Brevet FR2721500A1 — publié le 19951229

Implant fémoral notamment Dour prothèse tricompartimentale du genou. D'une manière parfaitement connue, un implant fémoral comprend des patins condyliens interne et externe, susceptibles d'être reliés, du côté antérieur, par une trochlée sur laquelle peut coopérer en appui un bouton rotulien. Les patins condyliens sont destinés à coopérer, en appui et à glissement, sur des surfaces profilées ou non, que présente un implant tibial. Les patins condyliens fémoraux peuvent présenter différents profils. Généralement, les différents profils proposés à ce jour, sont déterminés pour se rapprocher le plus possible de l'anatomie naturelle de la tête fémorale. Le problème que se propose de résoudre l'invention, est de déterminer les profils des patins condyliens interne et externe, par une description cinématique du mouvement relatif du fémur par rapport au tibia, en ayant pour objectif de créer des profils compatibles avec la cinématique réelle d'un genou naturel. Un autre problème que se propose de résoudre l'invention, est de tenir compte des différents éléments de l'anatomie réelle inclus dans la prothèse, à savoir notamment, la forme particu!ière des implants tibiaux, qui peut varier en fonction du cas pathologique à traiter. Un autre problème que se propose de résoudre l'invention, est d'avoir des profils répondant à l'angle de varus valgus dynamique, et du déplacement axial qui existent dans la cinématique réelle d'un genou naturel. Pour résoudre de tels problèmes, il a été conçu et mis au point un implant fémoral notamment pour prothèse tricompartimentale du genou comprenant des patins condyliens réunis du côté antérieur, par une trochlée, remarquable en ce que les profils postérieurs externe et interne des patins condyliens sont différents des profils anatomiques réels en étant aptes à créer une partie postérieure de prothèse dissymétrique, la trochlée présentant une gorge dont le profil est déterminé pour tenir compte des variations de position, par composition du mouvement relatif de la rotule par rapport au tibia puis du tibia par rapport au fémur. Avantageusement, dans un plan frontal, les profils interne et externe sont constitués de deux sections toriques complexes identiques situés dans deux plans parallèles externe et interne, situés à égale distance du plan sagittal moyen. Les rayons de courbure des sections toriques, selon une coupe frontale, sont constants. Suivant une autre caractéristique, dans le plan sagittal, les sections toriques complexes sont constitués par des zones postérieures assimilables à des sphères de centre C et de rayon postérieur moyen en flexion et par des profils de raccordement de sections toriques caractérisés par: - I'écartement des deux plans externe et interne, - un rayon postérieur moyen en extension, - le rayon postérieur moyen en flexion, - un angle (cri) d'un arc primaire, - un angle (a2) d'un arc secondaire. Compte-tenu de la forme du profil de base, les profils des patins condyliens interne et externe sont déterminés pour correspondre à deux zones distinctes, dont l'une correspond à une zone d'angle de flexion inférieure à l'angle que fait l'arc primaire, tandis que l'autre correspond à une zone d'angle de flexion supérieure à l'angle que fait ledit arc primaire. Dans ce but, dans la zone d'arc primaire où l'angle de flexion (a) est inférieur à l'angle (a1), - le rayon de courbure sagittal du profil du patin condylien externe est égal à: Rp0-(Rp0-Rp1).((1-cos(&alpha;+&alpha;1).cos(Vz(&alpha;))+cos(&alpha;1))+Dy(&alpha;)-e.sin(Vz(&alpha;)). - le rayon de courbure sagittal du profil du patin condylien interne est égal à Rp0-(Rp0-Rp1).