Brevet FR2829688A1 — publié le 20030321

La présente invention concerne une prothèse totale d'articulation du coude. Les prothèses existantes de coude peuvent être classées en trois catégories, à savoir les prothèses dites"contraintes", les prothèses dites"non contraintes"et les prothèses dites"semi-contraintes". Dans les prothèses "contraintes", l'élément cubital est mobile par rapport à l'élément huméral seulement en pivotement autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de ces éléments. Ces prothèses ont pour inconvénient de présenter des problèmes de déscellement importants compte tenu des contraintes qu'elles génèrent au niveau des interfaces entre les éléments osseux et le ciment de scellement de ces éléments. Dans les prothèses"non contraintes", l'élément cubital n'est pas relié à l'élément huméral. Ces prothèses ont pour inconvénients de n'être utilisables que pour traiter des articulations à systèmes ligamentaires peu détériorés et de présenter des risques de luxation non négligeables. Dans les prothèses "semi-contraintes", les éléments osseux sont reliés l'un à l'autre au moyen d'une broche transversale mais avec un jeu permettant un pivotement de l'élément cubital par rapport à l'élément huméral autour de l'axe longitudinal de cet élément cubital. Ces prothèses restituent plus fidèlement le mouvement anatomique de l'articulation et présentent des risques de déscellement plus réduits que les prothèses "contraintes". Il apparaît toutefois que ces risques ne sont pas totalement éliminés et qu'un nombre de cas de déscellement non négligeable subsiste. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient essentiel. Son objectif principal est donc de fournir une prothèse de coude éliminant le risque de déscellement et pouvant être utilisée même avec un système ligamentaire détérioré. La prothèse qu'elle concerne comprend un élément huméral et un élément cubital reliés l'un à l'autre au moyen d'une broche, cette broche traversant des trous aménagés dans ces éléments. Selon l'invention, - la prothèse comprend des moyens de réglage de l'angle que forme l'axe de ladite broche avec l'axe longitudinal de l'élément huméral, et - l'élément cubital et la broche sont respectivement dimensionés et/ou conformés de telle sorte qu'il existe une laxité de l'élément cubital par rapport à la broche, ledit angle et ladite laxité étant tels qu'en position maximale de flexion de l'articulation, les axes longitudinaux des deux os sont sensiblement parallèles l'un à l'autre dans le plan frontal, c'est-à-dire dans le plan contenant les axes longitudinaux des deux os en position d'extension de l'articulation, et qu'en position d'extension maximale de l'articulation, ces axes forment entre eux un angle de valgus de zéro à huit degrés dans ce même plan. La prothèse selon l'invention permet ainsi que l'angle de valgus entre les deux os soit sensiblement nul en position de flexion maximale de l'articulation et que ce même angle de valgus puisse atteindre huit degrés, selon le patient traité, en position d'extension maximale de l'articulation. Il apparaît en effet que l'angle formé par l'axe longitudinal de l'humérus et l'axe longitudinal du cubitus varie dans le plan frontal, au cours du mouvement de l'articulation, entre les valeurs précitées. Dans la prothèse selon l'invention, l'orientation de la broche et/ou ladite laxité permettent de restituer cette variation de l'angle de valgus. De préférence, la position de la broche est réglée de manière à ce que l'axe de cette broche forme, dans ledit plan frontal, un angle de trois à sept degrés avec la perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'élément huméral. La prothèse selon l'invention combine ainsi un axe de pivotement "incliné" et ladite laxité de l'élément cubital, ce qui permet à la prothèse de restituer ladite variation de l'angle de valgus tout en conservant une laxité d'amplitude limitée. Cette amplitude limitée permet d'assurer un guidage suffisant du mouvement de l'avant-bras par rapport au bras le long de la course de mouvement de l'articulation. Avantageusement, lesdits moyens de réglage sont conformés pour permettre, à partir des mêmes éléments osseux de base, de régler ladite orientation de la broche en fonction de l'articulation à traiter. Cette prothèse est ainsi parfaitement adaptable à cette articulation à traiter. En particulier, la prothèse est en mesure d'être adaptée à une variation d'un angle de valgus de l'ordre de quatre degrés pour un patient de sexe masculin et de l'ordre de six degrés pour un patient de sexe féminin. Selon une posibilité de réalisation de l'invention, - l'élément huméral présente une chape dont les parois latérales sont percées de trous, et - lesdits moyens de réglage comprennent des paires de pièces de positionnement interchangeables, pouvant être mises en place dans ces trous, les deux pièces de positionnement d'une même paire définissant conjointement des alésages de réception de la broche selon l'orientation désirée. Les pièces de positionnement permettant l'obtention de cette orientation désirée sont ainsi sélectionnées et mises en place sur l'élément huméral pour adapter la prothèse à cette orientation. