Brevet FR2701388A1 — publié le 19940819

Elément prothétique pour petites articulations La présente invention concerne un élément prothétique pour petites articulations, notamment articulations métacarpo-phalangiennes et interphalangiennes proximales de la main. Une maladie rhumatoïde siégeant dans les articulations métacarpo-phalangiennes ou interphalangiennes proximales, ou une fracture de ces articulations, entraînent une destruction des structures articulaires et une déformation de ces articulations La mobilité de la main et la fonction de préhension sont compromises Pour restaurer celles-ci, une résection suivie d'une implantation de prothèse est pratiquée. Les prothèses proposées jusqu'ici pour ces petites articulations peuvent être classées en des premier et second groupes: les prothèses du premier groupe sont en fait des "espaceurs' flexibles au sein desquels s'effectue le mouvement; les prothèses du second groupe sont réalisées en deux éléments stabilisés l'un par rapport à l'autre avec ou sans moyen de liaison assurant leur mouvement relatif. Les prothèses du premier groupe, telles que l'implant articulaire du Docteur Alfred B SWANSON commercialisé sous la marque "SILASTIC" par la société DOW CORNING WRIGHT, Arlington, US, sont monoblocs et réalisées en un matériau flexible, tel qu'élastomère de silicone Elles comportent trois parties: deux tiges coniques implantées dans les diaphyses osseuses et une liaison centrale souple reliant les tiges, dont la flexibilité autorise la mobilisation de l'articulation et dont la forme contribue au maintien de l'espace de résection articulaire Le remplacement articulaire réalisé par cet implant n'est pas véritablement une arthroplastie mais une résection des surfaces articulaires dont le vide est comblé par l'implant. Les inconvénients relatés avec ce type d'implant consistent en une détérioration du matériau, un résultat fonctionnel peu satisfaisant et une récidive fréquente des déviations axiales La détérioration du matériau, tel qu'élastomère de silicone, aboutit à sa fragmentation, qui induit des réactions locales à corps étrangers suffisamment importantes pour obliger à l'ablation du matériel prothétique Le résultat fonctionnel est souvent limité en l'absence d'une liaison stable entre les membres de l'articulation qui se traduit par une force de préhension faible. Les prothèses du second groupe répondent aux critiques des prothèses du premier groupe, et sont composées de deux éléments distincts réalisés en des matériaux plus rigides Selon un premier type (GB-A- 2 056 862), les éléments sont reliés ensemble par un axe de charnière n'assurant une mobilité articulaire que dans un plan de l'espace et étant aussi sujet à des contraintes en cisaillement engendrant des descellements et fractures prothétiques Selon un second type (GB-A-2 126 097; FR-A-2 605 878), les éléments présentent deux surfaces congruentes en contact l'une avec l'autre et glissant l'une par rapport à l'autre lors des mouvements de l'articulation Ce glissement remédie aux risques de rupture des charnières dans les prothèses du premier type. Avant son implantation, une prothèse doit être choisie pour être adaptée à la morphologie du patient Cette adaptation notamment dimensionnelle, affinée au cours de l'intervention, est effectuée par le choix d'une taille de prothèse parmi un petit nombre de tailles proposées, typiquement entre cinq et dix Ce choix limité implique bien souvent une inadaptation au moins de l'une des tiges prothétiques ou du moyen de liaison entre celles-ci aux caractéristiques anatomo- physiologiques de l'articulation à remplacer, ce qui peut compromettre le résultat opératoire attendu. La présente invention vise à fournir un élément prothétique du second groupe pour petites articulations, notamment articulations métacarpo- phalangiennes et interphalangiennes proximales, autorisant une meilleure adaptation anatomo- physiologique grâce à une sélection parmi un nombre beaucoup plus élevé de tailles de prothèse, tout en diminuant les coûts de fabrication et de stockage de prothèses. A cette fin, un élément prothétique pour petites articulations comprenant une tête et une queue intra- diaphysaire est caractérisé en ce que la tête et la queue sont deux pièces distinctes, et l'élément comprend une tige interne de liaison dont les extrémités sont liées rigidement de manière démontable à la tête et la queue dans des trous ménagés dans celles-ci. Une prothèse pour petites articulations comprend alors des premier et second éléments prothétiques selon l'invention