Brevet FR2720268A1 — publié le 19951201

L'invention est relative à une tige fémorale pour prothèse de hanche, fixable au ciment et à un appareil d'injection pour sa fixation. Depuis l'origine des prothèses de hanche, il est connu de fixer la tige fémorale dans le canal diaphysaire en interposant. entre la paroi du canal et la prothèse, une couche de ciment. Ce ciment est mis en place par le haut et bourré dans le canal au moins sur une hauteur correspondant à la longueur de la tige fémorale. La pression exercée sur la diaphyse par la mise en place du ciment et celle engendrée par l'introduction de la tige fémorale dans son logement ont une action traumatisante pouvant être dangereuse pour le patient. Par ailleurs, le ciment qui est chassé. lors de l'introduction de la tige fémorale dans le canal diaphysaire et au-dessous de la tige peut entraîner des incidents postopératoires et par exemple des embolies. Pour remédier à cela, il est connu de réaliser des prothèses posables sans ciment et comportant. sur leurs faces destinées à venir en contact avec le corps spongieux. des matériaux favorisant l'ostéogenèse, tel que de l'hydroxyapatite. Toutefois, ce type de prothèse ne peut pas être utilisé pour les personnes âgées ou déficientes ayant une repousse osseuse plus lente car, quel que soit le soin apporté à la réalisation du logement de réception de la tige fémorale pour que le jeu entre le logement et la tige soit le plus réduit possible. les efforts et mouvements communiqués à cette tige fémorale entraînent, dans le temps, un agrandissement du logement favorisant les mouvements de cette tige et s'opposant à la repousse osseuse. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant une tige fémorale se fixant au ciment, en supprimant tous risques post-opératoires et toutes douleurs. A cet effet, la tige fémorale selon l'invention comporte, d'une part, un canal d'injection de ciment la traversant longitudinalement de part en part et muni, à son extrémité supérieure, de moyens de raccordement à un appareil d'injection de ciment, et, d'autre part, à proximité de son extrémité inférieure. plusieurs séries superposées de canaux radiaux débouchant dans des gorges longitudinales extérieures. Pour sceller la tige fémorale. il suffit. après sa mise en place définitive dans le logement préalablement réalisé dans le canal diaphysaire, d'injecter le ciment dans son canal longitudinal. Cette injection conduit le ciment exclusivement à l'extrémité inférieure de la tige. La quantité de ciment injecté est dosé de manière à éviter tout excès s'échappant inutilement dans le canal diaphysaire, au-dessous de la tige, et la pression d'injection est réglée pour favoriser la distribution du ciment dans les gorges et autour de la tige, sans engendrer une pression excessive sur la diaphyse. Lorsque les gorges sont remplies, le ciment s'insinue entre la tige et son logement. en fonction du jeu disponible et assure l'autocentrage et le positionnement de son extrémité inférieure. A la fin de l'injection, le ciment entoure uniquement l'extrémité inférieure de la tige en formant une couche de faible épaisseur. suffisante pour assurer la liaison mais insuffisante pour créer des incidents post-opératoires. Par ailleurs, le ciment disposé dans les gorges forme des crans calant la tige, en rotation et en translation verticale. et s'opposant donc à tout mouvement, ce qui favorise l'ostéogenèse. Avantageusement, la tige fémorale est revêtue, au moins sur son tiers supérieur, d'une couche de titane et d'hydroxyapatite, afin de favoriser l'ostéogenèse et compléter ensuite la fixation assurée en partie inférieure. L'invention vise aussi l'appareil d'injection pour la fixation de la prothèse. Cet appareil comprend un corps tubulaire dont une extrémité est munie de moyens de raccordement à une source de gaz sous pression et dont l'autre extrémité, formant embout, est aménagée pour recevoir et caler une cartouche amovible, ce corps contenant, dans une chambre interne communiquant avec les moyens de raccordement, un piston, mobile