Brevet FR2692475A1 — publié le 19931224

PROTHESE TOTALE DU GENOU La présente invention concerne une endoprothèse totale d'articulation du genou, du type comprenant un implant tibial et un implant fémoral, L'implant tibial pouvant pivoter par rapport à l'implant fémoral selon, d'une part, un axe sensiblement horizontal, afin de permettre le mouvement de flexion/extension de la jambe et, d'autre part, un axe vertical permettant un pivotement limité du tibia selon son axe. En cas de nécessité clinique, la prothèse peut comprendre, en outre, un implant rotulien, rapporté sur la rotule naturelle à la place de la partie réséquée de celle-ci et formant un patin glissant le long d'un bouclier trochléen que forme l'implant fémoral. II existe de nombreuses prothèses de genou de ce type, autorisant la flexion/extension autour d'un axe horizontal et le pivotement interne et externe du tibia autour d'un axe vertical, décrites par exemple par les brevets FR NO 2 287 895, NO 2 330 375, NO 2 612 767, NO 2 405 064, N02601873, NO 2167381, CH NO 568066 ou US NO 4 865 606. II apparaît, en pratique, que les prothèses de genou existantes ne respectent pas au mieux les fonctions cinématiques, dynamiques et tribologiques de l'articulation naturelle. En effet, dans ces prothèses, le mouvement des condyles fémoraux sur le plateau tibial ne correspond pas parfaitement au mouvement naturel. De plus, le pivotement axial et vers l'intérieur que fait le tibia dans l'articulation naturelle au cours des 50 premiers degrés de flexion de la jambe n'est que très imparfaitement restitué dans son amplitude. En outre, la stabilité de l'articulation prothétique au cours de son mouvement n'est pas parfaite. Enfin, L'appui exercé par le poids du corps est réparti essentiellement sur les surfaces condyliennes et glénoïdes, ce qui conduit à leur usure relativement rapide. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cette fin, dans la prothèse qu'elle concerne, du type précité, I'axe selon lequel l'implant tibial pivote axialement est déporté vers l'intérieur et vers l'avant par rapport à l'axe selon lequel ce même implant pivote au cours du mouvement de flexion/extension de la jambe, et la gorge trochléenne est inclinée vers l'intérieur de la prothèse. Les deux axes de pivotement ne sont donc plus concourants comme dans les prothèses existantes. Le déport vers l'intérieur de l'axe de pivotement sur lui-même de l'implant tibial, dit "médialisation" de l'axe, permet d'augmenter l'amplitude du mouvement antéro-postérieur de la zone de contact entre le condyle fémoral externe et la zone glénoïde externe du plateau tibial et, par conséquent, de diminuer l'amplitude correspondante de la zone de contact fémoro-tibial interne, d'une manière qui correspond à l'articulation naturelle. La combinaison de cette médialisation de l'axe de rotation tibiale avec l'inclinaison de la gorge trochléenne permet d'assurer que le tibia subit effectivement une rotation interne au cours de la flexion de l'articulation du genou selon une amplitude proche de celle qui existe dans le mouvement naturel. La conséquence d'une telle conception est que les surfaces articulaires glénoïdes du plateau tibial peuvent être asymétriques, le plateau interne étant plus petit que le plateau externe. Le déport vers l'avant de l'axe, dit "antériorisation", permet d'augmenter la stabilité de l'articulation au cours de son mouvement et d'assurer une amplitude de pivotement axial de l'implant tibial qui est d'environ 300 tant en rotation interne qu'externe, ce mouvement se rapprochant de celui du mouvement naturel du tibia au cours de la flexion/extension de la jambe. Le déport vers l'intérieur de l'axe vertical de pivotement du tibia par rapport à l'axe médian longitudinal de la prothèse peut atteindre 10 mm, tandis que son déport vers l'avant par rapport à l'axe de pivotement de l'implant tibial au cours du mouvement de flexion/extension de la jambe peut atteindre 8 mm. Avantageusement, le pion servant d'axe de pivotement vertical de l'implant tibial