Brevet FR2669215A1 — publié le 19920522

"Prothèse d'articulation astragalo-calcanéenne et appareillage pour son implantation L'arrière-pied de l'homme comprend, entre autres, deux os, à savoir, et comme montré figure 1 annexée, en partie supérieure, l'astragale 2 qui s'articule en haut avec le tibia, et, en partie inférieure, le calcanéum 3 qui constitue le talon. Entre ces deux os, se trouve l'articulation astragalocalcanéenne ou sous-astragalienne. Cette articulation est composée d'une partie antérieure de faible surface et surtout, d'une partie postérieure étendue dont les deux surfaces articulaires 4 et 5 sont en forme de selles s'emboîtant l'une dans l'autre. La surface articulaire postérieure 4 du calcanéum 3 est supportée par une corticale épaisse dénommée thalamus. En pathologie traumatique, les fractures du calcanéum sont fréquentes. Elles surviennent à l'occasion d'une chute d'un lieu élevé sur les talons. Cette fracture consiste en l'enfoncement du thalamus dans le corps du calcanéum qui supporte tout le poids de la personne. De telles fractures sont très difficiles à réduire orthopédiquement ou chirurgicalement, et de toute façon, conduisent à des séquelles douloureuses. Pour traiter ces douleurs mécaniques, la solution actuelle consiste à pratiquer une arthrodèse entre le calcanéum et l'astragale, aux dépens de la mobilité normale de l'articulation sous-astragalienne, mobilité qui est utile pour marcher, et plus spécialement pour marcher en terrain irrégulier. La présente invention a pour but d'éviter d'avoir recours à une arthrodèse sous-astragalienne post4raumatique en fournissant une prothèse articulaire astragalo-calcanéenne restituant l'anatomie articulaire de l'arrièrepied. Cette prothèse est constituée, d'une part, par un élément calcanéen composé d'une plaque convexe, ayant des génératrices parallèles à celle du thalamus et s'interposant entre l'astragale et le thalamus, et de moyens de fixation dans le calcanéum, d'autre part, par un élément astragalien composé d'une plaque concave, de même courbure et dimensions que la plaque convexe de l'élément calcanéen au-dessus duquel il est disposé, et de moyens de fixation dans l'astragale, et, de plus, par un élément de glissement composé d'une plaque en forme de tuile s'intercalant entre les deux plaques et liée à l'une d'elles. Cette prothèse reconstitue parfaitement l'anatomie articulaire de l'arrière-pied et conserve ainsi la mobilité à l'articulation. Dans une forme d'exécution de l'invention, les moyens de fixation de chacun des éléments, respectivement, astragalien et calcanéen, sont constitués par un tenon cylindrique, d'axe longitudinal parallèle aux génératrices de la face courbe de la plaque correspondante, ce tenon étant relié à l'intrados de ladite plaque par une nervure radiale se logeant, comme lui, dans des logements ménagés, respectivement, dans l'astragale et dans le calcanéum. Il ressort de ce qui précède que la fixation de chaque élément de prothèse est assurée par un seul tenon cylindrique se logeant transversalement à la façon d'un tiroir, parallèlement à la plaque, dans un logement ménagé dans l'os correspondant. L'utilisation de ciment pour verrouiller la fixation n'est pas indispensable car, en raison de la conception de ce moyen de fixation, le décrochage vertical de la prothèse par rapport à l'os concerné est rendu impossible. L'invention vise également un appareillage pour l'implantation de cette prothèse. Cet appareillage est composé de trois éléments, à savoir, d'une part, d'un écarteur comprenant, saillant d'un support, une palette en forme de tuile, apte à s'insérer entre le thalamus et l'astragale, et deux canons de perçage, disposés de part et d'autre de la palette et aptes à guider un foret réalisant, dans l'astragale et dans le calcanéum, un alésage de diamètre égal au jeu près à celui du tenon