Brevet FR2718015A1 — publié le 19951006

La présente invention concerne un perfectionnement aux prothèses de genou qui permettent de restaurer l'articulation entre le fémur, le tibia et la rotule, par exemple aux prothèses de genou décrites dans le FR-A-2 691 35g. Dans le document référencé ci-dessus, qui doit être compris comme faisant partie intégrante de la présente description, il est décrit une prothèse comportant une pièce fémorale apte à être fixée sur le fémur et épousant sensiblement la forme d'un "U", le fond et l'un des côtés dudit "U" définissant deux surfaces condyliennes séparées par un espace vide pour le passage de ligaments, l'autre côté dudit "U" définissant deux surfaces de trochlée, un plateau tibial apte à être fixé sur le tibia et étant constitué par deux plaques et par des moyens pour monter en rotation les deux plaques l'une sur l'autre autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe du tibia, une première plaque étant apte à être fixée sur le tibia et la seconde plaque étant tournée vers le fémur, et des moyens pour coupler les deux surfaces condyliennes avec le plateau tibial constitués par deux patins disposés entre respectivement les deux surfaces condyliennes et la seconde plaque dudit plateau tibial, les deux patins étant montés coulissants en translation suivant, respectivement, deux axes rectilignes parallèles et comportant chacun une surface de glissement en rotation pour la surface condylienne qui lui est associée, chaque surface condylienne étant constituée, pour une partie, par une surface cylindrique de révolution et, pour son autre partie, par une surface torique de révolution, les surfaces cylindrique de révolution et torique de chaque surface condylienne étant juxtaposées l'une à l'autre en formant une continuité sans point anguleux, la surface de glissement en rotation de chaque patin étant congruente d'une partie des deux surfaces cylindrique et torique de la surface condylienne associée au patin. la présente invention a pour but de réaliser un perfectionnement aux prothèses de genou décrites dans le brevet FR-A-2 691 356. P'lus précisément, la présente invention a pour objet une prothèse de genou comportant: - une pièce fémorale apte à être fixée sur le fémur, la pièce fémorale épousant sensiblement la forme d'un "U", le fond et l'un des côtés dudit "U" définissant deux surfaces condyliennes ces deux surfaces condyliennes étant séparées par un espace vide pour le passage de ligaments, l'autre côté dudit "U" définissant deux surfaces de trochlée, un plateau tibial apte à être fixé sur le tibia, ledit plateau tibial étant constitué par deux plaques et par des moyens pour monter en rotation les deux dites plaques l'une sur l'autre autour d'un axe sensiblement parallèle à l'axe du tibia, une première plaque étant apte à être fixée sur ledit tibia et la seconde plaque étant tournée vers le fémur, et - des moyens pour coupler les deux dites surfaces condyliennes avec ledit plateau tibial constitués par deux patins disposés entre respectivement les deux surfaces condyliennes et la seconde plaque dudit plateau tibial, et par des moyens pour monter les deux dits patins coulissants en translation par rapport à la seconde plaque suivant, respectivement, deux axes rectilignes et parallèles, chaque patin comportant une surface de glissement en rotation pour la surface condyliennce qui lui est associée, chaque surface condylienne étant constituée, pour une partie, par une surface cylindrique de révolution et, pour son autre partie, par une surface torique de révolution, les surfaces cy lindrique de révolution et torique de chaque surface condylienne étant juxtaposées l'une à l'autre en formant une continuité sans point anguleux et la surface de glissement en rotation de chaque patin étant congruente d'une partie des deux dites surfaces cylindrique et torique de la surface condylienne associée audit patin, caractérisée par le fait que chaque patin est constitué par une enveloppe et un noyau enchâssé dans ladite enveloppe, la surface de glissement en rotation de chaque patin étant réalisée sur ledit noyau, et que lesdits moyens pour monter chaque patin coulissant en translation par rapport à ladite seconde plaque sont constitués par une lumière rectiligne réalisée dans l'un des deux éléments "seconde plaque" et "enveloppe" suivant l'un des dits axes et par un tenon solidaire de l'autre des deux dits éléments. D)'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels: La figure I représente, en vue de face, un premier mode de réalisation d'une prothèse selon l'invention, dans une application pour le genou droit, La figure 2 représente une vue en coupe, référencée II-II sur la