Brevet FR2676916A1 — publié le 19921204

L invention concerne une prothèse de genou tricomparti- mentale à ménisques flottants. On connaît déjà différentes techniques permettant de réa- I iserune prothèse totale du genou, qui peuvent se diviser en deux familles l une comprenant les prothèses fémoro- patel lairesou trochléo-patel laires, consistant à interposer entre la rotule et le fémur une prothèse destinée à assurer la reconstruction de l'articulation correspon dante, lésée par des atteintes rhumatismales ou arthrosiques, traumatiques ou autres, tendant à la destruction des surfaces articulaires, notamment de la trochlée et parfois de la rotules entraînant des douleurs et une insuffisance fonctionnelle du verrouillage du genou ; la prothèse comportant, dans ce cas, un élément fémoral, dit "élemt trochléen", et un élément patellaire, dit médaillon", fixé sous la rotule ; I autre comprenant les prothèses totales tricompartimentales, incluant le remplacement des plateaux tibiaux, destinées, principalement, à des reconstrictions totales de genoux après destruction très importante. C'est parmi les prothèses de la seconde famille que s'inscrit la présente invention. On connaît déjà une prothèse totale de genou, telle que celle décrite dans le brevet anglais n 1 534 263 de 1974, faisant suite à une publication parue en 1973 dans "Bone and Joint Surgery" 55B, 745. Cette prothèse comprend un ensemble fémoral bi-condylien et un élément tibial plat, mé tal I iques, séparés par deux éléments en matière plastique assurant le role de ménisque. Toutefois, sur cette prothèse, aucun dispositif de retenue latérale des ménisques n'est prévu, pas plus qu'un remplacement aisé de I élément tibial après usure. La présente invention a pour but de remédier à cas inconvé- nients. L' invention, telle qu'el le se caractérise, résout le problème consistant à créer une prothèse de genou tricomportimentale, à ménisques flottants, avec laquelle d'une part, les contraintes latérales, appliquées aux menisques, soient transmises intégralement à l'élément tibial, sans risque de désolidarisation de celui-ci, et, d'autre part, l'élément tibial puisse etre aisément remplace en cas d usure excessive. La prothèse de genou tricompartimentale, à ménisques flottants, selon l'invention, comprenant deux éléments condy liens > un élémnt tibial et deux éléments en matière plastique, formant ménisques flottants, épousant, à la fois, la forme de l élément condylien correspondant et de l ele- ment tibial, se caractérise, principalement, en ce que les élémnts condyliens font partie intégrante d'une prothèse fémorale totale, en ce que l'élément tibial est en forme de fer à cheval et comporte, sur le dessous, une surface plane, fixée contre le plan de coupe tibiale et, sur le dessus, deux surfaces d'appui inclinées vers l'intérieur, délimitées, vers l'intérieur, par des butées latérales. La prothèse fémorale totale est constituée de deux élé- ments condyliens, séparés, sur l'arrière et sur le dessous, par une rainure, et réunis, sur 1 'avant, par une partie concave faisant corps avec une semelle # le de fixation servant de fond de trochlée. Chacun des éléments condyliens comporte un téton d' implan- tation disposé parallèlement à la semelle et parallèlement entre eux, et une surface de contact sphérique de rayon (r). L'un des élémnts condyliens peutêtre, à volanté, supprime selon le cas. Les surfaces inclinées de l'élément tibial forment un angle alpha d'environ 5 à 10 par rapport à la surface plane inférieure. Selon un premier mode de réalisation, I 'élément tibial est fixé, sur le plan de coupe tibial, par l'intermédiaire d'une languette, située sur l'avant, se fixant par vis contre le tibia, et par des vis assurant le serrage du dit élément tibial sur le plan de coupe tibial et la solidari- sation de l'ensemble, en combinaison avec les vis de fixant tion de la languette. Préférentiellement, les vis de fixation de la languette de l'élément tibial sont disposées obl iquement, vers l'extérieur et vers l'arrière. Selon un autre mode de réal isation de l'invention, l I 'élé- ment tibial est fixé, contre le plan de coupe tibial J par l'interediaire de plaquettes d'ancrage, réunies à I 'élé- ment tibial par un système de tenons et de mortaises en queue d'aronde, disposées parallèlement entre elles, de part etd'autre de l'échancrure centrale du ditélément tibial. Lesdites plaquettes d'ancrage pouvant être reali suées en une seule pièce avec 1 'élément tibial ou supprimées au profit d'un scellement direct par ciment, avec insertion du dit ciment dans les mortaises. Les butées latérales, délimitant latéralement les surfaces d'appui vers l'intérieur de l'élément tibial, sont, dans ce mode de réalisation, réunies, en partie supé- rieure, par une