Brevet FR2782262A1 — publié le 20000218

La présente invention concerne les prothèses totales de hanche et se rapporte plus particulièrement aux prothèses nécessitant la mise en place d'un dispositif destiné à reconstituer une cavité cotyloïdienne de l'os iliaque ayant subi des dommages dus notamment à l'arthrose, en vue de pouvoir recevoir la tête d'une prothèse fémorale. Pour reconstituer une cavité cotyloldienne, il est habituel de mettre en place un cotyle prothétique que l'on fixe soit par du ciment, soit par impaction, soit à l'aide de vis appropriées. Cependant, I'orientation exacte du cotyle à implanter dans la cavité cotyloïdienne en fonction de l'orientation de l'articulation à reconstituer est très délicate dans la mesure o les repères anatomiques ne sont pas fiables. Il s'ensuit des risques d'erreur d'orientation du cotyle, qui peuvent en- traîner une mauvaise orientation de l'articulation prothétique avec des risques de luxation de la prothèse. L'invention vise à remédier aux inconvénients de la technique anté- rieure en créant un cotyle implantable qui permette de choisir une orientation cor- recte de la cavité cotyloldienne prothétique. Elle a donc pour objet un cotyle d'essai ou implantable comprenant une cupule hémisphérique destinée à être mise en place dans une cavité coty- lo dienne et un insert hémisphérique en matière plastique biocompatible et desti- né à être engagé de façon concentrique dans ladite cupule, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une embase extérieure en forme de calotte sphérique pourvue de plots d'ancrage dans l'os de la cavité cotylo'dienne destinée à rece- voir la cupule, une coupelle intérieure destinée à être placée dans la cupule en regard de l'embase extérieure et des moyens de liaison de l'embase extérieure et de la coupelle intérieure, I'embase et la coupelle définissant des moyens de ré- glage en position angulaire de la cupule dans la cavité cotylo dienne en fonction de l'orientation à donner à l'articulation tandis que les moyens de liaison de l'em- base extérieure avec la coupelle intérieure comportent des moyens d'immobilisa- tion de la cupule par rapport à l'embase extérieure après le réglage en position angulaire de ladite cupule. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention - l'embase extérieure comporte un manchon fileté de centrage, en saillie vers l'intérieur, destiné à coopérer avec une virole de centrage extérieure prévue sur la coupelle intérieure, le manchon et la virole assurant le guidage du déplacement en translation de la coupelle intérieure par rapport à l'embase exté- rieure, une vis de serrage destinée à être engagée dans le manchon fileté de l'embase extérieure et dont la tête tronconique coopère avec un siège de forme correspondante ménagé dans la coupelle intérieure et coaxial à ladite virole for- mant avec le manchon fileté de l'embase extérieure et la virole de la coupelle intérieure, lesdits moyens de liaison de l'embase avec la coupelle; - la cupule hémisphérique comporte un orifice central traversé par les moyens de liaison de l'embase extérieure avec la coupelle intérieure avec un jeu permettant le réglage de la position angulaire de la cupule par rapport à l'embase dans toutes les directions; - I'insert hémisphérique est un insert d'essai qui comporte un orifice central d'accès à la vis de liaison de l'embase extérieure avec la coupelle inté- rieure; - I'insert est un insert hémisphérique définitif complet substituable à l'insert d'essai après la fin de l'opération d'orientation et d'immobilisation de la cupule par rapport à l'embase extérieure; - la cupule comporte une zone extérieure d'épaisseur réduite de ré- ception de l'embase extérieure de façon à présenter ensemble avec l'embase extérieure, une surface extérieure à peu près continue; - la cupule comporte dans sa paroi intérieure une portion de paroi amincie de réception de la coupelle intérieure; - I'étendue