Brevet FR2761878A1 — publié le 19981016

La présente invention concerne les prothèses destinées à restaurer une articulation entre deux os, qui trouvent une application particulièrement avantageuse comme prothèses intervertébrales et comme prothèses de hanche. On connaît bon nombre de prothèses implantables dans le corps humain ou analogue pour restaurer des articulations défectueuses, par exemple à la suite d'accidents ou de maladies. Ces prothèses articulaires sont pour la plupart essentiellement constituées de deux parties respectivement solidarisées aux deux os d e l'articulation et montées mobiles l'une par rapport à l'autre, par exemple à la manière d'un mouvement rotulien. Cependant, ce type de prothèse peut à la longue présenter un inconvénient. En effet, lorsque les deux parties de prothèse se déplacent l'une par rapport à l'autre, il se produit entre elles des frottements qui génèrent des particules d'usure solides du ou des matériaux qui la composent. De façon schématique, ces particules infiniment petites sont considérées, par le corps vivant dans lequel est implanté la prothèse, comme des corps étrangers dont l'élimination échoit aux cellules dites "macrophages". Or, la nature des matériaux constituant ces particules d'usure ne leur permet pas d'être "digérées" par les cellules macrophages qui s'accumulent alors de plus en plus nombreuses autour d'elles, c'est-à-dire entre la prothèse et les tissus vivants. Ces agrégats que l'organisme vivant n'arrive pas à éliminer ont tendance à désolidariser la prothèse et les os dans lesquels elle a été implantée ct sont donc fortement nuisibles au maintien durable d'une telle prothèse. Pour tenter de pallier ces inconvénients, les techniciens ont réalisé des prothèses articulaires tendant à éliminer le plus possible les effets de friction entre les parties mobiles les unes sur les autres. C'est ainsi qu'il a été réalisé des prothèses pour restaurer l'articulation entre deux os, schématiquement constituées de deux plaques supports et de coussins disposés entre ces deux plaques, les coussins étant réalisés en un matériau élastique permettant de restituer les mouvements relatifs des deux os. Cette technique peut donner des résultats satisfaisants mais on s'est aperçu qu'elle n'est en fait guère utilisable que pour les prothèses intervertébrales et que, pour les autres applications, il fallait mettre au point d'autres structures de prothèses pour articulations. La présente invention a donc pour but de réaliser une prothèse destinée à restaurer une articulation entre deux os, qui tente d'obvier aux inconvénients des prothèses à friction et qui puisse être aussi bien utilisée comme prothèse de hanche, par exemple, que comme prothèse intervertébrale. Plus précisément, la présente invention a pour objet une prothèse destinée à restaurer une articulation entre deux os, comportant une première plaque support, des premiers. moyens pour solidariser ladite première plaque support à un premier os, une seconde plaque support, des seconds moyens pour solidariser ladite seconde plaque support au second os, et des moyens pour relier les deux dites plaques support de façon qu'elles soient sensiblement parallèles en délimitant entre elles un espace et de façon qu'elles pivotent l'une par rapport à l'autre au moins et principalement autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à leur plan général, caractérisée par le fait que lesdits moyens pour relier les deux dites plaques support sont constitués par une lame-ressort formant sensiblement une étoile à au moins quatre branches, cette lame-ressort ayant une largeur nettement plus grande que son épaisseur mais inférieure à la distance séparant les deux dites plaques support, ladite lame-ressort étant en outre située dans ledit espace de façon que sa largeur soit sensiblement parallèle audit axe, ladite lame-ressort étant réalisée en un matériau présentant une certaine élasticité, des troisièmes moyens pour solidariser les deux extrémités libres de deux branches opposées de l'étoile avec ladite première plaque support, et des quatrièmes moyens pour solidariser les deux extrémités libres des deux autres branches opposées de l'étoile avec ladite seconde plaque support. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels: La figure 1 représente une vue en perspective éclatée d'un premier mode de réalisation d'une prothèse selon l'invention, La figure 2 représente, vu de côté et partiellement en écorché, un deuxième mode de réalisation d'une prothèse selon l'invention, La figure 3 représente une vue en coupe du mode de réalisation selon la figure 2, coupe référencée III-III sur cette figure 2, La figure 4 représente une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation d'une prothèse selon l'invention, La figure 5 représente une vue en perspective éclatée d'un détail de réalisation d'une partie de la prothèse selon l'invention, Les figures 6 et 7 représentent deux modes de réalisation d'un élément essentiel de la structure de la prothèse selon l'invention, et Les figures 8 et 9 représentent deux modes de réalisation d'un détail de structure de la prothèse selon l'invention, entrant dans la constitution de l'élément selon les figures 6 et 7. Les neuf figures annexées à la présente description représentent différents modes de réalisation d'une prothèse selon l'invention. Cependant, dans le but de simplifier cette description, les mêmes références y désignent les mêmes éléments quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quel que soit le mode de réalisation de ces éléments. Les figures 1 à 3 représentent deux modes de réalisation d'une prothèse selon l'invention qui trouve une application avantageuse, notamment, comme prothèse intervertébrale. Cette prothèse permet de restaurer une articulation entre deux os 1 et 2, dans ce cas deux vertèbres consécutives. La prothèse comporte une première plaque support 3 et des premiers moyens pour solidariser cette plaque support avec l'un des os 1. Ces moyens n'ont pas été spécifiquement représentés car ils peuvent prendre différentes formes. Ils peuvent par exemple être constitués par des ciments pour coller la plaque sur l'os et/ou par des picots ou analogues s'enfichant dans l'os et se solidarisant avec lui par ostéosynthèse. La prothèse comporte une seconde plaque support 4 et des seconds moyens pour solidariser cette seconde plaque avec l'autre os 2. Ces seconds moyens, eux non plus, n'ont pas été spécifiquement illustrés. Ils peuvent être identiques aux premiers moyens mentionnés ci-dessus. Comme mentionné dans le préambule, la prothèse comporte des moyens 10 pour relier les deux plaques supports 3 et 4 de façon qu'elles soient sensiblement parallèles, du moins dans leur position de repos, en délimitant entre elles un espace 11 et de façon qu'elles pivotent l'une par rapport à l'autre au moins, et principalement, autour d'un axe 12 qui est sensiblement perpendiculaire au plan général P3, P4 de ces deux plaques supports lorsqu'elles sont dans leur position de repos. Ces moyens 10 sont essentiellement constitués par une lame-ressort LR formant sensiblement une étoile à au moins quatre branches. Cette lame ressort a une largeur nettement plus grande que son épaisseur mais inférieure à la distance séparant les deux plaques support. Elle est en outre située dans l'espace 11 de façon que sa largeur soit sensiblement parallèle à l'axe 12 et elle est réalisée en un matériau présentant une certaine élasticité. Des troisièmes moyens sont prévus pour solidariser les deux extrémités libres de deux branches opposées de l'étoile avec la première plaque support, ainsi que des quatrièmes moyens pour solidariser les deux extrémités libres des deux autres branches opposées de l'étoile avec la seconde plaque support. Dans les modes de réalisation selon les figures 1 à 5, la lame-ressort LR est constituée par quatre lamelles solidarisées en une première de leurs extrémités sensiblement sur l'axe 12 en formant une croix à deux bras 29 et 30. Ces quatre lamelles 21, 22, 23, 24 parfaitement visibles sur la figure 1 ont avantageusement sensiblement la forme de parallélépipèdes rectangles et chacune d'elle a une largeur 25 (figure 5) nettement plus grande que son épaisseur 26, mais inférieure à la distance déparant les deux plaques supports 3, 4, c'est-à-dire en fait la hauteur 27 de l'espace 11. Ces quatre lamelles sont réalisées dans un matériau présentant une certaine résilience ou élasticité, par exemple de l'acier inoxydable ou analogue. Elles sont solidarisées entre elles en une première 28 de leurs extrémités, sensiblement sur l'axe l 2 défini ci-avant, de façon que leurs largeurs 25 soient sensiblement parallèles à cet axe et de façon à former sensiblement une croix à deux bras 29 et 3(), comme plus particulièreme représenté sur les figures 1 et 3. La prothèse comporte, comme mentionné ci-avant, des troisièmes moyens 31 pour solidariser les deux extrémités 32, 33 d'un bras 29 avec l'une 3 des deux plaques supports, et des quatrièmes moyens 34 pour solidariser les deux extrémités 35, 36 de l'autre bras 30 avec l'autre plaque support 4 (figures 2 et 3). Ces troisièmes et quatrièmes moyens 31, 34 peuvent prendre différentes formes. Comme illustré sur les figures 1 à 3, ils peuvent avantageusement être constitués par des pattes solidaires des plaques supports et situées dans des plans sensiblement perpendiculaires au plan général de ces plaques supports. Ces pattes ont une hauteur supérieure à la largeur 25 des lamelles et comportent des fentes d'une profondeur