Brevet FR2839879A1 — publié le 20031128

La présente invention concerne un ensemble pour la mise en place d'un implant fémoral de prothèse de hanche sur un fémur, cet ensemble comprenant cet implant fémoral d'une part et les instruments de mise en place de cet implant d'autre part. Un implant fémoral de prothèse de hanche subit des contraintes importantes et répétées transmises par le poids du patient. De ce fait, il doit être parfaitement stabilisé par rapport à l'os, tant en rotation que dans le sens de son enfoncement par rapport à cet os et en basculement. Le défaut de stabilité de l'implant entraîne, outre des douleurs, une fragilisation progressive de l'os voire même l'apparition de fractures secondaires dans ce dernier. Une intervention délicate doit alors être opérée pour implanter une prothèse "de reprise". La fixation d'un implant fémoral au moyen d'un ciment polymérisable est une technique classique, mais qui n'est pas dénuée d'inconvénients tels que l'incertitude de la tenue à long terme du ciment et la nécrose osseuse que provoque la polymérisation de ce ciment. La fixation d'un implant fémoral par croissance des cellules osseuses au travers d'un revêtement poreux permet d'obtenir une bonne stabilité de l'implant mais à condition que ce dernier soit parfaitement stabilisé par rapport à l'os le temps que cette croissance s'opère. Sur les tiges fémorales existantes, cette stabilité est recherchée par une étroite complémentarité de forme entre la partie métaphysaire de l'implant et la cavité aménagée dans la région métaphysaire de l'os. L'aménagement de cette cavité est toutefois effectué au moyen de râpes qui compactent ou liment plus ou moins grossièrement l'os spongieux. La forme obtenue reste relativement imprécise et de telles râpes présentent le risque, lorsqu'elles sont impactées au marteau dans le canal médullaire de l'os, de se bloquer dans la cavité, voire de provoquer une fracture de l'os en cas d'os fragilisé. L'imprécision de forme de la cavité conduit à une mauvaise complémentarité de forme entre la partie métaphysaire de l'implant et la cavité. Il en résulte des micromouvements de l'implant qui compromettent la croissance des cellules osseuses au travers dudit revêtement poreux et amènent au risque de prise de jeu plus important entre cet implant et l'os. D'autres techniques d'aménagement d'implants "sur mesure" ou d'usinage mécanisé tridimensionnel ont été proposées. Ces techniques ont toutefois pour inconvénient d'être coûteuses et d'être relativement difficiles à mettre en oeuvre. Par la demande de brevet Français n 99 15686, est divulgué un ensemble comprenant : - un premier instrument pourvu d'une fraise de forme évasée permettant d'usiner l'os cortical interne du fémur, - un deuxième instrument comprenant une fraise basculante de forme cylindro-conique, permettant d'usiner les parois antérieure, postérieure et externe de la zone métaphysaire du fémur, et - l'implant fémoral, qui présente un bord interne dont la courbure correspond précisément à la courbure de la paroi interne de l'os telle qu'usinée au moyen dudit premier instrument, et un renflement de forme correspondant à celle de la cavité aménagée dans l'os au moyen dudit deuxième instrument. Cet ensemble a pour objectif d'usiner l'os spongieux jusqu'à l'os cortical dur, afin d'aménager une cavité délimitée par des parois d'os cortical dur ayant une forme correspondant précisément à celle de l'implant. Cet usinage a toutefois pour inconvénient de retirer une quantité substantielle d'os spongieux, ce qui n'est pas particulièrement avantageux en ce qui concerne l'ancrage de l'implant par croissance des cellules osseuses. De plus, l'implant fémoral présente, au niveau de sa zone métaphysaire, une forme qui correspond à la juxtaposition des volumes aménagés au moyen desdits premier et deuxième instruments, et présente par conséquent des zones renfoncées sur ses faces antérieure et postérieure, le long de son bord interne. Cette forme est relativement complexe et a pour inconvénient de rendre l'implant relativement difficile à fabriquer. Les instruments selon cette technique antérieure ont également pour inconvénient