est libre en coulissement par rapport à l'alésage qui lui sert de palier, ce qui autorise un certain jeu axial de l'implant fémoral par rapport à l'implant tibial, rapprochant le mouvement que permet la prothèse de celui de l'articulation naturelle. De préférence, la prothèse comprend une pièce centrale d'assemblage des éléments tibial et fémoral réalisant le double déport précité, c'est-à-dire comprenant des moyens de guidage du pivotement de l'élément tibial selon deux axes non concourants. Suivant une première forme de réalisation de l'invention, L'implant tibial comprend un pion formant pivot, sur lequel peut être inséré un fourreau en matière favorisant le glissement, et l'implant fémoral reçoit dans sa cavité intercondylienne la pièce centrale d'assemblage précitée, qui est percée d'un trou borgne longitudinal, permettant son engagement sur le fourreau et constituant l'alésage servant de palier au pion, et qui comprend deux alésages coaxiaux ménagés dans ses faces latérales, destinés, lorsque la pièce est engagée dans la cavité intercondylienne, à venir en coïncidence de deux alésages coaxiaux percés dans les parois latérales de l'implant délimitant ladite cavité et à recevoir deux tourillons coaxiaux formant pivot. Cette forme de réalisation de l'invention présente un caractère de simplicité de conception. Cependant, la résection osseuse dans le massif intercondylien, nécessaire au logement de la partie centrale de l'implant fémoral délimitant la rainure précitée, risque d'être trop importante dans certains cas anatomo-pathologiques. Suivant une deuxième forme de réalisation de l'invention, évitant cet inconvénient, L'implant tibial comprend un trou borgne constituant l'alésage précité servant de palier au pion, dans lequel peut être inséré un fourreau en matériau favorisant le glissement, et l'implant fémoral reçoit, dans sa cavité intercondylienne, la pièce centrale d'assemblage précitée ayant sensiblement la forme d'un T, dont les extrémités de la branche horizontale sont engagées au travers de deux alésages coaxiaux ménagés dans les parois de l'implant délimitant la cavité intercondylienne et dont la branche verticale, qui constitue le pion formant pivot de l'implant tibial, est engagée dans le trou borgne de l'implant tibial. Outre l'avantage de nécessiter une gorge intercondylienne moins importante et, par conséquent, de minimiser la résection osseuse du massif intercondylien, la prothèse selon cette forme de réalisation permet d'allonger le pivot et donc de réduire l'effort d'usure du fourreau engagé sur lui. Avantageusement, I'extrémité libre du pion ne vient pas en appui contre l'extrémité du fourreau lorsque les surfaces condyliennes et glénoides sont en contact, mais le fourreau comprend une collerette du côté opposé à ladite extrémité libre du pion, sur laquelle vient s'appuyer la pièce intermédiaire d'assemblage lorsque s'exerce la charge en compression de l'implant fémoral sur l'implant tibial. Ainsi, cette charge est répartie non seulement sur les surfaces condyliennes et glénoïdes, mais également sur le fourreau, la pièce centrale d'assemblage et les tourillons précités. L'usure desdites surfaces est, par conséquent, réduite. De toute façon, I'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation de la prothèse de genou qu'elle concerne. La figure 1 en est une vue en coupe longitudinale antéro-postérieure éclatée, selon une première forme de réalisation la figure 2 en est une vue similaire, montée; la figure 3 en est une vue, montée, en coupe longitudinale selon un plan de coupe perpendiculaire au plan de coupe selon les figures 1 et 2; la figure 4 est une vue en coupe longitudinale de l'implant tibial selon une variante de réalisation les figures 5 et 6 sont des vues similaires, respectivement, aux figures 2 et 3, de la prothèse selon une deuxième forme de réalisation et la figure 7 est une vue similaire à la figure 6 d'une variante de réalisation de cette prothèse. Les figures 1 à 3 représentent sous différents angles une prothèse d'articulation