Brevet FR2719466A1 — publié le 19951110

PROTHÈSE DU GENOU À MÉNISQUE MOBILE. La présente invention concerne une prothèse du genou à ménisque mobile. De telles prothèses sont utilisées pour remplacer, au cours d'une opération chirurgicale, des cartilages naturels présentant des déficiences dues à une maladie ou à un traumatisme. On connaît dans l'art antérieur plusieurs prothèses à ménisque mobile. La prothèse dite "d'OXFORD" décrite par exemple dans le brevet français nO 2290883 comporte une plate-forme tibiale présentant une surface plane sur laquelle une pièce méniscale est mobile en translation. Une partie saillante en forme de champignon, coopérant avec une cavité prévue dans la partie inférieure de la pièce méniscale permet de le limiter par rapport à la plate-forme tibiale. Une telle prothèse n'est pas totalement satisfaisante, en raison des contraintes excessives subies par la pièce méniscale, habituellement en matière plastique. En effet, les bords de la cavité, de section supérieure à la section de la partie saillante en forme de champignon s'étendant à la surface supérieure de la plate-forme tibiale, viennent heurter ladite partie saillante. En raison des forces importantes qui s' exercent sur une prothèse du genou, ces chocs répétés aboutissent à une détérioration rapide de la pièce méniscale. Pour éviter une telle détérioration, le brevet européen nO 0021.421 décrit une prothèse dont la plate-forme tibiale présente deux sillons de guidage incurvés coopérant avec la surface inférieure de deux ménisques mobiles présentant une partie saillante dont la section est en forme de queue d'aronde. Cette prothèse commercialisée sous la dénomination LCS, est destinée au remplacement chirurgical d'un genou fonctionnellement lésé et permet de reproduire fidèlement les différents degrés de liberté de l'articulation du genou, et d'améliorer le confort du patient équipé d'une telle prothèse. Ces prothèses présentent 1 inconvénient d'une faible surface d'appui des ménisques sur la plate-forme tibiale. Les efforts importants, pouvant atteindre dix fois le poids de la personne sur laquelle la prothèse a été implantée sont répartis sur une surface faible et conduisent de ce fait à une dégradation des ménisques. Le brevet anglais 1534263 décrit une telle prothèse comportant une rainure de guidage linéaire permettant un déplacement contraint d'une pièce méniscale. Un autre document de l'art antérieur, le brevet français FR2685632 décrit un ensemble prothétique comprennent - un premier type d'élément fémoral apte à coopérer soit avec un plateau mobile d'une embase tibiale pour constituer une prothèse du genou à plateau mobile, soit avec un plateau fixe d'une embase tibiale pour constituer une prothèse du genou à plateau fixe avec conservation des ligaments croises postérieurs. - un second type d'élément fémoral apte à coopérer avec un plateau fixe de l'embase tibiale, pour constituer une prothèse du genou postéro-stabilisée à plateau fixe. Un autre brevet français FR2692476 décrit une prothèse totale du genou du type à glissement, comprenant un élément fémoral dont les patins condyliens coopèrent en appui sur un plateau d'un élément tibial. Les éléments tibial et fémoral présentent en combinaison, des moyens complémentaires de butée et de guidage réglables et amovibles, aptes à assurer la stabilisation des deux éléments en respectant l'isométrie ligamentaire quand le ligament antérieur ou les deux ligaments croisés sont détruits. On connaît également le brevet français FR2665073. Ce document divulgue une prothèse totale du genou du type à glissement, comprenant une partie femorale bicondylienne dont la face externe profilée vient en contact, appui et centrage sur un élément intermédiaire en polyéthylène haute-densité, ledit élément intermédiaire étant positionné et fixé sur la face supérieure formant embase métallique de l'élément tibial, et en ce que la partie supérieure de la partie tibiale est agencée avec une pluralité d'ouvertures de positionnement par rapport à la partie intermédiaire, cette dernière comprenant deux plots de centrage pour s'engager dans des ouvertures de positionnement autorisant ainsi un réglage en position du plateau intermédiaire par rapport à l'élément tibial. Le brevet européen EP183670 décrit une articulation artificielle ménisque-tibia pour une prothèse d'articulation du genou comprenant au moins un composant tibial sur lequel le ménisque est disposé de manière à pouvoir se déplacer ou être mobile. Le ménisque présente une surface de glissement dans une large mesure plane contre le composant tibial, le ménisque ou le composant tibial comportant des organes de commande de direction donnant au ménisque une aptitude au