Brevet FR2832309A1 — publié le 20030523

TIGE FEMORALE POUR PROTHESE DE HANCHE La présente invention concerne les tiges fémorales pour prothèses de hanche, et plus particulièrement les tiges fémorales comportant, en partie mâle de la rotule cotyloïdienne destinée à remplacer la tête de fémur endommagée suite par exemple à une maladie, un accident, etc., une tête hémisphérique en un matériau comme une céramique ou analogue. Il est tout d'abord rappelé que certaines têtes hémisphériques de rotules cotyloidiennes pour prothèses de hanche sont réalisées en matériau métallique, d'autres en céramique ou analogue, alors que les pattes de prothèses aptes à être implantées dans le canal médullaire du fémur et sur lesquelles les têtes hémisphériques doivent être adaptées, sont réalisées en matériau métallique. En conséquence, si l'adaptation d'une tête hémisphérique de rotule cotyloïdienne en matériau métallique sur une patte fémorale ne pose pas de problèmes techniques majeurs, il n'en est pas de même pour les têtes hémisphériques en céramique ou analogue. Cependant, comme les têtes de prothèses en céramique présentent des avantages par rapport aux têtes métalliques, des solutions ont été recherchées pour résoudre les problèmes d'adaptation de ces têtes sur les pattes fémorales métalliques. Parmi les solutions qui ont donné de bons résultats, on peut par exemple citer la réalisation décrite dans le FR-A-2 580 170. Dans ce document, il est décrit une tige fémorale pour prothèse de hanche, comprenant une patte de prothèse comportant deux extrémités respectivement distale et proximale, cette patte étant apte à être implantée dans le canal médullaire d'un fémur par sont extrémité distale, sont extrémité proximale demeurant en dehors dudit canal étant conformée en tronc de cône, un manchon comportant, d'une part un logement en creux en forme de tronc de cône sensiblement complémentaire de l'extrémité proximale de la patte de prothèse de façon que ce manchon puisse être emmanché sur cette extrémité proximale par emboîtement conique mâle-femelle, et d'autre part une surface extérieure de forme cylindrique, la surface extérieure cylindrique étant bordée à une extrémité par un anneau d'épaulement défini dans un plan perpendiculaire à l'axe du logement en tronc de cône, et une calotte hémisphérique comportant une cavité cylindrique de forme sensiblement complémentaire de la surface extérieure cylindrique du manchon, la cavité débouchant par un méplat réalisé sur la calotte, ce méplat étant apte à reposer sur l'anneau d'épaulement du manchon. Dans la réalisation selon ce document, la liaison entre la calotte et le manchon est obtenue par une soudure ou analogue. Or, malgré toutes les précautions qui peuvent être prises lors de la fabrication de ces prothèses, ce type de liaison ne permet pas toujours de compenser, par exemple, les différences de tolérances d'usinage et, par sécurité, il faut éliminer un nombre relativement important de prothèses ainsi réalisées afin de ne pas faire courir le moindre risque aux patients sur lesquels peuvent être implantées ces prothèses. La présente invention a donc pour but de réaliser une tige fémorale pour prothèse de hanche, dans laquelle, notamment dans le cas où elle comporte une tête hémisphérique en céramique ou analogue, la nature de la liaison entre cette tête hémisphérique et la patte fémorale permet de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus des tiges de prothèses similaires de l'art antérieur. Plus précisément, la présente invention a pour objet une tige fémorale pour prothèse de hanche, comprenant : une patte de prothèse comportant deux extrémités respectivement distale et proximale, ladite patte de prothèse étant apte à être implantée dans le canal médullaire d'un fémur par son extrémité distale, son extrémité proximale demeurant en dehors dudit canal étant conformée en tronc de cône, un insert d'une forme générale de révolution autour d'un axe, ledit insert comportant, d'une part un logement en forme de tronc de cône creux sensiblement complémentaire de l'extrémité proximale de la patte de prothèse de façon que ledit insert puisse être emmanché sur cette extrémité proximale par emboîtement conique mâle-femelle congruent, et d'autre part une surface extérieure cylindrique de diamètre d'une valeur 1, ladite surface extérieure cylindrique étant bordée par un anneau d'épaulement de façon que ladite surface extérieure cylindrique soit en saillie par rapport à cet anneau d'épaulement, une calotte hémisphérique