Brevet FR2736536A1 — publié le 19970117

PROTHèSE ARTICULAIRE DE DOIGT. La présente invention concerne une prothèse articulaire de doigt pour arthroplastie à glissement avec liaison mécanique, autorisant les libertés en flexion-extension-rotation. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse en chirurgie orthopédique pour le remplacement par voie chirurgicale d'articulation de doigt, par exemple métacarpo-phalangienne. Lors de déterioration articulaire post-traumatique ou rhumatismale d'articulation métacarpo-phalangienne ou inter-phalangienne, on procède généralement au remplacement par voie chirurgicale de l'articulation détruite, par une prothèse artificielle qui autorisera au patient de recouvrer l'usage et la mobilité de son doigt. I1 existe pour répondre aux nécessités de cette indication chirurgicale, un nombre important de prothèse articulaire de doigt qui tentent de se rapprocher le plus possible de l'arthroplastie idéale - stabilité - mobilité - fiabilité - indolence Par souci de clarté, ci-aprés, nous les regroupons en quatre familles et en énumérons certaines limites A : prothèses en matériau élastomère. Ex. brevets EUA 3 462 756, 3 875 594 et 1 550 013. - ancrage aléatoire - mobilité limitée ( un seul degré de liberté ) - fragilité - peu de contrôle rotatoire B : prothèse à charnière. Ex. brevets 2 237 612 et 2 237 613. - usures des axes - faible liberté de débattement - ancrage sollicité - liaison mécanique à fort coefficient de frottement - mobilité limitée ( un seul degré de liberté ) - complexité industrielle C : prothèse semi-contrainte à glissement stabilisé Ex. brevet 2 605 878. - risque de luxation - mauvaise répartition des zones de frottement - mobilité limitée (un seul degré de liberté ) D : prothèse à glissement anatomique Ex. brevet EPO 338 715 Al. - stabilité aléatoire - nécessité d'adjonction d'un système de haubanage - - contrôle de la position abandonné aux seules structures péri-articulaires. La présente invention à pour but de proposer un implant chirurgical d'articulation de doigt simple, stable, mobile, anatomique, fiable et indolore pour que le patient retrouve la fonctionnabilité de son articulation déficiente. Ce but doit-être atteint selon l'invention en autorisant les mouvements de flexion-extension-rotation conformément à l'articulation concernée, tout en gardant le contrôle des trajectoires des centres instantanés de rotation de la phalange par rapport à la tête métatarsienne. Le patient devant pouvoir dans l'idéal écrire à nouveau normalement à la suite de l'intervention, la prothèse ne doit donc pas être un obstacle à ce qu'il recouvre ses sensations superficielles et profondes, ainsi que ses contractions musculaires successives et équilibrées. La solution au problème technique posé consiste selon la présente invention en ce que ledit implant est constitué - d'une pièce proximale comprenant deux zones, la surface articulaire de forme hémisphérique et la tige intra-médullaire qui la prolonge. Elles sont parcourues, suivant leur axe longitudinal, d'un conduit approximativement circulaire dans la tige intra-médullaire et s'évasant progressivement en cornet ovale dans le volume hémisphérique. - d'une pièce distale comprenant également deux zones, la surface articulaire de forme concave pour correspondre à la pièce hémisphérique, et la tige intra-médullaire qui la prolonge. Elles sont parcourues par un conduit, de la même manière que la pièce proximale. - d'une pièce de liaison et de "programmation" des mouvements autorisés pour ce type d'articulation ( ou de tels autres). Elle esr constituée d'une tige souple de type élastomère, ligamentaire, en alliage å mémoire de formes... Cette tige peut être de section ovale, circulaire, ou encore en for de tube Selon lot sa forme, son encombrement, sa "prédétermination" mécanique, elle conditionnera les trajectoires des mouvements de flexion-extensiU et rotation désirés pour tel ou tel type d'artlculnl.iun.s points et ses caractéristiques de déformation pré-établies tiennent compte de la cinématique articulaire et des centres