de genou 2, comprenant un implant tibial 3 et un implant fémoral 4, dans laquelle l'implant tibial 3 peut pivoter par rapport à l'implant fémoral 4 selon, d'une part, un axe sensiblement horizontal, afin de permettre le mouvement de flexionlextension de la jambe et, d'autre part, un axe vertical permettant un pivotement limité du tibia selon son axe. L'implant tibial 3 comprend une tige 5 pour son ancrage dans le canal médullaire du tibia, un plateau horizontal 6, dont la liaison avec la tige 5 est renforcée par deux nervures obliques 7 tournées vers l'arrière, un pion 8 d'axe vertical, qui est déporté vers l'intérieur de la prothèse 2 par rapport à l'axe médian longitudinal de l'implant tibial 3 et un insert 9 en matériau favorisant le glissement, tel qu'en polyéthylène à haute densité, qui est monté sur le plateau 6 par un assemblage à queue d'aronde. Le système à queue d'aronde peut être remplacé par un simple assemblage par emboîtement et vis. La face supérieure des parties latérales de l'insert 9 délimite les surfaces glénoides de l'articulation, tandis que sa partie centrale, bombée, est destinée à coulisser dans la gorge trochléenne de l'implant fémoral 4. Ce dernier comprend une tige 10 pour son ancrage dans le canal médullaire du fémur, une cavité centrale 11 en secteur de cercle, délimitée par deux parois latérales 12 et dont l'ouverture est prolongée par deux parois bombées formant les surfaces condyliennes et un bouclier trochléen 13, dans lequel est aménagée la gorge trochléenne 14. La prothèse 2 comprend également un fourreau 15 en matériau favorisant le glissement, destiné à être engagé sur le pion 8, et une pièce centrale d'assemblage 16, qui est percée d'un trou borgne longitudinal 17, permettant son engagement sur le fourreau 15 jusqu'à venue du fond du trou 17 au contact du fourreau 15, et qui comprend deux alésages coaxiaux 18 ménagés dans ses faces latérales. L'axe du trou 17, confondu avec l'axe du doigt 8, est déporté vers l'avant par rapport à l'axe des alésages 18. Le fourreau 15 comprend un têton axial fileté 1 Sa destiné à être engagé au travers d'un trou lamé 25 aménagé dans la pièce 16 et à recevoir un écrou 26, pour son assemblage à la pièce 16. Comme le montre la figure 2, les alésages 18 sont destinés à venir en coïncidence avec deux alésages 19 percés dans les parois latérales 12 et à recevoir deux tourillons coaxiaux 20 constituant l'axe de pivotement horizontal de l'implant tibial 3. Les tourillons 20 peuvent être assemblés à l'implant fémoral 4 par vissage ou emmanchement. En outre, la gorge trochléenne 14 est inclinée vers l'intérieur de la prothèse 2. Le déport vers l'intérieur du pion 8, autour de l'axe duquel l'implant tibial 3 est destiné à pivoter, permet d'augmenter l'amplitude du mouvement antéro-postérieur de la zone de contact entre le condyle fémoral externe et la zone glénoïde externe et, par conséquent, de diminuer l'amplitude correspondante de la zone de contact fémoro-tibial interne, d'une manière qui correspond à l'articulation naturelle. La combinaison de ce déport avec l'inclinaison vers l'intérieur de la gorge trochléenne permet d'assurer que le tibia subit effectivement une rotation interne au cours de la flexion de l'articulation du genou selon une amplitude proche de celle qui existe dans le mouvement naturel. Le déport vers l'avant de l'axe du pion 8 par rapport à l'axe des tourillons 20 permet d'augmenter la stabilité de l'articulation au cours de son mouvement et d'assurer une amplitude de pivotement axial de l'implant tibial 3 qui est d'environ 300 tant en rotation interne qu'externe, ce mouvement se rapprochant de celui du mouvement naturel du tibia au cours de la flexion/extension de la jambe. Le pion 8 est libre en coulissement par rapport au fourreau 15 et à la pièce centrale d'assemblage 16, ce qui autorise un certain jeu axial de l'implant fémoral 4 par rapport à l'implant tibial 3, rapprochant le mouvement que permet la prothèse 2 de celui de l'articulation naturelle. En outre, I'extrémité libre du