de chacun des éléments de la prothèse, d'autre part, d'un guide de fraisage comprenant un cadre, solidaire de deux tenons de positionnement aptes à s'engager dans les alésages réalisés dans l'astragale et le calcanéum, un levier dont une extrémité est articulée sur le cadre autour d'un axe parallèle aux axes des tenons et dont la partie centrale est traversée par un canon de guidage, parallèle à son axe d'articulation, et apte à guider au moins le fut d'une fraise réalisant, entre le thalamus et l'astragale, une rainure semi-circulaire d'épaisseur au moins égale à la somme des épaisseurs des deux plaques et de l'élément intermédiaire, et de courbures égales à celles des intrados de ces plaques, et, de plus, d'un ciseau comprenant deux tenons parallèles et espacés, de même diamètre que les alésages réalisés dans la cheville, et un voile transversal tranchant, apte à sectionner les os entre les alésages et les portées semi-circulaires précédemment usinées. L'écarteur permet de réaliser deux logements, parfaitement positionnés, qui sont utilisés par la suite, d'une part, pour positionner le guide de fraisage de la rainure semi-circulaire, et d'autre part, le ciseau réalisant les deux rainures pour le passage des nervures de liaison entre les plaques et leurs tenons de fixation. Cet appareillage, simple et de mise en oeuvre facile, simplifie considérablement le travail du chirurgien et garantit une bonne mise en place de la prothèse. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence aux dessins schématiques annexés, représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette prothèse et de l'appareillage pour sa mise en oeuvre. Figure 1 est une vue partielle en perspective représentant l'articulation astragalo-calcanéenne, Figure 2 est une vue partielle en perspective montrant la position de la prothèse dans l'arrière-pied, Figure 3 est une vue en perspective de la prothèse, Figure 4 en est une vue en coupe transversale, Figures 5 à 7 sont des vues en perspective représentant les éléments constitutifs de l'appareillage, Figures 8 à 9 sont des vues partielles de face, avec coupe partielle, illustrant le mode de mise en oeuvre des éléments de l'appareillage, Figure 11 est une vue en coupe suivant 11-11 de figure 10. Aux figures 1 et 2, 2 désigne l'astragale, 3 le calcanéum, 4 le thalamus constituant, avec la concavité 5 de l'astragale, l'articulation astragalocalcanéenne ou sous-astragalienne. 6 à la figure 2 représente la malléole externe saillant à l'extrémité inférieure du tibia 7. A cette même figure 8 à 12 représentent les différents ligaments. La prothèse, selon l'invention, est composée, comme montré aux figures 3 et 4, de trois éléments, à savoir un élément astragalien 13, un élément calcanéen 14 et un élément intermédiaire 15. Les deux éléments 13 et 14 sont tous les deux composés d'une plaque courbe, respectivement 13a-14a, se faisant vis à vis. Chacune d'elles est reliée, par une nervure radiale 13b-14b, à un tenon cylindrique 13c-14c. Les deux plaques 13a et 14a ont les mêmes longueurs et largeurs et sont cintrées de manière à présenter, en vis à vis, pour la plaque 13a, une face concave 13d, et pour la plaque 14a, une face convexe 14d. Les deux éléments 13 et 14 sont réalisés dans un métal compatible avec le corps humain et par exemple, dans un acier inoxydable ou dans du titane. L'élément intermédiaire 15 est constitué par une plaque en matériau présentant un bon coefficient de glissement et, par exemple, en polyéthylène haute densité à usage médical. Dans la forme d'exécution représentée, l'élément 15 est rendu solidaire de l'un des deux autres éléments de la prothèse et, en l'occurrence, de celui astragalien 13. Dans ces conditions, la face 14d de l'élément calcanéen 14 est polie miroir. Comme le montre plus en détails la figure 4, l'ancrage de l'élément 15 dans l'élément 