Brevet FR2694185A1 — publié le 19940204

" Elément rotulien pour prothèse du genou". L'invention est relative aux prothèses du genou composées d'un plateau tibial, muni d'une tige se fixant dans le tibia et portant une plate-forme en matière synthétique, d'un élément fémoral, pourvu de deux condyles, et d'un élément rotulien, pourvu d'une face de glissement coopérant avec la trochlée prévue dans la pièce fémorale entre les deux condyles et leur prolongement antérieur. Quelles que soient leurs formes, dimensions et applications, toutes les prothèses actuelles mettent en oeuvre des éléments rotuliens dont le contact avec la trochlée s'effectue suivant deux points ou suivant une ligne. Il en résulte que, en fonction de la position de l'articulation, à savoir extension ou flexion, entraînant une modification de la position de l'élément rotulien par rapport aux condyles, les efforts s'exercant sur l'élément rotulien -se répartissent différemment et conduisent å des pressions localisées de valeurs élevées. Ces dernières favorisent les usures des éléments en contact et les risques de luxation, et conduisent à des jeux générant des claquements, audibles en fin de flexion, et des composantes de réaction qui, s'exerçant sur les autres éléments dr l'articulation, peuvent entraîner des descellements. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant une prothèse de genou dans laquelle le contact de l'élément rotulien sur l'élément fémoral s'effectue suivant une surface. A cet effet, dans la prothèse de genou selon l'invention, les deux condyles de l'élément fémoral présentent, chacun, au moins depuis la zone E de cet élément avec lequel l'élément rotulien est en contact lorsque la prothèse est en position d'extension maximale, et au moins jusqu'à la zone F de ce même élément avec laquelle l'élément rotulien est en contact lorsque la prothèse est en position de flexion maximale, d'une part et en section transversale, un profil externe convexe de rayon constant, et, d'autre part et en section longitudinale, une courbure convexe de rayon constant, tandis que, la gorge formant la trochlée dans le segment intercondylien présente, depuis la zone E précitée, et jusqu'à la fin du segment, en section transversale, un fond arrondi de rayon constant, se raccordant au profil convexe des condyles et, en section longitudinale, une courbure de rayon constant, et que l'élément rotulien présente, en vis à vis de l'élément fémoral, en section transversale, un bossage central arrondi de rayon égal à celui du fond de gorge de la trochlée et se raccordant à des congés latéraux de rayons égaux à ceux des condyles, et, en section longitudinale un profil concave épousant les berges en vis à vis des condyles et la gorge. Grâce à et agencement, les condyles forment, dans leur partie coopérant avec l'élément rotulien, un segment de poulie à gorge creuse contre lequel s'applique, par toute sa surface, le segment de couronne formé par l'élément rotulien. Il en résulte que le contact entre l'élément rotulien et l'élément fémoral s'effectue par une surface importante, depuis la position d'extension maximale jusqu'à la position de flexion maximale, et que la pression d'application de l'élément rotulien sur l'élément fémoral est considérablement réduite, ce qui supprime tous les risques de luxation, réduit la formation des jeux et augmente la longévité de la prothèse. Dans une forme d'exécution de l'invention, le plan médian longitudinal de la gouttière formant la trochlée contient l'axe mécanique du membre allant du centre de la tête du fémur au centre de la cheville en passant par le centre de la tubérosité tibiale. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette prothèse. Figure I est une vue de côté en élévation montrant la position de la prothèse par rapport à l'articulation fémoro-tibiale, Figure 2 est une vue en perspective montrant les éléments de la prothèse, Figures 3 et 4 sont des vues en coupe longitudinale de la prothèse montée dans l'articulation et lorsque cette articulation est respectivement en position d'extension maximale et en position de flexion maximale, Figure 5 est une vue en perspective avec coupe partielle montrant, à échelle agrandie, une forme d'exécution de l'élément rotulien, Figures 6 et 7 sont des vues en coupe transversale suivant respectivement VI-VI de figure 3 et Vil-Vil de figure 4. Cette prothèse est composée, de façon connue, d'un plateau tibial désigné de façon générale par la référence 2, d'un élément fémoral 3, et d'un élément rotulien 4, (fig. 4). Le plateau tibial 2 est solidaire d'une tige 5 se fixant dans le tibia et porte une plate-forme 6, en matériau synthétique et dans laquelle sont ménagées deux cuvettes 7. Il est échancré en 2a pour laisser le libre passage aux ligaments croisés. L'élément fémoral 3 comporte deux condyles 8 séparés par un espace 9 pour le passage des ligaments croisés postérieurs. Les deux condyles 8 sont prolongés sur leur partie antérieure, par un pont intercondylien 10 dans la partie externe duquel est ménagée une gouttière 12 formant trochlée. Chaque condyle 8 est muni d'un tenon 13 assurant son positionnement et contribuant à sa fixation dans le fémur 14. Cette prothèse est symétrique et peu indifféremment être montée sur une