longitudinalement et solidaire d'une tige axiale de poussée, tandis que la cartouche amovible, contenant le ciment comporte. côté corps, un bouchon qui, formant piston interne, a un plus petit diamètre que celui du corps et est apte à recevoir la poussée de la tige de ce piston, et, à son extrémité libre. une canule d'injection munie de moyens de raccordement, complémentaires de ceux du canal longitudinal de la tige fémorale. Lorsque la canule d'injection est raccordée à l'extrémité supérieure du canal d'injection de la tige fémorale, l'introduction de gaz sous pression dans la chambre interne du corps de l'appareil d'injection provoque le déplacement du piston déposé dans cette chambre, et, par l'intermédiaire de la tige de ce piston, le déplacement du piston de plus petit diamètre constituant bouchon de la cartouche de ciment. Le recours à deux pistons de diamètres différents permet, à partir d'une pression de gaz ayant une valeur relativement faible, d'obtenir sur le piston d'injection chassant le ciment, un effort suffisant pour vaincre la viscosité de ce ciment. Cela permet aussi de créer, entre les deux pistons, une chambre intermédiaire évitant que le gaz, créant l'énergie d'injection, puisse pénétrer dans la cartouche avec le risque d'être injecté dans la tige fémorale. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple une forme d'exécution de cette tige fémorale et de l'appareil pour sa fixation. Figure 1 est une vue de côté en élévation de la tige fémorale, Figure 2 en est une vue en coupe suivant II-II de figure 1, Figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la tige, lorsqu'elle est mise en place dans le col du fémur et lors de l'injection de son ciment de scellement, Figure 4 est une vue de côté en coupe montrant une forme d'exécution de l'appareil pour l'injection du ciment dans la tige fémorale. Comme montré aux figures 1 et 3. la tige fémorale est composée d'un corps 2 destiné à être engagé dans un logement 3 réalisé dans le canal diaphysaire du fémur 4 et d'un col 5 incliné par rapport à l'axe longitudinal de son corps et comportant une portée conique 6, de réception d'une tête fémorale hémisphérique (non représentée). Selon l'invention. le corps de la tige fémorale est traversé longitudinalement et de part en part par un canal 7. La partie supérieure de ce canal est munie de moyens de raccordement, tel qu'un puits taraudé 8. avec un appareil d'injection de ciment 9 (figure 4). A son extrémité inférieure, le canal 7 communique avec plusieurs séries superposées de canaux radiaux 10 débouchant à l'extérieur. Plus précisément, comme montré sur les figures 2 et 3, ces canaux 10 débouchent dans des gorges longitudinales et extérieures 12. Dans la forme d'exécution représentée. ces gorges sont au nombre de trois et sont réparties à 1200 les unes par rapport aux autres. Elles délimitent entre elles des zones d'appui diaphysaires 13. Suivant une caractéristique de l'invention. les gorges sont réparties de manière que l'une de ses zones d'appui diaphysaire 13. et en particulier celle 13a aux figures 2 et 3, soit du côté de la tige qui est opposé au côté comportant le col 5, de manière à obtenir, dans cette partie de la tige, un bon appui sur la diaphyse. Les gorges 12 s'étendent verticalement sur. sensiblement, le tiers inférieur de la tige et ont une profondeur qui va en décroissant, en allant vers l'extrémité supérieure de la tige. Dans une autre caractéristique de l'invention, le tiers supérieur du corps 2 de cette tige est recouvert extérieurement par une couche 1 1 de matériau favorisant l'ostéogenèse et, par exemple, par une couche de titane et d'hydroxyapatite. L'appareil d'injection de ciment est essentiellement composé d'un corps tubulaire 16 et d'une cartouche 17, amovible et interchangeable. Le corps 16 comporte une chambre interne 18 dans laquelle peut se mouvoir un piston 19, solidaire d'une tige axiale 20. La partie côté piston de la chambre 18 communique par un canal 22 avec des moyens 23 de raccordement à une source de gaz comprimée, et par