((1-cos(&alpha;+&alpha;1).cos(Vz(&alpha;))+cos(&alpha;1))+Dy(&alpha;)+e.sin(Vz(&alpha;)). Dans la zone d'arc secondaire où l'angle de flexion (a) est supérieur à (a1), - le rayon de courbure sagittal du profil du patin condylien externe est égal à: RpO -(RpO-Rpl) . cos(al)+ Dy(a) - e.sin(Vz(a)). - le rayon de courbure sagittal du profil condylien interne est égal à: RpO - (I+Rp1) . cos(al) + Dy(a) + e.sin(Vz(a)). Dans ces différentes formules: RpO est le rayon postérieur moyen en extension, Rp1 est le rayon postérieur moyen en flexion, Vz(a) est la rotation de valgus/varus, Dy (a) est la translation axiale. L'invention est exposée, ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue de côté montrant les profils postérieurs de base. La figure 2 est une vue de face correspondant à la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des diagrammes montrant les profils postérieur et antérieur, cinématiquement admissibles, d'une part, des patins condyliens et, d'autre part, de la trochlée. Les figures 5 et 6 sont des vues en perspective de l'implant fémoral dissymétrique selon l'invention. L'implant fémoral est désigné dans son ensemble par (1), tandis que les patins condyliens interne et externe sont respectivement désignés par (la) et (il). La trochlée est désignée par (il). Selon l'invention, les profils postérieurs des patins interne (la) et externe (lob) sont dissymétriques sans être des copies anatomiques de la tête fémorale. Les profils postérieurs sont construits sur la base de deux profils identiques pour les condyles externe et interne. La description et la simulation numérique du mouvement relatif du fémur par rapport au tiba, selon les trois plans de l'espace, doit tenir compte - d'une part, des trois rotations relatives, à savoir: une flexion d'angle (a), * une rotation axial automatique Ry(a), * une rotation valgus varus Vz(a) pour un genou sain, aux formes réelles des condyles et des plateaux tibiaux. - d'autre part, des trois translations relatives, à savoir: * latéro-médiane Dx(a), * axiale Dy(a) résultant des formes réelles des condyles et des plateaux tibiaux, * antéro-postérieure Dz(a) résultant du glissement. Ces différentes dispositions nécessitent d'ajuster les profils de base, pour chaque angle de flexion. Ce profil géométrique de base est constitué par deux sections toriques complexes et identiques (las) (1 bai), situées dans deux plans parallèles interne (Pi) et externe (Pe) et à égale distance du plan sagittal moyen (Pm). Plus particulièrement, comme le montre la figure 1, dans le plan sagittal, les sections toriques (1b1) sont constituées par des zones postérieures (M1) (M2), assimilables à des sphères de centre (C) et de rayon (Rpl) qui correspond au rayon postérieur moyen en flexion. En outre, les profils de raccordement des sections toriques, sont caractérisés par: - I'écartement (2e) des deux plans externe (Pe) et interne (Pi), - le rayon postérieur moyen en extension (RpO), - le rayon postérieur moyen en flexion (Rpl), - L'angle (al) de l'arc primaire (MO-M1), - l'angle (a2) de l'arc secondaire précité (M1-M2), A noter que les rayons de courbure (Rfe) et (Rfi) des sections toriques (lbl) (lal), selon une coupe frontale, sont constants. En ce qui concerne la forme des profils de base des patins condyliens interne et externe considérés dans un plan sagittal, il convient de distinguer l'arc primaire (MO-M1) et l'arc secondaire (M1-M2). Lorsque l'angle de flexion (a) est inférieur à (al), les contacts (le) et (li), évoluent dans la zone (MO-M1). Les rayons (AB) sont constants et égaux à (RpO) - (Rpl). Seuls les rayons (VM) sont calculés et ajustés pour répondre aux impératifs cinématiques. Les distances (bai) et (BM) sont égales en externe comme en interne, les rayons de courbure de sections frontales étant constants. Dans ces conditions, le rayon de courbure sagittal du profil du patin condylien externe (1 b) est égal à: Rp0-(Rp0-Rp1).((1-cos(&alpha;+&alpha;1).cos(Vz(&alpha;))+cos(&alpha;1))+Dy(&alpha;)-e.sin(Vz(&alpha;)), tandis que le rayon de courbure sagittal du profil du patin condylien interne (la) est égal à RpO -(RpDRpl) . ( (Icos (a+al) . cos (Vz (cr) )+ cos (al) )+ Dy (a) + e.sin (Vz (a) ). Ces différentes valeurs s'ajoutent au rayon (AB) pour donner les rayons de courbure sagittaux des profils externe et interne pour la zone (MeM1). Lorsque l'angle de flexion (a) est supérieur à l'angle (al) et inférieur à l'angle (a2) de l'arc secondaire (M1-M2), les contacts (le) et (li) évoluent dans la zone (M1-M2). Soit (CM) les rayons de courbure correspondants. Les distances (Cl) et (CM) sont égales en externe comme en interne, les rayons de courbure des sections frontales étant constants. Dans ces conditions, le rayon de courbure sagittal