sensiblement égale à cette largeur et agencées de façon que les extrémités des lamelles puissent venir s'y loger sans un jeu important et, de façon avantageuse, y être fixées par tout moyen, soudure, goupille, etc. Comme mentionné ci-dessus, les quatre lamelles sont solidarisées entre elles pour former une croix à deux bras 29, 30. Elles peuvent être solidarisées par tout moyen, par exemple par soudure. Cependant, dans un mode avantageux de réalisation comme illustré sur la figure 5, les deux lamelles d'un même bras sont réalisées d'une seule pièce 40, 41, les deux pièces 40, 41 comportant chacune une saignée 42, 43 d'une profondeur sensiblement égale à la moitié de la largeur 25 définie ci-avant, de façon qu'elles puissent s'assembler par un emboîtement hermaphrodite "tenon-mortaise" pour former la croix à deux bras. Cet assemblage peut bien entendu être consolidé par un point de collage, soudure ou analogue. Comme mentionné ci-dessus, chaque lamelle est réalisée dans un matériau présentant une certaine résilience, par exemple de l'acier. Cependant, dans le but d'améliorer le coefficient d'élasticité de chaque lamelle et/ou de l'adapter selon les besoins inhérents à l'application visée pour la prothèse, ces lamelles peuvent être réalisées par un empilage de feuilles réalisée dans un matériau présentant aussi une certaine résilience ou élasticité, par exemple le même que celui mentionné ci-avant ou un matériau composite. Les feuilles ont une largeur avantageusement égale à la largeur 25 de chaque lamelle et sont liées les unes aux autres par tout moyen adapté à la nature du matériau dans lequel elles sont réalises. Le mode de réalisation illustré sur les figures 2 et 3 comporte, outre les éléments du mode de réalisation illustré sur la figure 1, des moyens d'amortissement visco-élastiques SO entre les deux bras 29, 30 de la croix afin de pouvoir, comme il sera explicité ci-après, amortir les mouvements de pivotement de ces deux bras autour de l'axe 12. Ces moyens d'amortissement visco-élastiques 50 peuvent par exemple être constitués par un matériau visco-élastique, comme de la silicone ou analogue, emplissant tout l'espace i 1 entre les deux plaques 3 et 4 et noyant les deux bras 29, 30. Les moyens d'amortissement élastiques 50 peuvent aussi être constitués par un pion 51 réalisé en un matériau visco-élastique, par exemple un élastomère biocompatible, apte à s'enficher sur les deux bras 29, 30 de la croix. Pour ce mode de réalisation, le pion 51 est par exemple constitué par une galette réalisée dans le matériau élastique biocompatible et deux rainures réalisées à angle droit dans la galette et d'une épaisseur sensiblement égale à celle des bras 29, 30 de la croix. De cette façon, le pion peut être enfiché sur les bras, la partie centrale de la croix venant se loger dans les deux rainures et les quatre quarts de galette 52, 53, ... occupant les quatre portions angulaires définies par les deux bras de la croix. On conçoit de ce fait qu'en jouant sur la nature du matériau viscoélastique biocompatible et/ou sur les dimensions du pion 51, on puisse adapter le coefficient d'amortissement du mouvement de pivotement des deux bras 29, 30 de la croix autour de l'axe 12. La prothèse peut comporter en outre un manchon 60 entourant l'espace 11 délimité entre les deux plaques supports 3, 4, les deux extrémités du manchon étant respectivement associées aux deux plaques supports. Ce manchon 60 peut prendre différentes formes. Comme illustré sur les figures 2 et 3, il peut être constitué d'un manchon en un matériau souple, par exemple un élastomère biocompatible, les moyens pour associer ses deux extrémités, respectivement aux deux plaques supports, étant constitués, par exemple, par de la colle. I1 peut aussi prendre la forme d'un soufflet métallique, les moyens pour associer ses deux extrémités aux deux plaques supports pouvant être constitués par de la colle ou de la soudure. Les deux modes de réalisation de la prothèse décrits ci-dessus en regard des figures 1 à 3 trouvent une application particulièrement avantageuse comme prothèse intervertébrale, alors que le mode de réalisation illustré sur la figure 4 trouve une application avantageuse comme prothèse de hanche. La figure 4 représente une prothèse qui comporte, dans leurs fonctions premières, les éléments selon les réalisations dc la figure 1 et/ou des figures 2 et 3, à savoir les deux plaques supports 3, 4, les moyens 10 pour relier ces deux plaques supports et comportant notamment une lame-ressort formant une croix à deux bras 29, 30, les moyens d'amortissement élastiques 50 du mouvement de pivotement des deux bras autour de l'axe 12, et le manchon 60. Cependant, dans ce troisième mode de réalisation de la prothèse, le manchon 60 est réalisé dans un matériau