mouvement dans toutes les directions le long du composant tibial, mais ces organes de commande de direction étant également disposés de façon à limiter l'amplitude du mouvement. Ces différentes prothèses de l'art antérieur présentent toutefois toutes des déplacements contraints, dont le confort n'est pas totalement satisfaisant pour la personne ainsi appareillée. L'objet de l'invention est de remédier à cet inconvénient en proposant une prothèse autorisant un degré de liberté supplémentaire, et permettant ainsi d'éviter le blocage de l'articulation lors de certains mouvements du genou. A cet effet, l'invention concerne plus particulièrement une prothèse de genou composée de - a) au moins un composant tibial présentant une première surface d'appui, - b) au moins un composant méniscal possédant une deuxième surface d'appui, qui entre en contact par glissement avec la première surface d'appui du composant tibial pour subir un mouvement de glissement par rapport à ce dernier pendant le mouvement de l'articulation, le composant méniscal ayant une troisième surface d'appui, et - c) un composant fémoral ayant une quatrième surface d'appui qui entre en contact par glissement avec la troisième surface d'appui du composant méniscaux, caractérisée en ce que le composant tibial est pourvu d'au moins une cavité dans laquelle pénètre au moins une partie formant saillie par rapport à la deuxième surface d'appui d'un composant méniscal, la cavité et la partie saillante étant conformées de manière à autoriser des mouvements latéraux et des mouvements de rotation d'au moins un composant méniscal par rapport au composant tibial, les mouvements de rotation s'effectuant selon au moins un axe sensiblement perpendiculaire à la première surface d'appui et excentré latéralement par rapport au tibia. Dans les prothèses selon l'art antérieur, par exemple selon le brevet WO-1-79/00739, le composant méniscal est mobile en rotation selon un axe correspondant à l'axe du tibia. Une telle prothèse n'est pas tout-à-fait adapté à un mouvement anatomique, et conduit donc à une démarche disgracieuse. La prothèse selon la présente invention permet de mieux reproduire le mouvement naturel de flexion ou d'extension du genou. On peut envisager plusieurs réalisations différentes. Selon une première variante de réalisation, la prothèse selon l'invention comporte deux composants méniscaux présentant chacun une partie formant saillie par rapport à la seconde surface et en ce que le composant tibial (1) présente deux cavités susceptible de coopérer chacune avec la partie saillante de l'un des composants méniscaux. Avantageusement, les cavités sont fermées par un rebord continu. De préférence, les rebords ont une épaisseur constante sur une extension d'une demi-circonférence des cavités où ils bordent l'élément de tibia. Selon un mode de réalisation particulier, le rebord est situé pour limiter les rotations de pivotement du ménisque dans des courses angulaires au plus égales aux courses naturelles. Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, la prothèse du genou selon l'invention comporte: - a) au moins un composant tibial présentant une première surface d'appui, - b) un composant méniscal possédant une deuxième surface d'appui, qui entre en contact par glissement avec la première surface d'appui du composant tibial pour subir un mouvement de glissement par rapport à ce dernier pendant le mouvement de l'articulation, le composant méniscal ayant une troisième surface d'appui, et - c) un composant fémoral ayant une quatrième surface d'appui qui entre en contact par glissement avec la troisième surface d'appui du composant méniscal caractérisé en ce que le composant méniscal est constitué par une pièce unique, en ce que la première surface d'appui du composant tibial est en forme de haricot, et en ce que la seconde surface d'appui du composant méniscal est également en forme de haricot de plus petite dimension dans le sens anthéropostérieur la forme desdites première et seconde surfaces d'appui étant complémentaire et déterminée de façon à permettre un déplacement limité en rotation et en déplacement linéaire du composant méniscal par rapport au composant tibial. Avantageusement, le composant tibial présente une surface d'appui formée de deux zones latérales, chacune étant délimitée extérieurement par un bord arrondi convexe, et intérieurement par un bord arrondi convexe s'étendant depuis l'avant du plateau tibial jusqu'à un axe transversal sensiblement médian, les deux zones latérales étant réunies par une zone centrale délimitée à l'avant par un bord courbe concave prolongeant à chacune de ses extrémités l'un des bords intérieurs, et à l'arrière par un bord prolongeant à chacune