Brevet FR2756727A1 — publié le 19980612

PROTHESE FEMORALE DE HANCHE A ANCRAGE LATERAL La présente invention concerne les prothèses fémorales de hanche destinées à former la partie mâle de l'articulation entre les fémurs humains et le bassin. On connaît déjà un grand nombre de prothèses fémorales de hanche destinées à être implantées en extrémité supérieure du fémur, et comprenant un corps de pièce fémorale à zone diaphysaire distale conformée en tige fémorale pour s'engager dans le canal médullaire d'un fémur, et à zone métaphysaire de plus forte section pour s'engager dans une cavité creusée dans la partie métaphysaire proximale du fémur. Un col se raccorde généralement à l'extrémité proximale de la tige fémorale et porte un cône morse d'adaptation d'une tête sphérique destinée à s'engager dans la partie femelle de l'articulation. Dans les techniques les plus couramment utilisées, le corps de pièce fémorale est collé dans le canal du fémur par un ciment occupant l'espace entre le corps de pièce fémorale et l'os cortical. Un problème rencontré dans toutes les prothèses de hanche connues, quelque soit leur procédé de fixation, réside dans la longévité insuffisante des prothèses. On constate en effet, à l'issue d'une durée qui peut être variable en fonction des sujets et en fonction des techniques utilisées, une dégradation progressive du scellement de la prothèse. Pour favoriser. la reprise des efforts mécaniques entre le corps de pièce fémorale et l'os, on a proposé de réaliser des prothèses fémorales sur mesure, en fabriquant un corps de pièce reproduisant le plus fidèlement possible la forme de la surface interne d'os cortical du fémur du patient à traiter. Mais cela conduit à un coût de réalisation très élevé, incompatible avec les usages habituels, et beaucoup plus élevé que le coût de réalisation de prothèses standards. D'autre part, les prothèses standards ne permettent pas actuellement une adaptation à tous les morphotypes de métaphyse fémorale, car ces morphotypes sont particulièrement nombreux et présentent des écarts de dimensions et de formes induisant des espaces d'écartements variés entre la prothèse fémorale et l'os cortical. Le problème proposé par la présente invention est de définir une nouvelle forme de corps de pièce fémorale qui favorise en elle-même la reprise des efforts de torsion axiale selon l'axe de la diaphyse en région métaphysaire, directement par l'os cortical, en optimisant les contraintes appliquées sur le ciment de scellement, et qui simultanément favorise la reprise des efforts de flexion par le ciment de scellement. La difficulté étant la variété des morphotypes de métaphyse fémorale, l'invention prévoit des moyens permettant de limiter considérablement le nombre des formes et tailles de corps de pièces fémorales nécessaires pour traiter avec un résultat satisfaisant l'ensemble de la population. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, une prothèse fémorale de hanche selon l'invention comprend un corps de pièce fémorale à zone diaphysaire distale conformée en tige fémorale pour s'engager dans le canal médullaire d'un fémur et à zone métaphysaire proximale de plus forte section pour s'engager dans une cavité creusée dans la partie métaphysaire proximale du fémur, et comprenant un col se développant obliquement à partir de l'extrémité proximale de la tige fémorale et portant un cône morse d'adaptation d'une tête ; selon l'invention - la zone métaphysaire présente, vue dans le plan frontal et sur une hauteur d'environ 20 mm au voisinage de sa base, deux surfaces enveloppes latérales intérieure et extérieure opposées divergentes telles que l'indice métaphysaire, ou rapport entre leur écartement maximal et leur écartement minimal1 est compris entre 1,5 et 2,1 environ, - la zone diaphysaire présente une section réduite pour laisser un jeu périphérique entre sa surface périphérique et l'os cortical du fémur. Par cette disposition, on privilégie un contact latéral efficace, dans le plan frontal, du corps de prothèse en zone métaphysaire du fémur. On peut ainsi réaliser un scellement efficace et durable de la prothèse dans le fémur, avec un nombre minimum de tailles ou de types de prothèses. En zone diaphysaire, la section réduite du corps de pièce fémorale laisse un jeu périphérique accru entre sa surface périphérique et l'os cortical du fémur, pour augmenter l'épaisseur du manteau de ciment, favorisant la reprise des efforts de flexion par compression du ciment en région distale. De préférence, la zone métaphysaire présente, en section horizontale perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tige fémorale, des contours antérieur et postérieur concaves. Par cette disposition, le ciment entourant la zone métaphysaire du corps de pièce fémorale subit