Brevet FR2787992A1 — publié le 20000707

PROTHESE TIBIALE DU GENOU A ROTULE A DOUBLE INSERTS La présente invention concerne une endoprothèse du genou, du genre comportant une partie tibiale constituée d'une tige tibiale, destinée à être insérée par une extrémité dans le tibia du patient, et d'une plaque tibiale fixée à l'autre extrémité de la tige tibiale; un insert tibial disposé sur la plaque tibiale; et une partie fémorale constituée d'une tige fémorale et de condyles portés par la tige fémorale comportant chacun une première surface de glissement de forme correspondante à une seconde surface de glissement de l'insert tibial, les condyles étant séparés au moins partiellement par un intervalle intercondylien; les condyles et l'insert tibial coopérant par l'intermédiaire d'un organe de couplage, constitués par exemple d'un tourillon qui passe à travers l'insert tibial par une ouverture formée dans l'insert et qui est fixé à la partie tibiale; d'une tête de couplage, tête de couplage qui pénètre dans l'intervalle intercondylien et d'un axe de couplage, fixé aux condyles et pénétrant dans une ouverture de la tête de couplage, la partie fémorale pouvant ainsi pivoter par rapport à cet axe de couplage de manière à pouvoir passer d'une position déployée (extension totale du genou) à une position pliée (flexion à environ 120 du genou). Une prothèse du genou de ce genre est connue par exemple du document EP-0.791.343. Les prothèses du genou de ce genre présentent plusieurs inconvénients. L'insert tibial, en général en polyéthylène, est monté libre en rotation par rapport à la plaque tibiale (généralement métallique) de manière à permettre un jeu en rotation propre du fémur par rapport au tibia, cette rotation propre s'effectuant par l'intermédiaire des condyles (en général métallique) glissant sur les surfaces de glissement correspondantes de l'insert tibial. En position déployée (angle a de flexion du genou = 0 ) du genou, la rotation du fémur par rapport au tibia est bloquée par l'intermédiaire d'une liaison en butée des condyles sur l'insert en polyéthylène. Cependant, dès que le genou vient à être plié (a devient supérieur à 0 ), ce blocage est totalement relâché et le fémur peut donc subir des déplacements en rotation axiale très grands alors que le genou est à peine plié. Cela ne reproduit pas la réalité du genou anatomique et peut entraîner des coincements que l'on ne souhaite pas. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant une prothèse dans laquelle le verrouillage de la partie fémorale à la partie tibiale, lors du déplacement du genou jusqu'à une position totalement déployée du genou, s'effectue progressivement au cours de l'extension (déploiement) du genou. Cela est obtenu en prévoyant un élément de blocage progressif destiné à limiter le déplacement en rotation propre des condyles par rapport à la plaque tibiale à partir d'un angle O0 de flexion du genou déterminé à l'avance jusqu'à un angle nul, l'amplitude de déplacement en rotation propre allant en diminuant de cet angle xo jusqu'à une amplitude nulle (blocage total) pour l'angle nul (genou déplié). Suivant un perfectionnement avantageux de l'invention, cet élément de blocage progressif est constitué d'un second insert tibial monté fixe sur la plaque tibiale et dont la forme est telle que, en position étendue du genou, le second insert tibial fixe vient faire saillie dans un intervalle intercondylien formé entre les condyles et s'insère dans le siège formé par l'intervalle intercondylien de manière à bloquer toute rotation mutuelle latérale ou axiale du fémur par rapport au tibia et telle que lors de la sortie du second insert de son siège lors de la flexion du genou, il s'instaure entre les parois de l'intervalle intercondylien et le second insert un jeu progressif jusqu'à un angle de flexion (s0) déterminé à l'avance, à partir duquel les déplacements en rotation axiale sont libres. Suivant cet agencement particulier, on évite que l'insert tibial rotatif serve au blocage progressif des condyles et donc s'use aussi rapidement que dans le cas o l'élément de blocage fait partie intégrante de l'insert tibial, auquel cas l'insert tibial, qui est libre en rotation par rapport à la plaque tibiale subit des contraintes aussi bien due à la flexion qu'aux rotations axiales ou en varus/valgus. Maintenant, l'insert mobile ne subit plus de contrainte qu'en flexion, les contraintes en rotation axiale ou en varus/valgus, notamment en position bloquée, étant subies entièrement par le second insert tibial fixe. Suivant un perfectionnement de l'invention, on prévoit de rendre fixe l'organe de couplage par rapport à la plaque tibiale pour limiter encore plus les possibilités de rotation propre, et ainsi encore mieux bloquer en position déployée le fémur par rapport au tibia. La figure 1 est une vue en coupe latérale d'une prothèse de genou suivant l'invention, en