comportant une cavité cylindrique de diamètre d'une valeur (D2, la cavité cylindrique débouchant sur un méplat réalisé sur la calotte hémisphérique, ce méplat étant apte à reposer sur l'anneau d'épaulement de l'insert, la valeur C2 étant supérieure à la valeur (DI, la profondeur de la cavité cylindrique étant supérieure à la hauteur de la surface extérieure cylindrique de l'insert prise à partir de l'anneau d'épaulement, et une gaine en un matériau élastiquement compressible et extensible interposée au moins partiellement au contact de la paroi de la cavité cylindrique de la calotte hémisphérique et de la surface extérieure cylindrique de l'insert, caractérisée par le fait que ledit insert comporte, sensiblement à la seconde extrémité de sa paroi extérieure cylindrique opposée à la première extrémité qui est bordée par l'épaulement, une couronne annulaire définie sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe dudit insert, ladite couronne annulaire ayant un diamètre extérieur d'une valeur égale à Os. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lequel : La figure unique représente, vu en coupe longitudinale, un mode de réalisation d'une partie d'une tige fémorale pour prothèse de hanche selon l'invention. Le Demandeur tient à préciser que la figure représente un mode de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette invention. Il précise en outre que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte"au moins un"élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Il précise aussi que, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comportent plusieurs éléments de fonction identique et que si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant"au moins un"de ces éléments. Dans son principe général, la tige fémorale pour prothèse de hanche objet de l'invention est bien connue, notamment décrite dans le document référencé cidessus. Elle comporte notamment une patte de prothèse 1 comprenant deux extrémités respectivement distale 2 et proximale 3, la patte de prothèse étant apte à être implantée dans le canal médullaire d'un fémur par son extrémité distale 2, son extrémité proximale 3 demeurant en dehors du canal étant conformée en tronc de cône 4, un insert 5 d'une forme générale de révolution autour d'un axe 9, l'insert comportant, d'une part un logement 6 en forme de tronc de cône creux sensiblement complémentaire de l'extrémité proximale 3 de la patte de prothèse 1 de façon que l'insert puisse être emmanché sur cette extrémité proximale par emboîtement conique mâle-femelle congruent, et d'autre part une surface extérieure cylindrique 7 de diamètre d'une valeur Ci. Cette surface extérieure cylindrique est bordée par un anneau d'épaulement 8 de façon qu'elle soit en saillie par rapport à cet anneau d'épaulement. La tige comporte aussi une calotte hémisphérique 20, de préférence en céramique ou analogue, comportant une cavité cylindrique 21 de diamètre d'une valeur Os. la cavité cylindrique débouchant sur un méplat 22 réalisé sur la calotte hémisphérique, ce méplat étant apte venir à reposer sur l'anneau d'épaulement 8 de l'insert, la valeur (D2 étant supérieure à la valeur (DI, la profondeur de la cavité cylindrique 21 étant en outre déterminée de façon qu'elle soit supérieure à la hauteur de la surface extérieure cylindrique 7 de l'insert 5 prise à partir de l'anneau d'épaulement 8. La patte de prothèse comporte aussi une gaine 23 en un matériau élastiquement compressible et extensible interposée au moins partiellement au contact de la paroi de la cavité cylindrique 21 de la calotte hémisphérique 20 et de la surface extérieure cylindrique 7 de l'insert 5. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'insert 5 comporte, sensiblement à l'extrémité de la paroi extérieure cylindrique 7 de l'insert opposée à la première extrémité 28 qui est bordée par l'épaulement 8, une couronne annulaire 24 définie sensiblement dans un plan 25 perpendiculaire à l'axe 9 de l'insert et d'un diamètre extérieur d'une valeur égale à dz De cette façon, quand la surface extérieure cylindrique 7 est enfichée dans la cavité cylindrique 21, l'insert est parfaitement centré par rapport à la cavité. De plus, la présence de cette couronne annulaire 24 confère une bonne rigidité et bonne solidité à l'ensemble "insert-calotte"- Selon une réalisation avantageuse, la gaine 23 est réalisée en un matériau apte à créer une liaison adhésive entre la surface extérieure cylindrique 7 de l'insert 5 et la paroi de la cavité cylindrique 21 de la