Brevet FR2839256A1 — publié le 20031107

de la monter de fa,con amovible sur l'arbre de sortie du reducteur (12). La presente invention a pour objet une prothese -totale de genou, du type a plateau mobile, qui comprend de maniere connue en soi: - un element femoral comportant des moyens d'ancrage a l'extremite distale d'un femur et deux surfaces convexes formant respectivement un condyle externe et un condyle interne, - un element tibial comportant des moyens d'ancrage a l'extremite proximale d'un tibia et un plateau -d'appui presentant une face superieure et une face inferieure, et - un plateau intermediaire comportant deux surfaces concaves superieures destinees a cooperer, avec possibilite de glissement, respectivement avec les surfaces convexes de l 'clement femoral et une face inferieure venant en appui contre la face superieure du plateau d'appui de l 'clement tibial, ce plateau intermediaire etant mobile par rapport au plateau d'appui de l 'clement tibial. Ce type de prothese doit en principe permettre une reproduction fidele du mouvement naturel de l' articulation du genou avec une limitation de l'usure et du fluage lies aux efforts importants et repetes appliques au plateau intermediaire et ce, grace a la mobilite de ce dernier. Cependant differentes etudes ont permis la detection d' anomalies cinetiques sur les protheses susvisees, anomalies qui se traduisent par une reproduction imparfaite, voire impossible, de certains mouvements physiologiques entre tibia et femur, en particulier de la rotation axiale interne (en considerant le genou vu de face) automatique du tibia en flexion qui est normalement d' environ 15 a 20 a 90 de flexion. Cette rotation axiale interne, liee a l'inegalite du developpement des contours condyliens, a la forme des glenes et a l 'orientation des ligaments lateraux, participe a ltequilibre dynamique du genou en flexion et en particulier a l 'action de stabilisation des muscles et des ligaments. La presente invention a done pour objet une prothese telle que definie au premier paragraphe de cette description et concue pour favoriser le mouvement physiologique de rotation axiale interne du tibia lors de la flexion du genou. A cet effet, cette prothese se caracterise en ce que chacune des surfaces convexes formant respectivement le condyle externe et le condyle interne, presente dans le plan antero-posterieur vertical passant par son point le plus teas, une courbure en arc de cercle, le rayon de la courbure en arc de cercle du condyle interne etant superieur a celui de la courbure en arc de cercle du condyle externe. Grace a cette disposition, lors de la flexion du genou, ctest-a-dire du roulement et du glissement du condyle sur les surfaces concaves correspondantes du plateau intermediaire, le tibia est le siege d'une rotation axiale interne progressive par rapport au femur, avec un angle de rotation pouvant atteindre 4-5 . On precisera que le rayon de la courbure en arc de cercle du condyle interne est avantageusement compris dans la plage allant de a 35 mm et celui de la courbure en arc de cercle du condyle externe dans la plage allant de 28 a 38 mm. Selon une autre caracteristique de ['invention, la face superieure du plateau d'appui de l' clement tibial et la face inferieure du plateau intermediaire vent congruentes et respectivement convexe et concave, et chacune de ces deux faces a la forme d'une partie de calotte spherique, le point haut de la calotte spherique qui definit la face superieure du plateau d'appui de l' clement tibial etant decale lateralement vers la partle interne du genou par rapport aux moyens d'ancrage de lt clement tibial, ce point haut etant de preference situe sur l'axe vertical passant par le point le plus teas de la surface convexe du condyle interne. Selon une autre caracteristique encore de l'invention, la face superieure du plateau dappui de l' clement tibial et la face inferieure du plateau intermediaire vent congruentes et respectivement concave et convexe, et chacune de ces deux faces a la forme diune partie de calotte spherique, le point teas de la calotte spherique qui definit la face superieure du plateau d'appui de l' clement tibial etant decale lateralement vers la partie interne du D genou par rapport aux moyens d'ancrage de ['element tibial, ce point teas etant de preference situe sur l'axe vertical passant par le point le plus teas de la surface convexe du condyle interne. Les geometries particulieres ci-dessus favorisent, lors d'un changement axial tel qu'une flexion du genou, un pincement du plateau d'appui au niveau du point haut (respectivement point teas) de sa face superieure, point par lequel va alors passer l'axe vertical de pivotement 'iprivilegie" du plateau intermediaire par rapport au plateau d'appui de l' clement tibial. Un tel deplacement de l'axe de pivotement par rapport a l'axe passant par les