principalement des contraintes de compression lors des efforts de torsion sur le corps de pièce fémorale. On augmente ainsi la capacité du ciment à supporter les efforts de torsion. Selon un mode de réalisation avantageux, lesdites deux surfaces enveloppes latérales intérieure et extérieure opposées délimitent une zone métaphysaire présentant un couple d'indices métaphysaires, avec une première moitié distale de zone métaphysaire présentant un premier indice métaphysaire et une seconde moitié proximale de zone métaphysaire présentant un second indice métaphysaire supérieur au premier indice métaphysaire. On pourra avantageusement prévoir un ensemble de prothèses fémorales de hanche comprenant quinze morphotypes de prothèses répartis en six tailles et trois couples d'indices métaphysaires. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue de face d'un corps de pièce fémorale pour prothèse de hanche selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus en coupe selon le plan G-G de la figure 1 - la figure 3 est une vue de face, en coupe diamétrale, d'un corps de prothèse selon l'invention introduit dans un fémur ; et - les figures 4 à 8 sont des coupes transversales à plus grande échelle de l'ensemble corps de prothèse-fémur de la figure 3, respectivement selon les plans D, G, E, F et B. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, la prothèse fémorale de hanche selon l'invention comprend un corps de pièce fémorale 1 à zone diaphysaire distale 2 conformée en tige fémorale pour s'engager dans le canal médullaire d'un fémur, et à zone métaphysaire 3 proximale de plus forte section pour s'engager dans une cavité creusée dans la partie métaphysaire proximale du fémur. La zone métaphysaire 3 se raccorde vers le haut à un col 4 orienté en oblique et portant un cône morse 5 d'adaptation d'une tête sphérique 6 illustrée en pointillés. La zone métaphysaire 3 présente, sur une hauteur H d'environ 20 mm au voisinage de sa base, vue dans le plan frontal, deux surfaces enveloppes latérales intérieure 7 et extérieure 8 opposées divergentes telles que l'indice métaphysaire, ou rapport entre leur écartement maximal D proximal et leur écartement minimal E distal, est compris entre 1,5 et 2,1 environ. La zone diaphysaire 2 présente une section réduite laissant un jeu périphérique entre sa surface périphérique et l'os cortical du fémur. Comme on le voit mieux sur la figure 2, la zone métaphysaire 3 présente, en section horizontale perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tige fémorale, des contours antérieur 9 et postérieur 10 concaves. On comprend que la concavité des contours 9 et 10 favorise la réalisation d'une épaisseur accrue de ciment de scellement lors du scellement du corps de pièce fémorale dans le fémur. Dans le mode de réalisation avantageux illustré sur la figure 1, les deux surfaces enveloppes latérales intérieure 7 et extérieure 8 opposées de partie métaphysaire délimitent une zone métaphysaire 3 présentant un couple d'indices métaphysaires, avec une première moitié distale 31 de zone métaphysaire 3 présentant un premier indice métaphysaire, et une seconde moitié proximale 32 de zone métaphysaire 3 présentant un second indice métaphysaire supérieur au premier indice métaphysaire. Pour assurer une précision suffisante d'adaptation de la prothèse dans un fémur dans la quasi-totalité des cas de traitement d'une population, tout en limitant suffisamment le nombre de formes nécessaires du corps de pièce fémorale 1, on peut avantageusement prévoir un ensemble de prothèses fémorales de hanche comprenant quinze morphotypes de prothèses répartis en six tailles définies chacune par la longueur L de la zone diaphysaire distale 2 de la prothèse et l'écartement minimal E des surfaces enveloppes latérales intérieure 7 et extérieure 8, et trois couples d'indices métaphysaires définis par les écartements minimal E, médian G et maximal D, selon le tableau ci-après des valeurs en millimètres Type H G D L Al 16.5 ~ 21.5 29.5 70 A2 19.0 24.0 32.0 70 B2 19.0 26.0 36.0 70 C2 19.0 27.5 40.0 70 A3 21.5 26.5 34.5 80 B3 21.5 28.5 38.5 80 C3 21.5 30.0 42.5 80 A4 24.0 29.0 37.0 80 B4 24.0 31.0 41.0 80 C4 24.0 32.5 45.0 80 A5 26.5 31.5 39.5 80 B5 26.5 33.5 43.5 80 C5 26.5 35.0 47.5 80 B6 29.0 36.0 46.0 90 C6 29.0 37.5 50.0 90 Pour les tailles de prothèses les plus fréquentes, on pourra également prévoir des morphotypes supplémentaires présentant une distance différente entre le centre de tête et l'axe 13 de la tige, ou axe de la zone diaphysaire distale 2. De préférence, dans tous les cas, le col 4 peut présenter une longueur surévaluée d'environ 4 mm, par rapport aux dimensions relevées sur le fémur humain à traiter. On réduit ainsi les risques de luxation. Les figures 3 à 8 illustrent l'implantation