de ses extrémités l'un des bords extérieurs. Selon un mode de réalisation préféré, le composant tibial présente une surface d'appui plane délimitée sur sa périphérie par un bord saillant, le composant méniscal présentant une surface d'appui propre à coopérer avec la surface d'appui du composant tibial de façon à autoriser des déplacements en translation et en rotation limité. Selon une autre caractéristique avantageuse, le composant méniscal présente une surface d'appui formée de deux zones latérales, chacune étant délimitée extérieurement par un bord arrondi convexe, et intérieurement par un bord arrondi convexe s 'étendant depuis l'avant du plateau tibial jusqu'à un axe transversal sensiblement médian, les deux zones latérales étant réunies par une zone centrale délimitée à l'avant par un bord courbe concave prolongeant à chacune de ses extrémités l'un des bords intérieurs, et à l'arrière par un bord prolongeant à chacune de ses extrémités l'un des bords extérieurs. De préférence, la surface d'appui du composant méniscal constitue une surface saillante plane. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faisant référence aux dessins annexés où: - la figure 1 vue de dessus du composant tibial et du composant méniscal en position postérieure; - la figure 2 représente une vue du composant tibial et du composant méniscal selon un plan de coupe AA'; - la figure 3 représente une vue du composant tibial et du composant méniscal selon un plan de coupe BB' - les figures 4 à 8 représentent des vues de dessus du composant tibial et du composant méniscal dans différentes positions relatives. - la figure 9 représente une vue d'une variante de réalisation à deux composants méniscaux indépendants - les figures 10 à 14 représentent les mouvements des composants méniscaux par rapport au composant tibial - la figure 15 représente une vue d'une autre variante de réalisation à deux composants méniscaux indépendants. La figure 1 représente une vue de dessus du composant tibial (1) muni du composant méniscal (2). Le composant tibial est symétrique par rapport à un plan médian BB'. Le composant tibial (1) est fixé sur le tibia de manière connue et visible sur les figures 2 et 3, par une ou plusieurs pointes (3, 4) rainurées ou recouvertes dtun matériel biocompatible destinées à pénétrer dans le tissu spongieux. Les dimensions du composant tibial s'inscrivent dans un rectangle d'environ 80 x 55 millimètres. Les dimensions du composant méniscal s'inscrivent dans un rectangle d'environ 60 x 30 millimètres. La surface supérieure (5) du composant tibial présente une zone (6) en forme de haricot, symétrique par rapport à l'axe antéro-postérieur médian BB'. Le composant tibial (1) ainsi que le composant méniscal (2) présentent des échancrures (7) forme en U afin de dégager une ouverture (5) pour le passage des ligaments croisés. La surface supérieure (8, 9) est complémentaire avec la surface de contact du composant fémoral fixé sur l'os fémoral de façon connue. La zone (6) en forme de haricot présente deux zones latérales (11, 12) réunies par une zone centrale (13). Elle est délimitée par un rebord saillant (14) présentant un profil en queue d'aronde, avec une bordure inférieure (15) surmontée par une bordure supérieure (16) s'étendant vers l'intérieur de la zone de contact entre le talon (17) du composant méniscal et la surface de contact plane (28) du composant tibial. Le talon (17) présente un bord périphérique complémentaire. Les deux zones latérales (11, 12) sont symétriques par rapport à l'axe antéro-postérieur BB'. La zone latérale (11) sera décrite ci-après plus en détail, étant entendu que la deuxième zone latérale (12) présente les mêmes caractéristiques. La zone latérale (11) présente une forme générale ovale, avec un bord antérieur (18) de forme semicirculaire prolongé extérieurement par un bord extérieur (19) arrondi s'étendant globalement parallèlement à l'axe antéro-postérieur BB', et prolongé sur le bord postérieur par un bord (20) formant sensiblement un quart de cercle. Sur le bord intérieur, le bord antérieur (18) de forme semi-circulaire est prolongé par un bord intérieur (19) arrondi s'étendant globalement parallèlement à l'axe antéro-postérieur BB' et longeant l'échancrure (7). Les deux zones latérales (11, 12) sont réunies sur le coté antérieur par un bord (21) en forme de demicercle concave, vue de la zone d'appui (6), et sur le coté postérieur par un bord (22) s'étendant suivant un axe général perpendiculaire à l'axe BB', de manière convexe vu du coté intérieur de la zone d'appui (6). Le composant méniscal (2) présente un talon (18) dont la forme générale est équivalente à celle de la zone d'appui (6) du composant tibial (1), mais