Brevet FR2748655A1 — publié le 19971121

La présente invention concerne un implant cotyloidien fixé sans ciment. Un implant cotyloïdien comprend classiquement une cupule de forme hémisphérique, délimitant une cavité intérieure, et un insert pouvant être engagé dans cette cavité. La cupule est destinée à être engagée dans la cavité cotyloïdienne et à être fixée au bassin, et l'insert délimite une cavité sphérique destinée à recevoir, avec possibilité d'articulation, la tête sphérique correspondante d'une tige fémorale. La cupule est généralement en matériau métallique, notamment en titane, et l'insert est en matériau favorisant le glissement de la tête fémorale, notamment en polyéthylène à haute densité, en céramique ou en métal. Certains implants sont fixés au bassin au moyen de ciment synthétique polymérisable, et d'autres sont fixés sans ciment grâce à des moyens d'ancrage aménagés dans la face extérieure de la cupule. Parmi ceux-ci, il existe des implants dits press fit", destinés à être insérés en force dans la cavité cotyloïdienne. La cupule d'un tel implant présente un diamètre externe légèrement supérieur à celui de la cavité cotyloïdienne et comprend des plots ou des aspérités venant s'insérer dans l'os lors de l'impaction de la cupule dans la cavité. Ces plots ou aspérités ne suffisent généralement pas à assurer, à eux seuls, une fixation de la cupule parfaitement fiable dans le temps, et ces implants comprennent des vis insérées dans l'os au travers de la cupule, qui assurent un ancrage complémentaire. Certaines cupules comprennent en outre des fentes, et éventuellement des ouvertures, permettant de leur conférer une certaine souplesse radiale en vue de leur ancrage par expansion dans la cavité cotyloïdienne. Les implants existants fixés sans ciment assurent un ancrage solide et fiable de la cupule dans le cotyle, mais ont toutefois pour inconvénient majeur de permettre la diffusion vers l'intérieur de la cavité cotyloïdienne et dans ltorganisme de débris d'usure du matériau constituant l'insert. Ces débris résultent du frottement de la tête fémorale dans l'insert et des micro-mouvements de l'insert dans la cupule. Ils résultent également du frottement de l'insert contre les arêtes plus ou moins vives qui délimitent les évidements, trous, fentes ou ouvertures précités de la cupule, et ce d'autant plus que l'insert a tendance à fluer dans ces évidements, trous, fentes ou ouvertures sous l'effet des contraintes répétées que subit la prothèse. En outre, les trous, fentes ou ouvertures précités permettent la circulation vers l'os de liquide synovial chargé de particules, cette circulation résultant d'un "effet de pompe" généré par la succession de mises en pression et de relâchements de l'implant dans la cavité lorsque le patient marche. Ces débris de polyéthylène provoquent une ostéolyse néfaste à la bonne tenue de l'implant dans le temps, et sont mal tolérés par l'organisme. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient, en fournissant un implant cotyloïdien pouvant être ancré au bassin sans ciment et sans recourir à la mise en place de vis. L'implant qu'elle concerne comprend une cupule et un insert tels que précités, la cupule étant mise en place par impaction et comprenant, à cet effet, des aspérités d'ancrage aménagées sur sa face extérieure. Selon l'invention, la cupule comprend, aménagées dans sa face extérieure, coaxialement à elle, deux rainures en forme de filets hélicoïdaux de pas inverses, qui s'entrecroisent l'une l'autre sur une large partie de cette face externe, qui sont inclinées en direction de l'ouverture de la cupule et qui présentent une profondeur augmentant progressivement en direction de l'ouverture de la cupule, ces rainures, par leur entrecroisement, délimitant un nombre important d'aspérités en forme de losange, contiguës et imbriquées. L'inclinaison de ces rainures et l'augmentation de leur profondeur au long de la face de la cupule permettent une insertion progressive des aspérités dans l'os, sur l'ensemble de la périphérie de la cupule, lors de l'impaction. Simultanément, le nombre, la disposition et le caractère acéré de ces aspérités assurent un parfait ancrage de la cupule dans l'os, rendant inutile la mise en place de vis complémentaires d'ancrage. La cupule ne comprend dès lors aucun trou pour le passage de telles vis, et aucune fente