du profil du patin condylien externe (1 b) est égal à: Rp0-(Rp0-Rpl).cos(&alpha;1)+ Dy(&alpha;)-e.sin(Vz(&alpha;)) . tandis que le rayon de courbure sagittal du profil condylien interne (la) est égal à: RpO - -(RpO-Rpl) . cos(a1) + Dy(a) + e.sin(Vz(a) ) . Dans ces différentes formules: RpO est le rayon postérieur moyen en extension, Rpl est le rayon postérieur moyen en flexion, Vz(a) est la rotation de valgus/varus, Dy (a) est la translation axiale. II en résulte des profils postérieurs externe et interne différents, comme le montre la figure 3 et par conséquent une partie postérieure de prothèse dissymétrique, en étant cinématiquement admissible. A noter que cette figure montre le résultat obtenu dans le cas d'une simulation avec plateau tibial plat. L'invention s'applique toutefois à toutes formes de plateaux et à toutes formes de profils fémoraux de base, la dissymétrie étant simplement modifiée. En ce qui concerne le profil de la gorge trochléenne (il), cette dernière est profilée en fonction des diverses positions de la rotule par rapport au fémur, notamment en tenant compte des mouvements relatifs rotule-tibia puis tibia-fémur. Le profil obtenu est montré aux figures 3 et 4. Les avantages ressortent bien de la description. REVENDICATIONS -1- Implant fémoral notamment pour prothèse tricompartimentale du genou comprenant des patins condyliens (la) et (lob) reunis du côté antérieur, par une trochlée (il), caractérisé en ce que les profils postérieurs externe (lbl) et interne (lai) des patins condyliens sont différents des profils anatomiques réels en étant aptes à créer une partie postérieure de prothèse dissymétrique, la trochlée (lc) présentant une gorge dont le profil est déterminé pour tenir compte des variations de position, par composition du mouvement relatif de la rotule par rapport au tibia puis du tibia par rapport au fémur. -2- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans un plan frontal, les profils interne (lai) et externe (lbl) sont constitués de deux sections toriques complexes identiques situées dans deux plans parallèles externe (Pe) et interne (Pi), situés à égale distance du plan sagittal moyen (Pm). -3- Implant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les rayons de courbure des sections toriques (lai) (il), selon une coupe frontale, sont constants. -4- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le plan sagittal, les sections toriques complexes (lai) (1b1) sont constitués par des zones postérieures assimilables à des sphères de centre C et de rayon postérieur moyen en flexion (Rpl) et par des profils de raccordement de sections toriques caractérisés par: - I'écartement (2e) des deux plans externe (Pe) et interne (Pi), - un rayon postérieur moyen en extension (RpO), - le rayon postérieur moyen en flexion (Rpl), - un angle (al) d'un arc primaire (MO-Ml), - un angle (a2) d'un arc secondaire (M1-M2). -5- Implant selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans la zone d'arc primaire où l'angle de flexion (a) est inférieur à l'angle (a1), - le rayon de courbure sagittal du profil du patin condylien externe (lob) est égal à: Rp0-(Rp0-Rp1).((1cos(&alpha;+&alpha;1).cos(Vz(&alpha;))+cos(&alpha;1))+Dy(&alpha;)-e.sin(Vz(&alpha;)). - le rayon de courbure sagittal du profil du patin condylien interne (la) est égal à Rp0-(Rp0-Rp1).((1-cos(&alpha;+&alpha;1).cos(Vz(&alpha;))+cos(&alpha;1))+Dy(&alpha;)+e.sin(Vz(&alpha;)). formules dans lesquelles RpO est le rayon postérieur moyen en extension. Rpl est le rayon postérieur moyen en flexion. Vz(a) est la rotation de valgusharus. Dy (a) est la translation axiale. -6- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone d'arc secondaire où l'angle de flexion (a) est supérieur à (ai), - le rayon de courbure sagittal du profil du patin condylien externe (lob) est égal à: Rp0-(Rp0-Rp1).cos(&alpha;1)+Dy(&alpha;)-e.sin(Vz(&alpha;)). - le rayon de courbure sagittal du profil condylien interne (la) est égal à RpO - (RpO-Rp1) . cos(a1) + Dy(a) + e.sin(Vz(a) ) . formules dans lesquelles: RpO est le rayon postérieur moyen en extension. Rpl est le rayon postérieur moyen en flexion. Vz(a) est la rotation de valgus/varus. Dy (a) est la translation axiale.