Brevet FR2793675A1 — publié le 20001124

JEU DE TIGES FEMORALES L'invention se rattache au secteur technique des implants orthopédiques notamment des tiges fémorales pour prothèses de hanche. On rappelle qu'une tige fémorale est destinée à être impactée dans le canal médullaire de l'os du fémur. L'extrémité proximale de la tige reçoit directement, ou d'une manière rapportée, une tête fémorale coopérant avec la cavité cotyloïdienne de l'os iliaque. Ces différents implants fémoraux, notamment ces différentes tiges fémorales, existent en version cimentée ou non cimentées. Il en résulte souvent, pour l'opérateur, un choix per opératoire entre une implantation cimentée ou non cimentée. En effet, l'opérateur ne peut pas toujours prévoir à l'avance si le cas d'arthroplastie à traiter peut permettre une implantation avec ou sans ciment. Il est donc important de pouvoir disposer de deux versions de tiges susceptibles d'être impactées avec ou sans ciment, cela avec la même instrumentation de râpes. Pour résoudre de tels problèmes, on a proposé de décliner les différentes gammes de tiges fémorales en deux versions avec ou sans ciment présentant une géométrie identique, correspondant à une gamme unique de râpes. Cependant, le résultat obtenu n'est pas toujours satisfaisant. En effet, cette correspondance de formes et de dimensions nuit à l'efficacité de chacune des tiges cimentée et non cimentée. Des - calculs théoriques corroborés par des essais cliniques ont démontré que les modes de fixation et de sollicitation d'un implant cimenté et d'un implant sans ciment sont différents. Par exemple, les arêtes ou autres aspérités qui sont nécessaires à la stabilité d'une tige sans ciment nuisent à l'entretien dans le temps d'une couche de ciment. Un autre risque potentiel d'altération du fourreau de ciment est l'adjonction à la tige fémorale d'un centreur distal qui est souvent proposé avec les tiges cimentées dont la géométrie est déterminée pour respecter une bonne épaisseur de ciment, mais qui nécessite toutefois l'utilisation d'un tel centreur. En conclusion, dans l'hypothèse où le praticien a un jeu de tiges fémorales identiques en forme et dimensions pour être impactées avec ou sans ciment en fonction du cas d'arthroplastie à traiter, soit la tige fémorale sans ciment présentera une bonne stabilité au détriment de l'homogénité et de la préservation du fourreau de ciment, soit la tige cimentée sera correctement centrée au détriment du remplissage diaphysaire minimal recherché avec une tige sans ciment. L'expérience clinique montre par ailleurs pour les tiges fémorales sans ciment qu'un revêtement total minimise les douleurs post-opératoires en optimisant la stabilité de l'implant alors qu'un revêtement métaphysaire limite la perte osseuse proximale aux dépens d'une stabilité immédiate souvent inférieure à celle d'une tige complètement revêtue. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sûre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est d'une part de donner la possibilité à l'opérateur de pouvoir utiliser, en fonction du cas d'arthroplastie à traiter, la même instrumentation de râpes, 5QË pour une tige conformée pour être impactée avec du ciment, soit pour une tige conformée pour être impactée sans ciment avec, dans tous les cas, un mode de fixation au ciment ou à l'os optimisé, et d'autre part, pour la version de tiges non cimentées, de combiner les avantages respectifs d'un revêtement total et d'un revêtement partiel grâce à l'application d'un revêtement à pouvoir ostéo-conducteur variable.. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un jeu de tiges fémorales qui comprend, pour une même taille, une tige agencée pour être impactée avec du ciment et une tige agencée pour être impactée sans ciment, la section transversale de chacune des tiges considérées au niveau métaphysaire notamment étant différente et déterminée pour permettre leur impaction avec une même râpe qui est identique en dimensions à la tige sans ciment dont la section transversale est déterminée pour assurer k remplissage métaphysaire, tandis que la section transversale de la tige cimentée est déterminée pour assurer à la fois sa stabilité et la mise en compression d'une couche régulière de ciment. Dans le cas de la tige cimentée, se pose le problème posé de mettre en compression le ciment en vue de minimiser les contraintes de cisaillement à l'interface tige / ciment. Dans ce but, la tige présente, dans sa partie métaphysaire, des évidements latéraux formés à partir du bord interne de la tige. Avantageusement, les bords supérieurs de chacun des évidements latéraux sont orientés d'environ 30' par rapport à l'horizontal. Les évidements latéraux sont parallèles et raccordés progressivement au bord externe de la tige, qui est arrondi. Pour résoudre le problème posé de centrer la tige dans le fût fémoral