Brevet FR2792826A1 — publié le 20001103

La présente invention a pour objet une prothèse totale de genou du type à charnière d'articulation entre son composant fémoral et son composant tibial. Comme on le sait, la reconstruction du genou après déstabilisation majeure (résection tumorale, reprises itératives...) impose l'utilisation d'implants plus contraints qu'à l'habitude, afin de restituer correctement la cinétique articulaire. L'utilisation initiale d'une charnière simple métal-métal a donné des résultats encourageants, mais malheureuse- ment l'amélioration potentielle de cette charnière avec mise en place d'un frottement métal-polyéthylène (prothèse de KOTZ) s'est soldée par d'importants déboires, dûs entre autres au fluage du polyéthylène. L'expérimentation d'autres modules prothétiques moins contraints, s'adaptant mieux à l'anatomie a entraîné d'autres complications telles que instabilité ou faillite mécanique majeure. En outre ce type d'implant n'a pas prouvé sa supériorité pour assurer une pérennité plus longue du scellement prothétique, et un meilleur confort du patient. Ainsi le brevet US 5 370 701 décrit une prothèse de genou contrainte à deux degrés de liberté autour de deux axes perpendiculaires. Une telle prothèse a une structure particulièrement complexe, sa tenue mécanique soulève des difficultés importantes et son prix de revient est particulièrement élevé, sans pour autant que sa durée de vie soit notable- ment plus longue que celle des prothèses connues du même type. L'invention a donc pour but de proposer une prothèse de genou du type contraint par charnière qui soit peu onéreuse, et qui en même temps assure une excellente résistance à l'usure permettant de lui procurer une durée de vie considérablement accrue par rapport aux prothèses connues dans le même type d'utilisation. La prothèse totale du genou du type visé par l'invention comporte un composant fémoral articulé par une charnière autour d'un axe transversal sur un composant tibial pourvu d'un plateau disposé sur un support d'ancrage osseux, ce plateau étant profilé afin de former pour le composant fémoral une butée en extension et un palier de contact pour les extrémités rotatives de la charnière solidaires du composant fémoral. Conformément à l'invention, le plateau tibial est monté avec un léger jeu antéro-postérieur par rapport à son support. Grâce à ce léger débattement, de l'ordre du mm environ, le plateau tibial, habituellement réalisé en une matière plastique appropriée telle que le polyéthylène, recule ou avance légèrement selon le mouvement de la partie fémorale. Du fait d'une moindre résistance mécanique, il en résulte donc une usure beaucoup plus faible que dans les prothèses connues du même type. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention, la surface du plateau tibial présente un palier semi-cylindrique d'articulation des extrémités de la charnière, ce palier facilitant l'entraînement du plateau tibial par la charnière du composant fémoral. L'association de cette amplitude importante du palier d'articulation et du degré de mobilité du plateau dans la direction antéro- postérieure permet un rattrapage automatique du jeu de la charnière, créé progressivement par l'usure du palier du plateau. En dehors du léger débattement du plateau, la prothèse ne comporte qu'un seul axe de liberté, constitué par l'articulation dans un plan frontal, du composant fémoral sur le composant tibial. On réalise ainsi une prothèse de structure tout à la fois simple et particulièrement résistante à I'usure donc de durée de vie considérablement accrue. Ces résultats avantageux peuvent s'expliquer par le fait que, selon des essais biomécaniques, I'association de la portée angulaire de la charnière sur le plateau tibial et du débattement de ce dernier diminue de % environ le taux d'usure du polyéthylène constitutif du plateau. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaî- tront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue en perspective à échelle légèrement agrandie d'une forme de réalisation de la prothèse totale de genou visée par l'invention. La figure 2 est une vue mi-coupe longitudinale miélévation suivant 2/2 de la figure 3 de la prothèse selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe partielle et élévation longitudinale de la prothèse dans la direction de la flèche K de la figure 2. La figure 4 est une vue en élévation latérale de la prothèse des figures 1 à 3. La figure 5 est une vue en coupe partielle et élévation suivant 5/5 de la figure 4. La prothèse totale de genou représentée aux dessins comporte un composant fémoral 1 articulé par une charnière 2 autour d'un axe transversal 3 sur un composant tibial 4 pourvu d'un plateau 5 en une matière plastique telle que le polyéthylène, disposé sur un support 6 du composant tibial 4. Le composant fémoral 1 comprend deux condyles 7, 8 réalisés monobloc avec une trochlée 9 et qui se prolongent par deux extrémités cylindriques latérales 11 constituant des extensions de part et d'autre d'un dégagement central 12. Les extrémités 1 1 enveloppent des manchons 13 traversés par l'axe 3, et sont articulées sur des surfaces de paliers 27 formés sur le plateau 5. L'axe 3 traverse également une saillie centrale 14 dont la base, qui est solidaire du support 6, est emboîtée dans un évidement correspondant 20 du plateau 5. Cet axe 3 peut être solidarisé en rotation avec le composant tibial 4 grâce à une vis 15 traversant la saillie 14 et dont l'extrémité vient se visser dans un trou complémentaire de l'axe 3 (figures 1 et 2). Le composant fémoral 1 comprend par ailleurs de manière connue en soi, une partie centrale cylindrique 16 dans laquelle vient s'engager l'extrémité d'une queue 10 d'ancrage fémoral pourvue d'un joint d'étanchéité 17. La queue 10 d'ancrage dans le canal médullaire du fémur (non représenté) est fixée de manière amovible au composant fémoral 1 par une vis 18 traversant par un trou 19 de la