Le premier élément présente une surface convexe dont une partie est complémentaire d'une surface concave de la tête du second élément. Il est ainsi possible de choisir la taille de la queue indépendamment de celle de la tête dans un élément, d'une part, et la taille de la queue du premier élément indépendamment de celle du second élément d'autre part. Pour une bonne adaptation anatomique, les surfaces externes des têtes sont sensiblement semi- sphériques et les têtes sont décentrées par rapport à l'axe des queues alignées longitudinalement La tête du second élément comprend une butée dorsale pour empêcher une sub-luxation antérieure et deux butées latérales pour guidage latéral. Selon une autre caractéristique de l'invention, une tête d'un élément de prothèse est stabilisée en rotation par rapport à la queue intradiaphysaire à laquelle elle est liée, au moyen par exemple d'un assemblage à tenon et rainure complémentaires. Les queues intra-diaphysaires sont en matière plastique et les tiges de liaison sont métalliques. Les tiges de liaison rigidifient les queues intra- diaphysaires. Après implantation, le mouvement articulatoire est assuré par le glissement des têtes l'une par rapport à l'autre Les têtes ayant des surfaces congruentes sont respectivement métallique et en matière plastique, telle que polyéthylène, ou toutes deux en métal Le glissement peut donc être de type métal/matière plastique, ou métal/métal. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale antéro-postérieure et palmaire-dorsale prise le long de la ligne I-I de la figure 2 d'une prothèse selon l'invention pour articulation métacarpo-phalangienne; la figure 2 est une vue dorsale en coupe longitudinale antéro-postérieure et latérale prise le long de la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 une vue longitudinale de côté d'une queue prothétique intra-diaphysaire; la figure 4 est une vue en bout, côté tête, de la queue intra-diaphysaire; les figures 5 et 6 sont deux vues en coupe longitudinale, respectivement analogues aux figures 1 et 2 et prises le long de la ligne V-V de la figure 6 et de la ligne VI-VI de la figure 5, d'une tête articulaire à surface convexe; la figure 7 est une vue longitudinale d'une première réalisation d'une tige interne de liaison; la figure 8 est une vue longitudinale d'une seconde réalisation d'une tige interne de liaison; et les figures 9 et 10 sont deux vues en coupe longitudinale, respectivement analogues aux figures 1 et 2 et prises le long de la ligne IX-IX de la figure et de la ligne X-X de la figure 9, d'une tête articulaire à surface concave. Une prothèse selon l'invention comprend un premier élément 1, dit élément proximal et un second élément 2, dit élément distal La prothèse illustrée aux figures 1 et 2 concerne, à titre d'exemple, une prothèse pour articulation métacarpo-phalangienne, l'élément 1 étant à implanter dans le métacarpe et l'élément 2 dans la première phalange Dans la figure 1, les régions dorsale et palmaire sont respectivement en parties supérieure et inférieure. L'élément 1 comprend trois pièces séparables assemblées rigidement, à savoir une queue intra- diaphysaire 3, une tête articulaire 4 et une tige interne de liaison 5. La queue intra-diaphysaire 3 est réalisée en un matériau rigide implantable, tel que polyéthylène. Comme représenté aux figures 1 à 4, la queue 3 est symétrique par rapport à deux plans longitudinaux perpendiculaires ayant pour traces les lignes II-II et I-I dans les figures 1 et 2. Le profil externe de la queue 3 épouse une surface tronconique ayant des sections ovales et des génératrices sensiblement concaves et est terminé par une extrémité arrondie 31. La surface tronconique présente deux tronçons. Le premier tronçon 32 est lisse et s'étend depuis l'extrémité 31 jusqu'au second tronçon 33 Ce second tronçon présente des collerettes 34 constituant entr'elles des gorges 35, formant anfractuosités, régulièrement réparties longitudinalement Le tronçon 33 s'étend jusqu'à la grande base de la queue intra- diaphysaire. Devant la plus large collerette 34 formant la grande base de la surface tronconique saille un tenon diamétral 36 sensiblement rectangulaire A partir de la face du tenon 36 est percé un trou cylindrique lisse axial borgne 37 dans la queue 3. Selon d'autres variantes de réalisation non représentées, la section de la surface tronconique de la queue 3 est circulaire et/ou présente des collerettes et anfractuosités alternées depuis la petite base jusqu'à la grande base. En référence aux figures 5 et 6, la