Brevet FR2755004A1 — publié le 19980430

La présente invention concerne le domaine des prothèses orthopédiques, notamment les prothèses de genou qu'elles soient ou non bi-compartimentales. De nombreuses prothèses de genou comportent trois pièces, à savoir une pièce fémorale, une pièce tibiale et un patin entre elles. Dans les prothèses bi-compartimentales, il existe deux patins entre la pièce fémorale et la pièce tibiale, ces patins pouvant être réunis en une seule pièce. La pièce fémorale est généralement métallique et est implantée à l'extrémité du fémur pour se substituer à l'un de ses condyles ou restaurer l'ensemble de cette extrémité. La pièce tibiale est implantée à l'extrémité du tibia pour restaurer le plateau sur lequel roule en glissant les condyles du fémur. Le patin intermédiaire est, à l'instar du ménisque, destiné à permettre le mouvement relatif complexe des deux pièces tibiale et fémorale en offrant, du côté de la partie fémorale, des surfaces en forme de cuvettes sensiblement cylindriques ou sphériques dans lesquelles pivotent le ou les condyles artificiels et, du côté du plateau tibial, une surface plane ou légèrement sphérique convexe (si le plateau tibial est de forme complémentaire légèrement concave) qui peut glisser sur ce plateau lors des mouvements de l'articulation. En effet, l'articulation naturelle possède un centre instantané de rotation qui est de position variable, ne pouvant pas se résoudre à une simple articulation à axe fixe pour une prothèse. La fonction de la ou des pièces intermédiaires est également de réaliser un amortissement des chocs entre les deux pièces tibiale et fémorale. Pour obtenir un glissement adapté et disposer d'un certain pouvoir d'amortissement, ces patins sont réalisés en matériau synthétique et notamment en polyéthylène à haut poids moléculaire. On s'est rendu compte qu'en fonctionnement il se produit une certaine usure de ce matériau synthétique frottant sur un matériau métallique plus "abrasif", quel que soit le degré de polissage ou de finition des surfaces en glissement les unes sur les autres. En outre, il n'est pas rare que quelques particules de corps étrangers (ciment de scellement des implants par exemple) soient logées entre les surfaces de glissement malgré tout le soin apporté à l'opération. Elles sont la cause de détachement de microparticules de matière synthétique qui, de même que l'usure, sont libérées dans le milieu biologique environnant l'articulation et constituent la source de comportements cellulaires de ce milieu biologique pouvant entraîner des complications et des réactions indésirables de ce milieu. Par l'invention, on propose de remédier à cet inconvénient au moyen d'une prothèse dans laquelle les pièces en frottement sont de même nature, afin d'éviter l'usure de la plus tendre par la plus dure, tout en conservant toutes les caractéristiques d'amortissement et de souplesse de la pièce méniscale. A cet effet, l'invention a donc pour objet une prothèse de genou comportant une pièce fémorale, une pièce tibiale, et au moins un patin intermédiaire qui est disposé entre les pièces et qui comporte une surface de glissement pour chacune des pièces. Selon l'invention le patin est constitué par l'assemblage d'une partie en un matériau synthétique amortisseur et d'au moins une autre partie portant au moins l'une des surface de glissement et étant en un matériau de même nature que celui de la pièce en contact avec la surface qu'il porte. Au sens de l'invention, un matériau de même nature qu'un autre signifie soit deux métaux ou alliages métalliques, soit deux matériaux minéraux synthétiques de forte dureté telle qu'une céramique de sorte que leur frottement mutuel ne provoque pratiquement d'arrachement de microparticules et que les microparticules arrachées n'engendrent aucune réaction cellulaire du milieu biologique environnant. L'avantage de cette structure du ou des patins divise par deux la probabilité de libération de particules indésirables. Bien entendu, il se produit également une usure des surfaces de même nature en contact frottant, mais cette usure est beaucoup moins importante et les particules qu'elle libère sont beaucoup mieux tolérées par le milieu biologique environnant. Les applications de cette caractéristique