angulaire de la zone extérieure de réception de l'embase extérieure et l'étendue angulaire de la portion de paroi intérieure de réception de la coupelle intérieure sont supérieures aux étendues angulaires de l'embase et de la coupelle d'une valeur correspondant au moins à la variation à obtenir de l'orientation angulaire de la cupule par rapport à l'embase extérieure et à la cou- pelle intérieure; - la tête de la vis présente une surface d'extrémité concave tandis que le sommet de l'insert définitif présente un évidement destiné à éviter que le sommet dudit insert ne bute contre la tête de la vis. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va sui- vre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins an- nexés, sur lesquels: - la Fig.1 est une vue schématique d'une portion de squelette humain, qui est destinée à recevoir une prothèse de hanche comportant un élément de reconstitution de la cavité cotylo dienne; - la Fig.2 est une vue en coupe éclatee d'un cotyle implantable suivant I'invention; - la Fig.2A est une vue en coupe à plus grande échelle de la vis de liaison entrant dans la construction du cotyle de la Fig.2; - la Fig.3 est une vue en coupe d'un insert définitif à mettre en place dans la cupule du cotyle de la Fig.2; - la Fig.4 est une vue en coupe à plus grande échelle du cotyle im- plantable suivant l'invention à l'état assemblé; et - la Fig.5 est une vue en coupe d'un outil de mise en place et de fixa- tion de la cupule du cotyle suivant l'invention. Sur la figure 1, on a représenté les os du bassin d'un squelette humain et en particulier, l'os iliaque 1 dont une cavité cotyloïde 2 comporte un cotyle im- planté 3 destiné à son tour à recevoir la tête 4 d'une prothèse fémorale 5 fixée à la diaphyse d'un fémur 6. Le cotyle implantable suivant l'invention est représenté à la figure 2. Il comporte essentiellement une embase extérieure 10 en forme de calotte sphérique et pourvue extérieurement de doigts d'ancrage 11 disposés à autour de son sommet et fixés par exemple par soudage dans des em- preintes 12 ménagées dans la surface extérieure de l'embase. L'embase extérieure 10 comporte un manchon axial fileté 14 en saillie vers l'intérieur et comportant un filetage inférieur 15. Le cotyle comporte en outre une coupelle hémisphérique 16 qui pré- sente dans sa zone de contact avec l'embase extérieure 10, une région 17 d'épaisseur réduite destinée à absorber l'épaisseur de l'embase extérieure 10 de façon à présenter ensemble avec ladite embase extérieure, une surface exté- rieure à peu près continue. On remarquera toutefois que la zone d'épaisseur réduite 17 de la cu- pule 16 a une étendue angulaire plus importante que celle de l'embase exté- rieure 10 afin de permettre le réglage angulaire de la cupule par rapport à l'em- base. La cupule 16 comporte en outre une série de trous périphériques 18 destinés à recevoir des vis (non représentées) de fixation du cotyle dans la ca- vité cotylo dienne. La cupule 16 comporte un orifice central 20 permettant son orientation angulaire par rapport à l'embase extérieure 10 sans toutefois dépasser les bords de ladite embase. De son côté de plus grand diamètre, la cupule 16 comporte un alé- sage 22 destiné à recevoir le rebord de forme correspondante d'un insert qui se- ra décrit par la suite. Dans la paroi intérieure de la cupule 16, est ménagée dans la zone de celle-ci, s'étendant entre les trous 18 de fixation et l'orifice central 20, une portion de paroi amincie 24 de réception d'une coupelle intérieure 25 également en forme de calotte sphérique et comportant une virole centrale 26 en saillie vers l'extérieur, destinée à coopérer avec le manchon central 14 de l'embase exté- rieure 10 en vue d'assurer le centrage de la coupelle intérieure 25 par rapport à l'embase extérieure 10 et leur déplacement relatif en translation d'une manière qui sera décrite par la suite. Dans la paroi intérieure de la coupelle intérieure 25, est ménagé