rigide, par exemple le même que celui dans lequel est réalisée la plaque support 3 dont il est rendu solidaire par son extrémité 70. Un bras de la croix est lié à cette plaque support 3 par des pattes, comme dans les modes de réalisation selon les figures 1 à 3, mais ces pattes sont ici intégrées dans le manchon 60. L'autre branche de la croix est reliée à l'autre plaque support 4 par des pattes indépendantes du manchon et situées dans le volume intérieur délimité par le manchon. Les moyens pour associer la seconde extrémité 71 du manchon 60 à la plaque support 4 sont en revanche constitués par un montage en rotation du type mâle-femelle, la seconde extrémité 71 du manchon étant conformée en surface sphérique convexe 72 et la seconde plaque support 4 étant conformée en surface sphérique concave 73 complémentaire de cette surface sphérique convexe. Dans le cas de l'application de la prothèse à une prothèse de hanche, le manchon 60 et la plaque support 3 forment un ensemble unitaire qui peut être implanté dans la partie cotyloidienne du bassin au moyen, par exemple, d'un noyau 80 entourant le manchon et la plaque support 3, tandis que la plaque support 4 est solidaire d'une tige 81 partiellement représentée qui, de façon connue, est destinée à être implantée dans le canal médullaire d'un fémur. Etant donné la structure de la prothèse selon la figure 4, les deux surfaces complémentaires convexe 72 et concave 73 ne sont utilisées que pour fermer de façon dynamique l'espace 11 défini ci-avant. Elles ne transmettent que très peu d'efforts et ne sont donc le siège, dans leurs mouvements, que de très peu de frictions. A la description précédente, on constate que les deux plaques support 3, 4 peuvent subir des rotations l'une par rapport à l'autre relativement aisées autour de l'axe 12 du fait de la faiblc épaisseur des lamelles qui leur permet de se déformer par flexion, tandis que leurs rotations autour de directions perpendiculaires à cet axe 12 sont toujours possibles mais de très faible amplitude, essentiellement du fait que la largeur des lamelles est nettement supérieure à leur épaisseur. On constate également que la prothèse ainsi réalisée restitue pratiquement tous les mouvements de rotation nécessaires au bon fonctionnement d'une articulation, mais n'est plus le siège de frottements notables susceptibles de générer des particules d'usure nuisibles à sa durée de vie et à celle de son implantation. Les deux plaques support peuvent pivoter l'une par rapport à l'autre, mais dans des limites déterminées. Aussi, par sécurité, la prothèse peut-elle avantageusement comporter en outre des moyens pour limiter le pivotement d'une plaque support par rapport à l'autre. Ces moyens peuvent prendre différentes formes. Ils peuvent par exemple être constitués par au moins un doigt solidaire d'une plaque support et apte à se déplacer dans un espace délimité par deux autres doigts solidaires de l'autre plaque support. Dans les exemples donnés ci-avant en regard des figures 1 à 5, la lame-ressort LR formant sensiblement une étoile à quatre branches est constituée par une combinaison de quatre lamelles qui sont solidarisées en une croix à deux bras. Cependant, il est dans certains cas avantageux de supprimer "matériellement" ce point de solidarisation pour éviter, à son niveau, des fatigues et des contraintes mécaniques sur les lamelles. Les modes de réalisation illustrés sur les figures 6 et 7 permettent d'éliminer ces éventuels inconvénients en réalisant des solutions dans lesquelles ce point de solidarisation existe toujours mais de facon "virtuelle". Dans le mode de réalisation selon la figure 6, la lame-ressort LR est en effet constituée par une bande 85 qui se déroule de façon continue en dessinant le contour 86 d'une étoile à quatre branches. Les deux extrémités libres 89, 90 de deux branches opposées 87, 88 sont reliées comme explicité ciavant à une plaque, tandis que les extrémité libres 91, 92 des deux autres branches 93, 94 sont reliées à l'autre plaque. Cependant, il peut être avantageux que la lame LR soit reliée à une plaque par plus de deux points, par exemple par trois points, dans le but notamment d'assurer une meilleure stabilisation des deux plaques 3 et 4 I'une par rapport à l'autre. Dans ce but, la lame-ressort I LR peut être constituée, comme illustré schématiquement sur la figure 7 qui représente une vue de dessus de cette lame-ressort, par une bande 1O0 se déroulant de façon continue en dessinant le contour d'une étoile à six branches 1()1-106. Les extrémités libres 111, 113 et 115, respectivement des branches 101, 103 et 105, sont solidarisées comme défini ci-avant avec une plaque 3 ou 4 tandis que les extrémités libres 112, 114 et 116, respectivement des branches 102, 104 et 106, sont solidarisées avec l'autre plaque 4 ou 3. Les figures 8 et 9 montrent des moyens permettant de relier les extrémités libres 111-116, respectivement des branches 101-106, aux deux plaques 3 et 4. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 8, chaque extrémité 111-116 comporte une excroissance 120 sur laquelle les pattes solidaires des plaques 3 et 4 peuvent s'accrocher comme mentionné ci-avant dans la description des modes de réalisation selon les figures 1 à 5. La figure 9 représente un autre mode de réalisation de l'excroissance 120, constituée dans ce cas de deux parties de la bande qui sont déformées pour se superposer. REVENDICATIONS 1- Prothèse destinée à restaurer une articulation entre deux os (1, 2), comportant: une première plaque support (3), des premiers moyens pour solidariser ladite première plaque support à un premier os (1), une seconde plaque support (4), des seconds moyens pour solidariser ladite seconde plaque support au second os (2), et des moyens (10) pour relier les deux dites plaques support de façon qu'elles soient sensiblement parallèles en délimitant entre elles un espace (11) et de façon qu'elles pivotent l'une par rapport à l'autre au moins et principalement autour d'un axe (12) sensiblement perpendiculaire à leur plan général (P3, P4), caractérisée par le fait que lesdits moyens pour relier les deux dites plaques support sont constitués par une lame-ressort (LR) formant sensiblement une étoile à au moins quatre branches (21-24), cette lame-ressort ayant une largeur (25) nettement plus grande que son épaisseur (26) mais inférieure à la distance (27) séparant les deux dites plaques support, ladite lame-ressort étant en outre située dans ledit espace (11) de façon que sa largeur soit sensiblement parallèle audit axe (12) et étant réalisée en un matériau présentant une certaine élasticité, des troisièmes moyens (31) pour solidariser les deux extrémités libres (32, 33) de deux branches opposées (22, 24) de l'étoile avec ladite première plaque support (3), et des quatrièmes moyens (34) pour solidariser les deux extrémités libres (35, 36) des deux autres branches opposées (21, 23) de l'étoile avec ladite seconde plaque support (4). 2- Prothèse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite lame-ressort (LR) est constituée par quatre lamelles (21-24), les quatre lamelles étant solidarisées en une première (28) de leurs extrémités sensiblement sur ledit axe (12) en formant une croix. 3- Prothèse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite lame-ressort (LR) est constituée par une bande (85) se déroulant de façon continue en dessinant le contour (86) de l'étoile à quatre branches. 4- Prothèse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite lame-ressort (LR) est constituée par une bande (100) se déroulant de façon continue en dessinant le contour d'une étoile à six branches (101-106). 5- Prothèse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens d'amortissement élastiques (50) disposés entre au moins deux branches de l'étoile. 6- Prothèse selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les moyens d'amortissement élastiques sont constitués par un pion (51) en un matériau visco-élastique, ledit pion étant apte à s'enficher sur au moins l'une des branches de l'étoile. 7- Prothèse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ladite lame-ressort (LR) est réalisée par un empilage de feuilles réalisées dans le matériau présentant une certaine élasticité. 8- Prothèse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un manchon (60) entourant ledit espace (11) délimité entre les deux plaques support (3, 4) et des moyens pour associer les deux extrémités du manchon, respectivement aux deux plaques support. 9- Prothèse selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit manchon est réalisé dans un matériau souple et que lesdits moyens pour associer les deux extrémités dudit manchon, respectivement aux deux dites plaques support, sont constitués par l'un des moyens suivants: de la colle, de la soudure. 10- Prothèse selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit manchon est réalisé dans un matériau rigide, que la première extrémité (70) du manchon est solidaire de la première plaque support (3) et que lesdits moyens pour associer la seconde extrémité (71) dudit manchon avec la seconde plaque support (4) sont constitués par un montage en rotation du type mâlefemelle, la seconde extrémité dudit manchon étant conformée en surface sphérique convexe (72) et ladite seconde plaque support étant conformée en surface sphérique concave (73) complémentaire de ladite surface convexe. 11- Prothèse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre des moyens pour limiter le pivotement d'une plaque support par rapport à l'autre.