Brevet FR2768330A1 — publié le 19990319

La présente invention a trait à des perfectionnements apportés aux prothèses d'épaule à sphère du genre comprenant une tige qui s'ancre dans le canal huméral et une calotte hémisphérique propre à coopérer avec la glène de l'épaule. La prothèse suivant l'invention associée ou non à une gléne prothétique permet le traitement chirurgical des affections dégénératives de l'arthrose gléno-humérale, mais aussi d'autres affections. En outre la prothèse suivant l'invention est destinée également aux fractures céphalo-tubérositaires non accessibles à une chirurgie 0o conservatrice, mais encore à tout syndrome douloureux de l'épaule. On connaît d'après la demande de brevet d'invention français N 2 727 002 appartenant au demandeur une prothèse humérale à sphère comportant dans la partie métaphysaire de la tige humérale un logement cylindrique à fond sphérique dans lequel est introduite une sphère prévue pour recevoir une calotte hémisphérique, tandis que des moyens de serrage permettent leur immobilisation dans une position déterminée par rapport à l'axe de la tige. On connaît également d'après la demande de brevet d'invention français N 2 685 633 appartenant au demandeur une prothèse humérale modulaire, comportant trois éléments dont une tige d'ancrage pourvue d'une partie métaphysaire formée d'une face d'appui oblique. Le second élément est une entretoise en forme de coin dont l'une des faces extrême s'ajuste sur la face d'appui de la tige. Le troisième élément de la prothèse est une calotte hémisphérique dont la base se fixe par rapport à la deuxième face extrême de l'entretoise. Cette fixation, qui est excentrée par rapport à l'axe géométrique de la calotte, permet un réglage angulaire de cette dernière par rapport à l'entretoise. De telles prothèses comportent certains inconvénients en ce qui concerne les systèmes de blocage des sphères qui sont inaccessibles dès que les prothèses sont introduites dans le canal huméral car les vis de serrage sont disposées à l'intérieur de la cavité osseuse. De plus, on remarque qu'il existe, du fait de l'utilisation d'une sphère, une infinité de positions relatives entre la tige et la sphère, ce qui rend impossible la reproduction sur l'implant de la géométrie mesurée à l'aide de la pièce d'essai. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à permettre la réalisation d'une prothèse humérale qui remédie aux inconvénients cidessus. 2 2768330 La prothèse humérale suivant la présente invention comprend une tige pouvant s'ancrer dans le canal huméral, une calotte hémisphérique propre à coopérer avec la glène de l'épaule, une sphère réalisant la liaison entre la tige et la calotte, et des moyens d'indexation de la sphère et/ou de la calotte par rapport à la tige dans un nombre fini de positions qui sont obtenues des mesures effectuées avec une pièce d'essai afin de bloquer par des moyens de serrage ladite sphère et/ou la calotte sur la tige avant sa mise en place dans le canal huméral. 0o La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Figure 1 est une vue frontale représentant la prothèse humérale suivant la présente invention dans une première position angulaire a de la calotte par rapport à la tige de la prothèse. Figure 2 est une vue de dessus montrant la prothèse humérale dans sa position angulaire de figure 1. Figure 3 est vue frontale illustrant la prothèse humérale dans une seconde position angulaire a de la calotte, d'une valeur différente de celle prévue en figure 1, de la calotte par rapport à la tige de la prothèse. Figure 4 est une vue de dessus montrant la prothèse humérale suivant la présente invention dans sa position angulaire de figure 2. Figure 5 est une vue frontale représentant la prothèse humérale dans une troisième position angulaire. Figure 6 est une vue de dessus illustrant la prothèse humérale dans sa position angulaire de figure 5, suivant un angle X par rapport au plan frontal de la tige de la prothèse. Figure 7 est une vue montrant une première variante de la prothèse humérale suivant la présente invention. Figure 8 est une vue représentant une seconde variante de la prothèse humérale suivant la présente invention. Figure 9 est une vue illustrant une troisième variante de la prothèse humérale suivant la présente invention. On a représenté en figures 1 à 6 les trois éléments de la prothèse humérale suivant l'invention, à savoir une tige 1 pouvant s'ancrer dans le canal huméral, une calotte hémisphérique 2 propre à coopérer avec la glène de l'épaule et une sphère 3 permettant la liaison mécanique entre la tige 1 et le calotte 2. 