articulation droite ou gauche. Comme le montre la figure 1, lorsqu'elle est mise en place entre le fémur 14 et le tibia 15, le plan médian longitudinal de la gouttière formant la trochlée contient l'axe mécanique x'-x du membre allant du centre de la tête 14a du fémur 14 au centre de la cheville, en passant par le centre de la tubérosité tibiale 15a. Aux figures 3 et 4, les plans de coupe VI-VI et Vil-Vil matérialisent les plans médians transversaux des zones, respectivement E et F de l'élément fémoral 3, correspondants celle E à la zone avec laquelle l'élément rotulien 4 est en contact avec l'élément fémoral lorsque la prothèse est en position d'extension maximale, et, celle F, à la zone avec laquelle le même élément rotulien 4 est en contact avec l'élément fémoral 3 lorsque la prothèse est en position de flexion maximale. Selon l'invention, chaque condyle 8 présente, de la zone E à la zone F, d'une part, en section transversale et comme montré aux figures 6 et 7, un profil externe convexe de rayon RI constant et, d'autre part, en section longitudinale, et comme montré à la figure 3, une courbure convexe de rayon R2 constant. De même, la gorge 12 constituant la trochlée présente, entre ces zones E et F, d'une part, en section transversale, et comme montré figure 6, un profil concave de rayon R3 constant se raccordant au profil convexe des condyles 8, et, d'autre part, en section longitudinale et comme montré à la figure 3, une courbure de rayon R4 constant. Quant à l'élément rotulien 4, montré plus en détails à la figure 5, il présente, en section transversale, un bossage central arrondi convexe de rayon R5, de valeur égale à celle du rayon R3 de la trochlée, ce rayon R5 se raccordant à des congés latéraux concaves de rayon R6, de valeur égale aux rayons R1 des condyles. Cet élément rotulien présente aussi, en section longitudinale, un profil concave de rayon variable R7 apte à épouser les berges 8a des condyles 8. Il est également muni d'un tenon antérieur 16 permettant sa fixation dans la rotule 17. Cet agencement aménage entre les zones E et F de l'élément fémoral un segment de poulie à gorge creuse et donne à l'élément rotulien 4 la forme d'un segment de couronne parfaitement adapté pour venir en contact par toute sa surface avec la gorge trochléenne, comme montré à la figure 6 ou au moins avec les berges 8a des condyles 8, comme montré à la figure 7, lorsque la prothèse est en position de flexion maximale et que, comme montré à la figure 4, l'élément rotulien 4 tombe dans l'espace 9 entre condyles. Grâce à cela, le contact entre l'élément fémoral 3 et l'élément rotulien 4 ne s'effectue pas suivant des points ou suivant une ligne, comme dans les prothèses actuelles, mais suivant une surface, ayant une valeur variable en fonction de la position de cet élément rotulien entre les zones E et F. Cette large surface de contact réduit considérablement la pression entre les éléments et en conséquence réduit les usures, la formation de jeux fonctionnels, la formation de composantes de réaction sur les autres éléments et les risques de descellement et augmente la longévité de la prothèse. REVENDICATIONS 1. Prothèse de genou du type composé: - d'un plateau tibial (2) avec une plate-forme de glissement (6), - d'un élément fémoral (3) pourvu de deux condyles (8) qui, identiques et disposés symétriquement et parallèlement de part et d'autre du plan médian vertical de cet élément, sont reliés par un segment intercondylien antérieur (10) muni d'une gorge (12), formant trochlée, - et d'un élément rotulien (4), muni d'une face de glissement coopérant avec la trochlée (12) et de moyens (14) de fixation dans la rotule (15), caractérisée en ce que - les deux condyles (8) de l'élément fémoral (3) présentent, chacun, au moins depuis la zone (E) de cet élément, avec laquelle l'élément rotulien (4) est en contact lorsque la prothèse est en position d'extension maximale, et, au moins jusqu'à la zone (F) de ce même élément, avec laquelle l'élément rotulien (4) est en contact lorsque la prothèse est en position de flexion maximale, - en section transversale, un profil externe convexe de rayon (R1) constant, - et en section longitudinale, une courbure convexe de rayon (R2) constant, - tandis que, la gorge (12) formant la trochlée dans le segment intercondylien (10) présente, depuis la zone (E) précitée et jusqu'à la fin du segment, - en section transversale, un fond arrondi de rayon (R3) constant, se raccordant aux profils convexes des condyles (8), - et, en section longitudinale, une courbure de rayon (R4) constant, - et que l'élément rotulien (4) présente, en vis à vis de l'élément fémoral (3), - en section transversale, un bossage central arrondi de rayon (R5) égal à celui (R3) du fond de la gorge (12) de la trochlée (10) et se raccordant à des congés latéraux de rayons (R6) égaux à ceux (R1) des condyles, - et, en section longitudinale, un profil concave épousant les berges (8a) des condyles (8) et la gorge (12). 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plan médian longitudinal de la gorge (12) formant la trochlée contient l'axe mécanique du membre, allant du centre de la tête (14a) du fémur (14) au centre de la cheville, en passant par le centre de la tubérosité tibiale (1 Sa).