13 est assuré par quatre doigts cylindriques 15a traversant quatre trous épaulés 16, ménagés dans la plaque 13a. L'extrémité des tenons est rivée dans les épaulements des trous 16. Le rayon de courbure R de la face convexe 14d de l'élément calcanéen est identique à celui de la face concave 15d de l'élément intermédiaire 15 et a une valeur qui, voisine du rayon de courbure de l'extrados du thalamus, est comprise entre 15 mu et 25 mu, selon les tailles de la prothèse. En effet, pour adapter la prothèse à la morphologie humaine, celle-ci est réalisée dans plusieurs tailles se différenciant, non seulement, par une variation de la valeur du rayon R, mais aussi par la largeur et la longueur des plaques 13a-14a et, en conséquence, de l'élément 15.Les rayons R1 et R2 ont des valeurs qui correspondent précisément à celles des portées cylindriques réalisées par le chirurgien, respectivement sur le thalamus 4 et dans la concavité astragalienne 5, afin que chacun des éléments de la prothèse soit en parfait appui sur l'os dans lequel il est fixé. La figure 2 montre que cette fixation est assurée aux moyens de tenons cylindriques 13c-14c qui, présentant des génératrices parallèles à celles des faces 13d-14d, sont engagés dans des alésages appropriés, comme cela sera exposé plus loin. Chacun des tenons 13c et 14c est traversé par un alésage épaulé composé d'une partie cylindrique de grand diamètre 18 et d'une portée filetée de petit diamètre 19. Cette dernière est destinée à coopérer avec l'embout fileté d'une tige de mise en place facilitant l'introduction de chacun des éléments de la prothèse, après préparation de l'articulation. La même tige peut être également utilisée pour extraire les éléments de prothèse. La préparation de l'articulation défaillante, avant mise en place des éléments de la prothèse, est assurée au moyen d'un appareillage comportant trois éléments, à savoir un écarteur 20, représenté à la figure 5, un guide de fraisage 22, représenté à la figure 6, et un ciseau 23, représenté à la figure 7. L'écarteur 20 est composé d'un support métallique 24, solidaire d'un manche 25. De l'une des faces du support 24, font saillies, d'une part, une palette cintrée 26, et, d'autre part, les embouts de deux canons de perçage 27 traversant totalement le support. La palette 26, dont le rayon intérieur R3 est très voisin du rayon R de la prothèse, a une épaisseur e de l'ordre de 2 mm. Comme le montre la figure 8, lorsque cette palette est introduite au-dessus du thalamus 4, entre l'astragale 2 et le calcanéum 3, dans le but de permettre le positionnement des canons 27, elle tend à écarter ces deux éléments d'une valeur i. De ce fait, l'entraxe des canons 27 a une valeur égale à celle de l'entraxe des tenons de la prothèse majorée de l'épaisseur de la palette 26. Le guide de fraisage 22, représenté figure 6, est composé d'un cadre métallique 30, solidaire de deux tenons de positionnement 32, de diamètre et d'entraxe égaux aux tenons 13c et 14c des éléments de prothèse. Ces tenons sont reliés au cadre par des bras 33. A l'opposé des tenons 32, le cadre est solidaire d'un axe d'articulation 34, dont l'axe longitudinal est parallèle à celui du tenon 32. Autour de cet axe, est articulée l'une des extrémités d'un levier 35 portant, sensiblement en son milieu, un canon de fraisage 36 parallèle à son axe d'articulation. Enfin, le cadre 30 est solidaire, sur l'un de ses côtés, d'une saillie extérieure 37 sur laquelle est articulée l'extrémité d'un manche 38. Le ciseau 23, représenté à la figure 7, est composé d'un manche 40 de l'extrémité 42 duquel font saillies deux tenons parallèles 43. Ces tenons ont un diamètre égal à celui des tenons 13c et 14c des éléments de la prothèse et ont un entraxe E qui est égal à celui des tenons 13c et 14c précités lorsque la prothèse est posée. Les tenons 43 sont reliés par un voile