Brevet FR2677878A1 — publié le 19921224

PROTHESE COTYLOÎDIENNE La présente invention concerne une prothèse cotyloidienne et notamment une prothèse destinée à être impactée et éventuellement munie de vis. Lorsqu'une altération de l'articulation de la hanche pour quelque cause que ce soit, survient soit par usure, soit par accident, il n'est généralement pas possible d'envisager autre chose qu'une opération chirurgicale consistant à remplacer purement et simplement l'articulation naturelle par une articulation artificielle constituée par un cotyle artificiel placé dans la cavité cotyloidienne de l'os iliaque coopérant avec une prothèse fémorale implantée dans le fémur. Il existe déjà différents modèles de prothèse totale et notamment de cotyle artificiel, appelés quelquefois cupule qui sont constitués par une armature ou cupule de soutien impactée dans la cavité cotyloidienne et un insert ou cupule de frottement dans lequel doit prendre place la tête du fémur artificiel. Malgré les différentes améliorations développées successivement et mises au point par les chirurgiens et les fabricants, aucune prothèse cotyloidienne n'est totalement satisfaisante. La présente invention veut donc résoudre les inconvénients des prothèses actuelles et propose une prothèse cotyloidienne qui permet une implantation optimale lui assurant une stabilité excellente. Elle permet entre autres, une répartition homogène des forces de compression. Selon l'invention, l'ancrage biologique est complété par un ancrage mécanique anatomique particulièrement adapté aux différentes forces et notamment de cisaillement lors des mouvements de la hanche. Ainsi la prothèse cotyloidienne selon l'invention comprend une armature de forme hémisphérique destinée à être implantée dans la cavité cotyloidienne, et un insert destiné à prendre place dans son logement intérieur et à recevoir la tête fémorale d'une prothèse fémorale, et est telle que la surface externe de ladite armature comporte au moins une ailette d'encastrement constituée par une paroi d'encastrement qui fait saillie par rapport à la surface extérieure de ladite armature. Selon des caractéristiques complémentaires, la paroi d'encastrement est disposée dans un plan diamétral, et a une hauteur qui augmente du bas vers le haut. Selon une autre caractéristique complémentaire l'armature comprend au moins deux ailettes d'encastrement disposées dans deux plans diamétraux concourants, tandis que chacune des parois comprend au moins un trou. Selon une autre caractéristique de l'invention qui pourrait constituer une invention en soi, l'armature comprend une succession d'encoches d'indexation réparties sur la face inférieure du bord équatorial, tandis que l'insert comprend une saillie d'indexation correspondante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1 à 12 représentent une prothèse selon un mode de réalisation. La figure 1 est une vue latérale de la prothèse cotyloïdienne, vue selon F1 de la figure 2. La figure 2 est une vue de dessus de la prothèse cotyloïdienne selon F2 de la figure 1. La figure 3 est une vue de dessous de la prothèse cotyloïdienne selon F3 de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la prothèse cotyloïdienne. Les figures 5, 6 et 6a représentent l'armature. La figure 5 est une vue de dessous de l'armature. La figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de l'armature. La figure 6a représente un détail à plus grande échelle. Les figures 7, 8, 8a et g représentent l'insert. La figure 7 est une vue de dessus. La figure 8 représente une vue latérale selon F8 de la figure 7. La figure 8a montre à plus grande échelle un détail de la figure 8. La figure 9 est une vue en coupe selon Ix-Ix de la figure 7. La figure 10 est une vue latérale d'une ailette d'encastrement de l'armature. La figure 10a est une vue similaire à la figure 10 représentant une variante. Les figures 11 et 12 représentent une variante de réalisation de l'insert. La figure 11 étant une vue similaire à la figure 9. La figure 12 étant une vue similaire à la figure 8. Les figures 13 et 14 représentent un autre mode de réalisation pour l'armature. La figure 13 est une vue de dessous. La figure 14 est une coupe selon AA de la figure 13. Comme on peut le voir sur les différentes figures, la prothèse cotyloidienne (1) comprend une armature (2) et un insert (3). L'armature (2) est constituée par une enveloppe métallique de forme hémisphérique et est destinée à être fixée par impaction et éventuellement par adjonction de vis dans le cotyle osseux fraisé dans l'os de la hanche. L'armature (2) est métallique. L'alliage métallique utilisé est par exemple un alliage de titane pour présenter une bonne bio-compatibilité avec