Brevet FR2793676A1 — publié le 20001124

La présente invention a pour objet une prothèse totale de genou du type à charnière modulaire d'articulation entre son composant fémoral et son composant tibial, dont les indications sont les suivantes : tumeurs osseuses, reprise d'arthroplastie, destruction articulaire avec insuffisance ligamentaire sévère. 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 malheureusement 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, dus 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 de 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 5.377.101 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 notablement plus longue que celle des prothèses connues du même type. On a donc proposé une prothèse totale de genou dans laquelle, la charnière étant articulée autour d'un axe transversal sur un composant tibial pourvu d'un plateau disposé sur un support d'ancrage osseux, ce plateau est profilé afin de former pour le composant fémoral une butée en extension comportant des paliers d'articulation des extrémités rotatives de la charnière solidaire du composant fémoral. 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 millimètre 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. Complémentairement, l'association de ce degré de mobilité du plateau dans la direction antéro-postérieure et d'une amplitude importante des paliers semi-cylindriques d'articulation des extrémités de la charnière, permet un rattrapage automatique du jeu de la charnière, créé progressivement par l'usure du palier du plateau. On réalise ainsi une prothèse de structure tout à la fois simple et particulièrement résistante à l'usure, donc de durée de vie considérablement accrue . En effet les essais ont permis d'établir que l'association de la portée angulaire de la charnière sur le plateau tibial et du débattement de ce dernier diminue de 80% environ le taux d'usure du polyéthylène constitutif du plateau. Le composant fémoral est muni d'une quille d'ancrage intramédullaire fixée de manière amovible audit composant par une vis traversant une trochlée de celui-ci et vissée dans un trou taraudé de ladite quille; de son côté le composant tibial est pourvu d'une quille d'ancrage intramédullaire fixée de manière amovible audit support par une vis traversant ce dernier et vissée dans un trou taraudé de ladite quille. Par ailleurs la quille (ou queue) intramédullaire fémorale est enveloppée par un manchon de comblement osseux qui s'étend entre la base de la quille et les condyles fémoraux, et sur une certaine longueur vers l'extrémité opposée de la quille jusqu'à une bague de centrage et d'étanchéité. Ce manchon peut être constitué en deux parties à peu près symétriques et maintenues assemblées à la quille intramédullaire par des bagues élastiques (clips). Les prothèses à charnière de ce type sont soumises à des contraintes mécaniques très élevées. La modularité de la prothèse connue décrite ci-dessus est une solution intéressante, mais en contrepartie elle entraîne des problèmes mécaniques, notamment des risques de dévissage des vis d'ancrage des quilles intramédullaires. En cas de dévissage, une intervention chirurgicale de reprise devient nécessaire. L'invention a donc pour but de munir la prothèse de moyens s'opposant à tout dévissage intempestif des vis de fixation des quilles d'ancrage intramédullaires. Conformément à l'invention, l'une au moins des deux vis d'ancrage intramédullaire précitées est munie de moyens anti-dévissage. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, lesdits moyens anti-dévissage comportent un bouchon creux tubulaire en matière plastique, dimensionné pour pouvoir être introduit dans le trou de réception de la vis, et dans lequel cette dernière peut être vissée, en écrasant la matière plastique entre la vis et le taraudage du trou. Ainsi lors du vissage, la vis d'ancrage vient déformer ce bouchon. La matière plastique constitutive de celui-ci flue alors entre la vis et le taraudage, et constitue ainsi un système de freinage bloquant le dévissage. Un tel dispositif s'oppose efficacement à tous risques de dévissage dû aux chocs ou aux vibrations subies par le patient. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront 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 éclatée à échelle réduite d'une forme de réalisation de la prothèse totale de genou conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en perspective partielle à échelle légèrement agrandie de la prothèse totale de genou de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe partielle et élévation longitudinale de la prothèse assemblée de la figure 1. La figure 4 est une vue en élévation latérale de la prothèse de la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale partielle à échelle agrandie d'une vis de fixation d'une quille de la prothèse des figures 1 à 3 et de son bouchon anti-dévissage, ainsi que des pièces dans lesquelles la vis et le bouchon sont insérées. La figure 6 est une vue en élévation latérale, dans la direction de l'axe d'articulation du composant fémoral sur le composant tibial, de la prothèse des figures 1 à 5. La figure 7 est une vue en coupe partielle et élévation suivant 7/7 de la figure 6. 