transversal 44 dont l'extrémité biseautée 45 est tranchante. La figure 11 met en évidence que le voile 44 est disposé de manière asymétrique de part et d'autre du plan médian P contenant les axes longitudinaux des tenons 43. Pour préparer l'articulation en prévision de la pose de la prothèse astragalo-calcanéenne, le chirurgien écarte d'abord les ligaments couvrant le thalamus et introduit la palette 26 de l'écarteur entre le thalamus et l'astragale en prenant soin que le canon 27 supérieur échappe de la malléole externe 6. En fin d'introduction de la palette entre l'astragale 2 et le calcanéum 3, comme montré figure 8, les parties saillantes des deux canons 27 sont à proximité immédiate des faces externes de l'astragale et du calcanéum. Le chirurgien peut alors procéder, au moyen d'un foret guidé par le canon supérieur 27, au perçage d'un premier alésage cylindrique 50 dans l'astragale 2. Il est évident que le diamètre de cet alésage est égal, au jeu près, au diamètre du tenon 13c de l'élément astragalien 13 de la prothèse. Dès que cette opération est réalisée et pour garantir le bon positionnement du second perçage, une broche 52 est introduite dans le canon 27 et dans l'alésage 50, précédemment réalisé. C'est seulement, lorsque l'écarteur 20 est ainsi parfaitement positionné qu'il est procédé, au moyen du même foret, au perçage du deuxième alésage 53 dans le calcanéum 3. Après extraction de l'écarteur 20, et comme montré à la figure 9, le guide de fraisage 22 est positionné par rapport à l'articulation par introduction, dans les alésages 50 et 53 réalisés, des deux tenons 32 solidaires du cadre 30. On conçoit aisément qu'en introduisant dans le canon de fraisage 36 le fut 54 d'une fraise 55, il soit possible, par pivotement du levier 35 autour de l'axe d'articulation 34, de réaliser, entre l'astragale 2 et le calcanéum 3, un fraisage semi-circulaire délimité verticalement entre une portée cylindrique 56 ménagée dans l'astragale et une portée semi-cylindrique 57 ménagée dans le calcanéum. Le diamètre de la fraise est égal à la somme des épaisseurs des plaques 13a, 14a et 15a. La préparation de l'articulation est terminée au moyen du ciseau 23 qui est utilisé pour réaliser les rainures radiales faisant communiquer les alésages 50-53 avec l'usinage semi-circulaire ménagé entre l'astragale et le calcanéum. Il faut noter que le ciseau est centré précisément par engagement de ses tenons 43 dans les alésages 50-53 et qu'après qu'il ait été totalement enfoncé, il est retourné de 1800 pour réaliser l'autre moitié de la rainure. Cette façon de procéder réduit l'effort d'engagement et permet d'obtenir une rainure calibrée, c'est à dire ayant une largeur parfaitement adaptée à celle de la nervure 13b ou 14b de l'élément de prothèse correspondant. Grâce à cet appareillage, lorsque les éléments de prothèse 13 et 14 sont mis en place dans l'articulation, les intrados des plaques 13a et 14a glissent sur les portées 56 et 57 ménagées dans l'astragale et le calcanéum dont ils épousent la forme, tandis que les tenons 13c et 14c et les nervures 13b et l4b s'engagent, avec un très faible jeu fonctionnel et sans effort, dans des logements parfaitement adaptés pour les accueillir. Ainsi, mise en place la prothèse forme un ensemble homogène avec l'astragale et le calcanéum dont elle reconstitue parfaitement l'articulation originelle. Grâce à l'engagement transversal des tenons dans les éléments de l'arrière-pied, toute désolidarisation de la prothèse avec ces éléments est pratiquement impossible et le recours au ciment n'est pas indispensable. Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites ci-dessus et qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes C'est ainsi que dans l'une d'elles les tenons cylindriques à section circulaire 13c-13d de la prothèse sont remplacés par des tenons à section polygonale s'engageant dans des alésages de section circulaire ou de section polygonale. Dans ce dernier cas, le foret coopérant avec l'écarteur est remplacé par un burin ou tamponnoir se positionnant dans des canons similaires à ceux 27. REVENDICATIONS 1. Prothèse d'articulation astragalo-calcanéenne, caractérisée en ce qu'elle est constituée, d'une part, par un élément calcanéen (14) composé d'une plaque convexe (14a), ayant des génératrices parallèles à celles du thalamus (4), et s'interposant entre l'astragale (2) et le thalamus (4), et de moyens (14c) de fixation dans le calcanéum, d'autre part, par un élément astragalien (13) composé d'une plaque concave (13a), de même courbure et dimension que la plaque convexe de l'élément calcanéen (14), et de moyens (13c) de fixation dans l'astragale, et, de plus, par un élément de glissement (15) composé d'une plaque en forme de tuile s'intercalant entre les deux plaques (13a) et (14a) des deux éléments (13-14) et liée à l'une de ces plaques. 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de fixation (13c-14c) de chacun des éléments astragaliens (13) et calcanéens (14) sont constitués par un tenon cylindrique, d'axe longitudinal parallèle aux génératrices de la face courbe de la plaque (13a-14a) concernée, ce tenon étant relié à ladite plaque par une nervure radiale (13b-14b) se logeant, comme lui, dans des logements ménagés, respectivement, dans l'astragale et dans le calcanéum. 3. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le rayon de courbure de la zone de contact entre l'un des éléments (14) et la face de glissement de la plaque (15), liée à l'autre élément (13), est compris entre 15 mm et 25 mm. 4. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le tenon (13c-14c) de chacun des éléments (14) de la prothèse est traversé par un alésage épaulé composé d'un alésage cylindrique de grand diamètre (18) et d'un alésage fileté de petit diamètre (19). 5. Appareillage pour l'implantation de la prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est constitué: - d'une part, par un écarteur (20) comprenant, saillant d'un support (24), une palette (26) en forme de tuile apte à le positionner en s'insérant entre le thalamus et l'astragale, et deux canons de perçage (27), disposés de part et d'autre de la palette (26), et aptes à guider un outil réalisant, dans l'astragale et le calcanéum, un alésage (50-53) de diamètre égal, au jeu près, à celui du tenon (13c-14c) de chaque élément (13-14) de la prothèse, - d'autre part, par un guide de fraisage (22) comprenant un cadre (30) solidaire de deux tenons (32) de positionnement aptes à s'engager dans les alésages (50-53) réalisés dans l'astragale et le calcanéum, un levier (35) dont une extrémité est articulée sur le cadre (30), autour d'un axe (34) parallèle aux axes des tenons (32), et dont la partie centrale est traversée par un canon de fraisage (36), d'axe parallèle à l'axe d'articulation (34) et apte à guider au moins le fût d'une fraise réalisant, entre le thalamus et l'astragale, une rainure semi circulaire d'épaisseur au moins égale à la somme des épaisseurs des plaques 13a-14a et de celle 15a de l'élément 15, et de courbures égales à celles des intrados des plaques 13a-14a, - et de plus, par un ciseau (23) composé de deux tenons (43), parallèles et espacés, de mêmes diamètres que les tenons (13c et 14c), et d'un voile transversal tranchant (44) apte à sectionner les os, entre les alésages (50 et 53) et les portées circulaires (56-57) précédemment réalisées. 6. Appareillage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le voile tranchant (44) du ciseau (23) a une épaisseur inférieure à la rainure nécessaire au passage des nervures (13b-14b) des deux éléments de prothèse et est disposé asymétriquement de part et d'autre du plan médian P contenant les axes des deux tenons 43 du ciseau.