traverse horizontale, et, sur l avant du dit élément tibial, par une nervure verticale s'étendant sur les côtés pour former des butées frontales pour chacun des éléments en matière plastique constituant les menisques flottants. Selon un mode de réalisation simplifié de l'élément tibial, la traverse horizontale est supprimée, pour ne laisser subsister que la nervure verticale. Selon un premier mode de réal isation des surfaces d'appui inclinées de l'élément tibial celles-ci sont bombées, dans le sens longitudinal, selon une circonférence d'assez grand rayon (R > . Selon un second mode de réalisation des surfaces d'appui inclinées de I l'élément tibial, celles-ci sontbombées,dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, selon une sphère d'assez grand rayon (R > . Préférentiellemnt, le rayon de courbure (R) est d'environ 150 mm. Selon un mode de réalisation simplifié des surfaces d'appui inclinées, celles-ci sont planes. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent essentiellement en ceci que les ménisques sont montés flottants, sans risque d'éviction latérale, quel que soit leur degré d'usure, et en ce que l 'élément tibial de la prothèse peut être aisement remplacé, totalement ou partiellement. La liaison, par traverse, des surfaces d'appui in clivées de l'élément tibial évite, dans la majorité des cas, la coupe de la corticale intérieure de l insertion du r ment croisé antérieur et # supprime les risques d-arra- chement. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre de deux modes de réalisation de la prothèse selon I 'invention, donnés à titre d'exemple non limitatif au regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue de face du mode de realisa- tion le plus simple de la prothèse, - la figure 2 représente une vue de cote en coupe longitu- dinale, de la prothèse selon la figure 1, la figure 3 représente une vue de dessous de l'élément fémoral de la prothèse, la figure 4 représente une vue de dessous, en perspec tive, de l'élément fémoral de la prothèse selon la figure 1, la figure 5 représente une coupe partiel le des condyles selon le plan de coupe AA, suivant F, porté sur les fi gures 3 et 4, - la figure 6 représente un élément fémoral à condyle gauche, la # la figure 7 représente un élément fémoral à condyle droit, la figure 8 représente une demi-vue de face d'une pro thèse à surface d'appui de # élément tibial bombée dans le sens longitudinal, selon une circonférence de grand rayon (R), - la figure représente une vue de côté de la prothèse, se lon la figure 8, - la figure 10 représente une demi-vue de face d'une pro thèse à surface d'appui de l'élément tibial bombée dans les deux sens selon une sphère de grand rayon (R), la # la figure il représente une vue de côté du mode de réali- sation de la prothèse selon la figure 10, la figure 12 représente une vue de dessus de l'élément tibial de la prothèse, - la figure 13 représente une vue de face, en perspective, de l'élément tibial de la prothèses - la figure 14 représente une vue de face du mode de reali- sation préférentiel de la prothèse, - la figure 15 représente une vue de côté, en coupe longi- tudinale, de la prothèse selon la figure 7, - la figure te représente une vue de face, en perspective, d'un mode de réal isation, avec traverse supérieure, de l'élément tibial de la prothèse, - la figure 17 représente une vue de face, en perspective, d'un mode de réalisation simplifié de l élément tibial de la prothèse, représenté à la figure 16. Les figures représentent une prothèse de genou tricompar timentale, à ménisques flottants, comportant une prothèse fémorale totale 10 à éléments condyliens 11 et 12, à te- tons de fixation 111 et 121, séparés par une rainure 13, reliés, sur l'avant, par une semelle 14 ; des ménisques flottants 21 et 22 ; un élément tibial, en forme de fer à cheval 30, comportant, sur le dessous, une surface plane 31, maintenue en appui contre le plan de coupe tibial 41 par des vis 5, sur l'avant, une languette 32 se fixant contre le tibia 40 par des vis 6 > et, sur le dessus, deux surfaces d'appui inclinées 33 et 34, délimitées, vers l intérieur, par des butées latérales 35 et 36, ou un élé- ment tibial, en forme de fer à cheval 80, SOJ formant supports comportant, sur le dessous, une surface plane 81, 91, maintenue en appui contre le plan de coupe tibial 41 par du ciment ou par l'intermédiaire de plaquettes d' im- plantation 70, rapportées sous le dit élément tibial par un système de tenons à queue d'aronde 71 et de mortaises de même section 82, 92. L'élément tibial 80, J 90 comporte des surfaces d appui in clivées 83, 84 - 93, 94, délimitées, vers l'intérieur, par des butées latérales 85, 86 - 95, 96 reliées horizontalement par. une traverse 87 et une nervure frontale 88, 