peuvent être nombreuses selon que l'on choisit de "protéger" l'une, l'autre ou les deux surfaces de glissement du patin tout en lui conservant, voire en améliorant, son pouvoir d'amortissement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après de quelques exemples de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une prothèse d'articulation de genou conforme à l'état de la technique, - les figures 2 à 6 illustrent diverses formes de réalisation des moyens particuliers de l'invention susceptibles d'être mis en oeuvre dans une prothèse conforme à la figure 1. La figure 1 est une vue en coupe schématique d'une prothèse de genou, cette prothèse pouvant être unicompartimentale ou bicompartimentale. Pour une prothèse bicompartimentale, la coupe est située au niveau de l'un des condyles de l'articulation. De manière connue la pièce fémorale 1 est sensiblement en forme de U dont la surface extérieure définit une surface condylienne 2 et une surface de trochlée 3. Cette pièce 1 est rapportée par tout moyen connu sur le fémur préalablement taillé pour épouser la surface intérieure à facettes 4 de la pièce fémorale. De manière également connue la prothèse comporte une pièce tibiale 5 comportant essentiellement un plateau 6 et des moyens de fixation 7 de ce plateau au tibia. La prothèse est représentée le genou en extension, la flexion de ce genou s'opérant par rotation autour de l'axe 8 dans le sens A, cet axe 8 au cours de la rotation, se déplaçant par rapport au plateau tibial. Entre les pièces 1 et 6, il est prévu, toujours de manière connue, des moyens 9 pour coupler les surfaces condyliennes 2 à la surface supérieure 6a du plateau tibial 6. Ces moyens 9 constituent un patin présentant une surface supérieure 10 sensiblement cylindrique ou sphérique épousant la surface condylienne 2 et une surface inférieure 11 sensiblement plane pour glisser sur la surface 6a du plateau. Le matériau de ce patin 9 est un matériau synthétique par exemple un polyéthylène à haut poids moléculaire. Le maintien des pièces 1, 9 et 5 ainsi empilées est réalisé par le système ligamentaire naturel de l'articulation. Les pièces 1 et 5 sont en général métalliques, par exemple en alliage de titane, en alliage de chrome cobalt, en acier inoxydable, ..... tout matériau possédant d'excellentes propriétés tribologiques notamment en regard du polyéthylène du patin 9. Malgré le choix très soigné de ces matériaux, la différence de nature, notamment de dureté, entre les pièces métalliques et le patin en polyéthylène à haut ou très haut poids moléculaire conduit inévitablement à une usure du patin, usure qui libère des micro-particules de ce patin dans l'environnement biologique de l'articulation. Cette émission de particules est la source d'un certain nombre de problèmes liés aux prothèses car elles engendrent des réactions de l'environnement biologique et sont cause d'un certain nombre de phénomènes de rejet, de phénomènes inflammatoire, de phénomènes de dégénérescence... Le remède à ces problèmes conforme à l'invention est illustré par les figures 2 à 6. A la figure 2, le patin 10 représenté comporte une première partie 11 en polyéthylène à haut poids moléculaire et une seconde partie 12 formant plaque métallique par exemple en alliage de chromecobalt identique à celui utilisé pour la pièce 5, la liaison entre les deux parties 11 et 12 étant réalisée par tout moyen connu : collage, ancrage mécanique... Le matériau de la partie 12 peut également être en céramique. Par cette constitution, le frottement du patin sur le plateau tibial est réalisé métal sur métal, ce qui élimine toute émission de particules de matériau synthétique, les particules pouvant être émises à l'occasion de ce glissement, étant en nombre réduit et faites de matériau dont la biocompatibilité est très largement supérieure à celle du matériau synthétique. A la figure 3, le patin selon l'invention comporte une partie 13 en matériau synthétique tandis que la partie métallique est constituée d'une cupule 14 dans laquelle est enchâssé le matériau synthétique 13. Cette cupule 14 possède une semelle 12 et des rebords 15 qui recouvrent les parois latérales du matériau synthétique 13. La fonction de cette cupule 14 est intéressante car en plus d'isoler le matériau