un siège tronconique 28 coaxial à la virole 26, de réception de la tête tronconique 30 d'une vis 32, destinée à coopérer avec le filetage intérieur 15 du manchon 14 de l'embase extérieure 10. Le cotyle implantable comporte en outre un insert d'essai 33 en ma- tière plastique biocompatible, réalisé par exemple en polyoxyméthylène, en poly- carbonate ou en polyéthylène. L'insert 33 est de forme hémisphérique adapté au volume intérieur de la cupule 16 et présente d'une part, un orifice central 34 à paroi tronconique 35, destiné à permettre d'accéder à la vis de liaison 32 au cours des opérations de réglage de l'orientation de la cupule 16 par rapport à l'embase extérieure 10. Par ailleurs, l'insert 33 comporte un épaulement périphérique 36 des- tiné à être reçu dans l'alésage 22 de la cupule 16. Enfin, I'insert 33 comporte deux trous de préhension 37 destinés à recevoir des ergots d'un outil préhenseur destiné à la mise en place de l'insert 33 dans la cupule 16 et à son retrait hors de cette cupule. Comme indiqué plus haut, I'insert 33 est un insert d'essai en polyoxy- méthylène résistant à de multiples stérilisations. Il peut être remplacé par un in- sert définitif 38 représenté à la figure 3 dont la construction est identique à celle de l'insert d'essai 33, mais dont la surface est une surface hémisphérique pleine. Ll'insert définitif est réalisé en un matériau plus souple tel que du polyéthylène. Comme on peut mieux le voir à la figure 2A, la tête 30 de la vis 32 présente une surface d'extrémité concave 39 tandis que le sommet de l'insert définitif 38 présente également un évidement 40 destiné à éviter que le sommet de l'insert définitif 38 ne bute contre la tête 30 de la vis 32. Sur la figure 4, on a représenté le cotyle suivant l'invention en position assemblée. L'embase extérieure 10 munie de ces doigts d'ancrage 11 est suppo- sée être montée par impaction dans une cavité cotyloldienne non représentée. La cupule 16 placée contre l'embase extérieure 10 est maintenue as- semblée à celle-ci par la coupelle intérieure 25 dont la virole extérieure 26 est engagée sur le manchon fileté 14 de l'embase extérieure 10. La liaison entre l'embase extérieure 10 et la coupelle intérieure 25 est assurée par la vis 32 dont la tête tronconique 30 coopère avec le siège 28 de forme complémentaire de la coupelle intérieure 25. Entre l'embase extérieure 10 et la coupelle intérieure 25, est ménagé un espace permettant d'assurer l'orientation angulaire de la cupule 16 par rap- port à l'embase extérieure 10 dans toutes les directions. A cet effet, le diamètre de l'orifice central 20 de la cupule 16 est telle que la cupule 16 puisse être déplacée angulairement par rapport à l'ensemble constitué par l'embase extérieure 10 et la coupelle intérieure 25 d'un angle par exemple de 15 de part et d'autre de sa position centrale représentée à la figure 3. A cet effet, l'étendue angulaire des zones de plus faibles épaisseurs 17 et 24 réalisées dans les parois extérieure et intérieure de la cupule 16, est supérieure d'une valeur correspondante aux étendues angulaires de l'embase extérieure 10 et de la coupelle intérieure 25. On voit donc qu'après avoir mis en place la cupule 16 entre l'embase extérieure 10 et la coupelle intérieure 25, on peut déplacer la cupule 16 angulai- rement dans toutes les directions entre l'embase 10 et la coupelle 25. Afin d'ob- tenir le réglage de l'orientation de la cupule en fonction de l'orientation à donner à l'articulation à reconstituer, on met en place dans la cupule 16, I'insert d'essai 33. Puis on introduit dans l'insert d'essai, un appareil classique de réglage de lI'orientation du cotyle (non représenté) appelé porte-cotyle et on procède au ré- glage de l'orientation de l'articulation par déplacement de l'ensemble constitué par la cupule 16 et l'insert d'essai 33 par rapport à l'embase extérieure 10 et à la coupelle intérieure 25. Lorsque la bonne orientation est