plateau intermédiaire ( 27) et destinée à être engagée dans une gorge annulaire ( 21 d) ménagée, pour la recevoir, dans la face inférieure ( 21 b) du plateau tibial ( 21), autour du manchon cylindrique ( 21 c). 8 Prothèse selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le plateau tibial ( 21) porte, sur sa face inférieure ( 21 b), c'est-à-dire sur sa face tournée vers le plateau intermédiaire ( 27), au moins une saillie ( 21 f) en forme d'ergot et le plateau intermédiaire ( 27) présente, sur sa face supérieure en regard avec le plateau tibial ( 21) et en correspondance de chaque saillie ( 21 f), une mortaise ( 27 c) en arc de cercle apte à recevoir cette saillie ( 21 f) et à limiter la course angulaire du plateau tibial ( 21) par ses extrémités dont chacune sert de butée à la saillie ( 21 f) du plateau tibial ( 21).