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, dans ce cas : - chaque paire de pièces de positionnement comprend une pièce de positionnement proximale et une pièce de positionnement distale, par rapport au sens d'insertion de la broche au travers de ces pièces ; la pièce de positionnement proximale comprend un épaulement permettant sa prise d'appui contre la face interne de la paroi latérale proximale de ladite chape, un alésage proximal taraudé et un alésage distal destiné à être traversé par la broche ; la pièce de positionnement distal présente un épaulement permettant sa prise d'appui contre la face interne de la paroi latérale distale de ladite chape et un alésage borgne ; et - la broche présente une zone filetée et des moyens pour l'entraînement en rotation de cette broche en vue du vissage de celle-ci ; en dehors de cette zone filetée, la broche est propre à être engagée étroitement dans ledit alésage distal de la pièce de positionnement proximale et dans ledit alésage borgne de la pièce de positionnement distale ; la zone filetée est propre à être vissée dans ledit alésage proximal taraudé de la pièce de positionnement proximale. Ce vissage de la broche dans ledit alésage proximal taraudé assure le montage des pièces de positionnement et de la broche dans la chape. Avantageusement, l'élément cubital comprend une pièce formant une tige médullaire et une tête d'articulation assemblée à cette pièce, cette tête d'articulation étant sélectionnée parmi une pluralité de têtes d'articulation susceptibles d'être assemblées à la pièce formant tige médullaire, chacune de ces têtes d'articulation présentant un alésage de diamètre et/ou de conformation adapté à l'orientation de la broche. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, dans ce cas, l'alésage de chaque tête d'articulation destiné à recevoir la broche présente une forme en deux tronc de cône coaxiaux communiquant l'un avec l'autre par le plus petit diamètre de ces troncs de cône ; ce plus petit diamètre est légèrement supérieur au diamètre de la broche et la pente de chacun de ces troncs de cône est déterminé en fonction des positions extrêmes de débattement de la tête d'articulation devant être obtenues. Les zones diamétralement opposées de chacune de ces parties d'alésage en tronc de cône forment ainsi des butées que rencontre la broche dans ces positions extrêmes de débattement de la tête d'articulation. Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de la prothèse qu'elle concerne. La figure 1 en est une vue en perspective ; la figure 2 est une vue en perspective de l'élément huméral qu'elle comprend ; la figure 3 est une vue en perspective d'une tête d'articulation que comprend son élément cubital ; la figure 4 est une vue en coupe transversale de cette tête d'articulation ; la figure 5 est une vue de côté de cette même tête ; la figure 6 est une vue en perspective de la pièce formant la tige médullaire dudit élément cubital ; les figures 7 à 9 sont des vues, respectivement en perspective et de côté selon deux angles différents, d'une pièce de positionnement que comprend la prothèse ; les figures 10 à 12 sont des vues, respectivement en perspective et de côté selon deux angles différents, d'une autre pièce de positionnement que comprend la prothèse ; la figure 13 est une vue partielle de la prothèse, en coupe et à échelle agrandie ; la figure 14 est une vue, dans le plan frontal, d'un humérus et d'une partie d'un cubitus dans lesquels est implantée la prothèse, en position de flexion maximale de l'articulation du coude, et la figure 15 est une vue similaire à la figure 14 de l'humérus, de la partie de cubitus et de la prothèse, en position d'extension maximale de l'articulation du coude. La figure 1 représente une prothèse totale 1 d'articulation du coude, qui comprend un élément huméral 2 et un élément cubital 3, et la figure 13 montre plus particulièrement que ces éléments 2 et 3 sont reliés l'un à l'autre, de manière pivotante, au moyen d'une broche 4. Comme cela apparaît sur la figure 2, l'élément huméral 2 comprend une tige médullaire 5 et une partie distale d'articulation 6. La tige médullaire 5 est destinée à être insérée dans le canal médullaire de l'humérus pour permettre la fixation de l'élément 2 à cet humérus 2. Cette fixation peut être réalisée au moyen d'un ciment de scellement ou par ostéogénèse. Dans ce deuxième cas, la tige 5 peut être recouverte d'un revêtement poreux, notamment en hydroyapatite de calcium. La partie distale articulation 6 présente deux joues parallèles 10 formant une chape. Chacune de ces joues 10 est percée d'un trou 11 en forme de segment de cercle, c'est-à-dire présente un méplat 12. L'élément cubital 3 est constitué par l'assemblage de la tête d'articulation 15 représentée sur les figures 3 à 5 et de la pièce 16 représentée sur la figure 6. La tête d'articulation 15 présente une forme aplatie et est traversée par un alésage 17 débouchant au niveau de ses faces latérales planes 18. Comme le montre la figure 4, l'alésage 17 est en forme de