synthétique 13 de son frottement sur le plateau tibial 6, elle isole les parois latérales de ce matériau sur la majeure partie de leur hauteur du milieu biologique environnant, limitant encore la libération spontanée de particules ou de molécules de ce matériau 13 dans le milieu biologique. En outre cette contention latérale s'oppose à la tendance du matériau synthétique à fluer sous compression. La figure 4 est une variante de réalisation de la figure 3 dans laquelle on a choisi d'isoler le patin de la pièce fémorale 1. Pour ce faire, le patin comporte également une partie 16 en matériau synthétique qui est enchâs sée dans une cupule 17 métallique par exemple en un alliage de chrome-cobalt-molybdène identique à celui de la pièce fémorale 1, cette cupule présentant une surface extérieure adaptée à la surface condylienne 2. Ici également, la seconde partie recouvre par des rebords 18 les parois latérales de la première partie 16. Les patins représentés aux figures 2 à 4, outre les avantages décrits ci-dessus en ce qui concerne l'émission de particules de matériau synthétique, conservent la propriété importante de ces patins d'être déformables et d'amortir les contraintes en compression qu'ils peuvent subir. Cette propriété n'est pas conservée dans les pièces méniscales entièrement métalliques telles qu'elles sont connues de l'état de la technique. Aux figures 5 et 6 on a représenté deux autres modes de réalisation du patin selon l'invention dans lesquels le patin est constitué de trois parties. A la figure 5 la première partie est un coussinet 19 amortisseur en polyéthylène à haut poids moléculaire, logé dans le fond d'un boîtier 20 ouvert qui forme la deuxième partie. Les rebords 21 du boîtier s'étendent au-delà du coussinet 19 de manière à recevoir à coulissement une troisième partie 22 qui fait saillie des rebords 21 et porte par exemple la surface C. Cette troisième partie 22 est soit en céramique soit métallique. Dans la variante de la fi-gure 6, la première pièce est un coussinet 19 fixé à une semelle 12 tandis que la troisième pièce est elle, en forme de boîtier 23 qui coiffe le coussinet 19 et coulisse par ses rebords le long de ce coussinet et des chants de la semelle 12. Dans cette variante, le boîtier 23 est en deux matériaux, un fond 23a par exemple en céramique et des rebords 23b. Les exemples décrits ci-dessus sont bien entendu schématiques et relatifs à un seul patin. Dans le cas d'une prothèse bi-compartimentale, la partie métallique qui recouvre tout ou partie du patin comme illustré par les figures 2 à 6, peut constituer un élément de liaison de deux patins, chacun d'eux étant situé entre le plateau tibial et chacun des condyles d'une prothèse bi-compartimentale. REVENDICATIONS 1. Prothèse de genou comportant une pièce fémorale (1), une pièce tibiale (5) et au moins un patin intermédiaire (9) qui est disposé entre les pièces (1, 2) et qui comporte une surface de glissement (C, P) pour chacune des pièces, caractérisée en ce que le patin (10) est constitué par l'assemblage d'une partie (11, 13, 16) en un matériau synthétique amortisseur et d'au moins une partie (12, 17) portant au moins l'une des surfaces de glissement et étant en un matériau de même nature que celui de la pièce en contact avec la surface qu'il porte. 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'autre partie est formée par une semelle (12) de support de la première partie (11) située entre celle-ci et la pièce tibiale (5). 3. Prothèse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre partie est formée par une plaque de couverture (17) de la première partie (16) situé entre elle et la pièce fémorale (1). 4. Prothèse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'autre partie (12, 17) comporte des rebords (15, 18) de couverture des parois latérales de la première partie (13, 16). 5. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'autre partie (20) du patin est en forme de boîtier ouvert dans lequel le première partie (19) en matériau synthétique est montée coulissante et en ce que le patin comporte une troisième partie (22) de fermeture du boîtier, portant l'autre surface de glissement et réalisée dans un matériau de même nature que celui de la pièce en contact avec la surface qu'il porte.