trochiée et venant se visser dans l'extrémité de la queue 10. De son côté le composant tibial 4 est pourvu d'une quille 21 adaptée pour venir s'introduire dans le canal médullaire du fémur, et qui peut être solidarisée ave le support 6 au moyen d'une vis 22 introduite par un trou correspondant 23 du plateau tibial 5. Le composant fémoral 1 est complété par une entretoise annulaire 24 enveloppant la queue entre la bague de centrage étanche 17 et la partie cylindrique 16. Le socle central 14 constituant la saillie précitée solidaire du support tibial 6 est pourvu sur chacun de ses deux côtés d'une glissière 25 s'étendant dans la direction antéro-postérieure, donc perpendiculairement à l'axe 3 d'articulation de la charnière. Ces glissières 25 coopèrent chacune à frottement glissant avec un profil complémentaire 26 du plateau 5, ménagé dans sa paroi qui entoure la base du socle 14. Les glissières 25 et les rampes associées 26 peuvent être inclinées sur la surface du plateau 5, par 2 o exemple en forme de queue d'aronde, comme visible à la figure 5. Elles sont réalisées de telle sorte qu'elles ne permettent qu'un glissement dans le plan antéro-postérieur, à l'exclusion de tout mouvement dans le plan sagittal. De plus le plateau 5 est monté sur son support 6 avec, vis-à-vis d'un butoir 30 du support 6, un léger jeu antéro- postérieur j (figures 2 et 5) qui peut avoir la valeur précédemment indiquée. Ainsi le plateau 5 peut se déplacer légèrement et progressivement sur son support 6, au fur et à mesure des mouvements d'articulation du genou du patient, d'une valeur maximum de débattement j. Par ailleurs la surface du plateau tibial 5 est convenable- ment profilée en correspondance avec le profil convexe des condyles latéraux 7, 8 afin de constituer pour ceux-ci et le composant fémoral 1 une butée en flexion. La surface du plateau 5 présente deux paliers latéraux semi-cylindriques 27 sur lesquels s'articulent les extrémités 11. Enfin la prothèse comporte avantageusement un jeu de plusieurs plateaux 5 d'épaisseurs e différentes, un plateau 5a d'épaisseur inférieure au plateau 5 étant représenté en trait mixte à la figure 4. L'assemblage de la prothèse qui vient d'être décrite s'effectue aisément et ne nécessite pas de description détaillée. Outre les avantages déjà mentionnés, cette prothèse présente les suivants: Grâce au léger débattement j d'avant en arrière autorisé pour le plateau 5, l'usure du polyéthylène constituant celui-ci, au niveau des surfaces des paliers 27 frottant sur les extrémités métalliques 11, est automatiquement rattrapée par les déplacements simultanés du plateau 5. - D'autre part la grande amplitude angulaire A des portées des paliers 27, très supérieure à celle des paliers réalisés jusqu'à présent sur les plateaux tibiaux, réduit considérablement l'usure des surfaces 27. Cette réduction d'usure combinée au rattrapage du jeu grâce à la latitude de débattement j du plateau 5 permet d'envisager un accroissement considérable de la durée de vie de la prothèse. En effet lors d'essais réalisés sur cette prothèse, après 1 million de cycles flexion-extension sur simulateur, aucun dommage particulier n'a été enregistré et aucun débris d'usure de polyethylène n'a été constaté. - Enfin le fait de prévoir un jeu de plusieurs plateaux 5 d'épaisseurs différentes présente l'avantage de permettre de régler la position du composant fémoral en extension par rapport au composant tibial 4 lorsque les condyles 7, 8 viennent en butée sur la surface du plateau 5. Théoriquement les axes du fémur et du tibia doivent être alignés dans une anatomie normale, lorsque le composant fémoral 1 vient en butée d'appui sur le plateau 5 (position voisine de celle représentée à la figure 4,). En pratique compte tenu de variations anatomiques d'un sujet à l'autre ou chez certains malades, cette venue en butée, qui assure un verrouillage de l'articulation en extension, n'est atteinte qu'à un angle déterminé entre les axe fémoraux et tibiaux, par exemple 10 en hyper extension (ou recurvatum) ou avec un angle de quelques degrés en flexion (flessum). Les épaisseurs et les profils des plateaux 5 du jeu prévu par l'invention peuvent varier, et constituent donc un moyen de verrouillage passif et de réglage des butées en hyper extension et flexion du sujet lorsque ce dernier ne dispose plus à cet effet des moyens musculaires naturels. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi les glissières 25 et les rampes 26 peuvent avoir un profil quelconque et pourraient être remplacées par tout autre moyen équivalent permettant d'assurer un léger débattement antéro-postérieur au plateau 5. REVENDICATIONS 1. Prothèse totale de genou, comportant un composant fémoral (1) articulé par une charnière (2) autour d'un axe transversal (3) sur un composant tibial (4) pourvu d'un plateau (5) disposé sur un support (6) d'ancrage osseux, ce plateau étant profilé afin de former pour le composant fémoral une butée en extension et comportant des paliers (27) d'articulation des extrémités rotatives (11) de la charnière (2) solidaire du composant fémoral, caractérisée en ce que le plateau tibial est monté avec un léger jeu antéro-postérieur (j) par rapport à son support (6). 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support (6) du plateau tibial (5) comprend un socle (14) formant la base de la charnière (2), disposé dans un évidement correspondant (20) du plateau tibial (5) et muni de glissières latérales (25) parallèles et orientées dans la direction antéro-postérieure, coopérant avec des rampes correspondantes (26) agencées dans la paroi de l'évidement (20) du plateau, lequel est dimensionné pour lui permettre un léger jeu (j) par rapport au support (6) par coulissement sur les glissières. 3. Prothèse selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un jeu de plusieurs plateaux (5, 5a...) d'épaisseurs (e) c différentes, constituant des butées réglables du composant fémoral (1) en extension.