instantanés de rotation ( Biomécanique Orthopédique p254; CASSON > . L'invention prévoit également que l'on peut adjoindre à cette tige une "bille" ronde, ovale, elliptique..., percée et dont les orifices sont évasés en cornet ou d'autres formes qui pourraient contraindre la tige souple ainsi habillée à favoriser tel ou tel mouvements de cheminement articulaire.Cette bille prend place dans les logements glénoidiens des pièces prothétiques, grâce à leurs reliefs ils autoriseront les rotations de la bille lors des mouvements articulaires. Dans les cas d'articulations particulières, Ex le genou, nous pourrons obtenir un effet câme s'approchant de la cinématique de cette articulation, en utilisant une "bille" ovoîdale. Selon une caractéristique de l'invention, ladite tige souple peut être fixée ou retenue par l'une ou les deux de ses extrémités aux parties distale ou proximale de la prothèse, ou libre dans les conduits des tiges intra-médullaires; elle peut être également fixée à la bille, dans le cas où cette option serait retenue. Bnfin, selon une caractéristique de l'invention, les tiges intramédullaires des pièces distale et proximale, présentent en surface un pas de vis ou un relief dont les gorges seront guide pour une spirale dont le diamétre augmentera lors de la progression de la tige intramédullaire dans cette spirale. Cette spirale pourra présenter des piques pour un meilleur ancrage, et un système anti retour. La figure 1 est une vue de profil et en coupe d'un premier mode de réalisation d'un implant chirurgical articulaire de doigt conforme à 1' invention. La figure 2 est une vue en coupe perspective d'une variante de l'implant chirurgical de la figure 1. Les figures 3A, 3B et 3C sont des vues en coupes perspectives d'exemples des évasements en cornet pour les pièces distale et proximale de l'implant de doigt selon l'invention. Les figures 4A, 4B et 4C sont trois exemples non-limitatifs, en vues de face des embouchures des cornets des pièces prothètiques, respectivement circulaire, elliptique et en "haricot". La figure 5 est une vue de profil des pièces prothètiques présentant, une gorge formant "gouttière" sur la surface de l'élément proximal, et "échancrure en vallée" pour la surface de l'élément distal; ces reliefs peuvent être guides pour les structures péri-articulaire. La figure 6A, 6B et 6C sont des exemples de tiges souples et de leurs reliefs internes. Les figures 7A et 7B sont les vues en perspectives et en coupe d'une bille selon l'invention, traversée par l'élément souple; cette bille entraine lors de sa rotation des contraintes qui provoquent des torsions particulières dudit élément souple. La figure 8 est une vue en coupe profil de l'implant composé des pièces proximale et distale, de l'axe en matériau souple et de la bille articulaire. Les figures 9A et 9B représente un treillis permettant l'ancrage de la prothèse par effet "coin". Les figures 1 et 2 montrent respectivement en perspective deux implants ( 10, 10') chirurgicaux de remplacement articulaire de doigt, comprenant chacun - une première pièce proximale ( 11, 11') avec une tige intramédullaire ( 12, 12') et une zone articulaire hémisphérique ( 13, 13'); cette première pièce ( 11, 11') est percée longitudinalenent d'un conduit ( X, X') rectiligne en zone intra-médullaire ( 12, 12') et s'évasant en cornet ( 16, 16') en zone articulaire hémisphérique ( 13, 13'). - une seconde pièce distale ( 21, 21') avec une tige intramédullaire ( 22, 22') et une zone articulaire glénoïdale concave ( 23, 23') congruente à la zone articulaire hémisphérique (13, 13'); cette seconde pièce ( 21, 21') est percée longitudinalement d'un conduit ( Y, Y') rectiligne en zone intra-médullaire et s'évasant en tromblon ( 26, 26') en zone articulaire glénoïdale concave ( 23, 23'). - une troisième pièce C 31, 31') composé d'une tige souple se logeant dans les conduits ( X,X'; Y,Y').Cette élément ( 31, 31') fait liaison entre la pièce proximale ( 11, 11') et distale ( 21, 21') des implants articulaires; il est en matériau souple de type élastomere, ligament artificiel, alliage