d'être relativement complexes dans leur structure, et donc d'être relativement complexes à fabriquer et à utiliser. La présente invention vise à remédier à l'ensemble des inconvénients exposés ci-dessus. L'ensemble d'éléments qu'elle concerne comprend, de manière connue en soi : - un instrument cylindrique d'alésage, propre à aléser, jusqu'à atteindre l'os cortical, le canal médullaire d'un fémur et la partie métaphysaire de ce fémur située dans le prolongement de ce canal médullaire ; - un instrument d'usinage comprenant (i) une embase formant une tige diaphysaire dont le diamètre correspond à celui de l'alésage réalisé au moyen dudit instrument cylindrique d'alésage, de sorte que cette tige diaphysaire est conformée pour être engagée dans le canal médullaire de l'os, et (ii) une fraise adaptée pour usiner la zone métaphysaire du fémur au niveau de la paroi interne de ce fémur, jusqu'à atteindre l'os cortical, et - un implant fémoral. Selon l'invention, - l'implant fémoral présente, au niveau de sa zone métaphysaire, une section transversale de forme ovaloïde, sans solution de continuité, cette zone métaphysaire présentant une partie externe de forme partiellement cylindrique, qui correspond en majeure partie à la forme de l'alésage réalisé au moyen dudit instrument cylindrique d'alésage, et une partie interne de forme correspondant en majeure partie à la forme de la cavité réalisée au moyen dudit l'instrument d'usinage, et - l'ensemble comprend un instrument de compactage de l'os spongieux, reproduisant la forme de l'implant fémoral et pourvu de saillies, telles que des nervures ou des picots, propres à compacter, au niveau des parois antérieure et postérieure du fémur, l'os spongieux non retiré par ledit instrument cylindrique d'alésage et ledit instrument d'usinage. En pratique, le canal médullaire d'un fémur et la portion de la partie métaphysaire de ce fémur située dans le prolongement de ce canal médullaire sont tout d'abord alésés au moyen dudit instrument cylindrique d'alésage, puis ledit instrument d'usinage est engagé à coulissement dans le canal médullaire ainsi alésé jusqu'à ce que ladite fraise viennent usiner la paroi interne de la partie métaphysaire du fémur et atteindre l'os cortical ; l'instrument d'usinage est alors retiré et l'instrument de compactage est introduit dans la cavité pour compacter les zones d'os spongieux se situant, sur les parois antérieures et postérieures, en dehors des zones alésées et usinées ; l'implant est alors introduit dans la cavité et prend place étroitement contre les parois délimitant celles-ci. L'ensemble selon l'invention permet ainsi de former des surfaces d'appui résistant en os cortical au niveau de la paroi interne et de la paroi externe du fémur, tout en conservant des zones d'os spongieux au niveau des parois antérieures et postérieures de ce fémur et en permettant de compacter ces zones conservées au moyen dudit instrument de compaction. Cette compaction s'avère très favorable à la parfaite immobilisation de l'implant en position et à la -croissance ultérieure des cellules osseuses permettant l'ancrage de l'implant. De plus, l'implant et les instruments ont des formes et des structures simples à fabriquer et à utiliser. En particulier, la fraise de l'instrument d'usinage n'a pas à être mobile selon l'axe de la tige diaphysaire de l'embase de cet instrument ni à être mobile axialement selon son axe de rotation. Avantageusement, la fraise est conformée de telle sorte que sa génératrice soit placée dans le prolongement de la génératrice de la tige diaphysaire de l'embase de l'instrument d'usinage, ce qui permet de n'avoir aucune solution de continuité dans le bord interne de la cavité aménagée dans le fémur et donc dans le bord interne de l'implant. 