tête articulaire 4 de l'élément proximal présente une surface sphérique convexe 41 dans une calotte de laquelle a été usinée une chape constituée par une rainure 42 et deux branches droites parallèles 43 bordant la rainure La rainure 42 est complémentaire au tenon de queue 36 Un trou taraudé borgne 44 est pratiqué perpendiculairement à la rainure 42, depuis le fond de la rainure L'axe du trou 44 est situé dans le plan diamétral à la surface sphérique 41 ayant pour trace I-I dans la figure 2 et V-V dans la figure 6 et constituant un plan de symétrie longitudinal à la rainure 42 et à la tête proximale 4 Le diamètre du trou 44 est sensiblement identique à celui du trou 37 de la queue intra-diaphysaire La surface sphérique 41 est décentrée par rapport à l'axe du trou 44, comme cela est visible aux figures 1 et 5 En variante, le trou 44 est lisse. La tige interne de liaison 5 est une tige cylindrique métallique dont la surface au moins en partie centrale 51 destinée à pénétrer sensiblement dans la première moitié du trou de queue 37 est lisse Le diamètre de la tige interne de liaison est sensiblement égal à celui des alésages 37 et 44. Selon la réalisation illustrée à la figure 7, une première extrémité 52 de la tige 5 est tronconique convergente afin de constituer un cône de pénétration permettant l'assemblage par emmanchement à force de la tige 5 dans le trou de queue 37; une seconde extrémité 53 de la tige 5 est cylindrique et filetée pour être vissée dans le trou taraudé 44 En correspondance avec la variante de trou 44 lisse, une seconde réalisation de tige 5 a est montrée à la figure 8, selon laquelle une première extrémité 52 a de la tige 5 a est tronconique convergente afin de constituer un assemblage à cônes complémentaires mâle et femelle avec un fond tronconique du trou de queue 37; une seconde extrémité 53 a de la tige 5 a est cylindrique et comporte un petit anneau souple ou fendu 54 a cerclant une petite gorge de la tige pour pénétrer à force dans une gorge du trou lisse de tête 44. Selon d'autres variantes d'assemblage, l'extrémité 52 de la tige 5 est filetée pour être vissée dans le trou au moins partiellement taraudé 37, correspondant dans la queue 3, avant que l'autre extrémité 53 a de la tige 5 a soit enfilée dans le trou lisse 44 correspondant dans la tête 4, pour constituer avec ce dernier un assemblage par pénétration en translation sans rotation et blocage en translation et rotation, par exemple avec des cônes mâle et femelle complémentaires, un anneau encliquetant dans une gorge, des petites billes rappelées radialement par ressort encliquetant dans des encoches, etc. Pour constituer l'élément proximal 1, l'extrémité 53 de la tige interne de liaison 5 est engagée dans le trou 44 de la tête articulaire, de manière à assembler par vissage la tige 5 dans la tête 4 pour les lier rigidement Selon la variante de réalisation de tige 5 a illustrée à la figure 8, l'extrémité 53 a de la tige interne de liaison 5 a est engagée dans le trou 44 de la tête articulaire, de manière à emmancher à glissement la tige 5 a dans la tête 4 pour les lier rigidement au moyen de l'anneau 54 a. La tige 5 est ensuite emmanchée à force dans le trou 37 de la queue intra-diaphysaire 3 jusqu'à ce que le tenon 36 de la queue vient en butée et s'emboîte dans la rainure 42 de la tête Les trois pièces de l'élément proximal sont ainsi assemblées rigidement, chacune des pièces 3, 4 et 5 étant immobile en translation et rotation par rapport aux deux autres En variante, la tige 5 a est emmanchée à glissement dans le trou 37 de la queue 3 jusqu'à ce que l'extrémité tronconique 52 a de la tige 5 a soit coincée dans un fond tronconique du trou 37. Simultanément, le tenon 36 s'emboîte dans la rainure 42 de la tête. La tige 5 rigidifie la queue 3 et lie cette dernière avec la tête articulaire L'emboîtement du tenon 36 et de la rainure 42 empêche la rotation de la tête par rapport à la queue intra-diaphysaire. Après assemblage de l'élément proximal, la queue 3, la tige 5 et le trou 44 de la tête 4 sont alignés axialement en coupe horizontale comme montré à la figure 2 tandis qu'en coupe verticale, comme montré à la figure 1, la surface sphérique 41 est décentrée par rapport à l'axe de la tige 5 et de la queue 3. L'élément proximal une fois assemblé est symétrique par rapport au plan longitudinal de trace I-I dans la figure 2. En référence aux figures 1 et 2, l'élément distal 2 comprend une tête articulaire 6, une tige de liaison 7 et une queue intra-diaphysaire 8. La tige 7 et la queue 8 sont analogues