position déployée. La figure 2 est une vue en perspective de la prothèse de la figure 1, également en position déployée. La figure 3 est une vue en perspective de la prothèse de la figure 2, en position pliée. Les figures 4a, 4b et 4c sont des vues, respectivement, de côté, de côté avant et en coupe A-A de l'insert fixe. A la figure 1, il est représenté une prothèse 1 du genou, constituée d'une partie 2 tibiale, d'une partie 3 de couplage et d'une partie 4 fémorale. La partie 2 tibiale comprend une tige 5 tibiale destinée à être insérée et fixée dans le canal médullaire du tibia et une plaque 6 tibiale portée par la tige 5 tibiale. La partie 4 fémorale comprend une tige 7 fémorale destinée à être insérée et fixée dans le fémur du patient et deux condyles 8, 9 de forme concave, les deux condyles 8, 9 étant séparés par un intervalle. La partie 3 de couplage est constituée d'une part d'un premier insert 11 tibial, d'un deuxième insert 12 tibial et d'un organe 13 de couplage. Le premier insert 11 tibial, qui est par exemple en polyethylene est disposé sur la plaque 6 tibiale de manière à être libre en rotation par rapport à un premier axe de rotation 14, sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de la tige 5 tibiale et légèrement décalé vers le côté antérieur du genou, par rapport à la tige 5 tibiale. Le premier insert 11 tibial, ou insert rotatif, comporte sur sa partie supérieure deux cavités dont les surfaces extérieures correspondent, de manière congruente, aux surfaces extérieures des condyles 8, 9. Le deuxième insert 12 tibial, également par exemple en polyéthylène, est monté fixe sur la plaque 6 tibiale, une saillie mâle 17 de la plaque tibiale étant introduite dans une cavité femelle formée dans la partie inférieure de l'insert 12 fixe, de manière à fixer l'insert 12 fixe vis-à- vis de la plaque 6 tibiale. En outre une vis 18 fixe par vissage l'insert à la saillie mâle 17. L'insert 12 fixe est mieux représenté aux figures 4a, 4b et 4c. Il comporte sur sa partie supérieure une crête 19 séparant la face supérieure en deux surfaces 20, 21 supérieures, qui sont chacune inclinées vers le bas en sens opposé. La crête 19 comporte trois tronçons 22, 23, 24 sensiblement en forme d'arcs de cercle dont les convexités sont altérnées, le tronçon de milieu 23 ayant sa convexité tournée vers le haut, tandis que les deux autres tronçons 22, 24 latéraux de la crête ont leurs convexités tournées vers le bas (de la figure). La surface supérieure 21 tournée vers l'insert 11 mobile a une forme incurvée symétrique, par rapport au plan des deux tiges 5 et 7 tibiale et fémorale à la figure 3, de manière à former deux surfaces de glissement pour les surfaces de glissement des condyles. L'organe 13 de couplage est constitué d'un tourillon 27 qui est monté, soit fixe en rotation, en ayant par exemple une section transversale du type 6-pans (non représentée aux figures) qui coopère avec les parois latérales de section transversale correspondante d'un évidement dans la tige 6 tibiale, soit rotatif dans un évidement de cette même tige 6 tibiale ayant par exemple une paroi latérale cylindrique circulaire. Le tourillon 19 traverse l'insert rotatif par une ouverture centrale de l'insert 11 rotatif, de sorte que le tourillon 27 forme l'axe de rotation de l'insert 11 rotatif. L'organe 13 de couplage comprend également une tête de couplage qui pénètre dans l'intervalle intercondylaire. Cette tête 25 de couplage comprend un évidemment 26 dans lequel pénètre un axe 28 de couplage, fixé de part et d'autre de l'intervalle intercondylien aux condyles 8, 9, l'axe de couplage transversalement perpendiculaire à l'axe de rotation de l'insert 11 rotatif et éventuellement du tourillon 19 est perpendiculaire à l'axe antéro-postérieur. La surface extérieure de l'axe 28 de couplage a, dans la partie se trouvant dans la tête de couplage, une forme sphérique et coopère avec une forme sphérique de l'évidemment de la tête de couplage. La partie 4 fémorale pivote, en flexion, par rapport à la partie 2 tibiale, suivant l'axe 28 de couplage, pour passer d'une position o le genou est étendu (fémur et tibia sensiblement parallèles, a = 0) à une position o le genou est fléchi au maximum (fémur et tibia formant un angle a 120 . En position étendue, les surfaces extérieures des condyles 8,9 viennent en butée sur la crête 19 de l'insert fixe qui l'immobilise, d'une part en rotation de flexion, en empêchant la poursuite de la flexion et d'autre part également en rotation axiale, la surface extérieure concaves des deux condyles 8, 9 du côté avant du genou recevant entre elles la partie en forme de crête de l'insert 12 fixe et venant buter contre elles dans leur mouvement en rotation axiale. Au fur et à mesure que le genou se plie, les surfaces extérieures des condyles 8, 9 du côté avant du genou, quittent leur coopération avec la crête 19 et la surface 21 