pion 8 ne vient pas en appui contre l'extrémité du fourreau 15 lorsque les surfaces condyliennes et glénoides sont en contact, mais le fourreau 15 comprend une collerette 1 5b du côté opposé à l'extrémité libre du pion 8, sur laquelle vient s'appuyer la pièce centrale d'assemblage 16 lorsque s'exerce l'appui en compression de l'implant fémoral 4 sur l'implant tibial 3. Ainsi, cet appui est réparti non seulement sur les surfaces condyliennes et glénoides mais également sur le fourreau 15, la pièce 16 et les tourillons 20. L'usure de ces surfaces est, par conséquent, réduite. La prothèse 2 peut comprendre, en outre, un implant rotulien 27 rapporté sur la rotule à la place de la partie réséquée de celle-ci et formant un patin glissant le long du bouclier trochléen 13. Les nervures 7 sont destinées à supporter directement les charges mécaniques de compression fémoro-tibiale appliquées au plateau tibial 6. Cette disposition permet de réduire avantageusement l'épaisseur du plateau tibial 6 et, par conséquent, de minimiser l'épaisseur de la résection osseuse tibiale à opérer. Elle permet en outre de dégager la zone d'implantation du pion 8. La figure 4 montre une variante de réalisation de la prothèse 2, dans laquelle le pion 8 n'est pas monobloc avec l'implant tibial 3 mais rapporté sur lui par vissage sur le plateau 6, avec un écrou de blocage 31. Les figures 5,6 et 7 représentent une deuxième forme de réalisation de la prothèse 2. Les éléments décrits ci-dessus qui se retrouvent dans cette prothèse sont désignés, sur ces figures, par les mêmes références. L'implant tibial 3 comprend un trou borgne, destiné à recevoir un fourreau 35 en matériau favorisant le glissement, et l'implant fémoral 4 reçoit, dans sa cavité intercondylienne, la pièce centrale d'assemblage 36, ayant sensiblement la forme d'un T, dont les extrémités de la branche horizontale 36a sont engagées au travers de deux alésages coaxiaux 37 ménagés dans les parois 38 de l'implant fémoral délimitant la cavité intercondylienne et dont la branche verticale 36b, qui constitue le pivot de l'implant tibial 3, est engagée sans jeu dans le trou borgne de l'implant tibial 3. La branche 36a prend appui sur la collerette 35a du fourreau 35, en ce qui concerne la variante de réalisation représentée par la figure 6. Deux pastilles 40, filetées extérieurement et alésées sur l'une de leurs faces, sont vissées dans les alésages 37 et constituent des paliers pour le pivotement de la pièce 36. La prothèse 2 selon cette forme de réalisation présente une partie intercondylienne moins volumineuse et, par conséquent, permet de minimiser la résection osseuse du massif intercondylien. En outre, le pivot constitué par la branche 36b de la pièce 36 est plus allongé, ce qui permet de réduire l'effort d'usure du fourreau 35 engagé sur lui. La figure 7 représente une variante de réalisation de la prothèse 2, dans laquelle la branche 36b de la pièce 36 est nettement décalée de l'axe médian transversal de la branche 36a. Ainsi, la pièce 36 assure la totalité de la médialisation de l'axe de rotation de l'implant tibial 3, ce qui entraîne le centrage du bloc intercondylien et donc la symétrie des condyles. En outre, la branche 36b de la pièce 36 ne vient pas en appui sur la collerette 35a du fourreau 35 mais contre le fond du fourreau 35. II va de soi que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus à titre d'exemples mais en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. Ainsi, l'élément tibial pourrait comprendre des moyens de réglage de la position du pion, par exemple du type à boutonnière avec blocage en position par vis/écrou du pion. En outre, des pièces intermédiaires en matériau favorisant le glissement pourraient être prévues entre les tourillons précités et la paroi de l'élément fémoral leur servant de palier ou entre les parois latérales du bloc intercondylien et la pièce centrale d'assemblage. REVENDICATIONS 1 - Prothèse totale du genou, du type comprenant un implant tibial et un implant fémoral, L'implant tibial pouvant pivoter par rapport à l'implant fémoral selon, d'une part, un axe sensiblement horizontal, afin de permettre le mouvement de flexion/extension de la jambe et, d'autre part, un axe vertical permettant un pivotement limité du tibia selon son axe, caractérisée en ce que l'axe selon lequel l'implant tibial (3) pivote axialement est déporté vers l'intérieur et vers l'avant par rapport à l'axe selon lequel ce même implant (3) pivote au cours du mouvement de flexionlextension de la jambe, et en ce que la gorge trochléenne (14) est inclinée vers l'intérieur de la prothèse (2). 