Brevet FR2735681A1 — publié le 19961227

PROTHESE FEMORALE La présente invention concerne une prothèse fémorale non cimentée destinée à être implantée dans le fémur du receveur après section du col fémoral et ablation de la tête de l'os. Les prothèses non cimentées doivent avoir des formes élaborées leur assurant des appuis osseux solides et leur procurant d'emblée une bonne stabilité. En effet, ces prothèses reçoivent localement un traitement de surface propre à faciliter la repousse de l'os au contact de la prothèse et à assurer sa fixation définitive. Pour que cette repousse se fasse, il faut que la prothèse soit parfaitement fixée dès sa pose. Sinon, elle a très peu de chances de se stabiliser par la suite et son déplacement à l'intérieur du fémur entraînera des douleurs de cuisse. Néanmoins, une pose rigoureuse n'est pas suffisante pour assurer une implantation durable et indolore de la prothèse. En effet, compte tenu de sa géométrie, la prothèse fémorale a tendance à se déplacer à l'intérieur de l'os cortical et à venir, par l'intermédiaire de l'extrémité de sa tige prothétique, au contact de la corticale externe de l'os. Ce déplacement de l'extrémité inférieure de la tige prothétique est provoqué, sous l'effet de la charge, par l'action combinée du porte-à-faux du col fémoral et de l'augmentation de la courbure à convexité antérieure de la diaphyse fémorale. La combinaison de ces déformations provoque des douleurs au sein de la cuisse du receveur. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, en proposant une prothèse fémorale non cimentée constituée d'une tige diaphysaire préférentiellement rectiligne, destinée à être implantée dans la diaphyse du receveur, ladite tige diaphysaire s'élargissant à son extrémité supérieure pour donner naissance à la partie métaphysaire présentant un état de surface qui est propre à favoriser la repousse de l'os et le blocage de ladite prothèse, et qui se prolonge par la partie cervicale parfaitement lisse dont la face interne reçoit le col fémoral, oblique en haut et en dedans, à 1300 environ de la tige diaphysaire, à l'extrémité duquel vient s'implanter la tête constituée d'une sphère amovible de rayon variable, la prothèse étant caractérisée en ce qu'elle présente des moyens pour limiter l'augmentation de pression résultant, de manière directe par basculement de la prothèse au niveau de la partie métaphysaire et de manière indirecte par déformation de la diaphyse, à la jonction entre l'extrémité inférieure de la tige diaphysaire et l'os cortical constituant la diaphyse, des charges appliquées sur ladite tête. A cet effet, la prothèse selon l'invention comporte une encoche pratiquée à la surface interne de sa partie métaphysaire et un évidement de sa tige diaphysaire procurant à la prothèse une flexibilité aussi proche que possible de celle de l'os cortical constituant la diaphyse dans lequel elle est implantée ; ceci permet de réduire au maximum le déplacement de ladite prothèse relativement à l'os cortical sous l'effet des diverses charges provenant du receveur, évitant à ce dernier des douleurs et une mauvaise stabilisation de la prothèse. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue en élévation de la prothèse selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe partielle suivant la ligne II-II de la figure 1. La prothèse fémorale 1 selon l'invention est représentée sur la figure 1. Elle est constituée d'une tige diaphysaire 2 rectiligne cylindrique ou légèrement conique qui est destinée à venir s'enfoncer dans le fût osseux fait d'os cortical qui entoure le canal médullaire et constitue la diaphyse du receveur. Ladite tige diaphysaire 2 s'élargit à son extrémité supérieure pour donner naissance à la partie métaphysaire 3. Ladite partie métaphysaire 3 est aplatie avec deux faces, antérieure et postérieure, et deux bords, externe et interne ; elle reçoit un traitement lui procurant un état de surface qui est propre à favoriser la repousse de l'os et à assurer la fixation définitive de la prothèse 1. Elle se prolonge par la partie cervicale 