3 2768330 La tige 1 est de section cylindrique comportant une partie métaphysaire 10, à profil évasée, qui est pourvue d'une cavité 11 dans laquelle coopère la sphère 3. Dans le plan sagittal, la partie métaphysaire 10 comporte des flans droits et parallèles 12 et 13 définissant son épaisseur. On note que l'épaisseur de la partie métaphysaire 10 est inférieure au diamètre de la sphère 3. En effet les flans 12 et 13 peuvent être percés chacun d'un trou ou encoche 14 débouchant à I'intérieur de la cavité 11 et laissant dépasser à l'extérieur les pôles de la sphère 3. La partie métaphysaire 10 comprend un ou plusieurs ailerons 15 qui sont disposés sur la face externe et/ou latérale de la tige 1, tandis que des perforations 16 sont ménagés dans les ailerons 15 pour permettre, en cas de fracture, une reconstitution de l'extrémité supérieure de l'humérus autour de la prothèse. La tige 10 se termine par une face 17 qui est inclinée par rapport à l'axe longitudinal de ladite tige. La tige 10 comporte un index fixe 18 qui peut être par exemple matérialisé par l'aileron 15 ou tout autre moyen. Le profil extérieur de la calotte 2 présente des graduations ou repères 20 qui correspondent à des empreintes 30 ménagés sur la surface de la sphère 3 afin de parfaitement positionner cette dernière par rapport à la tige 1 en fonction des mesures réalisées sur une pièce d'essai. Entre l'aileron 15 et la face inclinée 17, la partie métaphysaire 10 est percé d'un trou taraudé 19 qui débouche à l'intérieur de la cavité 11 pour permettre à l'aide d'une vis 4 le blocage de la sphère 3 dans une position déterminée grâce à l'index 18, et aux repères 20. La vis de blocage 4 coopérant avec le trou 19 pénètre dans la sphère 3 suivant un axe non concourant avec le centre de ladite sphère ce qui empêche tout mouvement relatif de la sphère 3 par rapport à la tige 1. On constate que l'axe du trou 19 est légèrement incliné par rapport à l'axe vertical de la tige 1 pour permettre une accessibilité constante de la vis 4 lorsque la prothèse est introduite dans le canal huméral. On note que la combinaison index 18, avec un repère 20 et une empreinte 30 en face de l'axe du trou 19 reproduit une position angulaire combinée des angles o et a3 préalablement mesurée par exemple sur la pièce d'essai. La sphère 3 est prévue pleine et directement reliée à la calotte 2 au moyen d'un axe 21 dont la longueur peut varier suivant le cas pathologique. Cette structure oblige d'avoir en stock un certain nombre de sphère 3 solidaire de sa calotte 2 pour pouvoir répondre à toutes les solutions opératoires. Une première variante représentée en figure 7 consiste en ce que la cavité 11 de la tige 1 reçoit une sphère 5 qui est solidaire d'une collerette circulaire 51 au centre de îo laquelle s'élève un pion tronconique 52. Ce dernier coopère avec une calotte hémisphériques 2' semblables à celles décrites dans la demande de brevet N 2 685 633 appartenant au demandeur. En effet la calotte 2' présente une base 20' dans laquelle est ménagé de manière excentrée un emboîtement circulaire 21' dont le diamètre correspond au jeu près à celui de collerette 51. Au centre de l'emboîtement 21' est ménagé un alésage tronconique 22' propre à 2o recevoir le pion 52. Le montage et l'immobilisation de la calotte 2' est identique à celui décrit dans la demande de brevet N 2 685 633. La vis 4 disposée dans le trou 19 coopère avec des empreintes 50 prévus sur la surface de la sphère 5 permet son blocage dans une position déterminée. On note que la tige 1 comporte l'index 18 comme cela à été décrit