respectivement à la tige 5 et à la queue 3 de l'élément proximal, et sont agencées entr'elles et avec la tête 6, comme les agencements mutuels des pièces proximales 3, 4 et 5. En référence aux figures 9 et 10, la tête articulaire 6 est réalisée en une matière plastique telle que polyéthylène Elle est symétrique par rapport au plan longitudinal de trace IX-IX dans la figure 10 et I-I dans la figure 2 La tête 6 présente, en face postérieure, une cavité sensiblement semi-sphérique 61 complémentaire de la surface sphérique 41 de la tête proximale afin de reconstituer la fonction de l'articulation métacarpo- phalangienne Dans un plan en coupe axiale horizontale, comme montré aux figures 2 et 10, la cavité 61 est limitée par des bordures symétriques 611 alignées suivant une corde en retrait du centre de la surface sphérique Dans un plan en coupe verticale, palmaire-dorsale, comme montré aux figures 1 et 9, la cavité 61 est bordée par une butée supérieure dorsale 612 alignée avec le plan d'alignement des bordures 611 En partie inférieure et palmaire, la cavité 61 est ouverte, quasiment à mi-hauteur depuis le plan diamétral horizontal de trace II-II dans la figure 1 et X-X dans la figure 9. La tête 6 comprend également, comme la tête 4, une chape à rainure 62 et bordures 63 verticales, et un trou cylindrique taraudé borgne 64 ménagé au centre de la rainure 62 et dont l'axe est situé dans le plan de symétrie de trace IX-IX La rainure 62 et le trou 64 sont respectivement analogues à la rainure 42 et au trou 44 de la tête proximale 4 En variante, le trou 64 est lisse. L'assemblage des trois pièces 6, 7 et 8 en l'élément distal 2 est analogue à celui des pièces proximales 3, 4 et 5. il La tige 7 est d'une part vissée dans le trou taraudé 64 de la tête 6 et d'autre part emmanchée à force dans le trou 87 de la queue intradiaphysaire 8, de manière à ce que la plus large collerette 84 de la queue 8 vienne en butée contre les bordures de rainure 63 de la tête 6 et le tenon 86 de la queue 8 s'emboîte dans la rainure 62 de la tête 6 Le blocage en translation et rotation est également obtenu au moyen d'un assemblage de type emmanchement à force entre la tige 7 et la queue 8, et d'un assemblage par vissage entre la tige 7 et la queue 8 En variante, la tige 7 est vissée en force dans le trou lisse 64. Selon une autre variante, une extrémité postérieure de la tige 7 comprend un cylindre pourvu d'un anneau de blocage qui s'assemble avec un trou lisse à gorge 64 de la tête 6 Selon encore une autre variante, la tige 7 et la queue 8 sont assemblées par cônes complémentaires mâle et femelle Tout autre moyen d'assemblable rapide connu tels que ceux décrits précédemment peut être utilisé. La prothèse est implantée en introduisant les queues 3 et 8 respectivement dans des fûts diaphysaires de segment osseux métacarpien et phalangien exposés après la résection des surfaces articulaires Les anfractuosités 35 et 85 sur les surfaces irrégulières des queues assurent un ancrage osseux direct sans interposition de ciment La section transversale ovale des queues intra- diaphysaires empêche toute rotation des queues intra- diaphysaires par rapport au milieu osseux. Après implantation et sélection des pièces et assemblage des deux éléments proximal et distal de la prothèse, les surfaces sphériques congruentes 41 et 61 respectivement convexe et concave sont en contact, comme montré aux figures 1 et 2 Le maintien de ce contact est assuré par le réglage per-opératoire de la tension des structures péri- articulaires, et par le rapport entre la taille des éléments implantés et celle des résections osseuses. La fonction articulaire de la prothèse se traduit par un glissement métal/polyéthylène de la surface convexe 41 sur la surface concave 61. La butée dorsale 612 de la tête distale empêche une sub-luxation antérieure, c'est-à-dire le passage de la surface articulaire distale 61 sous la tête proximale 4. Les surfaces articulaires sphériques 41 et 61 telles que représentées sont plus particulièrement destinées à une arthroplastie métacarpophalangienne, fournissant ainsi une prothèse à deux degrés de liberté, permettant une mobilité antéro-postérieure et latérale. Selon une variante de réalisation non représentée, les surfaces articulaires congruentes 41 et 61 ne sont pas simplement sphériques, mais présentent en outre l'une une gorge ou sillon sensiblement circulaire et l'autre une crête sensiblement circulaire, cette gorge et cette crête étant sensiblement complémentaires et glissant l'une sur l'autre. La surface convexe 41 