l'os dans lequel l'armature est destinée à être implantée. L'insert (3) de forme hémisphérique est destiné à prendre place dans l'armature (1). Cet insert assure l'interface entre la tête de prothèse fémorale et le cotyle prothétique et est par exemple en polyéthylène de haute densité pour constituer la pièce de frottement de l'articulation de la hanche. L'armature (2) présente un logement intérieur (4) de forme complémentaire au profil extérieur (5) de forme générale sphérique de l'insert (3) correspondant. La surface extérieure (6) de l'armature est de forme hémisphérique et est concentrique par rapport au logement intérieur pour former une paroi sphérique (7) d'épaisseur "E". Notons que le logement intérieur (4) comprend périphériquement une surface intérieure sphérique (8) et au fond, une surface d'appui plane (9). Par ailleurs, l'armature (2) comprend un trou fileté (10) d'axe X2X2' correspondant à l'axe général de symétrie traversant de part en part la paroi au sommet (150) de ladite armature (2). Le trou fileté (10) et la surface d'appui (9) sont destinés à recevoir l'outil d'impactage nécessaire à la mise en place de l'armature. Par ailleurs, la paroi sphérique (7) comprend un ensemble de trous de fixation (11, lîa, lîb, lîc, îld, île, 11f, 1lg). Chacun des trous est constitué par une partie cylindrique (12) et du côté du logement intérieur (4), par une partie élargie à portée sphérique (13) destinée à recevoir des vis de fixation de la prothèse dans l'os de la hanche. La partie sphérique (13) des trous de fixation comprend une surface d'appui (14) sphérique sur laquelle prend appui la vis de fixation. Les trous de fixation sont par exemple répartis sur quatre rangées circulaires (R1, R2, R3, R4), parallèles au bord équatorial (15). Ainsi sur la rangée inférieure ou première rangée (R1) se trouvent répartis trois trous de fixation (1 1h, lld, 11f), tandis que sur la deuxième rangée (R2) sont répartis deux trous (1 la, lic). La troisième rangée (R3) comprend par exemple un trou (lob) et la rangée supérieure ou quatrième rangée (R4) comprend deux trous (llg,lle). Selon une disposition particulière de l'armature (2), son bord ;equatorial (15) comprend une succession d'encoches d'indexation (16) réparties régulièrement, destinées à recevoir au moins une saillie d'indexation (17) réalisée sur l'insert (3), comme nous le verrons plus loin. Ainsi comme cela est représenté à titre d'exemple, la surface inférieure (151) comprend douze encoches (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 1gag, 16h, 1gui, 16j, 16k, 161) de forme rectangulaire. La partie inférieure de la surface intérieure (8) comprend deux portions de surfaces cylindriques (18, 19) séparées par un profil circulaire en creux (20). Notons aussi que le logement intérieur (4) comprend un chanfrein d'entrée (21). Selon une caractéristique de l'invention, l'armature comprend deux ailettes d'encastrement (22, 23) constituées chacune par une paroi d'encastrement (24) qui s'étend en saillie perpendiculairement à la surface externe de l'armature et dans des plans diamétraux. La première ailette (22) s'étendant dans un plan diamétral (P22), tandis que la deuxième ailette (23) s'étend dans un autre plan diamétral (P23) concourant avec ledit plan diamétral (P22) de la première ailette (2) pour former un angle (A) pouvant par exemple être de 800 ou 900. Chacune des ailettes a la forme générale d'un croissant. Sa paroi a une épaisseur "e" constante qui peut être de 0,5 à 1 millimètre et sa hauteur "h" varie pour augmenter progressivement en partant du bas vers le haut. Ainsi chaque ailette comprend un bord supérieur (240) courbe dont la partie la plus haute se trouve vers le sommet (150). Chaque ailette d'encastrement comprend par exemple trois trous (25) améliorant encore l'implantation par ossification. La figure 10a représente une variante selon laquelle le bord supérieur (240) de la paroi d'encastrement n'est pas courbe, mais constitué de deux arêtes rectilignes convergeantes une première arête (240a) et une deuxième arête (240b). Selon une disposition particulière des trous de fixation (11), on notera que ceux-ci sont avantageusement disposés dans la zone des ailettes d'encastrement. Ainsi quatre trous (lia, llb, llc, lid) sont situés entre les deux ailettes, tandis que deux autres trous (1 le, 11f - llg, 11h) sont situés de l'autre côté de chaque ailette par rapport aux quatre trous (lia, lib, lic, 11d). La surface extérieure (6) de l'armature ainsi que des ailettes d'encastrement est avantageusement recouverte d'une première fine couche de titane poreux et d'une deuxième couche extérieure d'hydroxyapatite qui, par ses propriétés d'ostéoconduction, permet la fusion