Brevet FR2744626A1 — publié le 19970814

Prothèse articulaire assemblée par gradins L'invention se rapporte aux implants chirurgicaux, notamment prothèses articulaires destinées notamment aux prothèses de hanche. On connaît déjà une prothèse articulaire comprenant une pièce proximale et une pièce distale. Ces pièces sont assemblées l'une à l'autre par une jonction morse. Toutes les jonctions connues donnent lieu à des micro- mouvements après un grand nombre de mises en charge. Ces micro- mouvements apparaissent du fait de la trop grande différence des contraintes localisées dans les masses métalliques au voisinage immédiat de part et o d'autre d'un point de la jonction, dit plus bas "point de jonction". Les jonctions usuelles présentent de très fortes variations de section, au voisinage de la jonction, dans les deux composants à assembler. Ces variations excessives de section et de forme ont pour conséquence de fortes variations de contraintes au sein des matériaux, au moment des mises en charge répétées. Il apparaît des micro-mouvements relatifs de part et d'autre dudit point de jonction. Ces micro-mouvements provoquent à la longue l'abrasion mutuelle des deux pièces, leur usure et donne des débris d'usure. Les matériaux constituant les surfaces de jonction et constituant les composants à assembler peuvent être chacun métalliques, céramiques ou plastiques. L'invention vise à réduire, de façon significative, les différences de contraintes dans les masses au voisinage du point de jonction et de retarder de façon importante l'apparition de l'usure. Bien que la pièce proximale et la pièce distale aient toujours chacune une partie affaiblie, la résistance mécanique de la jonction est améliorée en sorte qu'elle peut résister aux sollicitations provoquées par la marche du patient pendant plusieurs années. L'invention a donc pour objet une prothèse articulaire comprenant une pièce proximale et une pièce distale de forme telle que l'une d'entre elles soit femelle et l'autre mâle lorsqu'elles sont emmanchées suivant un axe d'impaction par des faces en regard. Suivant l'invention, chaque face en regard comporte plusieurs tronçons en gradins, chaque tronçon étant tronconique, l'épaisseur des tronçons consécutifs de l'une des pièces étant croissante, alors que l'épaisseur des tronçons consécutifs de l'autre pièce est décroissante. L'épaisseur est définie par une dimension suivant une direction perpendiculaire à l'axe d'impaction, qui se confond avec la direction d'emmanchage. Grâce au fait que chaque face en regard est subdivisée en plusieurs tronçons d'épaisseurs calculées indépendamment, on peut donner à chacun de ces tronçons une conicité suffisamment petite (angle de la génératrice avec l'axe d'impaction), cet angle petit étant nécessaire pour assurer le bon accrochage des surfaces en regard par emmanchement conique. Bien que la longueur de la région d'assemblage soit dans une prothèse articulaire nécessairement relativement petite, la succession des tronçons permet un transfert progressif d'un composant à l'autre de la charge appliquée à la jonction, en sorte que les parties affaiblies, parce qu'amincies, ne supportent plus seules des charges trop grandes susceptibles d'en provoquer la rupture. On prévoit des gradins car, contrairement à une jonction à cône unique de même angle, les gradins n'entraînent pas pour l'une ou les deux pièces une faiblesse mécanique inacceptable, et de brutales variations d'épaisseur dans les matériaux, les contraintes excessives se localisant justement dans le voisinage de brutales variations de section transversale. Chaque pièce comporte un petit nombre (de 2 à 20) de gradins, et l'étendue axiale de chaque gradin est supérieure à 1 mm. Les gradins ne constituent pas eux-mêmes une microstructure de surface ou un système d'accrochage comportant des dents, mais travaillent chacun comme des jonctions coniques en étant associés à leur propre tronçon conjugué. De préférence, I'angle de la génératrice de chaque tronçon avec l'axe xx' d'impaction est inférieur à 5 et de préférence à 3 . 3 2744626 Suivant un perfectionnement, les deux pièces à assembler sont, non seulement impactées dans la direction de l'axe, mais sont en plus mises en forte traction l'une en direction de l'autre le long de l'axe, de sorte que la pièce mâle se trouve légèrement comprimée et que la pièce femelle soit légèrement dilatée dans la limite des propriétés élastiques propres à chaque matériau. Cela constitue une mise en précontrainte de la jonction et augmente la limite à partir de laquelle des micro-mouvements relatifs apparaissent au cours du fonctionnement. Cette précontrainte peut être obtenue par exemple par une extrémité filetée de la partie mâle sur laquelle est serré un écrou s'appuyant sur la partie femelle, ou par exemple par une tige filetée serrant la partie femelle et prenant appui dans un trou taraudé dans la partie mâle. Les conicités de tronçons successifs de l'une des pièces peuvent être différentes, dans le but de réaliser volontairement une meilleure répartition des contraintes le long de la jonction pour s'adapter aux différentes épaisseurs de matériau. Suivant un perfectionnement, un tronçon de l'une des pièces conjugué d'un tronçon de l'autre pièce a une conicité différente de celle du tronçon conjugué pour procurer une meilleure répartition des contraintes entre les deux extrémités du même tronçon. La figure unique du dessin annexé illustre l'invention. La figure est une vue en coupe d'une prothèse articulaire suivant l'invention. Cette prothèse comporte une pièce proximale P femelle et une pièce distale D, mâle pénétrant dans la pièce proximale P. La pièce P comporte à cet effet un alésage central ayant quatre tronçons en gradins P1, P2, P3, P4, l'épaisseur E2 du gradin P2 étant plus petite que celle E1 du gradin P1 et ainsi de suite en fonction des gradins. La pièce D distale comporte, elle aussi, quatre gradins D1, D2, D3, D4 conjugués des gradins P1, P2, P3, P4. L'épaisseur el du gradin D1 étant cette fois plus petite que l'épaisseur e2 du gradin D2 et ainsi de suite pour les gradins D3 et D4. Chaque tronçon P1, P4 et son conjugué D1, D4 sont tronconiques en faisant avec l'axe xx' d'impaction un angle voisin de 4 . La pièce distale D comporte un taraudage T de même axe que l'axe xx' d'impaction dans lequel est vissée une tige filetée F de précontrainte axiale. 4 2744626 REVENDICATIONS 1. Prothèse articulaire comprenant une pièce (P) proximale et une pièce (D) distale de forme telle que l'une d'entre elles soit femelle et l'autre mâle lorsqu'elles sont emmanchées par des faces en regard conjuguées, caractérisée en ce que chaque face en regard comporte plusieurs tronçons en gradins, chaque tronçon étant tronconique, l'épaisseur (E, e) des tronçons consécutifs de l'une des pièces étant croissante, alors que l'épaisseur des tronçons consécutifs de l'autre pièce est décroissante. 2. Prothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle de la génératrice de chaque tronçon avec l'axe (xx') d'impaction est inférieur à 5 et de préférence à 3 . 3. Prothèse suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par des moyens (F) de précontrainte axiale des pièces (P, D). 4. Prothèse suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'une des deux pièces (P, D) comporte un taraudage (T) de même axe que l'axe (xx') d'impaction dans lequel est vissée une tige filetée (F) de précontrainte axiale. 5. Prothèse suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les conicités de tronçons successifs de l'une des pièces (P, D) sont différentes. 6. Prothèse suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un tronçon de l'une des pièces (P ou D) conjugué d'un tronçon de l'autre pièce (D ou P) a une conicité différente de celle du tronçon conjugué.