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 11 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, un plot cylindrique 16 dans lequel vient s'engager l'extrémité d'une queue ou quille 10 pourvue d'une bague de centrage étanche 17, fixée à un emplacement déterminé sur la quille 10, par exemple au moyen de vis 40 (figure 4). La quille 10 d'ancrage dans le canal médullaire du fémur est introduite par sa base dans le plot cylindrique 16 solidaire des condyles 7, 8 et de la trochlée 9 et fixée à ceux ci, de manière amovible, par une vis 18. Cette dernière comporte une tête 18a saillant radialement d'une tige filetée 18b qui peut venir se visser dans un trou taraudé 42 agencé axialement dans la base de la quille 10. La vis 18 peut être mise en place à travers un trou 19 de la trochlée 9. Un agencement tout à fait similaire à celui qui vient d'être décrit pour la fixation avec anti-dévissage de la quille fémorale 10 peut être réalisé pour la fixation d'une quille tibiale 21 d'ancrage intramédullaire dans le tibia du composant tibial 4, au moyen d'une seconde vis 18. La description de cet agencement anti-dévissage est faite ci- après particulièrement en référence à la figure 5, et s'applique aussi bien à la fixation de la quille fémorale 10 qu'à celle de la quille tibiale 21, bien que l'orientation de la figure 5 corresponde à la vis de la quille tibiale 21. Afin d'empêcher tout dévissage intempestif de la vis de fixation 18 consécutif à des chocs ou à des vibrations, des moyens d'anti-dévissage sont prévus qui comportent, dans le mode de réalisation représenté, un bouchon creux tubulaire 43 en une matière plastique appropriée telle que le polyéthylène. Ce bouchon 43 est dimensionné pour pouvoir être introduit dans les trous 42 de réception de la vis 18 formés dans la quille fémorale 10 et dans la quille tibiale 21, avant insertion de la vis. Afin de faciliter cette mise en place, le bouchon tubulaire 43 comprend un fond plein 44 tandis que son extrémité opposée est ouverte pour autoriser l'introduction de la tige filetée 18b dans ce bouchon 43. Ainsi le fond plein 44 fournit un appui pour une broche (non représentée) d'introduction du bouchon 43 dans le trou taraudé 42. Le fond 44 a une épaisseur axiale choisie pour que l'extrémité de la vis 18 reste distante de ce fond d'un écart déterminé e (figure 5) lorsque, après vissage dans le bouchon 43, la vis 18 vient par sa tête 18a en butée sur un épaulement annulaire 45 d'arrêt, formé dans l'orifice d'introduction 19 de la trochlée 9 et du support 6. Avantageusement, l'extrémité 18C de la tige filetée 18b de la vis est conique, afin de faciliter son introduction dans le bouchon 43, et la tête 18a comporte une empreinte 18d pour l'insertion d'un outil de vissage non représenté. Le support 6 du plateau 5 est réalisé avec une épaisseur suffisante pour que la tête 18a de la vis correspondante 18 puisse y être entièrement noyée en fin de vissage (figure 3). Un tel agencement évite de devoir percer le plateau tibial 5 d'un trou de passage de la vis 18. Une fois le bouchon 43 mis en place dans le trou 42, dont la longueur peut être supérieure à celle du bouchon 43, la vis 18 est introduite dans le trou 42. Le vissage est poursuivi jusqu'à ce que la tête 18a vienne en butée contre l'épaulement 45, tandis que la matière plastique du bouchon 43 est écrasée par le filetage de la tige 18b entre celle-ci et le taraudage du trou 42 (figure 5). Le vissage provoque un fluage de la matière plastique entre la vis 18 et le taraudage du trou 42, constituant un frein bloquant tout dévissage. Le composant fémoral 1 comprend, outre la quille intramédullaire 10, un manchon 24 de comblement osseux enveloppant la quille 10 entre la bague d'étanchéité 17 et le plot 16. Le rôle de cet élément de comblement 24 est le suivant. Lors de l'utilisation de la prothèse dans le cas de tumeur fémorale, le chirurgien est amené à couper et à enlever la partie fémorale pathologique. L'extrémité supérieure saine du fémur (non représentée) vient prendre appui sur la bague d'étanchéité 17 placée sur la quille 10. Il est alors important de venir combler la partie fémorale réséquée pour deux raisons : - pour une raison esthétique, afin d'éviter un creux visible sur la jambe du patient, - pour que le quadriceps en glissant sur la prothèse, ne puisse pas venir se coincer sous la partie supérieure de l'implant fémoral 1, c'est à dire se placer sous les condyles 7, 8 et la trochlée 9. C'est donc la raison pour laquelle cet espace laissé libre par la résection du fémur, est comblé par le manchon 24. Or, il est très difficile pour le chirurgien de réaliser une coupe précise de la partie fémorale. Un manchon de comblement d'une longueur préfixée, comme utilisé jusqu'à présent, pose les problèmes suivants : - Soit le