Brevet FR2689390A1 — publié le 19931008

DOUILLE DE FIXATION POUR TETE PROTHETIQUE FEMORALE DESCRIPTION DOMAINE DE LtINVENTION L'invention se rapporte à La chirurgie de ta hanche, et plus particulièrement à La pose d'une tête prothétique fémorale sur le corps principat du fémur, à un empLacement déterminé pour prendre place dans te cotyle de L'os coxat. ART ANTERIEUR ET PROBLEME POSE Les prothèses de hanches sont généraLement constituées de trois parties : ta tige, La tête et te cotyLe. La tige vient se placeur à L'intérieur de ta cavité fémorale, le cotyLe vient se placer sur t'os iliaque et la tête, en forme de rotule, vient se placer sur ta partie supérieure de ta tige, assurant une articulation mécanique avec le cotyle. ELLes rempLacent principaLement chacune la rotuLe reliée au fémur par un rétrécissement, appe L communément "col du fémur". Dans te cadre de la construction et de la pose de ces prothèses fémorales, une structure s'est imposée dans une large mesure. ElLe comprend une tige fémorale qui doit être rapportée dans te fémur, et sur L'extrémité Libre de laquelle est fixée La tête prothétique en forme de rotule. Cette-ci doit coopérer avec te cotyle naturel, si cetui-ci est intact, ou avec une cuvette artificieLLe dans le cas contraire. Pour des raisons de fabrication et des raisons chirurgicates, on préfère fabriquer La tige et ta tête sous La forme de deux pièces séparée s. De manière générale, La tige fémorale dépasse de La partie supérieure du fémur par un cône de fixation, sur lequel doit être fixée de manière définitive La tête prothétique. Ce mode de fixation étant imposé, on conçoit facilement que L'usinage du cône de ta tige doit être très précis, tout comme le trou conique de la tête. De plus, la tête prothétique contrairement au cône de La tige qui est habituelLement métalLique, est soit métallique soit non métallique (céramique, cristal, mixte). Le terme céramique doit être pris dans son ensemble et non limiter aux oxydes d'alumine ou au zirconium, par exempLe : tête en rubis, tête métallique recouverte d'oxyde. D'autre part, pour le chirurgien, il est nécessaire de disposer pour L'opération, suivant la technique opératoire, t'âge, le sexe, la morphologie du patient, des têtes de tailles diffé-rentes. De plus, cette tête doit pouvoir être placée à une distance variable du sommet de la tige selon La morphologie du patient et les décisions du chirurgien. Pour ces raisons, i L existe également pLusieurs Longueurs dans les possibilités de fixation de cette tete sur la tige. Le chirurgien doit donc choisir entre plusieurs possibilités de Longueurs de fixation pour placer la tête, outre le fait qu'il doit déjà disposer de plusieurs diamètres différents de têtes. L'assemblage de La tête sur ta tige se fait habituellement par l'intermédiaire d'un cône femelle creusé dans ta tête qui vient se placer sur un cône mâle usiné au sommet de La tige. La variation de la distance de placement de La tête par rapport au sommet s'obtient en usinant à l'intérieur de la tête un cône d'angle d'ouverture unique, mais de rayon maximum variable. Le rayon maximum est appelé rayon nominal. Une lé-gère augmentation de ce rayon nominal permettra de placer La tête plus proche du fémur, alors qu'une légère diminution de ce rayon nominal éloignera la tête du fémur. Ainsi, ta variation de la distance d'assembLage tête-tige s'obtient en utilisant des têtes de rayon nominal Légèrement différentes. Afin d'adapter des têtes prothétiques sur des tiges presentant un cône d'angle d'ouverture ou de rayon nominal différent de celui de la tête prothetique, il existe des pièces d'adaptation en forme de douilles coniques qui viennent se fixer sur le cône prothetique, modifiant ainsi le rayon nominal et/ou l'angle d'ouverture du cône prothétique. Ces douilles, ayant une longueur et une épaisseur constantes, permettent ainsi d'utiliser pour une serie de tiges des têtes prothétiques initialement non prévues pour cette serie. Plusieurs inconvenients ressortent de cette manière de faire, et sont les suivants - pour une seule operation, le chirurgien doit disposer d'un nombre important de têtes differentes qui est Le produit du nombre de diamètres differents de têtes par le nombre de tailles differentes des trous coniques de ces dernières ; - la surface de fixation de la tête sur la douille est variable. On constate de manière generale que la resistance mécanique du couple tête fémorale-coL de la tige fémorale diminue quand la surface