Brevet FR2670107A1 — publié le 19920612

Prothèse rotulienne La présente invention concerne des perfectionnements aux prothèses rotuliennes telles que celles qui sont implantées dans le corps humain pour restaurer des articulations détérioriées, par exemple lors d'une maladie ou d'un accident, notamment celles raccordant les os des membres, bras et jambes, au tronc, mais aussi celles raccordant les os des différentes parties de ces membres, par exemple l'articulation de la hanche, celle du genou, etc. Les chirurgiens sont en effet de plus en plus fréquemment amenés à pratiquer des opérations qui consistent à implanter des prothèses rotuliennes, dont les plus courantes sont celles de la hanche et du genou. Toute rotule comporte essentiellement une partie mâle généralement constituée par une portion de sphère et une partie femelle en forme de cupule complémentaire de la portion de sphère et de même rayon. Dans 1' exemple d'une prothèse rotulienne coxo-fémorale, la portion de sphère est montée par tous moyens sur une patte de fixation destinée à être implantée dans le fémur, et la cupule est apte à être implantée dans l'os du bassin, la portion de sphère étant maintenue dans la cupule par tous moyens de rétention et étant apte à s'y mouvoir en rotation de façon à permettre les memes mouvements de la jambe par rapport au bassin que ceux qui sont normalement possibles avec une articulation saine. Dans toutes les prothèses rotuliennes connues à ce jour, la cupule dans laquelle est logée en rotation la tête sphérique mâle de la rotule est généralement constituée d'un matériau moins dur que celui dans lequel est réalisée cette tête sphérique. Il s'en suit que le frottement des deux matériaux l'un contre l'autre au cours de la rotation de la tête sphérique dans la cupule produit des particules d'usure du matériau le plus tendre, Ces particules sont reçues par l'organisme vivant dans lequel est implantée la prothèse, par exemple le corps humain, comme des corps étrangers, et cet organisme vivant réagit en augmentant le développement du nombre de ses globules blancs dits "macrophages" et en les guidant vers ces corps étrangers, pour les éliminer.Or, la nature du matériau constituant les particules d'usure de la prothèse ne permet pas aux macrophages de les digérer et les particules ont tendance à migrer dans le corps, dans l'environnement de la prothèse, notamment le long de la patte de fixation. Pour combattre ces corps étrangers, les macrophages s'agglutinent autour d'eux en colonies de plus en plus denses. La prothèse ellemême devient un corps étranger à détruire et les macrophages ont tendance à se concentrer autour d'elle, entre elle et la partie d'os sur laquelle ou dans laquelle elle est fixée. Ces agrégats de macrophages entraînent petit à petit le descellement de la prothèse. Pour tenter de pallier cet inconvénient, on a réalisé une prothèse rotulienne qui comporte une coupelle définissant un logement en creux hémisphérique d'une première valeur de rayon de courbure, une portion de sphère ayant une deuxième valeur de rayon de courbure, cette deuxième valeur étant inférieure à la première valeur, une pluralité de billes sphériques, les billes sphériques ayant un diamètre d'une troisième valeur égale à la différence entre les première et deuxième valeurs de rayon de courbure, la portion de sphère étant située dans le logement de la coupelle de façon que son centre et celui du logement soient confondus pour définir, entre elle et le logement, un espace hémisphérique, les billes étant disposées dans l'espace hémisphérique entre la paroi du logement et la paroi de la portion de sphère, et à leur contact, et des moyens pour retenir les billes dans l'espace hémisphérique. La structure de prothèse rotulienne décrite ci-dessus donne de bons résultats. Cependant, la présente invention a pour but d'en réaliser un perfectionnement qui permette de réduire encore plus la quantité de particules d'usure produite. Plus précisément, la présente invention a pour objet une prothèse rotulienne comportant: au moins une coupelle définissant un logement en creux hémisphérique d'une première valeur de rayon de courbure, au moins une portion de sphère ayant une deuxième valeur de rayon de courbure, cette dite deuxième valeur étant inférieure à ladite première valeur, une pluralité de premières billes sphériques, lesdites premières billes sphériques ayant un diamètre d'une troisième valeur égale à la différence entre lesdites première et deuxième valeurs de rayon de courbure, ladite portion de sphère étant située dans ledit logement de la coupelle de façon que son centre et celui du logement soient confondus pour définir, entre elle et ledit logement, un espace hémisphérique, lesdites premières billes étant disposées dans ledit espace hémisphérique entre la paroi dudit logement et la paroi de ladite portion de sphère, et à leur contact, et des moyens pour retenir lesdites premières billes dans ledit espace hémisphérique, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre une autre pluralité de secondes billes, lesdites secondes billes ayant une quatrième valeur de diamètre inférieure à ladite troisième valeur de diamètre des premières billes et étant disposées dans ledit espace hémisphérique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente, vu en coupe et partiellement écorché, un mode de réalisation d'une prothèse rotulienne comportant le perfectionnement selon l'invention. La prothèse I selon le perfectionnement et illustrée sur la figure unique comporte au moins une coupelle 4 définissant un logement en