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 l'ensemble qu'elle concerne. Les figures 1 et 2 sont des vues de côté respectivement d'un instrument cylindrique d'alésage et d'un instrument d'usinage qu'il comprend, mis en place sur l'extrémité supérieure d'un fémur réséqué, vue en coupe longitudinale, destinée à recevoir un implant fémoral de prothèse de hanche ; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de cette extrémité supérieure du fémur, après traitement au moyen de ces instruments ; les figures 4 à 6 sont des vues de cette extrémité supérieure du fémur en coupe respectivement selon les lignes IV-IV, V-V et VI-VI de la figure 3 ; la figure 7 est une vue de côté d'un instrument de compactage que comprend ledit ensemble, mis en place sur l'extrémité supérieure du fémur, vue en coupe longitudinale ; la figure 8 est une vue de côté de l'implant fémoral que comprend ledit ensemble, et les figures 9 à 11 sont des vues de cet implant fémoral en coupe respectivement selon les lignes IX-IX, X-X et XI-XI de la figure 8. Les figures représentent un ensemble pour la mise en place d'un implant fémoral 2 de prothèse de hanche sur un fémur 1, comprenant cet implant fémoral 2 d'une part et les instruments 3,4, 5 de mise en place de cet implant 2 d'autre part. Comme le montre la figure 1, l'un de ces instruments 3,4, 5 est un instrument cylindrique d'alésage 3, propre à aléser, jusqu'à atteindre l'os cortical, le canal médullaire du fémur 1 et la portion de la partie métaphysaire 1a de ce fémur 1 située dans le prolongement de ce canal médullaire. Un autre de ces instruments 3,4, 5 est un instrument d'usinage 4, montré sur la figure 2, qui comprend une embase 10 et une fraise 11. L'embase 10 forme une tige diaphysaire 12 dont le diamètre correspond à celui de l'alésage réalisé au moyen de l'instrument 3, de sorte que cette tige 12 peut être engagée à coulissement dans le canal médullaire alésé du fémur 1. L'embase 10 comprend également un trou de réception d'un tourillon que comporte la fraise 11, une poignée de manipulation 14 et un palier 15 de guidage de l'axe 16 d'entraînement de la fraise 11, cet entraînement étant réalisé au moyen d'un moteur 17. La fraise 11 présente une forme évasée, ayant un diamètre réduit au niveau de sa partie inférieure. Ce diamètre va en se réduisant très légèrement jusqu'au niveau du tiers inférieur de la fraise 11 puis en augmentant jusqu'à la partie supérieure de celle-ci, de telle sorte que la fraise 11présente une génératrice courbe. La base de la fraise 11est en outre dimensionnée de telle sorte que cette génératrice se trouve, sur le côté interne de l'instrument 4, sensiblement dans le prolongement de la génératrice de la tige 12. Comme cela résulte de ce qui précède et se comprend à partir de la figure 2, l'instrument 4 peut être coulissé dans le fémur 1 de telle sorte que la fraise 11usine la paroi interne 1 b du fémur 1 au niveau de la zone métaphysaire 1a, jusqu'à atteindre l'os cortical. La cavité obtenue au moyen des instruments 3 et 4 est représentée sur les figures 3 à 6, sur lesquelles il apparaît que le volume alésé 20 et le volume usiné 21 permettent d'éliminer l'os spongieux le long de la paroi interne 1 b de la partie métaphysaire 1a, le long de la paroi externe 1 c de celle ci et le long des portions externes des parois antérieure 1 d et postérieure 1e. Par contre, l'alésage et l'usinage réalisés épargnent l'os spongieux au niveau de deux zones longitudinales situées entre ces volumes, créant ainsi deux nervures 22 d'os spongieux, ayant des sections transversales globalement triangulaires et aplaties. En référence aux figures 8 à 11, il apparaît que l'implant fémoral 2 présente, au niveau de sa zone métaphysaire 2a, une section transversale de forme ovaloïde, sans solution de continuité. Cette zone métaphysaire 2a présente une partie externe 2a1 de forme partiellement cylindrique, qui correspond en majeure partie à la forme de l'alésage réalisé au moyen de l'instrument 3, et une partie interne 2a2 de forme partiellement évasée, qui correspond en majeure partie à la forme de la cavité réalisée au moyen de l'instrument 4. L'implant 2 comprend en outre une tige diaphysaire 2b dont le diamètre correspond à celui de l'alésage réalisé au moyen de l'instrument 3. Le troisième instrument 5 dudit ensemble est un instrument de compactage de l'os spongieux. Cet instrument 5 reproduit la forme de l'implant 2 et est pourvu sur sa zone métaphysaire de saillies telles que des nervures et des picots, propres à compacter, au niveau des parois antérieure 