2 - Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pion (8,36b) servant d'axe de pivotement vertical de l'implant tibial (3) est libre en coulissement par rapport à l'alésage qui lui sert de palier. 3 - Prothèse selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend une pièce centrale (16,36) d'assemblage des éléments tibial (3) et fémoral (4) réalisant le double déport précité, c'est-à-dire comprenant des moyens (17,18,36a,36b) de guidage de l'élément tibial (3) selon deux axes non concourants. 4 - Prothèse selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'implant tibial (3) comprend un pion (8) formant pivot, sur lequel peut être inséré un fourreau (15) en matière favorisant le glissement, et l'implant fémoral (4) reçoit dans sa cavité intercondylienne la pièce centrale d'assemblage (16) précitée, qui est percée d'un trou borgne longitudinal (17), permettant son engagement sur le fourreau (15) et constituant l'alésage servant de palier au pion (8), et qui comprend deux alésages coaxiaux (18) ménagés dans ses faces latérales, destinés, lorsque la pièce (16) est engagée dans la cavité intercondylienne, à venir en coïncidence de deux alésages coaxiaux (19) percés dans les parois latérales (12) de l'implant (4) délimitant ladite cavité (11) et à recevoir deux tourillons coaxiaux (20) formant pivot. 5 - Prothèse selon la revendication 4, caractérisée en ce que le fourreau (15) comprend un têton axial fileté (15a) destiné à être engagé au travers d'un trou lamé (25) aménagé dans la pièce (16) et à recevoir un écrou (26), pour son assemblage à la pièce tri 6). 6 - Prothèse selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'implant tibial (3) comprend un trou borgne constituant l'alésage précité servant de palier au pion (36b), dans lequel peut être inséré un fourreau (35) en matériau favorisant le glissement, et l'implant fémoral (4) reçoit, dans sa cavité intercondylienne, la pièce centrale d'assemblage (36) précitée ayant sensiblement la forme d'un T, dont les extrémités de la branche horizontale (36a) sont engagées au travers de deux alésages coaxiaux (37) ménagés dans les parois (38) de l'implant (4) délimitant la cavité intercondylienne et dont la branche verticale (36b), qui constitue le pion formant pivot de l'implant tibial (3), est engagée dans le trou borgne de l'implant tibial (3). 7 - Prothèse selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'axe de la branche (36b) de la pièce (36) est décalé par rapport à l'axe médian transversal de la branche (36a). 8 - Prothèse selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le fourreau (15,35) comprend une collerette (15a,35a) du côté opposé à l'extrémité libre du pion (8,36b), sur laquelle vient s'appuyer la pièce centrale d'assemblage (17,36). 9 - Prothèse selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un implant rotulien (27) rapporté sur la rotule à la place de la partie réséquée de celle-ci et formant un patin glissant le long du bouclier trochléen (13) que forme l'implant fémoral (4). 10 - Prothèse selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'implant tibial (3) comprend une tige (5) pour son ancrage et un plateau horizontal (6) dont la liaison avec la tige (5) est renforcée par deux nervures obliques (7) tournées vers l'arrière. 11 - Prothèse selon l'une des revendications 1 à 5, 9 et 10, caractérisée en ce que le pion (8) est vissé au travers du plateau tibial (6), avec écrou de blocage (31).