de contact entre la tête et le cône diminue. entant donne la relative fragilité des têtes non metalliques, l'assemblage direct d'une tête non métaLlique sur le cône prothétique necessite des tolerances d'usinage de ce cône beaucoup plus serrées que dans le cadre de l'assemblage d'une tête métallique, impLiquant, d'une part, des procedes de fabrication particuLiers et, d'autre part, l'impossibilité d'utiliser, en assemblage direct, une tête non metallique sur un cône prothétique initialement prévu pour une tête métaLlique. L'invention a donc pour but de résoudre ces problèmes en fournissant une pièce supplementaire dans l'assemblage tête prothetique/tige prothétique. Cette pièce permet de varier la distance d'assemblage tête prothetique/tige prothétique sans changer de tête prothétique, Limitant ainsi le nombre de têtes devant être mises à la disposition du chirurgien. ELLe permet egalement d'assurer une surface de portee sur le cône femelle de la tête céramique constante quelle que soit La distance d'assemblage choisie lors de l'intervention. Elle autorise finalement l'usinage du cône des tiges prothétiques prevu pour utiLisation de têtes non metalliques, selon les tolérances necessaires à l'assemblage d'une tête métallique. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, L'objet principal de L'invention est une douille de fixation faisant partie d'une prothèse fémorale comprenant une tête prothétique devant être placée à une distance determinee sur une tige fémorale, La tête ayant un trou conique de fixation de dimension determinee, la tige ayant un cône de fixation de dimension determine et centré sur un axe. La douille de fixation a une forme externe conique correspondant à la conicité du trou conique de la tête et une forme interne conique correspondant à la conicite du cône de fixation de la tige. Selon l'invention, La Longueur de la douille est fonction de la distance déterminée separant la tête de la tige ; le diamètre externe de la pointe de la surface externe de la douille est très légèrement superieur au diamètre de fond du trou conique de la tête prothétique ; le diamètre de la base du cône est très légèrement inférieur au diamètre externe de la base du cône de la tige, de sorte que la distance longitudinale le long de l'axe separant le cône interne et le cône externe de la douille est fonction de la distance déterminée séparant la tête prothétique de la tige, permettant ainsi d'ajuster la distance séparant la tête de la tige à une valeur determinée. La réaLisation de la douille borgne selon L'invention prévoit un fond pour fermer la douille au niveau de la pointe du cône, c'est-à-dire du côté du plus petit diamètre de la douille, cette dernière etant alors une douille borgne. Il est possible de strier la surface externe de la douille pour améliorer le contact avec le trou conique de la tête La douille peut être soit en métal, soit en matière plastique. LISTE DES FIGURES L'invention et ses differentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante accompagnée de plusieurs figures reprdsentant respectivement - figure 1, en coupe, l'ensemble d'une prothèse fémorale implante dans la partie supérieure d'un fémur et utilisant une douille, objet de L'invention, dans sa première realisation ; - figure 2, en coupe, la partie superieure de la prothèse fémoraLe uti lisant une douille selon l'invention dans une deuxième réa li sati on ; - figure 3, en coupe, un première exemple de realisation de la douille selon l'invention ; - figure 4, en coupe, une deuxième réalisation de La douille faisant l'objet de L'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 montre l'implantation, de manière générale comme pour l'invention, d'une prothèse femorale dans la partie supérieure d'un fémur 1. Cette prothèse fémorale est représentée sans le cotyle de l'os coxal, avec lequel elle coopère. Cette dernière comprend principalement une tige fémorale 2, une douille 10, qui est de preference borgne, et une tête prothétique en forme de rotuLe 20. Ce fût 4 peut être compléte de ciment 6 pour faciliter son ancrage dans le fémur 1. La partie depassant de la tige 2 est éventuelLement complétée d'un collet 5 appliqué sur la surface du fémur 1 eventuellement préparée par fraisage à cet effet. La tige 2 est complétée par un cône de fixation 8 prolongeant le coLlet 5. Comme résume precedemment, la douille 10 selon L'invention permet de fixer la tête 20 sur la tige 2. Pour simplifier sa description, on peut