frontal sans contact avec les corticales sagittales diaphysaires, l'extrémité distale de la tige cimentée est cylindrique de face avec des pans coupés de profil. Dans le cas de la tige non cimentée, pour résoudre le problème posé d'un appui métaphysaire, quelle que soit la taille du fémur, la tige non cimentée présente un rapport de conicité métaphyse / diaphyse dans le plan frontal et dans le plan sagittal sensiblement constant quelle que soit la taille. Pour résoudre le problème posé d'augmenter la surface de contact entre la tige et l'os, la tige sans ciment présente, sur chacune de ses faces, des rainures. Pour résoudre le problème posé d'obtenir à la fois un effet anti- descente et un effet anti-rotation, au niveau métaphysaire, les rainures tant latérales qu'externes, sont orientées sensiblement perpendiculairement à l'axe principal de ladite partie métaphysaire tandis qu'en dessous de cette partie métaphysaire et sur la face interne, les rainures sont orientées sensiblement parallèles à l'axe principal de la tige. Ces rainures sont de longueur limitée pour éviter une fixation distale de l'implant et facilite son éventuelle extraction. Pour résoudre le problème posé d'éviter tout contact ponctuel sur les corticales distales, l'extrémité de la tige sans ciment est conique. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face de la tige fémorale cimentée - la figure 2 est une vue de côté selon la flèche F de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe transversale considérée selon la ligne 3-3 de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue de face de la tige fémorale non cimentée - les figures 5 et 6 sont des vues de côté considérées respectivement selon les flèches FI et F2 de la figure 4 ; - la figure 7 est, à une échelle plus importante, une vue de dessus correspondant à la figure 4 ; - la figure 8 est une vue en coupe transversale considérée selon la ligne 8-8 de la figure 4 ; - la figure 9 montre la superposition de la section de la tige cimentée et la section de la râpe de même taille correspondant à la section de la tige sans ciment. Selon l'invention, pour une même taille ou une même famille de prothèses de hanche, le jeu de tiges fémorales comprend une tige (1) agencée pour être impactée avec du ciment et une tige (2) conformée pour être impactée sans ciment. Les tiges (1) et (2), d'une même famille, présentent, notamment, des formes et sections différentes mais judicieusement détenninées pour permettre l'impaction desdites tiges avec la même râpe. La section transversale de la tige cimentée (1) est déterminée pour assurer à la fois sa stabilité et la mise en compression d'une couche régulière de ciment. Dans ce but, la partie métaphysaire de la tige (1) présente, d'une manière symétrique, des évidements latéraux (la -1b) formés à partir du bord interne (Ic) de la tige. Les bords supérieurs de chacun des évidements latéraux (la et lb) sont orientés d'environ 30' par rapport à l'horizontal. Comme le montre notamment la figure 3, ces évidements sont parallèles et raccordés par des rayons de courbure (Ial - Ibl) au bord externe (1d) de la tige qui est arrondi. Ce profil particulier de la partie métaphysaire de la tige (1) permet de mettre en compression le ciment en vue de minimiser les contraintes de cisaillement à l'interface tige / ciment. L'extrémité (le) de la tige prolongeant sa forme générale tronconique, est cylindrique avec des pans coupés (If et Ig) sur les faces antérieure et postérieure. Ces dispositions permettent une pose centrée de la tige dans le fùt fémoral frontal, sans contact avec les corticales sagittales diaphysaires. L'état de surface de l'ensemble de la tige (1) est poli pour limiter l'abrasion du ciment lors des micro-mouvements de l'implant sous charge. Ainsi définie, la section transversale métaphysaire de la tige cimentée (1) correspond à la section transversale d'une râpe de même taille correspondant elle-même à la section transversale métaphysaire de la tige sans ciment (2) (figure 8). La tige (2) présente, au niveau métaphysaire notamment, une conicité frontale et sagittale optimisée sur une forme moyenne d'un fémur droit et d'un fémur gauche avec un rapport de conicité métaphyse / diaphyse sensiblement constant quelle que soit la taille, afin d'obtenir un appui métaphysaire quelle que soit la taille du fémur. On renvoie à la figure 7 notamment. Au niveau proximal, la tige (2) présente un épaulement externe (2a) positionné selon une étude morphomètrique afin de s'appuyer au point d'inflexion de la corticale naturelle, pour augmenter la stabilisation de la tige en rotation, d'une part, en créant un effet de coin en enfoncement, d'autre part, par un appui sur une zone cortico-spongieuse solide. Selon une autre caractéristique, la tige (2) présente, sur chacune de ces faces latérales (2b et 2c) et sur sa face externe (2d), des rainures. Au niveau métaphysaire, les rainures tant latérales (2bl - 2cl) que frontales (2dl) sont orientées sensiblement perpendiculairement à l'axe principal X- X de la partie métaphysaire. Avantageusement, ces différentes rainures ont une section transversale en forme de V inversé. Ces rainures ou stries ont pour fonction de créer un effet anti-descente à l'ensemble de la tige fémorale. En dessous de la partie métaphysaire, les rainures (2e et 2f) des faces latérales de la tige et les rainures (2g) de sa face externe sont orientées sensiblement parallèlement à l'axe principal Y-Y' de la tige (2). Ces rainures longitudinales (2e - 2f - 2g) peuvent être établies sensiblement au niveau du tiers moyen et du tiers proximal de la tige (figures des dessins) ou sur la quasi totalité de la longueur de la partie diaphysaire. Ces différentes rainures longitudinales ont pour fonction de créer un effet anti-rotation. L'extrémité de la tige (2) est conique pour éviter tout contact ponctuel sur les corticales distales. La partie métaphysaire de la tige (2) présente notamment un double revêtement de titane pur haute rugosité d'épaisseur d'environ 200 microns et d'HAC d'épaisseur d'environ 100 microns. Sa partie diaphysaire présente : - soit une monocouche dHAC d'épaisseur 50 microns projetée sur un substrat à faible rugosité (2 microns environ) ; cette solution, associée à une diaphyse sans rainure, permet une fixation diaphysaire légère et provisoire permet une fixation diaphysaire légère et provisoire ; - soit une monocouche d'HAC d'épaisseur 100 microns projetée sur un substrat rugueux (6 microns environ) ; cette solution, associée à une diaphyse rainurée, permet une fixation diaphysaire plus forte et définitive. Les avantages ressortent bien de la description. REVENDICATIONS -1- Jeu de tiges fémorales, caractérisé en ce que, pour une même taille, il comprend : une tige (1) agencée pour être impactée avec du ciment et une tige (2) agencée pour être impactée sans ciment, la section transversale de chacune des tiges considérée au niveau métaphysaire notamment, étant différente et déterminée pour permettre leur impaction avec une même râpe qui est identique en dimensions à la tige sans ciment (2) dont la section transversale est déterminée pour assurer un parfait remplissage métaphysaire, tandis que la section transversale de la tige cimentée (1) est déterminée pour assurer à la fois sa stabilité et la mise en compression d'une couche régulière de ciment. -2- Jeu de tiges fémorales selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige cimentée (1) présente, dans sa partie métaphysaire, des évidements latéraux (la - lb) formés à partir du bord interne de ladite tige, pour mettre en compression le ciment en vue de minimiser les contraintes de cisaillement à l'interface tige / ciment. -3- Jeu de tiges fémorales selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bords supérieurs de chacun des évidements latéraux (la - lb) sont orientés d'environ 30' par rapport à l'horizontal. -4- Jeu de tiges fémorales selon la revendication 2, caractérisé en ce que les évidements latéraux (la - lb) sont parallèles et raccordés progressivement au bord externe (Id) de la tige (1) qui est arrondi. -5- Jeu de tiges fémorales selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité distale de la tige cimentée (1) est cylindrique de face avec des pans coupés de profil. -6- Jeu de tiges fémorales selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige non cimentée (2) présente un rapport de conicité métaphyse / diaphyse dans le plan frontal et dans le plan sagittal sensiblement constant quelle que soit la taille. -7- Jeu de tiges fémorales selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (2) sans ciment présente, sur chacune de ses faces des rainures. -8- Jeu de tiges fémorales selon la revendication 7, caractérisé en ce que au niveau métaphysaire, les rainures tant latérales (2b - 2c) qu'externes (2d), sont orientées sensiblement perpendiculairement à l'axe principal (x - x') de ladite partie métaphysaire tandis qu'en dessous de cette partie métaphysaire et sur la face interne, les rainures (2e - 2f - 2g) sont orientées sensiblement parallèles à l'axe principal (y - y') de la tige, lesdites rainures étant de longueur limitée. -9- Jeu de tiges fémorales selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de la tige sans ciment est conique. -10- Jeu de tiges fémorales selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie métaphysaire de la tige (2) présente notamment un double revêtement de titane pur haute rugosité d'épaisseur d'environ 200 microns et d'HAC d'épaisseur d'environ 100 microns, sa partie diaphysaire présentant une monocouche d'HAC d'épaisseur 50 microns projetée sur un substrat à faible rugosité, ou d'épaisseur 100 microns projetée sur un substrat rugueux.