deux tronc de cône coaxiaux, d'axe formant un angle de quatre degrés avec la perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tête 15. Ces deux troncs de cône communiquent l'un avec l'autre au niveau du plan médian de la tête 15, par leur plus petit diamètre et ont une pente de quatre degrés. Ce plus petit diamètre est légèrement supérieur au diamètre de la broche 4, et il apparaît sur la figure 13 que la pente des troncs de cône permet une laxité de la tête 15, et donc de l'élément cubital 3, par rapport à l'élément huméral 2 entre des positions extrêmes de débattement définies par la venue en butée de la broche 4 contre les parois de la tête 15 qui délimitent ces troncs de cône. La tête 15 présente en outre un plot 20 en forme de cône morse et un téton 21 faisant saillie de la face destinée à être reliée à la pièce 16. Ainsi que le montre la figure 6, cette pièce 16 présente une partie effilée 22 et un plateau proximal 23. La partie effilée 22 forme une tige médullaire destinée à être insérée dans le canal médullaire du cubitus pour permettre la fixation de l'élément 3 à ce cubitus. De la même façon que précitée, cette fixation peut être réalisée au moyen d'un ciment de scellement ou par ostéogénèse, auquel cas la partie effilée 22 peut être recouverte d'un revêtement poreux, notamment en hydroyapatite de calcium. Le plateau 23 présente des dimensions adaptées à recevoir la tête 15. Deux cavités 24,25 aménagées au travers de lui et dans la base de la partie 22 débouchent dans sa face proximale. Ces cavités 24,25 ont des formes complémentaires respectivement de celle du plot 20 et du téton 21, et permettent, par insertion de ces derniers en elles, de réaliser un assemblage résistant de la tête 15 sur la pièce 16. En référence à la figure 13, il apparaît que, dans l'exemple représenté, l'axe de la broche 4 forme un angle de quatre degrés avec la perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'élément huméral 2 et que la prothèse 1 comprend également des pièces 30,31 de positionnement de cette broche 4 par rapport à l'élément huméral 2. La broche 4 présente, à une extrémité, une zone filetée et une cavité hexagonale 32 pour son entraînement en rotation en vue de son vissage. En référence aux figures 7 à 9 et 13, il apparaît que l'une des pièces de positionnement 30, dite"distale"par rapport au sens d'insertion de la broche 4 dans ladite chape, présente une partie de base 35 et une collerette 36. La partie de base 35 présente une forme correspondant à celle du trou 11 "distal" mais ayant des dimensions légèrement inférieures à celles de ce trou 11. Cette partie 35 peut ainsi être engagée étroitement dans ce trou 11, dans la position angulaire déterminée montrée sur la figure 13 ; cette position est définie par la coopération du méplat 12 de ce trou 11 avec le méplat 37 de la partie 35. La collerette 36 présente une face axiale "proximale" 38 inclinée et forme, avec la partie 35, un épaulement 39 permettant la prise d'appui de la pièce 30 contre la face interne de la joue 10"distale". Cette pièce 30 comprend en outre un alésage borgne central 40 pouvant recevoir étroitement la broche 4 comme le montre la figure 13. En référence aux figures 10 à 12 et 13, il apparaît que la pièce de positionnement "proximale" 31 présente une partie de base 45 et une collerette 46 conformées de manière identique à la partie de base 35 et à la collerette 36 en ce qui concerne le méplat 47, la face inclinée 48 de la collerette 46 et l'épaulement 49. La position angulaire déterminée de cette pièce 31 est telle que la face 48 est parallèle à la face 38, comme le montre la figure 13. La pièce 31 présente en outre un alésage proximal taraudé 50 aménagé dans la partie de base 45, destiné à recevoir la zone filetée de la broche 4 par vissage, et un alésage distal 51 délimité par la collerette 46, destiné à être traversé par la broche 4. Comme cela se déduit de la figure 13, l'engagement de la broche 4 dans les pièces 31 puis 30, et le vissage de cette broche 4 dans l'alésage 50, assure le montage des pièces 30,31 dans l'élément 2 et l'assemblage de la prothèse 1. La figure 14 montre que la laxité précitée de l'élément cubital 3 par rapport à l'élément huméral 2 permet à l'axe longitudinal du cubitus 100 de venir dans une position sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de l'humérus 101 lorsque l'articulation est en position maximale de flexion. La figure 15 montre que cette même laxité permet à l'axe longitudinal du cubitus 100 de venir former un angle de quatre degrés environ avec l'axe longitudinal de l'humérus 101 lorsque l'articulation est en position maximale d'extension. Entre la position maximale de flexion et la position maximale d'extension, les faces 38 et 48 des pièces 30 et 31 assurent un guidage suffisant du mouvement de l'avant-bras par rapport au bras. Ainsi qu'il apparaît de ce qui précède, l'invention apporte une amélioration déterminante à la technique antérieure, en fournissant une prothèse totale d'articulation du coude qui élimine le risque de déscellement des éléments 2,3 et qui peut être utilisée même avec un système ligamentaire détérioré. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation entrant dans le champ de protection défini par les revendications ci-annexées. Ainsi, l'orientation de la broche 4 peut être différente de quatre degrés dès lors que lesdits troncs de cône présentent des pentes permettant l'obtention des positions maximales de débattement recherchées. REVENDICATIONS 1 - Prothèse totale d'articulation du coude, comprenant un élément huméral (2) et un élément cubital (3) reliés l'un à l'autre au moyen d'une broche (4), cette broche (4) traversant des trous (12,17) aménagés dans ces éléments (2,3) ; prothèse (1) caractérisée - en ce qu'elle comprend des moyens (30,31) de réglage de l'angle que forme l'axe de ladite broche (4) avec l'axe longitudinal de l'élément huméral (2), et - en ce que l'élément cubital et la broche sont respectivement dimensionés et/ou conformés de telle sorte qu'il existe une laxité de l'élément cubital (3) par rapport à la broche (4), ledit angle et ladite laxité étant tels qu'en position maximale de flexion de l'articulation, les axes longitudinaux des deux os (100,101) sont sensiblement parallèles l'un à l'autre dans le plan frontal, c'est-à-dire dans le plan contenant les axes longitudinaux des deux os (100,101) en position d'extension de l'articulation, et qu'en position d'extension maximale de l'articulation, ces axes forment entre eux un angle de valgus de zéro à huit degrés dans ce même plan. 2-Prothèse selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la position de la broche (4) est réglée de manière à ce que l'axe de cette broche (4) forme, dans ledit plan frontal, un angle de trois à sept degrés avec la perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'élément huméral (2). 3 - Prothèse selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de réglage (30,31) sont conformés pour permettre, à partir des mêmes éléments osseux de base (2,3), de régler ladite orientation de la broche (4) en fonction de l'articulation à traiter. 4 - Prothèse selon la revendication 3, caractérisée en ce que : - l'élément huméral (2) présente une chape dont les parois latérales (10) sont percées de trous (12), et - lesdits moyens de réglage comprennent des paires de pièces de positionnement (30,31) interchangeables, pouvant être mises en place dans ces trous (12), les deux pièces de positionnement (30,31) d'une même paire définissant conjointement des alésages (40,50, 51) de réception de la broche (4) selon l'orientation désirée. 5 - Prothèse selon la revendication 4, caractérisée en ce que : - chaque paire de pièces de positionnement (30,31) comprend une pièce de positionnement proximale (31) et une pièce de positionnement distale (30), par rapport au sens d'insertion de la broche (4) au travers de ces pièces (30,31) ; la pièce de positionnement proximale (31) comprend un épaulement (49) permettant sa prise d'appui contre la face interne de la paroi latérale proximale (10) de ladite chape, un alésage proximal taraudé et un alésage distal destiné à être traversé par la broche (4) ; la pièce de positionnement distal présente un épaulement permettant sa prise d'appui contre la face interne de la paroi latérale distale (10) de ladite chape et un alésage borgne ; et - la broche (4) présente une zone filetée et des moyens pour l'entraînement en rotation de cette broche (4) en vue du vissage de celle-ci ; en dehors de cette zone filetée, la broche (4) est propre à être engagée étroitement dans ledit alésage distal (51) de la pièce de positionnement proximale (31) et dans ledit alésage borgne (40) de la pièce de positionnement distale (30) ; la zone filetée est propre à être vissée dans ledit alésage proximal taraudé (50) de la pièce de positionnement proximale (31). 6 - Prothèse selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que l'élément cubital (3) comprend une pièce (16) formant une tige médullaire et une tête d'articulation (15) assemblée à cette pièce (16), cette tête d'articulation (15) étant sélectionnée parmi une pluralité de têtes d'articulation susceptibles d'être assemblées à la pièce (16) formant tige médullaire, chacune de ces têtes d'articulation (15) présentant un alésage (17) de diamètre et/ou de conformation adapté à l'orientation de la broche (4). 7 - Prothèse selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'alésage (17) de chaque tête d'articulation (15) destiné à recevoir la broche (4) présente une forme en deux tronc de cône coaxiaux communiquant l'un avec l'autre par le plus petit diamètre de ces troncs de cône ; ce plus petit diamètre est légèrement supérieur au diamètre de la broche (4) et la pente de chacun de ces troncs de cône est déterminé en fonction des positions extrêmes de débattement de la tête d'articulation (15) devant être obtenues. 8 - Prothèse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la fixation des éléments osseux (2,3) est réalisée au moyen d'un ciment de scellement ou par ostéogénèse, auquel cas les parties médullaires effilées (5,22) de ces éléments (2,3) sont recouvertes d'un revêtement poreux, notamment en hydroyapatite de calcium.