4 de la prothèse 1 qui correspond au massif trochantérien du fémur.Ladite partie cervicale 4 est, elle, parfaitement lisse et son élargissement vers le haut prolonge celui de la partie métaphysaire 3. Sur la face interne de la partie cervicale 4 s'implante le col fémoral 5, oblique en haut et en dedans, à 1300 environ de la tige diaphysaire 2. Le col fémoral 5 se présente sous une forme sensiblement de révolution et de diamètre inférieur à l'épaisseur avant-arrière du reste de la prothèse 1. Son diamètre commence par diminuer au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la partie cervicale 4 pour augmenter à nouveau, et se terminer par un embout 5a sur lequel vient se monter la tête 6.Ladite tête 6 consiste en une sphère amovible, de rayon variable entre 22 et 32 millimètres, fixée au col fémoral 5 par tout moyen connu de l'homme du métier, par exemple par vissage, soudage, montage en force et qui seule est articulée avec la cavité cotyloïdienne du bassin. Dans l'exemple représenté sur les dessins, l'embout 5a comporte un cône "Morse" sur lequel vient se bloquer la tête 6. La prothèse 1 représentée sur les figures est symétrique par rapport à un plan P défini par deux axes concourants, l'axe de sa tige métaphysaire 2 et l'axe de son col fémoral 5 ce qui en fait une prothèse universelle qui peut être implantée indifféremment du côté droit ou gauche. Elle pourrait également être "anatomique" avec une antéversion du col différente pour les prothèses gauches et pour les prothèses droites sans pour cela sortir du cadre de l'invention. De manière à éviter les douleurs provoquées par le déplacement de la prothèse 1 relativement à l'os dans lequel elle est implantée, déplacement lié à la différence existant entre le module d'élasticité de la prothèse 1 et celui de l'os, il est nécessaire de procurer à ladite prothèse 1 une élasticité la plus proche possible de celle de l'os. En effet, si la prothèse 1 est plus rigide que l'os dans lequel elle est implantée, les charges verticales dirigées vers le bas et exercées par le receveur sur la tête 6 de ladite prothèse 1 provoque son basculement, au niveau du porte-àfaux que constitue l'implantation de la partie métaphysaire 3 dans la zone métaphysaire, dans le sens contraire des aiguilles d'une montre dans le cas de l'exemple représenté sur la figure 1.Ce basculement entraîne un déplacement de l'extrémité inférieure de la tige diaphysaire 2 qui vient se mettre en pression contre la corticale externe de l'os constituant la diaphyse fémorale. De plus, les charges verticales entraînent une majoration de la courbure à convexité antérieure de la diaphyse fémorale qui se déplace ainsi par rapport à la tige diaphysaire 2, augmentant d'autant ladite pression entre l'extrémité inférieure de ladite tige diaphysaire 2 et la corticale de l'os. La combinaison de ces déformations provoque des douleurs au sein de la cuisse du receveur. De manière à neutraliser le basculement de la prothèse 1 autour de la partie métaphysaire 3, basculement provoqué par les charges s'exerçant sur la tête 6, il est prévu au moins une encoche 7 hémicylindrique d'axe perpendiculaire au plan P de la prothèse 1 et située le long du bord interne de ladite partie métaphysaire 3, à la limite de la partie cervicale 4. La simulation informatique a montré que les meilleurs résultats étaient obtenus avec un rayon de ladite encoche 7 compris entre 5 et 15 millimètres. Ces caractéristiques de l'encoche 7 permettent d'augmenter la flexibilité de la partie supérieure de la prothèse 1, à savoir la tête 6, le col fémoral 5 et la partie cervicale 4 par rapport à la partie métaphysaire 3 et donc, de neutraliser partiellement le basculement dans le plan P de ladite prothèse 1, sans pour autant trop fragiliser cette dernière. Selon une autre variante non représentée sur les figures, on pourrait envisager d'élargir progressivement le rayon de l'encoche 7, de part et d'autre du plan o, au fur et à mesure que l'on s'en éloigne, de manière à augmenter encore la flexibilité. De manière à neutraliser l'augmentation