manchon est trop court, lorsque la coupe fémorale est plus importante que prévue, et il peut alors se déplacer librement entre l'implant fémoral 1 et la bague d'étanchéité 17. - Soit le manchon est trop long et il faut alors tenter de le recouper afin de l'ajuster à la longueur exacte voulue, ce qui est particulièrement malaisé. C'est pourquoi le manchon 24 est muni de moyens de réglage en longueur pour permettre de l'ajuster à la longueur effective entre la base de la quille 10, c'est à dire la base du plot cylindrique 16, et la bague de centrage 17. Dans la réalisation représentée, ces moyens de réglage comprennent un trou taraudé 47 agencé longitudinalement dans le corps du manchon 24, ainsi traversé de part en part, ainsi qu'une vis 48 adaptée pour venir se visser dans le trou 47 sur une profondeur appropriée. Cette profondeur est choisie de manière que lorsque la vis 48 est complètement vissée dans le corps 24, avec uniquement sa tête 49 qui en fait saillie, la longueur totale du corps du manchon 24 et de la partie de la vis 48 saillant à l'extérieur du corps soit inférieure à la longueur L entre la base de la quille 10 et la bague 17. Aux figures 3 et 4 on a représenté le manchon 24 avec la vis 48 en position moyenne à l'intérieur du manchon. Sa tête 49 est profilée pour coopérer avec un outil de vissage non représenté. En fonction de la longueur effective L, le chirurgien effectue un ajustement de la longueur totale du corps 24 et de la partie de la vis 48 saillant à l'extérieur du corps ; cet ajustement est réalisé par vissage ou dévissage de la vis 48, de façon que la tête 49 vienne affleurer la bague 17. La tige 51 est filetée sur au moins une partie de sa longueur tandis que le trou longitudinal 47 est taraudé sur la plus grande partie de sa longueur. Le manchon 24 est réalisé monobloc, et non en deux parties complémentaires comme selon la technique antérieure. La tige 51 de la vis 48 est cylindrique, donc creuse, puisqu'elle doit envelopper la quille intramédullaire 10. Le manchon 24 et sa vis 48 sont réalisés en une matière plastique appropriée tel que le polyéthylène. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi tous moyens de réglage en longueur du manchon de comblement 24, autres que la vis 48, peuvent être envisagés dans le cadre de l'invention. Le socle central 14 constituant la saillie 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 laxe 3 d'articulation de la charnière. Ces glissières 25 coopèrent chacune à frottement glissant avec un profil complémentaire 26 (Figure 7) 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 exemple en forme de queue d'aronde, comme visible à la figure 7. 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 (figure 6) 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 convenablement 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 6. L'assemblage de la prothèse qui vient d'être décrite s'effectue aisément et ne nécessite pas de description détaillée. 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 solidaire du composant fémoral, - ce dernier étant muni d'une quille (10) d'ancrage intramédullaire fixée de manière amovible audit composant par une vis (18) traversant une trochlée (9) de celui-ci et vissée dans un trou taraudé (42) de ladite quille, - et le composant tibial (4) étant pourvu d'une quille (21) d'ancrage intramédullaire fixée de manière amovible audit support par une vis (18) traversant ce dernier et vissée dans un trou taraudé (42) de ladite quille, caractérisée en ce que l'une au moins des deux vis (18) précitées est munie de moyens anti-dévissage (43). 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens anti-dévissage comportent un bouchon creux tubulaire (43) en matière plastique, dimensionné pour pouvoir être introduit dans le trou (42) de réception de la vis (18), et dans lequel cette dernière peut être vissée, en écrasant la matière plastique entre la vis et le taraudage du trou. 3. Prothèse selon la revendication 2, caractérisée en ce que le bouchon tubulaire (43) comprend un fond plein (44) tandis que son extrémité opposée est ouverte, ce fond fournissant un appui pour une broche d'introduction du bouchon dans le trou taraudé (42). 4. Prothèse selon la revendication 3, caractérisée en ce que le fond (44) du bouchon (43) a une épaisseur axiale choisie pour que l'extrémité (1 8c) de la vis (18) reste distante de ce fond d'un écart déterminé(e) lorsque, après vissage dans le bouchon, la tête (1 8a) de la vis vient en butée. 5. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'extrémité (1 8c) de la vis (18) est conique. 6. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le support (6) a une épaisseur suffisante pour que la tête (18a) de la vis (18) puisse y être entièrement noyée en fin de vissage, de sorte que le plateau tibial (5) n'est percé d'aucun trou de passage de la vis. 7. Prothèse selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que le (ou les) bouchon(s) (43) d'anti-dévissage est (sont) en polyéthylène.