98, à prolongements latéraux 881, 882 - 981, 982.La traverse horizontale 87 pouvant, dans un mode de realisa- tion simplifié, être supprimée au profit de la nervure frontale 98 En examinant plus en détail les figures 1, 2, 8 et 10, on remarque que l'inclinaison vers l'intérieur, des surfaces 33, 34 - 83, 84 et 93, 94 de l'élément tibial 30, 80 ou 90 favorise le maintien permanent des ménisques 21 et 22 vers # les butées latérales 35 et 36, ce qui s'oppose à toute éviction des dits ménisques vers l'extérieur. En se rapportant aux figures 1 à 7, on remarque que la prothèse fémorale totale peut être aisément mise en place, après avoir réalise les récessions osseuses nécessaires, en utilisant le guide de coupe fémoral faisant l objet de la demande de brevet français n 90 08595. Quant aux éléments tibiaux 30, 80, 90, représentés aux figures 12, 13, 16, 17, ils pourront être facilement fixés à l aide des vis 5 et 6 ou des plaquettes d implantation 70, après avoir effectué la récession osseuse correspon dante, à l'aide du guidede coupe tibiale décrit dans la demande de brevet français n 91 00492; l'élément tibial 80, 90 pouvant, dans le mode de réalisation correspondant aux figures 16 et 17, être aisément monté sur le plan de coupe 41 du tibia 40, par simple engagement des plaquettes d'implantation 70 dans des rainures de même largeur et de même écartement, ta i I lées dans le plan de coupe 41.Les mé- nisques 21 et 22 étant mis én place sur les surface inclinées 83, 84 - 93, 94 > lesdits ménisques, de forme appro- priée en fonction de la forme des surfaces d'appui ineli- nées (plane, bombée dans un sens ou bombée dans tous les sens) et de la forme de la surface de contact des condyles 11, 12, seront positionnés à la demande des condyles 11. 12, procurant, ainsi, un fonctionnement flottant aux dits ménisques, qui restent, cependant, toujours rappelés vers leurs butées latérales 35, 36, 85, 86 ou 95, 96 par I 'in termédiaire des surfaces inclinées 33, 34, 83, 84, 93, 94. En se rapportant aux figures 8 à 11, on remarque que les fi- gures 8 et 9 représentent un élément tibial 301, à surfaces d'appui 331 inclinées selon un angle alpha, bombées dans le sens longitudinal selon une circonférence de rayon (R), sur lesquelles reposent les ménisques flottants 211 de même forme, limités dans leur déplacement latéral par des butées 351. Le dit élément tibial 301 reposant, par sa face inférieure 311, cotre le plan de coupe 41 du tibia 40 et étant fixé, sur celui-ci, par l'intermédiaire d'une languette 321 et de vis 6.Les figures 10 et 11 représen- tent un élément tibial 302, à à surfaces d'appui 332 incl i- nées selon un angle alpha, bombées dans tous les sens selon une sphère de rayon (R), sur lesquelles reposent les ménis ques flottants 212 de même forme, limités dans leur dépla- cement latéral par des butées 352. Le dit élément tibial 302 reposant, par sa face inférieure 312, contre le plan de coupe 41 du tibia 40 et étant fixé, sur celui-ci, par l'intermédiaire d'une languette 322 et de vis 6. Selon un mode de réalisation simplifié de l'élément tibial à surfaces d'appui sphériques, l'inclinaison alpha de celles-ci est ramenée à zéro, pour en facilement la réalisation, étant donné que, dans ce cas, les ménisques flottants sont retenus latéralement par la courbure transversale de la dite surface. Les éléments condyliens 11, 12 étant parfaitement solida risés latéralement, par l'intermédiaire de la semelle 14, d'une part, et par leur implantation dans le fémur 9 par l'intermédiaire des tétons de fixation 111 et 121, d'autre part, al prothèse tricompartimentale, ainsi réalisée, peut faire face à toutes les sollicitations, sans risque d'incident, même dans les cas représentés aux figures 6 et 7.La séparation des éléments condyliens, avec trochlée, offre la possibilité d'une prothèse fémoro-ti- biale et fémoro-patellaire, combinée et monoblanc, offrant les avantages suivants 1) coupe simple, 2) ensemble stable, 3) bon glissement médian et latéral, aussi bien sur l'ar ticulation fémoro-patel laire que sur l'articulation fémoro-tibiale méniscale, offrant les avantages déjà cités > 4ì bonne fixation par plasma de titane, seul ou associé à de l'hydroxie apatite, ou > encore, à des vis, ou à une implantation par plaquettes rainurées, avec interpo sition, ou non > de ciment ; étant entendu qu'il reste toujours possible de ne recourir qu d la fixation par ciment, 5) diminution de la tension en flexion et augmentation de celle-ci au fur et à mesure de I 'extension, O > diminution des risques de luxation, grâce au rebord postérieur des ménisques, qui se trouvent, par le fait, plus épais, 7t de permettre tous les mouvements anatomiques fémoraux et tibiaux. Il faut souligner que # les condyles et la trochlée monoblocs peuvent être ut C I i ses avec des ménisques d'épaisseur dif- férente, d'un côté par rapport à l'autre ; ce qui permet des corrections d'axe ou des rattrapages d'épaisseur. Revendications. 