moyens d'ancrage de l' clement tibial, se traduit lors de la flexion du genou, par un mouvement de rotation axiale interne du tibia par rapport au femur, mouvement qui peut atteindre une quinzaine de degree et ainsi contribuer a l'effet de rotation axiale interne evoque precedemment. Par ailleurs, la prothese selon l' invention comporte avantageusement des moyens pour limiter letendue du pivotement du plateau intermediaire par rapport au plateau d'appui de l' clement tibial. Ces moyens comprennent de preference un plot faisant saillie au-dessus de la face superieure du plateau d'appui de lt clement tibial et un trou oblong en forme d' arc de cercle centre sur l'axe vertical passant par le point haut de la calotte spherique quand celle-ci est convexe, ou le point teas de la calotte spherique quand celle-ci est concave, calotte definissant la face superieure audit plateau dappui, ce trou oblong etant prevu dans la face inferieure du plateau intermediaire et apte a recevoir ledit plot avec possibilite de pivotement et de translation audit plateau intermediaire par rapport audit plateau d'appui. En outre, les moyens d'ancrage de lelement tibial vent avantageusement constitues par une tige destinee a etre implantee dans le canal medullaire du tibia. L' invention est decrite ci-apres de maniere plus detaillee en reference aux dessins annexes representant a titre dexemples non limitatifs, deux formes de realization preferees de cette invention, dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue schematique de face d'une forme de realisation de la prothese selon ['invention, - la figure 2 est une representation schematique du principe de la prothese de la figure 1, dans laquelle les condyles vent symbolists par un tronc de cone, le genou etant en extension, - la figure 3 est une vue schematique du principe de la prothese de la figure 2, mais observee selon un autre angle, le genou etant en flexion, - la figure 4 est une vue de face de l' clement femoral de la prothese de la figure 1, - la figure 5 est la superposition d'une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4 et diune vue en coupe selon la ligne V'-V' de cette figure 4, - la figure 6 est une vue de face du plateau intermediaire de la prothese de la figure 1, - la figure 7 est une vue de dessus du plateau intermediaire de la figure 6, - la figure 8 est une vue de face de l' clement tibial de la prothese de la figure 1, - la figure 9 est une vue de dessus de ['element tibial de la figure 8, - la figure 10 est une vue de gauche de ['element tibial de la figure 8, et la figure 11 est une vue de face de ['element tibial d'un autre mode de realisation de la prothese selon ['invention. Comme le montre la figure 1, la prothese representee comprend un element femoral 1 solidarise au femur F. un element tibial 2 solidarise au tibia T et un plateau intermediaire 3 dispose entre l' clement femoral 1 et l' clement tibial 2. Lt element femoral 1, realise en un materiau approprie presentant une bonne resistance mecanique, tel que par exemple un metal ou une ceramique, comprend de maniere connue en soi une surface trochleenne avant 4 de forme generale convexe comportant s exterieurement une gorge reproduisant la trochlee. La surface trochleenne 4 est prolongee a sa partie inferieure vers l'arriere par deux surfaces articulaires convexes 5, 6 reliees par une surface intermediaire 7, les surfaces 5, 6 reproduisant respectivement le condyle femoral interne et le condyle femoral externe. L'element femoral 1 comporte en outre des moyens d'ancrage a l'extremite distale du femur F ayant subi une resection appropriee. Ces moyens d'ancrage peuvent etre constitues par deux plots 8, 8' verticaux destines a etre inseres respectivement dans le condyle interne et le condyle externe du femur F avec utilisation eventuelle d'un materiau de scellement. Selon une caracteristique de la presente invention, chacune des surfaces 5, 6 presente dans le plan antero-posterieur vertical passant par son point le plus teas, une courbure en arc de cercle, le rayon de la courbure en arc de cercle du condyle interne etant superieur a celui de la courbure en arc de cercle du condyle externe. Le rapport du rayon de ladite courbure en arc de cercle du condyle interne sur celui de ladite courbure en arc de cercle du condyle externe peut par exemple etre compris dans la plage de 1,1 a 1,3 et prendre par exemple la valeur 1,11. La figure 5 montre au niveau du plan antero-posterieur vertical passant par le point le plus teas de la surface convexe 5, en trait gras, le contour externe de la surface convexe 5 et, au niveau du plan anteroposterieur vertical passant par le point le plus teas de la surface convexe 6, en trait fin, le contour externe de cette surface convexe 6. Ces contours correspondent done respectivement a la forme des courbures en arc de cercle que presentent