du corps de pièce fémorale 1 dans un fémur 11. Les surfaces enveloppes latérales intérieure 7 et extérieure 8, dont l'écartement est défini de manière précise par la présente invention, viennent en principe se loger dans la zone du fémur 11 située immédiatement au-dessus du petit trochanter 12. C'est-à-dire que la section d'écartement minimal E se situe sensiblement au niveau du petit trochanter 12, et les sections d'écartement intermédiaire G et d'écartement maximal D se situent au-dessus. Le praticien choisira le corps de pièce fémorale 1 permettant une adaptation dans le fémur 11 à traiter de façon que la zone d'écartement minimal E s'adapte naturellement, sans enlèvement exagéré de matière osseuse, sensiblement dans le plan horizontal contenant le sommet du petit trochanter 12. La figure 6 illustre, en coupe transversale, l'appui avec jeu faible ou nul des surfaces enveloppes latérales 7 et 8 sur la surface interne du fémur 11 dans la section d'écartement minimal E. De même, les surfaces enveloppes latérales 7 et 8 sont en appui à jeu faible ou nul sur la surface interne du fémur 11 dans la section d'écartement intermédiaire G comme illustré sur la figure 5. Dans la section d'écartement maximal D, illustrée sur la figure 4, la surface enveloppe latérale intérieure 7 est en appui sur la surface interne du fémur 11, tandis que la surface enveloppe latérale extérieure 8 est à l'écart de la surface osseuse. Dans les sections F et B, illustrées respectivement sur les figures 7 et 8, les surfaces enveloppes latérales 7 et 8 sont à l'écart de la surface osseuse. Le corps de pièce fémorale 1 peut notamment être réalisé en acier inoxydable de type M 30 NW. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Prothèse fémorale de hanche comprenant un corps de pièce fémorale (1) à zone diaphysaire distale (2) conformée en tige fémorale pour s'engager dans le canal médullaire d'un fémur et à zone métaphysaire (3) proximale de plus forte section pour s'engager dans une cavité creusée dans la partie métaphysaire proximale du fémur, et comprenant un col (4) se développant obliquement à partir de l'extrémité proximale de la tige fémorale et portant un cône morse (5) d'adaptation d'une tête (6), caractérisée en ce que - la zone métaphysaire (3) présente, vue dans le plan frontal et sur une hauteur (H) d'environ 20 mm au voisinage de sa base, deux surfaces enveloppes latérales intérieure (7) et extérieure (8) opposées divergentes telles que l'indice métaphysaire, ou rapport entre leur écartement maximal (D) et leur écartement minimal (E), est compris entre 1,5 et 2,1 environ, - la zone diaphysaire (2) présente une section réduite pour laisser un jeu périphérique entre sa surface périphérique et l'os cortical du fémur. 2 - Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la zone métaphysaire (3) présente, en section horizontale perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tige fémorale, des contours antérieur (9) et postérieur (10) concaves. 3 - Prothèse selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le col (4) présente une longueur surévaluée d'environ 4 mm. 4 - Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdites deux surfaces enveloppes latérales intérieure (7) et extérieure (8) opposées délimitent une zone métaphysaire (3) présentant un couple d'indices métaphysaires, avec une première moitié distale (31) de zone métaphysaire (3) présentant un premier indice métaphysaire et une seconde moitié proximale (32) de zone métaphysaire (3) présentant un second indice métaphysaire supérieur au premier indice métaphysaire. 5 - Ensemble de prothèses fémorales de hanche selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend quinze morphotypes de prothèses répartis en six tailles définies chacune par la longueur (L) de la zone diaphysaire distale (2) de la prothèse et l'écartement minimal (E) des surfaces enveloppes latérales intérieure (7) et extérieure (8), trois couples d'indices métaphysaires définis par les écartements minimal (E), médian (G) et maximal (D) entre les surfaces enveloppes latérales intérieure (7) et extérieure (8), selon le tableau des valeurs en millimètres l Type Ils E G D L Al 16.5 21.5 29.5 70 A2 19.0 24.0 32.0 70 B2 19.0 26.0 36.0 70 C2 19.0 27.5 40.0 70 A3 21.5 26.5 34.5 80 B3 21.5 28.5 38.5 80 C3 21.5 30.0 42.5 80 A4 24.0 29.0 37.0 80 B4 24.0 31.0 41.0 80 C4 24.0 32.5 45.0 80 A5 26.5 31.5 39.5 80 B5 26.5 33.5 43.5 80 C5 26.5 35.0 47.5 80 B6 29.0 36.0 46.0 90 C6 29.0 37.5 50.0 90 6 - Ensemble de prothèses selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des morphotypes supplémentaires présentant une distance différente entre le centre de tête et l'axe (13) de la tige ou axe de la zone diaphysaire distale (2), pour les tailles de prothèses les plus fréquentes.