1 d et postérieure 1 e du fémur 1, l'os spongieux non retiré par les instruments 3 et 4, particulièrement les nervures 22 précitées. En pratique, comme cela résulte de ce qui précède, le canal médullaire du fémur 1 et la portion de la partie métaphysaire 1a de ce fémur située dans le prolongement de ce canal médullaire sont tout d'abord alésés au moyen de l'instrument 3, puis l'instrument 4 est engagé à coulissement dans le canal médullaire ainsi alésé jusqu'à ce que la fraise 11 viennent usiner la paroi interne 1 b et atteindre l'os cortical ; l'instrument 4 est alors retiré et l'instrument 5 est introduit dans la cavité pour compacter les nervures 22 ; l'implant 2 est alors introduit dans la cavité et prend place étroitement contre les parois 1 b à 1 e délimitant celle-ci. L'invention fournit ainsi un ensemble pour la mise en place d'un implant fémoral de prothèse de hanche sur un fémur qui permet de remédier à de nombreux inconvénients des ensembles homologues de la technique antérieure. En effet, cet ensemble permet ainsi de former des surfaces d'appui résistant en os cortical tout en conservant des zones d'os spongieux au niveau des parois antérieures et postérieures du fémur et en permettant de compacter ces zones conservées au moyen dudit instrument de compaction. Cette compaction s'avère très favorable à la parfaite immobilisation de l'implant en position et à la croissance ultérieure des cellules osseuses permettant l'ancrage de l'implant. De plus, l'implant et les instruments ont des formes et des structures simples à fabriquer et à utiliser. En particulier, la fraise de l'instrument d'usinage n'a pas à être mobile selon l'axe de l'implant diaphysaire de l'embase de cet instrument ni à être mobile axialement selon son axe de rotation. 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. Ainsi, la fraise 11pourrait ne pas être évasée mais être simplement conique ou cylindrique. REVENDICATIONS 1 - Ensemble pour la mise en place d'un implant fémoral (2) de prothèse de hanche sur un fémur (1), comprenant cet implant fémoral (2) d'une part et les instruments (3,4, 5) de mise en place de cet implant (2) d'autre part, comprenant : - un instrument cylindrique d'alésage (3), propre à aléser, jusqu'à atteindre l'os cortical, le canal médullaire d'un fémur (1) et la partie métaphysaire (1 a) de ce fémur (1) située dans le prolongement de ce canal médullaire ; - un instrument d'usinage (4) comprenant (i) une embase (10) formant une tige diaphysaire (12) dont le diamètre correspond à celui de l'alésage réalisé au moyen dudit instrument cylindrique d'alésage (3), de sorte que cette tige diaphysaire (12) est conformée pour être engagée dans le canal médullaire de l'os, et (ii) une fraise (11) adaptée pour usiner la zone métaphysaire (la) du fémur (1) au niveau de la paroi interne ( 1 b) de ce fémur (1), jusqu'à atteindre l'os cortical, et - un implant fémoral (2) ; ensemble caractérisé en ce que : - l'implant fémoral (2) présente, au niveau de sa zone métaphysaire (2a), une section transversale de forme ovaloïde, sans solution de continuité, cette zone métaphysaire (2a) présentant une partie externe (2a1) de forme partiellement cylindrique, qui correspond en majeure partie à la forme de l'alésage réalisé au moyen dudit instrument cylindrique d'alésage (3), et une partie interne (2a2) de forme correspondant en majeure partie à la forme de la cavité réalisée au moyen dudit l'instrument d'usinage (4), et - l'ensemble comprend un instrument (5) de compactage de l'os spongieux, reproduisant la forme de l'implant fémoral (2) et pourvu de saillies, telles que des nervures ou des picots, propres à compacter, au niveau des parois antérieure ( 1 d) et postérieure (le) du fémur (1), l'os spongieux non retiré par ledit instrument cylindrique d'alésage (3) et ledit instrument d'usinage (4). 2 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraise (11) est conformée de telle sorte que sa génératrice soit placée dans le prolongement de la génératrice de la tige diaphysaire (12) de l'embase (10) de l'instrument d'usinage (4). 3 - Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la fraise (11) a une forme évasée.