biologique entre l'os et l'implant et assure ainsi une fixation biologique s'ajoutant à la fixation mécanique éventuelle. Le revêtement d'hydroxyapatite se fait grâce à une torche à plasma sous vide. Comme nous l'avons vu précédemment, l'insert (3) en polyéthylène est destiné à prendre place dans l'armature (2) et à recevoir la tête de la prothèse fémorale. A cet effet, ledit insert (3) a une forme générale hémisphérique et comprend une cavité interne (26) hémisphérique ouverte vers le bas dont le diamètre correspond au jeu près de fonctionnement du diamètre extérieur de la tête fémorale qui doit s'y loger. On notera aussi que la cavité interne (26) comprend une paroi sphérique (261) terminée vers le bas par une paroi cylindrique (262) et par un chanfrein (260). Le profil externe (5) de l'insert comprend au sommet une surface supérieure d'appui (27) plane et à sa base, un profil en saillie circulaire (28) destiné à coopérer avec le profil en creux (20) de l'armature pour constituer des moyens de clipsage entre ladite armature et ledit insert. L'insert (3) comprend par ailleurs un rebord périphérique (29) qui fait saillie latéralement par rapport au profil extérieur (5) et qui est formé par une face périphérique (30), une face supérieure (31) et une face inférieure (32). La face supérieure (31) du rebord périphérique (29) comprend une saillie d'indexation (33) destinée à coopérer avec une des encoches d'indexation (16) de l'armature. La coopération de la saillie d'indexation (2) de l'insert (3) avec une des encoches de ladite armature permettant d'une part, de condamner le pivotement de l'insert dans son armature autour de son axe, et d'autre part, le choix de l'encoche permettant de choisir la position et l'orientation optimale dudit insert (3). Les figures 11 et 12 représentent une variante de réalisation de l'insert de frottement (3). Selon cette variante, l'insert (3) comprend une saillie latérale antiluxation (35) qui est destinée à empêcher le déboîtement intempestif de la tête du fémur. Ainsi, la face inférieure (32), au lieu d'être perpendiculaire à l'axe vertical X2X2', forme un plan incliné (P32) formant un angle B qui est par exemple de 100. De même, l'axe ZZ' de la cavité interne est incliné du même angle B. Ainsi la face périphérique (30) du rebord périphérique (29) a une épaisseur variable. C'est pour positionner correctement cette saillie antiluxation (33) lors de l'implantation que le choix de l'orientation de l'insert (3) dans l'armature (2) est important et c'est là un autre intérêt des encoches successives (16). Les figures 13 et 14 représentent un autre mode de réalisation d'une armature (2). Comme pour l'armature décrite précédemment, l'armature (2) est constituée par une enveloppe métallique de forme hémisphérique et est destinée à être fixée par impaction et éventuellement par adjonction de vis dans le cotyle osseux fraisé dans l'os de la hanche. L'armature (2) est métallique. L'alliage métallique utilisé est par exemple un alliage de titane pour présenter une bonne biocompatibilité avec l'os dans lequel l'armature est destinée à être implantée. L'armature (2) présente un logement intérieur (4) de forme complémentaire au profil extérieur (5) de forme générale sphérique de l'insert (3) correspondant.La surface extérieure (6) de l'armature est de forme hémisphérique et est concentrique par rapport au logement intérieur pour former une paroi sphérique (7) d'épaisseur "E". Notons que le logement intérieur (4) comprend périphériquement une surface intérieure sphérique (8) et au fond, une surface d'appui plane (9). Par ailleurs, l'armature (2) comprend un trou fileté (10) d'axe X2X2' correspondant à l'axe général de symétrie traversant de part en part la paroi au sommet (150) de ladite armature (2). Le trou fileté (10) et la surface d'appui (9) sont destinés à recevoir l'outil d'impactage nécessaire à la mise en place de l'armature. Par ailleurs, la paroi sphérique (7) comprend un ensemble de trous de fixation (lia, ilb, lic, iîd, île, 11f, Ilg, 11h, iii, Ilj, 11k, 111, llm, lin). Chacun des trous est constitué par une partie cylindrique (12) et du côté du logement intérieur (4), par une partie élargie à portée sphérique (13) destinée à recevoir des vis de fixation de la prothèse dans l'os de la hanche. La partie sphérique (13) des trous de fixation comprend une surface d'appui (14) sphérique sur laquelle prend appui la vis de fixation.Les trous de fixation sont par exemple répartis sur trois rangées circulaires (R1, R2, R3), parallèles au bord équatorial (15). Ainsi sur la rangée inférieure ou première rangée (R1) se trouvent répartis cinq trous de fixation (lof, 111, lid, lin, 11h), tandis que sur la deuxième rangée