à mémoire de forme...Il peut resté libre dans les conduits ( X,X'; Y,Y'), ou fixé à l'une ou l'autre des extrémités de ces conduits, voire dans certain cas aux deux. Ledit élément souple est destiné à contraindre les pièces proximale et distale à se déplacer l'une par rapport à l'autre en suivant la cinématique biomécanique conséquente des reliefs et des surfaces particuliers des cornets des zones hémisphérique et glénoïdlentde la prothèse. En effet la tige souple lors d'un mouvement articulaire, viendra buter sur les reliefs d'un ou des deux cornets, et par résistance obligera tel déplacement relatif des pièces prothétiques plutôt que tel autre.Par élasticité du matériau souple l'articulation hors des contraintes volontaires du mouvement retrouvera sa position de repos correspondante å celle de l'articulation anatomique au repos. A titre d'exemples les figures 3A, 3B, 3C, 4A, 4B et 4C montrent des choix possibles de chambres de libertés pour la tige souple et nous fait comprendre que ces degrés de liberté lors des mouvements articulaires sont directement liés a ses rencontres plus ou moins rapide avec les reliefs de ces chambres, et par ricochet orienter le déplacement de la pièce proximale par rapport a la pièce distale vers telecinématique plutôt que teirautre.Ainsi suivant que nous avons un cornet dont le section est elliptique ( fig 4B ) ou en "haricot" (fig 4C ) nous n'obtiendrons pas le même déplacement des pièces prothétiques... aussi, nous comprenons q'en faisant varier les différents parametres de la prothèse : formes des zones distale et proximale, élasticité de la tige souple, volumes et reliefs des cornets... nous obtiendrons une prédétermination de la cinématique articulaire, et pouvons adapter ce système à un grand nombre d'articulation comme par exemple le genou, l'épaule, le coude... Afin de répondre aux nécessités d'articulation complexe cons le genou, il est sans doute préférable d'opter pour la caractéristique avantageuse selon l'invention, qui consiste à compléter les trois pièces prothétiques d'une bille ( 100 ) traversée par la tige souple ( 131) et trouvant logement dans les deux glènes ( 115, 116 ) des pièces distale ( 121 ) et proximale ( 111 ) de l'implant représenté sur la figure 8 Les logements glenoldiens ( 115, 116 ) en fonction de la forme de leurs cuvettes glénoïdiennnes feront guides aux déplacements de la bille lors d'un mouvement articulaire.Ainsi avec un mouvement de flexion, la pièce distale en s'abaissant entraine la tige souple en butée contre les reliefs internes de la bille qui en pivotant va transmettre le mouvement avec une légère translation, en induisant un transfert du centre de rotation de la pièce distale par rapport à la pièce proximale. Bien sûr il est également possible de jouer sur les cavités de la bille,sur la forme et le volume de la bille pour rechercher telle cinématique articulaire.En exemple pour obtenir un mouvement de roulement-glissement caractéristique du genou, nous choisirons une bille ovoïde. Les figures 7A, 7B et 7C illustrent la bille de profil, en coupe et des billes rondes, en oeuf ( ovoïde ), en ellipse... L'implant articulaire de doigt selon l'invention est fixé dans le canal osseux de la phalange et du métacarpe par un systémeoriginal consistant à ancrer dans l'os une spirale dont on fait augmenter le diamètre en y introduisant une ame qui dans le cas présent est la tige intra médullaire des pièces prothètiques.Cette spirale devient solidaire de la tige intra-médullaire gracie a son relief de surface servant de guide aux spires, lors de Sa progression dans la spirale, et les contraignant à se redresser et s'ancrer ainsi dans l'os. Cette mise en adéquation des spires avec la tige intra-médullaire se fera par exemple par vissage en augmentant le dimêtre des spires lors de Sa progression, ou par enfoncement avec mise en tension de la spirale progressivement à l'aide d'une tige en leger cône mors; la variation de diamètre résultant de ces introductions provoqueront le serrage de la tige dans le canal osseux par l'intermédiaire des spires. Les spires