creux sensiblement hémisphérique 5 d'un rayon de courbure R ayant une première valeur, et au moins une portion de sphère 6 ayant une deuxième valeur de rayon de courbure "r", la deuxième valeur r étant inférieure à la première valeur "R". La portion de sphère 6 est située dans le logement 5 de la coupelle 4 de façon que son centre "c" soit confondu avec celui "C" du logement, pour définir entre elle et ce logement un espace hémisphérique 12, des billes étant disposées dans cet espace hémisphérique entre la paroi 9 du logement 5 et la paroi 10 de la portion de sphère 6, et à leur contact. Dans le perfectionnement selon la présente invention, les billes disposées dans l'espace hémisphérique 12 sont constituées par une pluralité de premières billes sphériques 7 qui ont un diamètre "D" d'une valeur égale à la différence entre les première "R" et deuxième "r" valeurs de rayon de courbure et par une autre pluralité de secondes billes 37, ces secondes billes 37 ayant une quatrième valeur de diamètre "d" inférieure à la valeur "D" du diamètre des premières billes 7. Avantageusement, le nombre de secondes billes 37 est inférieur à celui des premières billes 7, de façon que la partie sphérique 6 de la prothèse soit bien supportée par les premières billes 7 de diamètre "D", alors que, en se répartissant et s'intercalant entre les billes 7, les secondes billes 37 de diamètre "d" permettent d'améliorer la rotation de ces premières billes. En effet, ces secondes billes 37 jouent en quelque sorte le rôle d'entretoises entre les billes 7, mais avec l'avantage que ces entretoises peuvent pivoter sur elles-m#mes. Le Demandeur a réalisé des prototypes de prothèse rotulienne selon l'invention qui ont donné satisfaction, dans lesquels le pourcentage de secondes billes 37 par rapport au nombre de premières billes 7 était de l'ordre de 60 à 70 pour cent. L'espace hémisphérique 12 était entièrement rempli de billes 7 et 37 et les billes 37 de plus faible diamètre occupaient donc sensiblement trente-cinq pour cent du volume de cet espace hémisphérique. La prothèse comporte en outre des moyens 11 pour retenir les billes 7 et 37 dans l'espace hémisphérique 12, par exemple une bague 13. Le volume de l'espace hémisphérique 12 est parfaitement déterminé et conditionne donc le nombre de billes 7 et 37 qu'il devra contenir. Aussi, on commence par disposer ce nombre de billes dans le logement en creux 5 et, ensuite, on introduit la portion de sphère 6 en exerçant une pression suffisante pour écarter, par déformation, les bords de la bague 13 fermant l'espace hémisphérique. Sous cette pression, les billes 7 et 37 disposées en vrac dans le logement s'écartent et, par roulement, se répartissent autour de la portion de sphère pour occuper le volume de 11 espace hémisphérique. De plus, du fait de la différence des diamètres des billes 7 et 37, cette répartition s'effectue automatiquement de façon qu'une bille 37 de faible diamètre se trouve encadrée par des billes 7 de plus grand diamètre, et réciproquemment, comme illustré sur la figure unique. Dans ces conditions, la rotation des deux parties mâle et femelle l'une par rapport à l'autre est obtenue avec un minimun de frottement contribuant à la réduction de la quantité produite de particules d'usure des matériaux en contact. Dans certains modes de réalisation, les billes 7 et 37 peuvent être de matériaux différents afin de favoriser la rotation des billes les unes par rapport aux autres, mais aussi les glissements qui peuvent parfois se produire entre elles dans certaines conditions de rotation de la partie mâle par rapport à la partie femelle. De même, pour faciliter la rotation des billes, non pas les unes par rapport aux autres, mais par rapport à la paroi 9 de la coupelle 4, la coupelle 4 peut comporter une ou plusieurs gorges d'échappement permettant de guider des billes qui se déplacent sur la paroi 9 et de les réinjecter en un ou plusieurs points de cette paroi. REVENDICATIONS 1. Prothèse rotulienne comportant au moins une coupelle (4) définissant un logement en creux hémisphérique (5) d'une première valeur de rayon de courbure, au moins une portion de sphère (6) ayant une deuxième valeur de rayon de courbure, cette dite deuxième valeur étant inférieure à ladite première valeur, une pluralité de premières billes sphériques (7), lesdites premières billes sphériques ayant un diamètre d'une troisième valeur égale à la différence entre lesdites première et deuxième valeurs de rayon de courbure, ladite portion de sphère étant située dans ledit logement de la coupelle de façon que son centre et celui du logement soient confondus pour définir, entre elle et ledit logement, un espace hémisphérique (12), lesdites premières billes (7) étant disposées dans ledit espace hémisphérique entre la paroi (9) dudit logement et la paroi (10) de ladite portion de sphère, et à leur contact, et des moyens (11) pour retenir lesdites premières billes dans ledit espace hémisphérique (12), caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre une autre pluralité de secondes billes (37), lesdites secondes billes ayant une quatrième valeur de diamètre inférieure à ladite troisième valeur de diamètre des premières billes et étant disposées dans ledit espace hémisphérique. 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le nombre de secondes billes (37) est inférieur au nombre de permières billes (7). 3. Prothèse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le nombre de secondes billes (37) par rapport au nombre de premières billes (7) est sensiblement de l'ordre de soixante cinq pour cent.