figure 1, d'une prothèse selon l'invention dans le premier mode de réalisation, Les figures 3 et 4 représentent une coupe, référencée 111- 111 sur la figure 1, d'un second mode de réalisation d'une prothèse selon l'invention dans deux positions du tibia par rapport au fémur, respectivement en extension et en flexion, Les figures 5 et 6 représentent un mode de réalisation du plateau tibial entrant dans la constitution de la prothèse, respectivement dans une vue de dessus et en coupe référencée VI-VI sur la figure 5, et La figure 7 représente un détail de réalisation d 'u n perfectionlnement apporté à la prothèse selon les figures 3 et 4. Bien que les figures 1 à 4 représentent deux modes de réalisation d'une prothèse de genou, les mêmes références y désignent les mêmes éléments, quelle que soit la forme de représentation de ces éléments et quelle que soit la figure sur laquelle ils sont représentés. L.a prothèse de genou selon l'invention comporte une pièce fémorale I apte à être fixée sur le fémur 2. Cette pièce fémorale épouse sensiblement la forme d'un "U" dont le fond 3 et l'un des côtés 4 définissent deux surfaces condyliennes 5, 6 séparées par un espace vide 7 pour le passage des ligaments, l'autre côté 8 du "U" définissant deux surfaces de trochlée 9, 10. La prothèse de genou comporte aussi un plateau tibial 12 apte à être fixé sur le tibia 13 et des moyens 14 pour coupler les deux surfaces condyliennes 5, 6 avec le plateau tibial 12. L.e plateau tibial 12 est constitué par deux plaques 16, 17 et par des moyens 18 pour monter en rotation ces deux plaques l'une sur l'autre autour d'un axe 19 sensiblement parallèle à l'axe 20 du tibia lors de la mise en place de la prothèse. Une première plaque 16 est apte à être fixée sur le tibia par tous moyens, par exemple une ou plusieurs pattes 21, la seconde plaque 17 étant tournée vers le fémur 2. Quant aux moyens 14 pour coupler les deux surfaces condyliennes 5, 6 avec le plateau tibial 12, plus particulièrement la seconde plaque 17, ils sont constitués par deux patins 30, 31 disposés entre, respectivement, les deux surfaces condyliennes 5, 6 et la seconde plaque 17 du plateau tibial 12, chaque patin comportant une surface de glissement en rotation 34, 35 pour la surface condvlienne 5, 6 qui lui est associée, et par des moyens pour monter ces deux patins 30, 31 coulissants en translation par rapport à la seconde plaque 17 suivant, respectivement, deux axes rectilignes et parallèles 32, 33. Dans un mode de réalisation avantageux, chaque surface condylienne 5, 6 est constituée, pour une partie, par une surface cylindrique de révolution, les deux surfaces cylindriques de révolution ayant le même axe de révolution, et, pour son autre partie, par une surface torique de révolution ou analogue, les surfaces cylindrique de révolution et torique de chaque surface condylienne étant juxtaposées l'une à l'autre en formant une continuité sans point anguleux au niveau de leur jonction. Avantageusement, les deux surfaces toriques condyliennes sont disposées en regard l'une de l'autre enll bordant de chaque côté l'espace vide ligamenteux 7. l.a surface de glissement en rotation 34, 35 de chaque patin est congruente d'une partie des deux surfaces cylindrique et torique de la surface condylienne associée au patin et comporte donc, elle aussi, des surfaces c liindrique de révolution 46, 47 et torique 48, 49, figure 3. En fait, les surfaces cylindriques de révolution des patins et les surfaces condyliennes permettent d'obtenir une rotation parfaite du plateau tibial 12 et de la pièce fémorale 1 l'un par rapport à l'autre, tandis que les surfaces toriques permettent de maintenir transversalement ces deux pièces et éviter qu'elles ne se translatent l'une par rapport à l'autre suivant une direction parallèle à l'axe 70 des deux surfaces cylindriques condyliennes et des patins. Par ailleurs, les deux surfaces de trochlée 9, 10 sont séparées par une surface rotulienne en creux 51, et une partie de chacune d'elles comporte au moins une portion de surface cylindrique de révolution 52, 53 sensiblement en continuité d'une surface cylindrique de révolution condylienne 40, 41, les surfaces cYlindriques de révolution de trochlée et condylienne se coupant en formant sensiblement un dièdre, la surface cylindrique de trochlée 52, 53 formant, au niveau de l'arête du dièdre, des moyens de butée 50 entre les surfaces condvliennes 5, 6 et de trochlée 9, 10. Dans une premier mode de réalisation avantageux plus particulièrement représenté sur la figure 2, chaque patin 30, 31 est constitué par une enveloppe 80 et un noyau 81 enchâssé dans l'enveloppe, la surface de glissement en rotation 34, 35 de chaque patin étant