calotte hémisphérique 20, par exemple une colle à base de silicone ou analogue, qui est biocompatible. La tige comporte en outre une cuvette annulaire 26 réalisée dans l'anneau d'épaulement 8 en entourant la surface extérieure cylindrique 7 de l'insert 5, et des moyens 30 de mise en communication fluidique de la cuvette 26 avec l'espace 34 compris entre la paroi de la cavité cylindrique 21 de la calotte hémisphérique 20 et la surface extérieure cylindrique 7 de l'insert 5, pour permettre l'écoulement de la colle comme il sera explicité ci-après. Dans le but surtout d'éviter un point de rupture et/ou de faiblesse entre le fond de la cuvette et la paroi extérieure cylindrique 7 de l'insert, ces moyens 30 de mise en communication de la cuvette avec l'espace compris entre la paroi de la cavité cylindrique de la calotte hémisphérique et la surface extérieure cylindrique de l'insert comportent un pan coupé annulaire 31 reliant la paroi extérieure cylindrique de l'insert et le fond de la cuvette. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, dans le but de prévenir une destruction, par cisaillement, de la couche de colle contenue dans la cuvette 26, la profondeur de la cuvette 26 est déterminée de façon qu'elle soit supérieure à la demi-valeur de la différence entre dz et (DI, alors que cette différence est relativement faible puisque la couche de colle, dans l'espace 34, n'est soumise qu'à des forces compression. Dans une réalisation avantageuse, la tige fémorale comporte en outre des moyens 32 de mise en communication de l'espace 35 compris entre la seconde extrémité 29 de l'insert et le fond 27 de la cavité cylindrique 21, avec l'espace 34 compris entre la paroi de la cavité cylindrique 21 et la surface extérieure cylindrique 7 de l'insert 5, pour permettre à la colle de s'écouler de cet espace 35 vers l'espace 34. Ces moyens 30 sont constitués par exemple par une ou plusieurs rainures réalisées dans la couronne annulaire 24. La présente invention concerne aussi un procédé pour réaliser une tige fémorale comme décrite ci-dessus. Ce procédé consiste à disposer un volume déterminé de colle dans le fond 27 de la cavité cylindrique 21 de la calotte hémisphérique 20, sous forme par exemple d'une goutte dosée, puis à enficher en pression, au moyen par exemple d'une presse, la surface extérieure cylindrique 7 de l'insert 5 dans la cavité cylindrique 21 de la calotte hémisphérique 20 jusqu'à ce que l'anneau d'épaulement 8 vienne au contact du méplat 22, à laisser prendre la colle, et enfin à emmancher en force l'extrémité proximale 3 de la patte de prothèse 1 dans le logement en creux 6 de l'insert. Le volume déterminé de colle est au moins légèrement supérieur au volume total défini par l'espace 35 compris entre la seconde extrémité 29 de l'insert et le fond 27 de la cavité cylindrique 21, l'espace 34 compris entre la paroi de la cavité cylindrique 21 et la surface extérieure cylindrique 7 de l'insert 5, et la cuvette 26 quand la surface extérieure cylindrique 7 est enfichée en totalité dans la cavité cylindrique 21. Ainsi, quand l'insert est enfiché dans la cavité de la tête hémisphérique, sa seconde extrémité comprime la goutte de colle qui s'écoule dans l'espace 34 par les rainures 32 et dans la cuvette 26 par les moyens de communication fluidique 30, le surplus de colle s'écoulant à l'extérieur de la cuvette en formant un film de colle qui est coupé quand le bord de l'anneau d'épaulement 8 vient au contact du méplat 22. REVENDICATIONS 1. Tige fémorale pour prothèse de hanche, comprenant : une patte de prothèse (1) comportant deux extrémités respectivement distale (2) et proximale (3), ladite patte de prothèse étant apte à être implantée dans le canal médullaire d'un fémur par son extrémité distale (2), son extrémité proximale (3) demeurant en dehors dudit canal étant conformée en tronc de cône (4), un insert (5) d'une forme générale de révolution autour d'un axe (9), ledit insert comportant, d'une part un logement (6) en forme de tronc de cône creux sensiblement complémentaire de l'extrémité proximale (3) de la patte de prothèse (1) de façon que ledit insert puisse être emmanché sur cette extrémité proximale par emboîtement conique mâle-femelle congruent, et d'autre part une surface extérieure cylindrique (7) de diamètre d'une valeur Ci, ladite surface extérieure cylindrique étant bordée par un anneau d'épaulement (8) de façon que ladite surface extérieure cylindrique (7) soit en saillie par rapport à cet anneau d'épaulement, une calotte hémisphérique (20) comportant une cavité cylindrique (21) de diamètre d'une valeur la valeur (D2 étant supérieure à la valeur C], ta profondeur de la cavité cylindrique (21) étant supérieure à la hauteur de la surface extérieure cylindrique (7) de l'insert (5) prise à partir de l'anneau d'épaulement (8), et une gaine (23) en un matériau élastiquement compressible et extensible interposée au moins partiellement au contact de la paroi de la cavité cylindrique (21) de la calotte hémisphérique (20) et de la surface extérieure cylindrique (7) de l'insert (5), caractérisée par le fait que ledit insert (5) comporte, sensiblement à la seconde l'extrémité (29) de sa paroi extérieure cylindrique (7) opposée à la première extrémité (28) qui est bordée par l'épaulement (8), une couronne annulaire (24) définie sensiblement dans un plan (25) perpendiculaire à l'axe (9) dudit insert, ladite couronne annulaire ayant un diamètre extérieur d'une valeur égale à (D2. 2. Tige fémorale selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite gaine (23) est réalisée en un matériau apte à créer une liaison adhésive entre la surface extérieure cylindrique (7) de l'insert (5) et la paroi de la cavité cylindrique (21) de la calotte hémisphérique (20). 3. Tige fémorale selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit matériau est une colle. 4. Tige fémorale selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre au moins une cuvette annulaire (26), ladite cuvette étant réalisée dans l'anneau d'épaulement (8) en entourant la surface extérieure cylindrique (7) de l'insert, et des moyens (30) de mise en communication fluidique de la cuvette (26) avec l'espace (34) compris entre la paroi de la cavité cylindrique (21) de la calotte hémisphérique (20) et la surface extérieure cylindrique (7) de l'insert (5). 5. Tige fémorale selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les moyens (30) de mise en communication fluidique de ladite cuvette avec l'espace compris entre la paroi de la cavité cylindrique de la calotte hémisphérique et la surface extérieure cylindrique de l'insert comportent un pan coupé annulaire (31) reliant la paroi extérieure cylindrique de l'insert et le fond de la cuvette. 6. Tige fémorale selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée par le fait que la profondeur de ladite cuvette (26) est supérieure à la demi-différence entre les valeurs 7. Tige fémorale selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (32) de mise en communication de l'espace (35) compris entre la seconde extrémité (29) de la paroi extérieure cylindrique de l'insert et le fond (27) de la cavité cylindrique (21) de la calotte hémisphérique, avec l'espace (34) compris entre la paroi de la cavité cylindrique (21) et la surface extérieure cylindrique (7) de l'insert (5). 8. Tige fémorale selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les moyens (32) de mise en communication de l'espace compris entre la seconde extrémité de la surface extérieure cylindrique de l'insert et le fond de la cavité cylindrique de la calotte hémisphérique, avec l'espace compris entre la paroi de la cavité cylindrique de la calotte hémisphérique et la surface extérieure cylindrique de l'insert, sont constitués par au moins une rainure réalisée dans ladite couronne annulaire (24). 9. Procédé pour réaliser une tige fémorale selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait qu'il consiste : - à disposer un volume déterminé de colle dans le fond (27) de la cavité cylindrique (21) de la calotte hémisphérique (20), - à enficher en pression la surface extérieure cylindrique (7) de l'insert (5) dans la cavité cylindrique (21) de la calotte hémisphérique (20) jusqu'à ce que l'anneau d'épaulement (8) vienne au contact du méplat (22), - à laisser prendre ladite colle, et - à emmancher en force l'extrémité proximale (3) de la patte de prothèse (1) dans le logement en creux (6) de l'insert. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le volume déterminé de colle est supérieur au volume total défini par l'espace (35) compris entre la seconde extrémité (29) de la surface extérieure cylindrique de l'insert et le fond (27) de la cavité cylindrique (21) de la tête hémisphérique, l'espace (34) compris entre la paroi de la cavité cylindrique (21) de la calotte hémisphérique (20) et la surface extérieure cylindrique (7) de l'insert (5), et la cuvette (26) quand la paroi extérieure cylindrique (7) de l'insert est enfichée en totalité dans la cavité cylindrique (21) de la tête hémisphérique.