dire que La douille 10 a La forme d'un de à coudre. Elle doit avoir un trou conique 14 dont la conicité correspond à celle du cône de fixation 8 et une surface externe conique 12 dont La conicité correspond à celle du trou conique de la tête 20. Toutes ces formes coniques coopérant à la fixation de la tête 20 sur la tige 2 sont coaxiales par rapport à un axe de fixation 9. En comparant la partie superieure de cette figure 1 avec la figure 2 qui reprend les mêmes éléments, on comprend facilement que la variation de formes de la douille 10 influe sur la position de La tête prothétique 20 par rapport à la tige 2, le long de l'axe longitudinal 9. En effet, si la surface externe conique 12 de la douilLe 10 se trouve éloignée longitudinalement de la surface interieure conique 14 de cette même douille 10 (figure 1), la tête 20 se trouve éloignée de la tige 2. Au contraire, (figure 2) si cette surface exterieure 12 est rapprochée de La surface inférieure 14, la tête 20 se trouve plus près de la tige 2. Les differentes formes de la douille 10 sont détaillées par la suite, au moyen des deux autres figures 3 et 4. On note auparavant qu'il est préférable que la douille 10 qui, comme dans l'art antérieur, a une structure annulaire conique, possède un fond 15 conférant à la douille 10, ici une forme de de à coudre. En effet, ce fond 15 coopère à la résistance mecanique de cette douille 10 en ameliorant la stabilité de la partie la plus étroite de La douille 10. On note également qu'il est préférable que la douille 10 ne soit pas enfoncee jusque sur la surface de fond 22 de la tête 20, c'est-à-dire qu'il susbsiste un espace 24 au fond du trou conique de la tête 20. On risquerait en effet, dans le cas contraire, de ne pas avoir un contact hermétique entre la surface extérieure 12 de La douille 10 et la tête 20. La fixation de cette dernière s'en trouverait défavorisée. On souhaite à l'heure actueLle utiliser des têtes 20 dont Les trous coniques ont toujours Les mêmes dimensions, dans le but de standardiser la fabrication de ces têtes et d'en reduire le coût de revient. De ce fait, comme c'est le cas pour la douille selon l'invention, on prévoit une surface externe conique 12 qui a toujours la même dimension, c'est-à-dire le même petit diamètre et le même grand diamètre. De la sorte, comme le montrent les figures 1 et 2, la portée de cette surface externe 12 à l'intérieur de la tête est toujours la même. Comme les surfaces sont toujours les mêmes, il est bien entendu avantageux de prévoir cette portée maximale. On prevoit donc en consequence que la douille 10 porte sur presque la totale de la surface interne du trou de la tête 20. Les formes précises qui permettent de réaliser cette fixation sont detaillees par les figures 3 et 4. En reference à la figure 3, on retrouve la douille de la figure 1 à une échelle agrandie. Cette douille a la forme d'un de à coudre avec un fond 15 relativement important, contrairement à celui de la douille de la figure 4 qui correspond à celle représentée sur la figure 2. Toutefois, entre ces deux figures 3 et 4, de nombreuses dimensions des douilles representees sont les mêmes. La conicité CE de la surface externe conique 12 doit correspondre exactement à la conicite du trou conique de la tête prothétique à fixer. La tolérance de fabrication de ces deux conicités est de L'ordre de plus ou moins 2,5 secondes dans le cas drun assemblage metal/ceramique. Cette tolérance peut être de plus ou moins 4 secondes pour l'assemblage métal/métal. Concernant cette surface externe 12, la longueur L de la conicite doit egalement être la même. Sur la figure 4, cette longueur L correspond à la longueur totale de la douille qui ne comporte pas de surface extérieure cylindrique. Par contre, la douille de la figure 3 comporte une partie cylindrique 13 de la surface externe sur une longueur supplémentaire P. Les diamètres externes EP de la pointe de la douille et EB de la base de la douille sont egalement fixés en fonction des dimensions du trou conique de La tête. De manière analogue, les diamètres internes de base IB et de pointe IP, la conicite intérieure CI du trou conique 14 de la douille et la longueur T de ce trou sont egalement des dimensions fixees en fonction des dimensions du tenon conique 8 de la tige 2 des figures 1 et 2. Seule la longueur totale de la douille varie. Elle est égale à P + L dans le cas de la figure 3. Elle est égale à L dans le cas de la figure 4. La distance supplémentaire P à ajouter