réalisée sur le noyau 81. Quant aux moyens 82 pour monter chaque patin coulissant en translation par rapport à la seconde plaque 17, ils sont constitués par une lumière rectiligne 83 réalisée dans l'un des deux éléments "seconde plaque 17" et "enveloppe 80" suivant l'un des axes 32, 33 et par un tenon 84 solidaire de l'autre des deux éléments. Dans le mode de réalisation illustré, la lumière 83 est réalisée dans la seconde plaque 17 tandis que le tenon 84 est solidaire de l'enveloppe 80. Dans ces conditions, l'enveloppe 80 glisse sur la seconde plaque 17 en s'appuyant sur les bords latéraux de la lumière 83, le tenon 84 ne servant que de guidage dans la translation du patin. l'our que les patins ne se dissocient pas de la seconde plaque 17, la prothèse comporte en outre des moyens pour enclipser en translation chacun des tenons par rapport à la seconde plaque 17. Ces moyens sont connus en eux- même et peuvent être constitués, pour chaque tenon, par un clip solidaire du tenon et coopérant avec une rainure réalisée dans la seconde plaque. Selon un mode de réalisation préférentiel en accord avec la structure décrite ci-avant, la pièce fémorale 1, les noyaux 81, les enveloppes 8(), la seconde plaque 17 et la première plaque 16 sont respectivement réalisés dans des premier, deuxième, troisième, quatrième et cinquième matériaux, et le coefficient de dureté du premier matériau est supérieur à celui du deuxième matériau, le coefficient de dureté du troisième matériau est supérieur à celui du quatrième matériau et le coefficient de dureté du quatrième matériau est inférieur à celui du cinquième matériau. Ces dernières caractéristiques facilitent le déplacement, les unes par rapport aux autres, des différentes pièces mobiles entrant dans la constitution de la prothèse. Par exemple, les premier, troisième et cinquième matériaux sont des matériaux métalliques comme du titane ou analogue, tandis que les deuxième et quatrième matériaux sont des matériaux plastiques ou analogues. La prothèse de genou selon l'invention dans le mode de réalisation décrit ci-dessus en regard des figures 1 et 2 répond parfaitement aux conditions imposées pour restaurer l'articulation du genou dans le cas o les ligaments du genou ont tous pu être conservés et stabilisent correctement la position du tibia par rapport au fémur. Elle est cependant parfaitement avantageuse, également, pour restaurer l'articulation d'un genou dont les deux ligaments croisés antérieur et postérieur sont très abîmés ou même sectionnés, dans le cas o elle est réalisée selon le mode représenté sur les figures 3 et 4. Selon le mode de réalisation décrit ci-après en regard des figures 3 et 4, la prothèse comporte en outre des moyens de butée 90 pour déterminer une position limite entre la pièce fémorale 1 et la plateau tibial 12, plus particulièrement la seconde plaque 17, lorsque le fémur 2 et le tibia 13 viennent en position d'extension, figure 3. I)e préférence, ces moyens de butée 90 comportent une première partie de butée 91 solidaire d'une partie arrière 92 de la seconde plaque 17 par rapport au tibia 13, et une seconde partie de butée 93 située sur la pièce fémorale I dans l'espace vide 7 entre les deux surfaces condyliennes 5, 6. [n outre, dans le but d'obtenir une bonne stabilité entre le fémur et le tibia dans leur position d'extension, semblable à celle existant dans l'articulation naturelle du genou, les première et seconde parties de butée 91, 93 coopèrent entre elles par des moyens d'emboîtement 94 qui sont par exemple du type "mâle-femelle" 95, 96, la partie mâle 95 étant avantageusement réalisée dans la seconde partie de butée 93 et la partie femelle 96 réalisée dans la première partie de butée 91. Quand la prothèse décrite ci-dessus est implantée sur un patient, elle fonctionne, d'une façon générale, comme décrit dans le FR-A-2 691 358. Dans le but de simplifier la présente description, il ne sera donc décrit ici que la partie de fonctionnement relative au mouvement d'extension du tibia par rapport au fémur dans le cas o, par exemple pour les raisons mentionnées ciavant concernant l'état des ligaments, la prothèse implantée est réalisée selon les figures 3 et 4. Dans ce cas, lorsque le tibia arrive en fin de rotation vers l'avant, c'est-a-dire en position d'extension (figure 3) par rapport au fémur, les monyens de butée 90) empêchent le tibia d'avancer par rapport au fémur et les moVenls d'emboitement "mâle-femelle" 94 confortent le maintien de la pièce fémorale I par rapport au plateau tibial 12, évitant ainsi tout risque de déboitement du genou. Ces moyens de butée 90 et les moyens d'emboîtement 94 confèrent donc à la prothèse une parfaite sécurité de