extérieure, de sorte qu'un jeu progressif apparaît entre chaque condyle et sa partie de surface respective de la surface 21 extérieure. Ainsi le fémur peut progressivement avoir de nouveau un mouvement en rotation axiale. La forme des condyles et celle de la crête de l'insert fixe sont telles que la rotation axiale du fémur n'est libérée entièrement qu'au-delà d'un certain angle de flexion, par exemple ici 30 . Avant d'atteindre cet angle de flexion, la rotation axiale est limitée dans un domaine déterminée par les formes respectives de la crête et de la surface 21 extérieure, par exemple ici 10 pour O0 = 30 . On définit l'angle a comme étant l'angle formé entre l'axe longitudinal du fémur et celui du tibia, a pouvant varier de 0 (fémur et tibial parallèles, genou étendu) à 120 (angle maximal de flexion du genou). R E V E N D I C A T I ON S 1. Endoprothèse (1) du genou, comportant: - une partie (2) tibiale, constituée d'une tige (5) tibiale portant une plaque (6) tibiale, - un premier insert (11) tibial disposé sur la plaque (6) tibiale et, - une partie (4) fémorale, constituée d'une tige (7) fémorale, qui porte deux condyles (8, 9) ayant chacun une première surface de glissement coopérant, de manière congruente, avec une deuxième surface de glissement respective formée sur le premier insert (11) tibial, - un organe (3) de couplage destiné à coupler la partie (2) tibiale à la partie (4) fémorale pour permettre une flexion du fémur par rapport au tibia d'une position (a sensiblement = O) o le genou est étendu à une position (amax) o le genou est plié et inversement, caractérisée en ce que il est prévu un élément de blocage progressif destiné à limiter le déplacement en rotation latérale et en rotation propre des condyles (8, 9) par rapport à la plaque tibiale à partir d'un angle xo de flexion du genou déterminé à l'avance jusqu'à un angle nul, l'amplitude de déplacement en rotation propre allant en diminuant de cet angle co jusqu'à une amplitude nulle (blocage total) pour l'angle nul (genou déplié). 2. Endoprothèse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de blocage progressif est constitué d'un second insert (12) tibial monté fixe sur la plaque tibiale et dont la forme est telle que, en position étendue du genou, le second insert tibial fixe vient faire saillie dans un intervalle intercondylien formé entre les condyles (8, 9) et s'insère dans le siège formé par l'intervalle intercondylien de manière à bloquer toute rotation axiale du fémur par rapport au tibia et telle que lors de la sortie du second insert de son siège lors de la flexion du genou, il s'instaure entre les parois de l'intervalle intercondylien et le second insert un jeu progressif jusqu'à un angle de flexion (ao) déterminé à l'avance, à partir duquel les déplacements en rotation axiale sont libres. 3. Endoprothèse suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le second insert (12) tibial a une surface supérieure comportant une crête (19) et une surface (21) extérieure, et la forme des condyles (8, 9) du côté avant du genou sont telles, qu'en position étendue du genou, la crête (19) bloque en flexion, comme en rotation propre tout mouvement du fémur et qu'au fur à mesure que le genou se plie, un jeu progressif apparaît entre les condyles et la crête (19) et la face (21) extérieure, pour permettre une possibilité limitée en rotation propre jusqu'à un angle de flexion déterminé à l'avance et une libération totale au delà de l'angle de flexion déterminé à l'avance. 4. Endoprothèse suivant la revendication 2 ou 3 dans laquelle le premier insert (11) est monté rotatif par rapport à la plaque tibiale et le second insert (12) est monté fixe par rapport à la plaque tibiale. 5. Endoprothèse suivant l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle l'angle cO déterminé à l'avance est compris entre 20 et 40 , de préférence 30 . 6. Endoprothèse suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la crête (19) de l'insert (12) est constituée de trois tronçons (22, 23, 24) en forme d'arcs de cercle dont les convexités sont alternées, le tronçon de milieu (23) ayant sa convexité tournée vers le haut de manière à pouvoir pénétrer dans l'intervalle intercondylien, et la face (21) supérieure tournée vers l'insert (11) mobile a une forme incurvée pour former deux deuxièmes surfaces de glissement respective pour les premières surfaces extérieures de glissement des condyles (8, 9). 7. Endoprothèse suivant l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle l'organe de couplage est constitué d'un tourillon (27) et d'une tête (25) de couplage, le tourillon étant monté fixe en rotation ou rotatif dans la tige (5) tibiale, en traversant le premier insert (11) par une ouverture de l'insert, la tête (25) de couplage étant évidée pour recevoir un axe (28) de couplage fixé aux condyles et assurant la rotation en flexion du fémur par rapport au tibia.