ou ouverture. L'absence de ces trous, fentes ou ouvertures permet d'éliminer le risque de fluage de l'insert et d'éliminer toute arête plus ou moins vive contre laquelle l'insert pourrait s'user. L'usure de l'insert, et donc l'émission de particules, reste donc extrêmement limitée dans l'implant selon l'invention. De plus, l'absence de ces trous, fentes ou ouvertures permet de piéger à l'intérieur de la cupule les éventuelles particules générées par l'usure de l'insert, et supprime, par conséquent, le risque de migration de ces particules vers l'os, au travers de la cupule. De préférence, les rainures sont inclinées en direction de l'ouverture de la cupule selon un angle de l'ordre de 450, pour un parfait ancrage des aspérités dans l'os, sans possibilité de recul de la cupule. Avantageusement, les flancs de deux aspérités délimitées par une même rainure sont asymétriques, le flanc situé du côté de l'ouverture de la cupule étant plus incliné, par rapport à l'axe de la cupule, que le flanc situé du côté du fond de la cupule. Cette asymétrie favorise l'ancrage. Dans le même but, les filets présentent avantageusement, en section transversale, une forme en "bec d'aigle", c'est-à-dire comprennent une arête d'extrémité acérée, légèrement recourbée en direction de l'ouverture de la cupule. La face extérieure de la cupule peut être recouverte d'un revêtement favorisant l'ostéo-intégration, en particulier d'un revêtement d'hydroxyapatite de calcium. En outre, la cupule peut comprendre un trou aménagé au niveau de son pôle pour la prise d'appui de l'outil d'impaction. Dans ce cas, ce trou est taraudé et reçoit un obturateur fileté venant, en fin de serrage, affleurer avec la face interne de la cupule. Cet obturateur permet d'éliminer le risque de fluage de l'insert dans le trou et de conserver une continuité à la paroi de la cupule. De préférence, l'insert comprend un rebord antiluxation, et l'implant comprend des moyens d'indexation pour le positionnement angulaire de ce rebord par rapport à la cupule. Ces moyens d'indexation sont aménagés, d'une part, dans une collerette que comprend l'insert et, d'autre part, dans le bord de la cupule délimitant l'ouverture de la cavité. Le rebord anti-luxation peut ainsi être orienté de manière adéquate en fonction de l'anatomie spécifique du patient, et les moyens d'indexation se trouvent en dehors de la cavité de la cupule. D'éventuelles émissions de particules générées au niveau de ces moyens d'indexation sont ainsi diffusées à l'extérieur de l'implant, et non à l'intérieur en direction de l'os. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, ces moyens d'indexation sont constitués par une pluralité d'encoches radiales aménagées à distance régulière les unes des autres dans la périphérie de la collerette de l'insert et par des tétons aptes à être engagés dans ces encoches, aménagés sur la face annulaire équatoriale de la cupule. Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de l'implant cotyloïdien qu'elle concerne. La figure 1 est une vue en perspective de ses différents éléments constitutifs, avec arrachement partiel sur un élément la figure 2 est une vue de côté de l'un de ces éléments ; la figure 3 est une vue partielle et à échelle agrandie de l'élément montré à la figure 2, en coupe selon l'axe de cet élément la figure 4 est une vue de ce même élément après implantation, en coupe selon l'axe de cet élément, et la figure 5 est une vue de l'implant après mise en place, en coupe selon l'axe de cet implant. La figure 1 représente un implant cotyloïdien 1 de prothèse de hanche, destiné, ainsi que le montrent les figures 4 et 5, à être fixé sans ciment au bassin 2 du patient, en étant engagé dans la cavité cotyloïdienne. L'implant 1 est constitué par une cupule 5 en matériau métallique, notamment en titane, par un obturateur fileté 6, en matériau métallique de même nature que la cupule 5, et par un insert 7 en matériau favorisant le glissement, notamment en polyéthylène à haute densité. La cupule 5 présente une forme hémisphérique et délimite une cavité intérieure 10 dans laquelle peut être engagé l'insert 7. La face intérieure de la cupule 5 présente, du côté du fond de cette cavité 10, une partie 11 de forme parfaitement hémisphérique et, du côté de l'ouverture de cette cavité 10, une partie 12 de forme légèrement tronconique, dont la plus