de pression résultant, entre l'extrémité inférieure de la tige diaphysaire 2 et la corticale de l'os, du basculement non compensé de la prothèse et de la majoration de la courbure à convexité antérieure de la diaphyse fémorale, il est nécessaire d'augmenter la flexibilité de la dite tige diaphysaire 2 sur toute sa longueur. En effet, même si l'augmentation de pression est surtout sensible à l'extrémité inférieure de la diaphyse fémorale, la déformation se produit sur toute sa longueur, la transmission des efforts s'effectuant grâce à la différence de rigidité entre la diaphyse fémorale et la tige diaphysaire 2.Aussi, il est prévu un évidement 8 sous la forme d'un alésage non débouchant, pratiqué à l'extrémité inférieure de la tige diaphysaire 2, centré et coaxial à ladite tige 2 et se terminant progressivement à la naissance de la partie métaphysaire 3, comme il est représenté sur la figure 2. Cet évidement 8 procure à la tige diaphysaire 2 une flexibilité proche de celle de l'os qui l'entoure, évitant ainsi une transmission d'efforts entre l'os et ladite tige diaphysaire 2 qui serait due à des différences de rigidité. On a constaté que les meilleurs résultats étaient obtenus pour un rapport entre le rayon interne 8a et le rayon externe 8b dudit évidement 8 voisin de 0,6. La prothèse selon l'invention sera réalisée préférentiellement en alliages de titane qui sont les matériaux dont les modules d'élasticité se rapprochent le plus de celui de l'os. REVENDICATIONS 1 - Prothèse fémorale (1) non cimentée constituée d'une tige diaphysaire (2) préférentiellement rectiligne, destinée à être implantée dans la diaphyse du receveur, ladite tige diaphysaire (2) s'élargissant à son extrémité supérieure pour donner naissance à la partie métaphysaire (3) présentant un état de surface qui est propre à favoriser la repousse de l'os et le blocage de ladite prothèse (1), et qui se prolonge par la partie cervicale (4) parfaitement lisse dont la face interne reçoit le col fémoral (5), oblique en haut et en dedans, à 1300 environ de la tige diaphysaire (2), à l'extrémité duquel vient s'implanter la tête (6) constituée d'une sphère amovible, de rayon variable, prothèse (1) caractérisée en ce qu'elle présente des moyens pour limiter l'augmentation de pression résultant, de manière directe par basculement de la prothèse (1) au niveau de la partie métaphysaire (3) et de manière indirecte par déformation de la diaphyse, à la jonction entre l'extrémité inférieure de la tige diaphysaire (2) et l'os cortical constituant la diaphyse, des charges appliquées sur ladite tête (6). 2 - Prothèse fémorale (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens consistent en au moins une encoche (7) hémicylindrique d'axe perpendiculaire au plan (P) défini par l'axe de la tige métaphysaire (2) et par l'axe du col fémoral (5), ladite encoche (7) étant située le long du bord interne de ladite partie métaphysaire (3), à la limite de la partie cervicale (4) et en un évidement pratiqué dans la tige diaphysaire (2). 3 - Prothèse fémorale (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'évidement (8) consiste en un alésage non débouchant pratiqué à l'extrémité inférieure de la tige diaphysaire (2), centré et coaxial à ladite tige (2) et se terminant progressivement à la naissance de la partie métaphysaire (3). 4 - Prothèse fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que le rayon de l'encoche (7) hémicylindrique est compris entre 5 et 15 millimètres. 5 - Prothèse fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que le rapport entre le rayon interne (8a) et le rayon externe (8b) de l'évidement (8) est voisin de 0,6. 6 - Prothèse fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tige diaphysaire (2) est cylindrique. 7 - Prothèse fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la tige diaphysaire (2) est légèrement conique. 8 - Prothèse fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est symétrique par rapport au plan (P). 9 - Prothèse fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est en alliage de titane.