exemple, avec un embout 24 de raccordement au réseau de gaz comprimé à la salle d'opération. Dans une variante d'exécution, non représentée, ces moyens permettent le raccordement à une cartouche de gaz sous pression tel que du gaz carbonique. Le canal 22 est associé à des moyens 25 de fermeture et de régulation du débit ou de la pression du gaz injecté. A son autre extrémité. le corps 16 de l'appareil est muni d'un embout 26 apte à positionner et caler le corps de la cartouche 17. Dans la forme d'exécution représentée. cette cartouche est composée d'un corps tubulaire 1 7a contenant le ciment 27 et dont l'extrémité supérieure est obturée par un bouchon 28, tandis que l'extrémité antérieure est constituée par une canule 29. Le bouchon 28 comporte une cuvette 28a pour l'appui de l'extrémité hémisphérique de la tige 20 du piston 19. On notera que le diamètre du bouchon 28 destiné à former piston est inférieur au diamètre du piston 19. La canule 29 est munie à son extrémité libre de moyens de raccordement 30, complémentaires des moyens de raccordement 8 ménagés à la partie supérieure du canal 7 de la tige fémorale. Dans la forme d'exécution représentée. ces moyens sont constitués par un filetage 30. Enfin, l'extrémité postérieure de la cartouche 17 est fixée à l'embout 26 du corps de l'appareil par coopération d'ergots avec des rainures. Dans la forme d'exécution représentée, les ergots 32 font saillie radialement de la cartouche 17, tandis que l'embout 26 comporte des rainures longitudinales 33 avec des logements latéraux 34. Le corps 16 de l'appareil comporte. à proximité de son embout 26, un ou plusieurs perçages radiaux 35 traversant sa paroi tubulaire et mettant la chambre 18 en communication avec l'extérieur. Lorsque la tige fémorale est positionnée définitivement dans le logement 3 du fémur, L'appareil d'injection de ciment est raccordé au puits fileté 8 du canal 7. Dès que le gaz sous pression est introduit dans la chambre 18. le piston 19 est déplacé dans le sens de la flèche 21 et, par sa tige. communique au bouchon 28 formant piston, un effort de même sens mais de valeur supérieure car multiplié dans le rapport entre les différences de section entre ces deux pistons. On notera que l'air contenu dans la chambre 18, contenant la tige 20 du piston 19, de même que le gaz de propulsion pour parvenir dans cette chambre, est chassé hors de celle-ci à travers les perforations 35. Cela supprime toute contrepression dans cette chambre et évite que des gaz toxiques. tel que le gaz carbonique puisse pénétrer dans la cartouche 17 avec le risque d'être injecté dans le canal 7 de la tige fémorale 2. Durant l'injection, il est possible de régler le débit et la pression du gaz, mais aussi de contrôler la quantité de ciment injecté. Ce contrôle peut, par exemple, être effectué en réalisant la cartouche dans un matériau transparent ou translucide pour laisser apparaître le bouchon 28 formant piston et en dotant ce corps de graduations 36 indiquant le volume de ciment injecté depuis l'origine du déplacement de ce bouchon. Sous la pression d'injection. le ciment provenant de la cartouche 17 circule dans le canal 7 de la tige fémorale et, par les canaux radiaux 10, se répand d'abord dans les gorges 12, puis tout autour de l'extrémité inférieure de la tige et sous l'extrémité inférieure de cette tige. On notera que, par leur forme et disposition, les gorges permettent de réaliser des plots d'ancrage, montrés en 37 à la figure 3. et s'opposant à toute rotation et extraction de la tige. Elles permettent aussi d'assurer l'autocentrage de la tige dans le logement par le ciment qui se répartit entre ce logement et les zones d'appui 13 de cette tige. A la fin de l'injection, l'appareil 9 est désolidarisé de la tige, sans qu'il soit besoin d'obturer le canal 7. puisque celui-ci est rempli de ciment. Ainsi mise en place la tige fémorale est parfaitement maintenue par son tiers inférieur scellé au ciment et ne peut donc pas être soumis à des mouvements relatifs par rapport au logement 3 la contenant. Il en résulte qu'elle