comprend par exemple une crête sensiblement circulaire située dans le plan de symétrie montré à la figure 1, ayant pour trace I-I dans la figure 2, et la surface concave comprend une gorge complémentaire à la crête, également sensiblement circulaire et situé dans le plan de symétrie Ce type de surface articulaire convient plus particulièrement à une arthroplastie interphalangienne proximale, fournissant ainsi une prothèse à un seul degré de liberté, stabilisée en direction antéro-postérieure et direction latérale. La réalisation en trois pièces séparables distinctes de chaque élément de prothèse permet au praticien de choisir entre plusieurs types de têtes, différentes par leurs surfaces articulaires, notamment pour une prothèse métacarpo-phalangienne ou pour une prothèse interphalangienne proximale. De plus, pour un type de tête donné, la taille de la tête est choisie en fonction de l'anatomo- physiologie du patient, par exemple parmi trois tailles. En outre, la taille de chacune des queues intra- diaphysaires est choisie, indépendamment l'une de l'autre et indépendamment de la tête, en fonction de la morphologie du patient, par exemple parmi huit tailles. Ainsi, par exemple avec un jeu de trois tailles de tête, deux jeux de chacun huit tailles de queue intradiaphysaire, soit au total 3 + 8 + 8 = 19 pièces, le chirurgien constitue la prothèse à implanter en sélectionnant une taille de tête parmi trois et deux tailles de queues parmi huit Il a donc 3 x 8 x 8 = 192 prothèses réalisables à sa disposition, ce qui permet une adaptation fine aux caractéristiques anatomo-physiologiques de l'articulation du patient à remplacer. Cette adaptation est économique, puisque le fabricant de prothèse ne livre au chirurgien pour une seule opération que 19 pièces au lieu normalement de 192 selon la technique antérieure, le choix étant effectué pendant l'opération En pratique, ce nombre élevé de 192 prothèses n'est jamais mis à la disposition du chirurgien pour des raisons de coût, si bien que le résultat affiné selon l'invention n'est jamais atteint selon la technique antérieure. Bien que l'invention ait été décrite en référence à des petites articulations de la main, celle-ci convient également pour l'ensemble des systèmes articulaires de petites tailles. REVENDICATIONS 1 Elément prothétique ( 1; 2) pour petites articulations comprenant une tête ( 4) et une queue intra-diaphysaire ( 3), caractérisé en ce que la tête ( 4; 6) et la queue ( 3; 8) sont deux pièces distinctes, et l'élément comprend une tige interne de liaison ( 5; 7) dont les extrémités ( 53, 52; 73, 72) sont liées rigidement de manière démontable à la tête et la queue dans des trous ( 44, 37; 64, 87) ménagés dans celles-ci. 2 Elément prothétique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la tête ( 4; 6) a une surface externe sensiblement sphérique ( 41; 61) convexe ou concave et est décentrée par rapport à l'axe (I-I, II-II) de la queue intra-diaphysaire ( 3; 8). 3 Elément prothétique conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen, tel qu'assemblage à tenon ( 36; 86) et rainure ( 42; 62) complémentaires, pour stabiliser en rotation la tête ( 4; 6) par rapport à la queue intra-diaphysaire ( 3; 8) à laquelle elle est liée. 4 Elément prothétique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la queue intra-disphysaire ( 3; 8) a une section transversale ovale. Elément prothétique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la queue intra-diaphysaire ( 3; 8) est en matière plastique. 6 Elément prothétique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tige interne de liaison ( 5; 7)est métallique. 7 Elément prothétique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tête ( 6) présente une surface d'articulation concave sensiblement semi-sphérique ( 61) limitée par une butée dorsale ( 612) et par deux butées latérales ( 611). 8 Prothèse pour petites articulations comprenant un premier élément prothétique ( 1) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6 et un second élément prothétique ( 2) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, la tête ( 4) du premier élément présentant une surface convexe ( 41) dont une partie est complémentaire d'une surface concave ( 61) de la tête ( 6) du second élément. 9 Prothèse conforme à la revendication 8, dans laquelle l'une des têtes ( 4,6) est métallique et l'autre tête est en matière plastique. Prothèse conforme à la revendication 8 ou 9, dans laquelle les tiges internes de liaison ( 5; 7) des premier et second éléments ( 1; 2) sont identiques.