fonctionnement, même dans le cas o les ligaments croisés antérieur et postérieur ont été sectionnés. la figure 7 représente un perfectionnement à la réalisation de la prothese selon les figures 3 et 4. Dans ce perfectionnement, la prothèse comporte en outre un capot de protection 100 des moyens d'emboîtement mâles )95 pour définir un espace libre 101 entre ces moyens d'emboîtement mâles et le fémur 2. En effet, lorsque la pièce fémorale est placée sur le fémur, il est souvent utilisé du ciment de scellement 105, en plus de pattes de fixation. Le capot de protection 100 évite ainsi que du ciment 105 ne vienne obturer l'espace autour de cette partie mâle 95 et n'empêche les deux parties mâle 95 et femelle 96 de coopérer par emboîtement comme décrit ci-avant. Les figures 5 et 6, quant à elles, représentent un mode de réalisation perfectionné, par rapport au mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 4, du plateau tibial 12 entrant dans la constitution de la prothèse, respectivement dans une vue de dessus et en coupe. Selon ce perfectionnement, l'axe de rotation 19 des deux première 16 et seconde 17 plaques l'une sur l'autre et l'axe 20 du tibia 13 sont parallèles et distants l'un de l'autre d'une valeur sensiblement comprise entre le sixième et le dixième de la largeur de la seconde plaque 17 prise suivant une direction parallèle à l'axe de révolution 70 des surfaces cylindriques de révolution condyliennes 40, 41 définies ci- avant, et les moyens 18 pour monter en rotation les deux plaques 16, 17 l'une sur l'autre autour de l'axe 19 sont constitués par une partie mâle 71 solidaire de l'une 17 des deux plaques et comportant deux portions cylindriques de révolution de même axe réalisées de façon que le rayon "R" de l'une ait une valeur sensiblement comprise entre le double et les trois demis de la valeur du rayon "r" de l'autre, et par une partie femelle 72 réalisée dans l'autre plaque 16, complémentaire de la partie mâle. Dans l'exemple illustré, la partie mâle 71 est réalisée dans la seconde plaque 17, et c'est même cette seconde plaque qui la constitue dans sa totalité, les deux lumières 83 définies ci-avant pour le guidage des tenons 84 étant visibles sur (ces figures 5 et 6. Il est de plus avantageux que la plaque, en l'occurrence la première plaque 1 6, dans laquelle est réalisée la partie femelle 72 comporte au moins une bordure 1()2 recouvrant partiellement cette partie femelle 72 pour constituer une rainure d'enclipsage 103 de la partie mâle 71 complémentaire de cette partie femelle. Selon le mode de réalisation illustré, la prothèse comporte deux bordures 1()2 disposées sur la partie arrière de la première plaque 16 par rapport au tibia, pour que le praticien chargé de l'opération puisse, tout d'abord implanter la première plaque 16 sur le tibia 13, puis glisser la seconde plaque 17, par l'avant du genou et sous les bordures 102, le genou étant en positi()on fléchie, jusqu'à ce que cette seconde plaque soit enclipsée dans la rainure 10()3. la seconde plaque est ainsi parfaitement maintenue dans la première, même lors d'une flexion importante du tibia par rapport au fémur, ce qui évite le risque de luxation du genou. Cette réalisation confère à la prothèse selon l'invention encore un avantage important par rapport à toutes les prothèses de genou connues de l'art antérieur. REVENDICATIONS 1. Prothèse de genou comportant: - une pièce fémorale (1) apte à être fixée sur le fémur (2), la pièce fémorale épousant sensiblement la forme d'un "U", le fond (3) et l'un (4) des cô)tés dudit "UL" définissant deux surfaces condyliennes (5, 6), ces deux surfaces condyliennes étant séparées par un espace vide (7) pour le passage de ligaments, l'autre côté dudit "U" définissant deux surfaces de trochlée (9, 10), - un plateau tibial (12) apte à être fixé sur le tibia (13), ledit plateau tibial étant constitué par deux plaques (16, 17) et par des moyens pour monter en rotation les deux dites plaques l'une sur l'autre autour d'un axe (19) sensiblement parallèle à l'axe (20) du tibia, une première plaque (16) étant apte à être fixée sur ledit tibia et la seconde plaque (17) étant tournée vers le fémur (2), et - des moyens pour coupler les deux dites surfaces condyliennes (5, 6) avec ledit plateau tibial (12) constitués par deux patins (30, 31) disposés entre respectivement les deux surfaces condyliennes (5, 6) et la seconde plaque (17) dudit plateau tibial (12), et par des moyens pour monter les deux dits patins (30, 31) coulissants en translation par rapport à la seconde plaque (1 7) suivant, respectivement, deux axes rectilignes et parallèles (32, 33), chaque patin comportant une surface de glissement en rotation (34, 35) pour la