occupe une position stable par rapport à ce logement, ce qui favorise l'ostéogenèse. même pour des personnes âgées ou déficientes. Par ailleurs, lorsque l'ostéogenèse est réalisée sur le tiers supérieur de cette tige, elle complète la fixation de la tige fémorale. I1 ressort de ce qui précède que la tige fémorale selon l'invention apporte une solution originale à la fixation d'une tige fémorale. puisqu'elle combine une fixation au ciment, assurant une parfaite tenue mécanique. avec une fixation avec repousse osseuse, sans présenter les inconvénients habituels du scellement au ciment. Bien qu'il soit plus commode d'utiliser l'appareil d'injection de ciment décrit précédemment, le scellement de la tige fémorale peut aussi être assuré par un appareil similaire mais dans lequel la pression de gaz est fournie par une pompe à main raccordée aux moyens de raccordement du corps de cet appareil ou inclus dans ce corps. REVENDICATIONS 1. Tige fémorale pour prothèse de hanche, caractérisée en ce qu'elle comporte, d'une part, un canal (7) d'injection de ciment la traversant longitudinalement de part en part et muni, à son extrémité supérieure, de moyens (8) de raccordement à un appareil (9) d'injection de ciment, et, d'autre part, à proximité de son extrémité inférieure, plusieurs séries superposées de canaux radiaux (10) débouchant de gorges longitudinales extérieures (12). 2. Tige fémorale selon la revendication 1, caractérisée en ce que les gorges (12) sont réparties de manière que l'une (ira) des zones d'appui diaphysaire (13) qu'elles délimitent entre elles soit du côté de la tige fémorale qui est opposée à celui duquel fait saillie le col (5) de cette tige. 3. Tige fémorale selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les gorges (12) s'étendent sur sensiblement le tiers inférieur de la tige. 4. Tige fémorale selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les gorges (12) ont une profondeur qui va en décroissant en allant vers l'extrémité supérieure de la tige. 5. Tige fémorale selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les gorges (12) sont au nombre de trois et sont réparties à 1200. 6. Tige fémorale selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle est revêtue, au moins sur son tiers supérieur, d'une couche (11) de titane et d'hydroxyapatite. 7. Appareil d'injection pour la mise en oeuvre de la tige fémorale selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire (16) dont une extrémité est munie de moyens (24) de raccordement à une source de gaz sous pression et dont l'autre extrémité, formant embout (26), est aménagée pour recevoir et caler une cartouche amovible (17), ce corps contenant, dans une chambre interne (18) communiquant avec les moyens de raccordement (24), un piston (19), mobile longitudinalement et solidaire d'une tige axiale de poussée (20), tandis que la cartouche amovible (17), contenant le ciment (27). comporte. côté corps (16), un bouchon (28) qui, formant piston interne, a un plus petit diamètre que celui du piston (19) du corps (16) et est apte à recevoir la poussée de la tige (20) de ce piston, et, à son extrémité libre, une canule d'injection (29) munie de moyens de raccordement (3 O), complémentaires de ceux (8) du canal (7) longitudinal de la tige fémorale (2). 8. Appareil selon la revendication 7. caractérisé en ce que l'extrémité de la canule (29) est munie d'un filetage externe (30) apte à être vissé dans un puits taraudé (7), ménagé à l'extrémité supérieure du canal longitudinal (7) de la tige fémorale (2). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la liaison entre la cartouche (17) et l'embout (26) du corps (16) est assurée par coopération d'ergots radiaux (32) saillant de l'un de ces éléments avec des rainures longitudinales (33) munies de logements latéraux (34). ménagés dans l'autre élément. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le canal (22) d'alimentation en gaz de la chambre (19) est muni d'un moyen de fermeture (25) avec moyen de régulation du débit et'ou de la pression du gaz injecté.