faible section circulaire est située vers l'intérieur de la cavité 10. Ces deux parties 11,12 sont séparées par un épaulement conique 13 dont la plus faible section est située du côté de l'ouverture de la cavité 10. La cupule 2 présente par ailleurs un diamètre externe légèrement supérieur à celui de la cavité cotyloïdienne et est destinée à être ancrée par impaction dans celle-ci. Elle comprend à cet effet, ainsi que le montrent plus particulièrement les figures 1 à 3, un nombre important d'aspérités 15 en forme de losange, contiguës et imbriquées. Ces aspérités 15 sont formées par l'entrecroisement, sur une large partie de la face externe de la cupule 5, de deux rainures en forme de filets hélicoïdaux de pas inverses, aménagées coaxialement à la cupule 5. Il apparaît à la figure 3 que ces rainures sont inclinées en direction de l'ouverture de la cupule 5, selon un angle de l'ordre de 450, que leur profondeur augmente progressivement en direction de cette ouverture, et que les flancs 15a,15b de deux aspérités 15 délimitées par une même rainure sont asymétriques, le flanc 15a situé du côté de l'ouverture de la cupule 5 étant plus incliné, par rapport à l'axe de la cupule 5, que le flanc 15b situé du côté du fond de la cupule 5. Les filets présentent, en section transversale, une forme en "bec d'aigle", c'est-à-dire comprennent une arête d'extrémité 15c acérée, légèrement recourbée en direction de l'ouverture de la cupule 5. La cupule 5 comprend également un trou taraudé 16 aménagé au niveau de son pôle, pour la prise d'appui de l'outil d'impaction, et quatre tétons 17 aménagés à égale distance les uns des autres sur sa face annulaire équatoriale 18 délimitant l'ouverture de la cavité 10. L'obturateur fileté 6 est conformé pour pouvoir être vissé à l'intérieur du trou 16. Il présente une tête annulaire 20 dans laquelle est aménagée une cavité 21 à six pans, pour sa manoeuvre en rotation et son serrage au moyen d'une clef appropriée. Cette tête 20 vient s'engager, en fin de vissage, dans un évidement annulaire 22 coaxial au trou 16, et vient par conséquent, ainsi que le montre la figure 4, affleurer avec la face interne de la cupule 5. L'insert 7 délimite une cavité sphérique 30 destinée à recevoir, avec possibilité d'articulation, la tête sphérique correspondante (non représentée) d'une tige fémorale, afin de permettre le jeu de l'articulation prothétique. Il comprend une partie hémisphérique 31, une partie légèrement tronconique 32 et une saillie 33 de forme correspondant respectivement aux parties 11, 12 et à l'épaulement 13 de la cavité 10. Ces parties 31 et 32 viennent ainsi intimement au contact de la face interne de la cupule 5 lorsque, après engagement en force de l'insert 7 dans la cavité 10, la saillie 33 est verrouillée derrière l'épaulement 13. En outre, l'insert 7 comprend une collerette 35 venant, comme le montre la figure 5, au contact de la face 18 lorsque l'insert 7 est verrouillé dans la cavité 10. Cette collerette 35 comprend un rebord 36 antiluxation de la tête fémorale, et présente une pluralité d'encoches radiales 37, aménagées à distance régulière les unes des autres dans sa périphérie. Ces encoches peuvent être engagées autour des tétons 17. En pratique, la cupule 5 est montée sur la tige d'un instrument d'impaction (non représenté) puis est impactée dans la cavité cotyloïdienne du bassin 2, de manière à ce que ses aspérités 15 viennent s'insérer dans la paroi osseuse. Lors de cet impaction, les aspérités 15 s'insèrent progressivement dans l'os, sur l'ensemble de la périphérie de la cupule 5. Le nombre, la forme, la disposition et le caractère acéré de ces aspérités 15 assurent un parfait ancrage de la cupule 5 dans l'os, sans possibilité de recul. La bonne venue de la cupule 5 au contact du fond de la cavité peut être vérifiée grâce au trou 16, après retrait de l'outil d'impaction. L'obturateur 6 est ensuite vissé dans le trou 16, puis l'insert 7 est partiellement engagé dans la cavité 10 et est positionné angulairement par rapport à la cupule 5 pour orienter au mieux le rebord 36 en fonction de l'anatomie spécifique du patient. Une fois ce positionnement effectué, l'insert 7 est engagé en force dans la cavité 10, jusqu'à verrouillage de sa saillie 33 derrière l'épaulement 13. L'absence de trous, de fentes ou d'ouvertures dans la paroi de la cupule 2, après la mise