peuvent etre crantées pour pénétrer plus facilement dans l'os, et le cas échéant présenter un procèdé anti-retour. Par extension de ce type d'ancrage, nous pouvons avoir un treillis de spires, lames, fils en bagues successives... figures 9A et QB, et obtenir l'ancrage de la prothèse par effet "coin" et solidarisation du treillis avec la tige par l'intermédiaire de son profil, de son relief. Ce type d'ancrage peut s'adapter à des articulations cons la hanche ou encore l'humérus. REVEIDICATIONS 1 : prothèse articulaire de doigt, caractérisée en ce que ledit implant comprend - un élément proximal (11) divisé en deux zones, la surface articulaire (13 > de forme hémisphérique et la tige intra-médullaire (12) qui la prolonge. - un deuxième élément distal (21) comprenant également deux zones, la surface articulaire (23) de forme concave pour correspondre à la pièce hémisphèrique, et la tige intra-médullaire (22) qui la prolonge. - une troisième pièce (31) de liaison et de "programmation" constituée d'une tige en matériau souple. 2 : Implant articulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces distale et proximale de l'implant sont parcourues suivant leur axe longitudinal d'un conduit approximativement cylindrique 3 : Implant articulaire selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les cornets (16,26) des pièces proximale et distale s'évasent progressivement en formes elliptique, circulaire, d'ovale ou en "haricot". 4 : Implant articulaire de doigt selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pièces distale et proximale présentent une gorge formant "gouttière" pouvant être guides pour les structures péri articulaires.(fig 5). 5 : Implant articulaire de doigt selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce (31) deliaison et de "programmation" est en matériaux souples de types élastomères, alliage à mémoire de formes, ligaments artificiels. 6 : Implant articulaire selon les revendications 1, 2 et 5, caractérisé en ce que la tige souple (31) de liaison et de "programmation" est un tube de section ouverte ou fermée. 7 : Implant articulaire selon les revendications 1, 2, 5 et 6, caractérisé en ce que le dessin de la section de la cavité du tube est rond, ovale, elliptique, en "haricot". (6A, 6B,6C). 8 : Implant articulaire selon les revendications 1, 2, 5, 6 et 7 caractérisé en ce que la tige souple (31) est soit libre dans les conduits (X-Y) des pièces proximale et distale de l'implant, soit fixée aux extrémités ou seulement à l'une des deux extrèmités de ces mêmes conduits. 9 : Implant articulaire selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige souple (31) est habillée d'une bille percée (100) d'une cavité évasée en cornet ou tromblon de chaque coté. 10: Implant articulaire selon les revendications 1, 2 et 9, caractérisé en ce que ladite bille (100) trouve logement dans les glènes des pièces distale (116) et proximale (115). 11: Implant articulaire selon les revendications 1, 2, 9 et 10, caractérisé en ce que ladite bille (100) est de forme sphèrique, ovale, elliptique ou ovoïde. 12: Implant articulaire selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fixation des pièces distale et proximale dans les cavités osseuses se fait par l'intermédiaire d'une spirale apte à subir une augmentation du diamètre de ses spires lors de l'enfoncement des tiges intra-médullaires dans les spirales elles mêmes préalablement introduites dans les canaux osseux. 13: Implant aticulaire selon les revendications 1, 2 et 12, caractérisé en ce que la fixation des pièces distale et proximale dans les cavités osseuses se fait par l'intermédiaire d'un treillis apte à s'expandre et s' ancrer sous les seules contraintes de l'effet coins des tiges intramédullaire lors de leur mise en place.(12B). 14: Implant articulaire selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce que les treillis et les spirales sont préformées pour recevoir et correspondre å tels volumes, diamètres et formes des cavités osseuses préparés pour l'intervention et la mise en place de la prothèse qui fera office de coins.