précédemment, tandis que la collerette 51 comporte des repères 53. La combinaison index 18, avec un repère 53 et une empreinte 50 en face de l'axe du trou 19 reproduit une position angulaire combinée des angles c et P préalablement mesurée sur la pièce d'essai. Une seconde variante montrée en figure 8 consiste en ce que la tige 1 est solidaire dans sa partie métaphysaire 10 d'une sphère 6 qui s'étend perpendiculairement à la face inclinée 17. La sphère 6 coopère avec une calotte 2" qui présente un logement " en portion de sphère. Un trou taraudé 21" traverse la calotte 2" pour venir déboucher dans le logement 20" afin qu'une vis de pression 4, identique à celle décrite en figure 1, puisse bloquer la calotte sur la sphère 6. L'axe de trou 21" est prévu non concourant avec le centre du logement 20" et/ou avec la sphère 6 pour permettre une parfaite immobilisation de cette dernière dans ledit logement. 2768330 La position de la calotte 2" par rapport à la tige 1 est déterminée au moyen des repères 22" prévus soit sur la base 23", soit sur le profil extérieur 24" de ladite calotte, de l'index fixe 18 prévu sur la tige 1 et des empreintes 60 ménagées sur la surface de la sphère 6. On note que la combinaison index 18, avec un repère 22" et une empreinte 60 en face de l'axe du trou 21" reproduit une position angulaire combinée des angles a et 3 préalablement mesurée sur la pièce d'essai. Une troisième variante illustrée en figure 9 consiste en ce que la partie métaphysaire de la tige 1 comporte sur sa face inclinée 17 un logement 7 au milieu duquel est percé un trou non débouchant 70 à profil tronconique. Le logement 7 est prévu pour recevoir une collerette 81 solidaire d'un pion tronconique 82 qui coopère avec le trou pour le blocage par coincement de ladite collerette 81 sur la tige 1. La collerette 81 présente à l'opposé du pion tronconique 82 une sphère 8 qui coopère avec le logement 20" de la calotte 2" décrite précédemment en figure 8. On constate que l'axe S de la sphère 8 est décalé d'une distance d par rapport à l'axe C de la collerette 81 emboîté sans jeu dans le logement 7 de la tige 1 pour permettre une excentration de la calotte 2". La position de la calotte 2" par rapport à la tige 1 est déterminée au moyen des repères 22" prévus soit sur la base 23", soit sur le profil extérieur 24" de ladite calotte, de l'index fixe 18 prévu soit sur la tige 1 soit sur la collerette 81 et des empreintes 80 ménagées sur la surface de la sphère 8. On note que la combinaison index 18, avec un repère 22" et une empreinte 80 en face de l'axe du trou 21" reproduit une position angulaire combinée des angles a et 13 préalablement mesurée sur la pièce d'essai. Une quatrième variante suivant l'invention représentée en figure 10 consiste en ce que la tige 1 est identique à celle décrite précédemment en figure 1 afin que sa cavité 11 coopère avec une sphère 9 semblable à celle décrite dans la demande de brevet 2 727 002 appartenant au demandeur. La sphère 9 comprend en son milieu un alésage 91 dans lequel débouche une fente radiale 92. L'alésage 91 est prévu pour recevoir une tige 21"' solidaire et décalée latéralement d'une distance d par rapport au milieu de la calotte 2"' pour offrir une excentration de cette dernière. 6 2768330 Le fait que la calotte 2"' soit indépendante de la sphère 9 permet un réglage en hauteur de cette dernière par rapport à la partie métaphysaire 10 de la tige 1. On constate dans cette réalisation que la vis 4 coopérant avec le trou 19 permet le blocage d'une part de la sphère 9 dans la cavité 11 et d'autre part la fixation de la tige 21"' dans l'alésage 91. La fixation peut être complété par une autre vis de serrage pour améliorer la fixation de la tige 21"' dans l'alésage 91. s5 La position de la calotte 2"' par rapport à la tige 1 est déterminée au moyen des repères 93 prévus sur les pôles tronqués 94 de la sphère 9, de l'index fixe 18 prévu soit sur la tige 1 et des empreintes 90 ménagées sur la surface de la sphère 9. On note que la combinaison index 18, avec un repère 93 et une empreinte 90 en face de l'axe du trou 