surface condylienne qui lui est associée, chaque surface condylienne (5, 6) étant constituée, pour une partie, par une surface cylindrique de révolution (4(),41) et, pour son autre partie, par une surface torique de révolution (42, 43), les surfaces cylindrique de révolution et torique de chaque surface condylienne étant juxtaposées l'une à l'autre en formant une continuité sans point anguleux et la surface de glissement en rotation de chaque patin étant congruente d'une partie des deux dites surfaces cylindrique et torique de la surface condvlienne associée audit patin, CARACTERISEII PAR LE FAIT QUE chaque patin (30, 31) est constitué par une enveloppe (8()) et un noyau (81) enchâssé dans ladite enveloppe, la surface de glissement en rotation (34, 35) de chaque patin étant réalisée sur ledit noyau (81), et que lesdits moyens (82) pour monter chaque patin coulissant en translation par rapport à ladite seconde plaque (17) sont constitués par une lumière rectiligne (83) réalisée dans l'un des deux éléments "seconde plaque" et "enveloppe" suivant l'un des dits axes (32, 33) et par un tenon (84) solidaire de l'autre des deux dits éléments. 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la piece fémorale (1), les noyaux (81), les enveloppes (80), la seconde plaque (17) et première plaque (16) sont respectivement réalisés dans des premier, deuxième, troisième, quatrième et cinquième matériaux, le coefficient de dureté du premier matériau étant supérieur à celui du deuxième matériau, le coefficient de dureté du troisième matériau étant supérieur à celui du quatrième matériau et le coefficient de dureté du quatrième matériau étant inférieur à celui du cinquième matériau. 3. Prothèse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les premier, troisième et cinquième matériaux sont des matériaux métalliques et que les deuxième et quatrième matériaux sont des matériaux plastiques. 4. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens de butée (90) pour déterminer une position limite entre ladite pièce fémorale (1) et ladite seconde plaque (17) lorsque le fémur (2) et le tibia (13) viennent en position d'extension. 5. Prothèse selon la revendication 4, caractérisée par le fait que lesdits moyens de butée (90) comportent une première partie de butée (91) solidaire d'une partie arrière (92) de ladite seconde plaque (17) par rapport au tibia (13), et une seconde partie de butée (93) située sur la pièce fémorale (1) dans l'espace vide (7) entre les deux surfaces condyliennes (5, 6). 6. Prothèse selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les première et seconde parties de butée (91, 93) coopèrent entre elles par des moyens d'emboitement (94). 7. Prothèse selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les modens d'emboitement (94) sont du type "mâle-femelle" (95, 96). 8. Prothèse selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée par le fait que lesdits moyens d'emboitement mâles (95) sont réalisés sur la partie de butée (93) qui est solidaire de la pièce fémorale (1), et qu'elle comporte en outre un capot de protection (100) de ces moyens d'emboîtement mâles (95) définissant un espace libre (101) entre ces moyens d'emboîtement mâles et le fémur. 9. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que l'axe de rotation (19) des deux dites plaques (16, 17) l'une sur l'autre et l'axe (20()) du tibia (13) sont parallèles et distants l'un de l'autre d'une valeur sensiblement comprise entre le sixième et le dixième de la largeur de la seconde plaque (17) prise suivant une direction parallèle à l'axe de révolution (7()) des surfaces cylindriques de révolution condyliennes (40, 41), et que les noyens (18) pour monter en rotation les deux dites plaques (16, 17) l'une sur l'autre autour dudit axe (19) sensiblement parallèle à l'axe (20) du tibia (13) sont constitués par une partie mâle (71) solidaire de l'une (17) des deux plaques, ladite partie mâle comportant deux portions cylindriques de réxolution de même axe réalisées de façon que le rayon (R) de l'une ait une valeur sensiblement comprise entre le double et les trois demis de la valeur du rayon (r) de l'autre, et par une partie femelle (72) réalisée dans l'autre plaque (16), complémentaire de la partie mâle. 10. Prothèse selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la plaque (16) dans laquelle est réalisée la partie femelle (72) entrant dans la constitution des moyens (18) pour monter en rotation les deux plaques l'une sur l'autre comporte au moins une bordure (102) recouvrant partiellement ladite partie femelle (72) pour constituer une rainure d'enclipsage (103) de la partie mâle (71) complémentaire de cette partie femelle (72).