à la douille de La figure 3 correspond à la distance supplementaire de la valeur de laquelle il faut écarter la tête prothêtique 20 par rapport à La tige 2, dans le cas de la figure 1. Dans le cas de la figure 2, la douille 10 est beaucoup plus courte, comme le représente la figure 4, et la tête 20 est placée près de la tige 2. En consequence, le fond 15 de la douille a une epaisseur variabLe selon les cas de positionnement de la tête par rapport à la tige. Il en est de même de l'épaisseur de la douille au niveau du trou conique 14. -En effet, si Les cônes externe 12 et interne 14 sont relativement eloignes longitudinalement, l'épaisseur de la douille aura tendance à être epaisse (figure 3). Au contraire, (figure 4) si ces cônes externe 12 et interne 14 sont rapprochés, l'épaisseur sera moindre. On veille tout de même à pouvoir garantir un niveau de resistance mecanique suffisant. La figure 4 montre en traits tiretés un bossage 16 facultatif, qui peut au besoin renforcer la tenue mecanique de la paroi de la douille. Le diamètre externe de pointe EP doit être légèrement supérieur au diamètre du fond du trou conique de la tête. De manière analogue, Le diamètre externe de la base EB de la douille doit être légèrement superieur au diamètre de sortie du trou conique de la tête. On peut prevoir les mêmes dispositions dimensionnelles entre la douille et le tenon conique de la tige. Plus précisément, le diamètre interne de IT doit être légèrement inferieur au diamètre de l'extrémité du tenon conique de la tige. Le diamètre interne IB de la base de la douille doit être légèrement inférieur au diamètre de la base du tenon conique de la tige. En conclusion, les dimensions des liai sons de la douille 10, soit avec la tête 20, soit avec la tige 2, sont toujours les mêmes. Seule la longueur de la douille 10 varie en fonction du positionnement à obtenir de la tête prothétique par rapport à la tige. La douille selon l'invention peut être bien entendu en métal. On prevoit également de la réaliser en mati ère plastique. Dans le but d'améliorer le contact de la liaison de la douille 10 avec la tête 20, la surface externe 12 peut être striee. On conçoit ainsi qu'il est possible d'utiliser un seul type de trou conique pour la tête, un seul type de tenon conique pour La tige. Ceci simplifie la fabrication des têtes prothétiques, des tiges, et reduit donc le coût du materiel nécessaire à une opération. On rappelle egalement que les liai sons étant constantes, celles-ci sont optimisées pour assurer une résistance maximale. REVENDICATIONS 1. Douille de fixation (10) pour une prothèse fémorale comprenant une tête prothétique (20) devant être placée à une distance déterminée (P) sur une tige fémorale (2), la tête prothétique ayant un trou conique de fixation de dimension déterminée, la tige (2) ayant un cône de fixation (8) de dimension déterminée et centré sur un axe (9), la douille de fixation ayant une surface externe conique (12) correspondant à ta conicité du trou conique de La tête (20) et un trou interne conique (14) correspondant à ta conicité du cône de fixation (8) de la tige (2), caractérisée en ce que : - La Longueur de la douille (10) est fonction de ta distance (P) déterminée séparant la tête (20) de la tige (2) ; - le diamètre externe de la pointe (EP) de la surface externe (12) de la doulle (10) est très légèrement supérieur au diamètre interne du fond du cône de ta tête (20) ; - te diamètre interne de base (EB) de la douille (10) est très légèrement inférieur au diamètre externe de base du tenon conique (8) de La tige (2), de sorte que la distance longitudinale (P), le long de L'axe (9) séparant le trou conique (14) de La surface externe (12) de La douille (10), est fonction de ta distance (P) séparant la tête (20) de ta tige (2), permettant ainsi d'ajuster la distance (P ) séparant La tête (20) de La tige (2) à une valeur déterminée. 2. DouiLle selon ta revendication 1, caractérisée en ce qu'eLle comprend un fond (15) pour fermer la douille (10) au niveau de la pointe de La douille (10), c'est-à-dire du côté du plus petit diamètre de La douille (10). 3. Douille selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la surface externe (12) est striée de manière à améliorer Le contact avec le trou conique de la tête (20). 4. Douille selon La revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un métal. 5. Douille selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle est constituée de matière plastique.