déterminée, on retire l'appareil de réglage et on immobilise la cupule 16 par rapport à l'embase 10 en serrant la vis 32. On introduit alors dans la cupule munie de son insert d'essai, la tête d'une prothèse fémorale d'essai, on teste les mobilités de la hanche. Si la hanche est stable, on garde l'orientation choisie. Si la hanche est instable, on recommence l'opération d'orientation du cotyle. Au terme de ces opérations, I'orientation de l'articulation est détermi- née de façon définitive. Il est alors possible de retirer de la cupule l'insert d'essai 33 et de le remplacer par un insert définitif 38 de dimensions identiques à celles de l'insert d'essai 33 mais dépourvu de tout orifice central. L'insert définitif prend dans la cupule 16, la place exacte qu'occupait l'insert d'essai 33. Bien entendu, avant de mettre en place l'insert définitif, on fixe la cu- pule 16 dans la cavité cotylo'dienne à l'aide de vis non représentées engagées dans les trous périphériques 18. Il est également possible de retirer l'ensemble et de mette en place un cotyle habituel. Une fois cette opération effectuée, il est alors possible de mettre en place la tête de la prothèse fémorale dans le cotyle et de retrouver la bonne orientation de l'articulation ainsi reconstituée. Les diverses pièces métalliques qui constituent le cotyle implantable suivant l'invention peuvent être réalisées en titane, en acier inoxydable, en chrome-cobalt ou en tout autre métal biocompatible. On voit donc que grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, il est possible d'assurer le réglage de l'orientation de la prothèse cotyloïdienne et de tester avec les pièces fémorales d'essai, la mobilité de la hanche, sans que le choix de la position du cotyle soit définitif. Sur la figure 5, on a représenté un outil de mise en place et de fixation de la cupule du cotyle suivant l'invention. Cet outil est en fait un porte-cotyle dont la tige axiale 50 est une tige tubulaire qui débouche à une extrémité au sommet d'une cloche hémisphérique 51 destinée à être engagée dans le cotyle à mettre en place et qui porte à son extrémité opposée, un organe de manoeuvre 52. Dans la tige tubulaire 50 est montée déplaçable en translation et en rotation, une tige 53 qui est terminée par un embout 54 de forme correspondant à celle de l'empreinte ménagée dans un organe de fixation tel que la tête 30 de la vis 32 en vue d'assurer le serrage de cette vis dès que la cupule 16 du cotyle suivant l'invention a été placée dans la bonne orientation. A son extrémité opposée à l'embout 54, la tige 53 porte un bouton de manoeuvre 55. Le porte-cotyle ainsi réalisé comporte donc un tournevis incorporé qui facilite l'immobilisation de la cupule 16 dans son orientation choisie, sans avoir à retirer le porte-cotyle, ce qui évite tout risque de perte du réglage de l'orientation obtenu. REVENDICATIONS 1. Cotyle d'essai ou implantable comprenant une cupule hémisphéri- que (16) destinée à être mise en place dans une cavité cotyloldienne et un insert hémisphérique (33;38) en matière plastique biocompatible et destiné à être en- gagé de façon concentrique dans ladite cupule, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une embase extérieure (10) en forme de calotte sphérique pourvue de plots (11) d'ancrage dans l'os de la cavité cotylo'dienne et destinée à recevoir la cupule (16), une coupelle intérieure (25) destinée à être placée dans la cupule (16) en regard de l'embase extérieure (10) et des moyens de liaison (14,26,32) de l'embase extérieure (10) et de la coupelle intérieure (25), l'embase et la cou- pelle définissant des moyens de réglage en position angulaire de la cupule (16) dans la cavité cotylo'dienne en fonction de l'orientation à donner à l'articulation tandis que les moyens (32) de liaison de I'embase extérieure (10) avec la cou- pelle intérieure (25) comportent des moyens (32) d'immobilisation de la cupule par rapport à l'embase extérieure après le réglage en position angulaire de ladite cupule. 