1. Prothèse de genou tricompartimentale > à ménisques flottants, comprenant deux éléments condyl iens, un élément tibial et deux éléments en matière plastique formant ménisques flottants, épousant, à la fois, la forme de l'élément condylien correspondant et de l'élément tibial, caracté- risée en ce que les éléments condyliens (11, 12) font partie intégrante d'une prothèse fémorale totale (10), en ce que l'élément tibial (30, 80, 90) est en forme de fer à cheval et comporte, sur le dessous, une surface plane (31, 81, 91), fixée contre le plan de coupe tibial (41), et, sur le dessus, deux surfaces d'appui (33, 34 - 83, 84 - 93, 94t inclinées vers l'intérieur, délimitées, vers l inte- rieur, par des butées latérales (35, 36 - 85, 86 - 95, 96) 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la prothèse fémorale totale C10) est constituée de deux éléments condyliens (11, 12), séparés, sur l'arrière et sur le dessous, par une rainure (13 > et réunis, sur I # 'avant, par une partie concave faisant corps avec une semelle (14 > de fixation sur l'avant et servant de fond de trochlée. 3. Prothèse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chacun des éléments condyliens (11, 12tcomporte un téton d'implantation (111, 121), disposé parallèlement à la semelle (la) et parallèlement entre eux. 4. Prothèse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les éléments condyl iens (11, 12) ont une surface de contact sphérique de rayon (r) 5. Prothèse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'un des éléments condyliens (11 ou 12) peut être, à volonté, supprimé selon le cas. 6. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces d'appui (33, 34 - 83, 84 - 93, 94t de l'élément tibial (30, 80, 90 > sont inclinéesvers l'inté- rieur d'un angle alpha d'environ 5 à 10 par rapport à la surface plane inférieure. 7. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que L'élémnts tibial C30) est fixe contre le plan de coupe tibial (41 > par l'intermédiaire d'une languette (32), située sur l'avant, se fixant par vis (6) contre le tibia (40), et par des vis (5) assurant le serrage du dit élément tibial (30 > sur le plan de coupe tibial C41t et la solida- risation de l'ensemble (30, 40), en combinaison avec les vis (6 > située sur l'avant. 8. Prothèse selon la revendication 7, caractérisée en ce que les vis de fixation (6) de la languette (32, 321, 322) de l'élément tibial (30, 301, 302) sont disposées obli- quement, vers l'extérieur et vers l arrière. 9. Prothèse selon la revendication 1, caracterisée en ce que l'élément tibial (80, 90) est fixé contre le plan tibial (41 > par l'intermédiaire de plaquettes d'implantation (70), réunies par un système de ténons(71) et de mon- taises (82 > , en queue d'aronde, disposées parallèlement entre elles, de part et d'autre de I échancrure centrale du dit élément tibial (80, 90) 10. Prothèse selon la revendication g, caractérisée en ce que l'élément tibial (80, 90) et les plaquettes d'ancrage (70 > sont réalisés en une seule et même pièce. 11. Prothèse selon la revendication g, caractérisée en ce que l'élément tibial (80, 90) est scellé directement sur le plan de coupe tibial (41), par interposition de ciment, avec insertion de ciment dans les mortaises en queue d'aronde (82, 92 > . 12. Prothèse selon la revendication I ou g, caractérisée en ce que les butées (85, 86 - 95, 96), délimitant latéralement les surfaces d'appui vers l'intérieur de l'élément tibial (80, 90), sont réunies, en partie supérieure, par une traverse horizontale (87 > et, sur l'avant, par une nervure frontale (88), s'étendant sur les côtés pour former des butées avants (881, 332t pour les ménisques flottants (21, 22) 13. Prothèse selon la revendication 12, caractérisée en ce que la traverse horizontale (87 > est supprimée pour ne laisser subsister que la nervure frontale (88). 14. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces d'appui (331), inclinées vers l'inté- rieur, de l'élément tibial (301) sont bombées dans le sens longitudinal, selon une circonférence d'assez grand rayon (R). 15. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces d'appui (332 > de l'élément tibial (302) sont bombées dans le sens longitudinal et transversal, selon une sphère d'assez grand rayon (R > 15. Prothèse selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce que le rayon (R) des surfaces d'appui bombées de l'élément tibial (301, 302ì est d'environ 150 mm. 17. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces d'appui (33, 34t inclinées, vers l'inté- rieur, de l'élément tibial C30) sont planes.