dont les dimensions et les courbures sont différentes pour autoriser une mobilité limitée en rotation et en translation, comme représenté en figures 4 à 8. La figure 4 représente un exemple de déplacement en rotation par rapport au centre de la prothèse. L'une des branches latérales arrondies (25) du talon méniscal (17) vient s'avancer jusqu'au bord antérieur (18) de la zone latérale (11) correspondant. La partie centrale concave (26) bascule latéralement, du coté de cette zone latérale (11) . La branche latérale opposée (27) vient reculer contre le bord postérieur (29) de la zone latérale (12). La figure 5 représente un autre mode de déplacement, suivant lequel le bord concave postérieur (30) du talon méniscal (17) vient en appui contre le bord antérieur concave (21) du composant tibial. Les deux composants peuvent ainsi ce déplacer suivant une rotation correspondant au développement des courbures des deux bords antérieurs (21, 30). Les figures 6 et 7 représentent des modes de déplacement en translation parallèlement à l'axe postéroantérieur BB'. La figure 8 représente un déplacement combiné de translation et de rotation. La figure 9 représente une vue d'une variante de réalisation à deux composants méniscaux indépendants. Le composant tibial (1) est une plate-forme plane présentant une première surface de contact (5) munie de deux cavités oblongues (30, 31) à fond sensiblement plan, de profondeur faible et constante. Ces cavités (30, 31) permettant le déplacement en translation et en rotation de deux tenons saillants complémentaires (33, 34) solidaire chacune de l'un des composants méniscaux (35, 36). Les tenons saillants (33, 34) présentent une épaisseur faible et constante pour un engagement dans les cavités oblongues (30, 31) et pour autoriser un mouvement glissant en rotation et en translation, à l'intérieur de limites définies par des rebords (37, 38). Comme on le voit bien sur les figures 10 à 14 représentant les mouvements des composants méniscaux par rapport au composant tibial, les cavités (30, 31) ont des surfaces inégales et sont placées de sorte que les tenons (33, 34) butent tous deux contre les extrémités arrière des cavités (30, 31) dans la position d'extension de la jambe figurant de la figure 10 et contre les extrémités avant de ces deux cavités dans la position de flexion maximale illustrée par la figure 11. Les droites issues des centres des tenons (33, 34) dans ces deux positions se coupent en un point O qui constitue un centre de pivotement de l'articulation et qui est immobile ou presque au cours du déplacement des tenons (33, 34). Les cavités (30, 31) sont cependant plus larges que les tenons (33, 34) pour que des mouvements légèrement différents soient autorisés et qu ' une plus grande souplesse de l'articulation soit obtenue. Les cavités (30, 31) sont entourées par des rebords continus présentant une partie principale (37, 38) de largeur constante et s'étendant sur un peu plus de la moitié de la circonférence des cavités (30, 31). L'épaisseur des rebords, ou plus précisément de ces parties principales (37, 38) est choisie pour que la pression des composants méniscaux (37, 38) ne devienne jamais excessive. Elle est de trois millimètres dans une réalisation où les pièces sont en polyéthylène de haute densité pour les parties portantes, subissant le frottement et la pression de contact, et en acier inoxydable, en alliage à base de cobalt ou en alliage de titane pour le reste. La figure 12 représente une réalisation légèrement différente d'une prothèse selon cette variante. Le composant tibial (1) présente deux cavités (40, 41) semblables et symétriques avec une largeur de l'ordre de 26 millimètres et une longueur de 39 millimètres pour des tenons (42) circulaires d'un diamètre de 23 millimètres, et non pas oblongues comme dans l'exemple de réalisation précédent. Selon que la prothèse sera placée sur un genou droit ou un genou gauche, on obtiendra, à partir d'un état d'extension illustré par la figure 12, et semblable à celui de la figure 10, un état de flexion représenté soit à la figure 13, soit à la figure 14. Un des tenons (42) parvient à l'extrémité de la cavité dans lequel il pénètre, alors que l'autre tenon s'arrête à peu près au centre de l'autre cavité. Il est nécessaire dans cette réalisation que les cavités (40, 41) soient sensiblement plus larges que les tenons (42) pour que les rotations soient possibles dans les deux sens. La figure 15 représente une conception un peu modifiée dont la finalité est analogue à celle de la figure 12, c'est-à-dire que le composant tibial (53) est conçu pour être utilisé indifféremment pour des genoux droits et gauches. Le composant tibial (53) présente deux rainures (56) semblables rectilignes et parallèles. Le composant méniscal (54) formé de deux éléments (58, 59) associés chacun à une rainure (56) par des tenons circulaires (57). Un jeu latéral suffisant est prévu pour autoriser des rotations de l'articulation dans les deux sens. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la prothèse décrite et représentée à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Prothèse de genou composée de - a) au moins un composant tibial (1) présentant une première surface d'appui, - b) au moins un composant méniscal (2) possédant une deuxième surface d'appui, qui entre en contact par glissement avec la première surface d'appui du composant tibial (1) pour subir un mouvement de glissement par rapport à ce dernier pendant le mouvement de l'articulation, le composant méniscal (2) ayant une troisième surface d'appui, et - c) un composant fémoral ayant une quatrième surface d'appui qui entre en contact par glissement avec la troisième surface d'appui du composant méniscal (2), caractérisée en ce que le composant tibial (1) est pourvu d'au moins une cavité dans laquelle pénètre au moins une partie formant saillie par rapport à la deuxième surface d'appui d'un composant méniscal (2), la cavité et la partie saillante étant conformées de manière à autoriser des mouvements latéraux et des mouvements de rotation d'au moins un composant méniscal par rapport au composant tibial, les mouvements de rotation s'effectuant selon un axe sensiblement perpendiculaire à la première surface d'appui et excentré latéralement par rapport au tibia. 2 - Prothèse de genou selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte deux composants méniscaux présentant chacun une partie formant saillie par rapport à la seconde surface et en ce que le composant tibial (1) présente deux cavités susceptible de coopérer chacune avec la partie saillante de l'un des composants méniscaux. 3 - Prothèse de genou selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les cavités sont fermées par un rebord continu. 4 - Prothèse de genou selon la revendication 3, caractérisée en ce que les rebords ont une épaisseur constante sur une extension d'une demi-circonférence des cavités où ils bordent l'élément de tibia. 5 - Prothèse de genou selon la revendication 3, caractérisée en ce que le rebord est situé pour limiter les rotations de pivotement du ménisque dans des courses angulaires au plus égales aux courses naturelles. 6 - Prothèse de genou selon la revendication 1 caractérisée en ce que le composant méniscal (2) est constitué par une pièce unique, en ce que la première surface d'appui du composant tibial (1) est en forme de haricot, et en ce que la seconde surface d'appui (6) du composant méniscal (2) est également en forme de haricot de plus petite dimension dans le sens anthéro-postérieur la forme desdites première et seconde surfaces d'appui étant complémentaires et déterminées de façon à permettre un déplacement limité en rotation et en déplacement linéaire du composant méniscal (2) par rapport au composant tibial (1) 7 - Prothèse de genou selon la revendication 6, caractérisée en ce que le composant tibial (1) présente une surface d'appui formée de deux zones latérales, chacune étant délimitée extérieurement par un bord arrondi convexe, et intérieurement par un bord arrondi convexe s'étendant depuis l'avant du composant tibial (1) jusqu'à un axe transversal sensiblement médian, les deux zones latérales étant réunies par une zone centrale délimitée à l'avant par un bord courbe concave prolongeant à chacune de ses extrémités l'un des bords intérieurs, et à l'arrière par un bord prolongeant à chacune de ses extrémités l'un des bords extérieurs. 8 - Prothèse de genou selon la revendication 7, caractérisée en ce que le composant tibial (1) présente une surface d'appui plane délimitée sur sa périphérie par un bord saillant, le composant méniscal (2) présentant une surface d'appui propre à coopérer avec la surface d'appui du composant tibial (1) de façon à autoriser des déplacements en translation et en rotation limitée. 9 - Prothèse de genou selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le composant méniscal (2) présente une surface d'appui formée de deux zones latérales, chacune étant délimitée extérieurement par un bord arrondi convexe, et intérieurement par un bord arrondi convexe s'étendant depuis l'avant du composant tibial (1) jusqu un axe transversal sensiblement médian, les deux zones latérales étant réunies par une zone centrale délimitée à l'avant par un bord courbe concave prolongeant à chacune de ses extrémités l'un des bords intérieurs, et à l'arrière par un bord prolongeant à chacune de ses extrémités l'un des bords extérieurs.