en place de l'obturateur 16, élimine le risque de fluage de l'insert 7 et élimine toute arête plus ou moins vive contre laquelle cet insert pourrait fluer. De plus, l'insert 7 épouse intimement la face interne lisse et continue de la cupule 5. Il en résulte que les frottements et micromouvements de l'insert 7 par rapport à la cupule 5 sont réduits au maximum et que l'émission de particules d'usure est extrêmement limitée. Les éventuelles particules d'usure sont piégées à l'intérieur de la cupule 5, ce qui supprime le risque d'une migration de ces particules vers l'os, au travers de la cupule 5. Par ailleurs, d'éventuelles particules générées au niveau des encoches 37 sont diffusées à l'extérieur de l'implant 1, et non en direction de l'os. REVENDICATIONS 1 - Implant cotyloïdien fixé sans ciment, comprenant une cupule (5) de forme hémisphérique, délimitant une cavité intérieure (10), et un insert (7) pouvant être engagé dans cette cavité (10), la cupule (5) étant mise en place par impaction et comprenant, à cet effet, des aspérités d'ancrage (15) aménagées sur sa face extérieure, implant (1) caractérisé en ce que la cupule (5) comprend, aménagées dans sa face extérieure, coaxialement à elle, deux rainures en forme de filets hélicoïdaux de pas inverses, qui s'entrecroisent l'une l'autre sur une large partie de cette face externe, qui sont inclinées en direction de l'ouverture de la cupule (5) et qui présentent une profondeur augmentant progressivement en direction de l'ouverture de la cupule (5), ces rainures, par leur entrecroisement, délimitant un nombre important d'aspérités (15) en forme de losange, contiguës et imbriquées. 2 - Implant cotyloïdien selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rainures sont inclinées en direction de l'ouverture de la cupule (5) selon un angle de l'ordre de 450. 3 - Implant cotyloïdien selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les flancs (l5a,l5b) de deux aspérités (15) délimitées par une même rainure sont asymétriques, le flanc (15a) situé du côté de l'ouverture de la cupule (5) étant plus incliné, par rapport à l'axe de la cupule (5), que le flanc (15b) situé du côté du fond de la cupule (5). 4 - Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les filets présentent, en section transversale, une forme en "bec d'aigle", c'est-à-dire comprennent une arête d'extrémité acérée (15a), légèrement recourbée en direction de l'ouverture de la cupule (5). 5 - Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la face extérieure de la cupule (5) est recouverte d'un revêtement favorisant ltostéo-intégration, en particulier d'un revêtement d'hydroxyapatite de calcium. 6 - Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cupule (5) comprend un trou (16) aménagé au niveau de son pôle pour la prise d'appui de l'outil d'impaction, ce trou (16) étant taraudé et recevant un obturateur fileté (6) venant, en fin de serrage, affleurer avec la face interne de la cupule (5). 7 - Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un insert (7) muni d'un rebord anti-luxation (36), et en ce qu'il comprend des moyens d'indexation (17,37) pour le positionnement angulaire de ce rebord (36) par rapport à la cupule (5), ces moyens d'indexation (17,37) étant aménagés, d'une part, dans une collerette (35) que comprend l'insert (7) et, d'autre part, dans la surface (18) de la cupule (5) délimitant l'ouverture de la cavité (10). 8 - Implant cotyloïdien selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'indexation sont constitués par une pluralité d'encoches radiales (37) aménagées à distance régulière les unes des autres dans la périphérie de la collerette (35) et par des tétons (17) aptes à être engagés dans ces encoches (37), aménagés sur la face annulaire équatoriale (18) de la cupule (5). 9 - Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la cavité (10) de la cupule (5) présente, du côté de son fond, une partie (11) de forme parfaitement hémisphérique et, du côté de son ouverture, une partie (12) de forme légèrement tronconique, ces deux parties (11,12) étant séparées par un épaulement conique (13), et en ce que l'insert (7) comprend une partie hémisphérique (31), une partie légèrement tronconique (32) et une saillie (33) de forme correspondant respectivement aux deux parties (11,12) et à l'épaulement (13) de la cavité (10) de la cupule (5).