19 reproduit une position angulaire combinée des anglesa et 3 préalablement mesurée sur la pièce d'essai. Le réglage des prothèses humérale décrites ci-dessus est obtenus au moyen d'une pièce d'essai ou fantôme identique à la prothèse à fixer. Cette pièce d'essai permet ainsi au chirurgien de mesurer parfaitement la position relative calotte/sphère par rapport à la tige I en fonction de deux angles a, 3. A chaque association de ses deux angles correspond un repères 20, 53, 22", 93 à utiliser sur les prothèses à implanter. Les angles a et 15 sont définis par rapport à l'axe de référence qui est l'axe de la tige ou du canal huméral. Ainsi l'angle a est l'angle d'inclinaison dans le plan frontal, tandis que l'angle J5 est l'angle d'inclinaison d'anté/ou rétroversion par rapport au plan frontal autour de l'axe de la tige. Le chirurgien reporte les mesures aux tolérances près relevés sur la pièce d'essai sur la prothèse huméral à implanter grâce à l'index fixe 18, aux graduations ou repères 20, 53, 22", 93 et aux empreintes 30, 50, 60, 80, 90 pour que la sphère 3, 5, 6, 8, 9 et/ou la calotte 2, 2', 2", 2"' se trouve par rapport à la tige I positionnée suivant la combinaison des angles ac et à. Le chirurgien bloque la sphère 3, 5, 6, 8, 9 et/ou la calotte 2, 2', 2", 2"' dans la position déterminée au moyen de la vis de serrage 4 avant d'implanter la prothèse dans le canal huméral du patient. 7 2768330 REVENDICATIONS 1. Prothèse humérale à sphère comprenant une tige pouvant s'ancrer dans le canal huméral, une calotte hémisphérique propre à coopérer avec la glène de l'épaule et une sphère réalisant la liaison entre la tige et la calotte, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'indexation (18, 19, 20, 30, 53, 50, 21", 22", 60, 80, 90, 93) de la sphère (3, 5, 6, 8, 9) et/ou la calotte (2, 2', 2", 2"') par rapport à la tige (1) dans un nombre fini de positions angulaires combinées a et. de la calotte par rapport à la io tige qui sont obtenues des mesures relevées sur une pièce d'essai ou tout autre moyen afin de bloquer par des moyens de serrage (4) ladite sphère et/ou la calotte sur la tige avant sa mise en place dans le canal huméral. 2. Prothèse humérale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la combinaison index fixe (18) avec un repère (20, 53, 22",93) et une empreinte (30, , 60, 80, 90) en face de l'axe du trou (19, 21") permet une reproduction des angles a et f. 3 Prothèse humérale suivant le revendication 2, caractérisée en ce que le trou (19, 21") recevant les moyens de serrage (4) est disposé suivant un axe non concourant avec le centre de la sphère (3, 5, 6, 8, 9) et/ou la calotte (2, 2', 2", 2"') pour empêcher tout mouvement relatif entre la sphère et/ou la calotte par rapport à la tige (1). 4. Prothèse humérale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tige (1) comporte dans sa partie métaphysaire une cavité (11) propre à recevoir une sphère (3, 5, 9) coopérant avec la calotte (2, 2', 2"'), tandis que des moyens de serrage (4) prévus sur la tige permettent l'immobilisation de la sphère et de la calotte. 5. Prothèse humérale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tige (1) est solidaire dans sa partie métaphysaire (10) d'une sphère (6, 8) qui coopère avec un logement (20") ménagé dans la calotte (2"), tandis que des moyens de serrage (4) prévus sur la calotte permettent son immobilisation sur la sphère. 6. Prothèse humérale suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la tige (1) comporte dans sa partie métaphysaire (10) un logement (7) au milieu duquel est percé un trou (70) à profil tronconique recevant un pion (82) de même profil s'étendant d'une collerette (81) disposée dans le logement (7), ladite collerette étant solidaire à l'opposé du pion (82) d'une sphère (8) qui coopère avec le logement (20") prévu dans la calotte (2"). 7 prothèse huméral suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'axe (S) de la sphère (8) est décalé latéralement d'une distance (d) par rapport à l'axe ( C) de la collerette (81) pour permettre une excentration de la calotte (2").