respectivement les surfaces 5 et 6 dans les plans antero-posterieurs verticaux passant par les points les plus teas de ces deux surfaces. On notera que la longueur de la courbure en arc de cercle de chaque surface convexe depend notamment de la taille du femur et peut done varier dune prothese a l'autre. Ainsi, a titre dexemple non limitatif, chaque courbure peut stetendre sensiblement sur toute la partie posterieure du condyle correspondent. Les figures 2 et 3 schematisent la caracteristique selon l' invention de la difference de rayon susvisee. La figure 2 correspond au cas ou le systeme femur F - prothese - tibia T est en position d'extension et la figure 3 au cas ou le systeme femur F prothese - tibia T est en position de flexion a plus de 90 , l 'angle a de rotation axiale interne prenant dans ce dernier cas une valeur legerement superieure a 5 . Dans ces deux figures, l' clement femoral est represente par un tronc de cone dont l'extremite se terminant par la grande face symbolise le condyle interne (dons la courbure en arc de cercle presente le plus grand rayon) et l'extremite se terminant par la petite face symbolise le condyle externe. L'element tibial 2, egalement en un materiau approprie presentant une bonne resistance mecanique tel que par exemple un metal ou une ceramique, comprend de maniere connue en soi, des moyens d'ancrage a la partie proximale du tibia T. par exemple une tige 9 legerement inclinee par rapport a la verticale pour pouvoir etre insere aisement dans le canal medullaire du tibia T dont la partie proximale aura subi une coupe osseuse plane qui reseque une epaisseur d'os correspondent sensiblement a l'epaisseur de l' clement tibial 2. Ce dernier comprend en outre un plateau d'appui superieur 10 presentant une face superieure 11 et une face inferieure 12. L'ensemble plateau d'appui 10-tige 9 est rigidifie par des ailettes 13 solidaires a la fois de ce plateau et de cette tige. Quant au plateau intermediaire 3, realise en une matiere permettant un glissement aise des surfaces en contact, par exemple en polyethylene haute densite, il comprend de maniere connue en soi, deux surfaces superieures concaves 14, 15 destinees a recevoir, avec possibilite de glissement, respectivement les surfaces convexes 5, 6 de l' clement femoral, ces derrieres etant parfaitement congruentes respectivement avec les surfaces concaves 14, 15. Le plateau intermediaire 3 comprend en outre une face inferieure 16 venant en appui contre la face superieure 11 de lelement tibial, ce plateau intermediaire -3 etant mobile en pivotement et en translation antero-posterieure et laterale par rapport audit element tibial 2. Conformement a la presente invention, la face superieure 11 du plateau d'appui 10 de l' clement tibial 2 et la face inferieure 16 du plateau intermediaire 3 vent congruentes et respectivement convexe et concave. Par ailleurs, chacune de ces faces 11, 16 a la forme d'une calotte spherique, le point haut de la calotte spherique definissant la face superieure 11 de lelement tibial 2 etant decale lateralement vers la partie interne du genou par rapport a la tige d'ancrage 9. En variante, et comme le montre la figure 11, le plateau d'appui de ['element tibial peut presenter une face superieure lla concave. Dans ce cas la face inferieure du plateau intermediaire est convexe; en outre la face superieure lla et la face inferieure convexe du plateau intermediaire vent congruentes et chacune a la forme d'une calotte spherique, le point teas de la calotte correspondent a la face lla etant decale lateralement vers la partie interne du genou par rapport a la tige d'ancrage 9. Par ailleurs, le point haut de la calotte spherique convexe definissant la face 11, ou le point teas de la calotte spherique concave definissant cette face, se trouve sensiblement sur l'axe vertical passant par le point le plus teas du condyle interne. Grace a la difference de rayon des courbures en arc de cercle des surfaces 5, 6 de l 'clement femoral, lors de la flexion du genou, le tibia T est le siege d'une rotation axiale interne progressive, par rapport au femur F. Par ailleurs, du fait de la position particuliere du point haut de la calotte spherique convexe definissant la face superieure 11 de l' clement tibial 2 (ou point teas quand cette calotte spherique est concave), position qui est decalee vers la partie interne du genou par rapport a la tige d'ancrage 9, le mouvement de pivotement du plateau intermediaire 3 se fera de maniere privilegiee autour de laxe vertical passant par ce point haut (respectivement point teas), avec pour consequence une forte contribution a lteffet de rotation axiale interne du tibia lors de la flexion du genou. On precisera que le mouvement de pivotement susmentionne sera avantageusement limite par des moyens de limitation qui peuvent par exemple etre constitues d'une part, par un plot 17 