2. Cotyle d'essai ou implantable suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'embase extérieure comporte un manchon fileté (14) de centrage, en saillie vers l'intérieur, destiné à coopérer avec une virole de centrage extérieure (26) prévue sur la coupelle intérieure (25), le manchon (14) et la virole (26) assu- rant le guidage du déplacement en translation de la coupelle intérieure (25) par rapport à l'embase extérieure (10), une vis de serrage (32) destinée à être enga- gée dans le manchon fileté (14) de l'embase extérieure (10) et dont la tête tron- conique (30) coopère avec un siège (28) de forme correspondante ménagé dans la coupelle intérieure et coaxial à ladite virole (26) formant avec le manchon fileté (14) de l'embase extérieure (10) et la virole (26) de la coupelle intérieure (25), lesdits moyens de liaison de l'embase avec la coupelle. 3. Cotyle d'essai ou implantable suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la cupule hémisphérique comporte un orifice central tra- versé par la vis de l'embase extérieure (10) avec la coupelle intérieure (25) avec un jeu permettant le réglage de la position angulaire de la cupule (16) par rapport à l'embase (10) dans toutes les directions. 4. Cotyle d'essai ou implantable suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'insert hémisphérique est un insert d'essai (33) qui com- porte un orifice central (34) d'accès à la vis de liaison (32) de l'embase extérieure (10) avec la coupelle intérieure (25). 5. Cotyle d'essai ou implantable suivant l'une des revendications là 3, caractérisé en ce que l'insert est un insert hémisphérique définitif complet (38) substituable à l'insert d'essai (33) après la fin de l'opération d'orientation et d'im- mobilisation de la cupule (16) par rapport à l'embase extérieure (10). 6. Cotyle d'essai ou implantable suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cupule (16) comporte une zone extérieure (17) d'épais- seur réduite de réception de l'embase extérieure (10) de façon à présenter en- semble avec l'embase extérieure (10), une surface extérieure à peu près conti- nue. 7. Cotyle d'essai ou implantable suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cupule (16) comporte dans sa paroi intérieure une por- tion de paroi amincie (24) de réception de la coupelle intérieure (25). 8. Cotyle d'essai ou implantable suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'étendue angulaire de la zone extérieure (17) de récep- tion de l'embase extérieure et l'étendue angulaire de la portion de paroi intérieure de réception de la coupelle intérieure sont supérieures aux étendues angulaires de l'embase et de la coupelle d'une valeur correspondant au moins à la variation à obtenir de l'orientation angulaire de la cupule (16) par rapport à l'embase exté- rieure (10) et à la coupelle intérieure (25). 9. Cotyle d'essai ou implantable suivant l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la tête (30) de la vis (32) présente une surface d'extrémité concave (39) tandis que le sommet de l'insert définitif (38) présente un évide- ment (40) destiné à éviter que le sommet dudit insert (38) ne bute contre la tête (30) de la vis (32). 10. Outil de réglage et de fixation d'un cotyle d'essai ou implantable suivant l'une des revendications 1 à 9, comprenant une cloche hémisphérique (51) destinée à être engagée dans le cotyle et une tige axiale (50) portant ladite cloche, caractérisé en ce que ladite tige axiale est une tige tubulaire débouchant à une extrémité au sommet de la cloche et en ce que dans la tige tubulaire (58) est montée déplaçable en translation et en rotation, une tige (53) terminée par un embout (54) de forme correspondant à celle d'une empreinte ménagée dans l'or- gane (32) de liaison de l'embase extérieure (10) avec la coupelle intérieure, la- dite tige (53) portant à son autre extrémité un bouton de manoeuvre (55).