ou rangée intermédiaire (R2) sont répartis quatre trous (lui, lia, lic, 11j). La troisième rangée ou rangée supérieure (R3) comprend par exemple cinq trous cule, 11h, lib, film, zig). Selon une disposition particulière et comme pour l'armature précédente, son bord équatorial (15) comprend une succession d'encoches d'indexation (16) réparties régulièrement, destinées à recevoir au moins une saillie d'indexation (17) réalisée sur l'insert (3). Ainsi comme cela est représenté à titre d'exemple, la surface inférieure (151) comprend douze encoches (16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 161) de forme rectangulaire. La partie inférieure de la surface intérieure (8) comprend deux portions de surfaces cylindriques (18, 19) séparées par un profil circulaire en creux (20). Notons aussi que le logement intérieur (4) comprend un chanfrein d'entrée (21). La surface extérieure (6) de l'armature ainsi que des ailettes d'encastrement est avantageusement recouverte d'une première fine couche de titane poreux et d'une deuxième couche extérieure d'hydroxyapatite qui, par ses propriétés d'ostéoconduction, permet la fusion biologique entre l'os et l'implant et assure ainsi une fixation biologique s'ajoutant à la fixation mécanique éventuelle. Le revêtement d'hydroxyapatite se fait grâce à une torche à plasma sous vide. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Prothèse cotyloidienne (1) comprenant une armature (2) de forme hémisphérique destinée à être implantée dans la cavité cotyloidienne, et un insert (3) destiné à prendre place dans son logement intérieur (4) et à recevoir la tête fémorale d'une prothèse fémorale, caractérisée en ce que la surface externe (6) de ladite armature comporte au moins une ailette d'encastrement (22, 23) constituée par une paroi d'encastrement (24) qui fait saillie par rapport à la surface extérieure (6) de ladite armature (2). 2. Prothèse cotyloidienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi d'encastrement (24) est disposée dans un plan diamétral (P22, P23). 3. Prothèse cotyloidienne selon la revendication 2, caractérisée en ce que la paroi d'encastrement (24) a une hauteur "h" variable. 4. Prothèse cotyloidienne selon la revendication 3, caractérisée en ce que la hauteur "h" de la paroi d'encastrement (24) augmente du bas vers le haut pour être moins haute près du bord équatorial (15) et pour augmenter vers le sommet (150). 5. Prothèse cotyloidienne selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le bord supérieur (240) de la paroi est courbe. 6. Prothèse cotyloidienne selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le bord supérieur (240) de la paroi est constitué par deux arêtes rectilignes (240a, 240b) convergeantes. 7. Prothèse cotyloidienne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi d'encastrement (24) comprend au moins un trou (25). 8. Prothèse cotyloidienne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'armature (2) comprend au moins deux ailettes d'encastrement (22, 23) disposées dans deux plans diamétraux (P22, P23) concourants. 9. Prothèse cotyloidienne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi sphérique (7) de l'armature comprend des trous de fixation (11) destinés à recevoir la ou les vis de fixation de l'armature. 10. Prothèse cotyloidienne selon la revendication 8, caractérisée en ce que la paroi sphérique (7) de l'armature (2) comprend plusieurs trous de fixation (11) localisés au niveau des ailettes d'encastrement (22, 23). 11. Prothèse cotyloidienne selon la revendication 10, caractérisée en ce que quatre trous de fixation (lia, Ilb, lic, 11d) sont disposés entre les deux ailettes (22, 23), tandis qu'au moins deux autres trous (lie, 11f ilg, 11h) sont localisés de l'autre côté de chaque ailette. 12. Prothèse cotyloidienne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bord équatorial (15) de l'armature (2) comprend au moins une encoche d'indexation (16) pour l'insert (3). 13. Prothèse cotyloidienne selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'armature (2) comprend une succession d'encoches d'indexation (16) réparties sur la face inférieure du bord équatorial. 14. Prothèse cotyloidienne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le sommet (150) de la paroi (7) de l'armature (2) comprend un trou fileté (10) et sa surface intérieure (8), une surface d'appui plane (9). 15. Prothèse cotyloidienne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'insert (3) de forme sphérique complémentaire à l'armature (2) comprend une saillie d'indexation (3) destinée à coopérer avec l'une des encoches d'indexation (16) de ladite armature (2) et comprend une cavité interne (26) hémisphérique ouverte vers le bas.