faisant salllie audessus de la face superieure 11 (respectivement face superieure lla) et d'autre part, par un trou oblong 18 en forme d'arc de cercle centre sur l'axe vertical passant par le point haut (respectivement point teas) de la calotte spherique definissant la face superieure 11 (respectivement face superieure lla); le trou oblong 18 est realise dans la face inferieure 16 du plateau intermediaire 3 et est dimensionne pour pouvoir recevoir le plot 17. Le plot 17 et le trou 18 vent plus precisement dimensionnes pour que ledit plateau intermediaire 3 puisse pivoter et se deplacer en translation antero- posterieure et laterale, par rapport au plateau d'appui 10. On dispose done, grace a la presente invention, d'une prothese du genou permettant de restaurer le plus fidelement possible le mouvement physiologique de rotation axiale interne du tibia lors de la flexion du genou. REVEND I CAT I ONS 1. Prothese totale de genou, du type a plateau mobile, qui comprend de maniere connue en sol: - un element femoral (1) comportant des moyens d'ancrage (8) a l'extremite distale d'un femur (F) et deux surfaces convexes (5, 6) formant respectivement un condyle interne et un condyle externe, - un element tibial (2) comportant des moyens d'ancrage (9) a l'extremite proximale d'un tibia (T) et un plateau d'appui (10) presentant une face superieure (11; lla) et une face inferieure (12), et - un plateau intermediaire (3) comportant deux surfaces concaves (14, 15) destinees a cooperer, avec possibilite de glissement, respectivement avec les surfaces convexes (5, 6) de l 'clement femoral et une face inferieure (16) venant en appui contre la face superieure (11) du plateau d'appui de lt clement tibial, ce plateau intermediaire etant mobile par rapport au plateau d'appui de l' clement tibial, caracterisee en ce que chacune des surfaces convexes (5, 6) formant respectivement le condyle interne et le condyle externe, presente dans le plan antero-posterieure vertical passant par son point le plus teas, une courbure en arc de cercle, le rayon de la courbure en arc de cercle du condyle interne etant superieur a celui de la courbure en arc de cercle du condyle externe. 2. Prothese selon la revendication 1, caracterisee en ce que la face superieure (11) du plateau d'appui (10) de ltelement tibial (2) et la face inferieure (16) du plateau intermediaire (3) vent congruentes et respectivement convexe et concave, et chacune de ces deux faces a la forme d'une partie de calotte spherique, le point haut de la calotte spherique qui definit la face superieure (11) du plateau d'appui de l' clement tibial etant decale lateralement vers la partie interne du genou par rapport aux moyens dancrage (9) de l' clement tibial. 3. Prothese selon la revendication 2, caracterisee en ce que ledit point haut de la calotte spherique est situe sur l'axe vertical passant par le point le plus teas de la surface convexe (5) du condyle interne. 4. Prothese selon la revendication 1, caracterisee en ce que la face superieure (lla) du plateau d'appui de ['element tibial et la face inferieure du plateau intermediaire vent congruentes et respectivement concave et convexe, et chacune de ces deux faces a la forme d'une partie de calotte spherique, le point teas de la calotte spherique qui definit la face superieure (lla) du plateau d'appui de ['element tibial etant decale lateralement vers la partie interne du genou par rapport aux moyens d'ancrage (9) de ['element tibial. 5. Prothese selon la revendication 4, caracterisee en ce que ledit point teas de la calotte spherique est situe sur l'axe vertical passant par le point le plus teas de la surface convexe du condyle interne.. 6. Prothese selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterisee en ce qu'elle comporte en outre des moyens (17, 18) pour limiter le pivotement du plateau intermediaire par rapport au plateau d'appui de lt clement tibial. 7. Prothese selon la revendication 6, caracterisee en ce que lesdits moyens pour limiter le pivotement du plateau intermediaire comprennent un plot (17) faisant saillie au-dessus de la face superieure (11; lla) du plateau d'appui (10) de lielement tibial (2) et un trou oblong (18) en forme d' arc de cercle centre sur l'axe vertical passant par le point haut de la calotte spherique quand celle-ci est convexe, ou le point teas de la calotte spherique quand celle-ci est concave, calotte definissant la face superieure (11; lla) audit plateau d'appui, ce trou oblong etant prevu dans la face inferieure (16) du plateau intermediaire (3) et apte a recevoir ledit plot (17) avec possibilite de pivotement et de translation audit plateau intermediaire par rapport audit plateau d'appui. 8. Prothese selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterisee en ce que les moyens d'ancrage de l' clement tibial (2) vent avantageusement constitues par une tige