Brevet FR2844994A1 — publié le 20040402

i La présente invention concerne le domaine technique des implants orthopédiques et, plus particulièrement, des prothèses mises en oeuvre pour réhabiliter l'articulation de la hanche du corps humain. L'objet de l'invention est plus particulièrement dirigé vers la partie de la 5 prothèse de hanche qui est mise en place dans le fémur après résection de ce dernier dans le cadre des interventions destinées à réhabiliter l'articulation coxofémorale. Dans le domaine technique ci-dessus, il est maintenant habituel d'implanter des inserts fémoraux qui sont destinés à coopérer avec une cupule adaptée sur la hanche. De tels inserts ou implants fémoraux ont fait l'objet de nombreuses 10 propositions techniques qu'il est possible de classer en deux grandes familles, à savoir les inserts fémoraux à tige droite et les inserts fémoraux anatomiques qui présentent une tige courbe dont la concavité est orientée vers l'avant du patient. Les tiges de la seconde catégorie sont qualifiées d'anatomiques car elles sont destinées à épouser les formes du canal médullaire à l'intérieur duquel elles seront 1 5 engagées. Or, la difficulté est, dans le cadre d'une production standardisée, de définir une forme de l'implant qui soit à même de s'adapter au plus grand nombre de patients possibles en épousant au mieux la conformation du canal médullaire malgré les dispersions de forme susceptibles d'exister. Afin d'atteindre cet objectif, l'invention concerne un implant fémoral anatomique pour prothèse de la hanche comprenant une tige intramédullaire prolongée par un col, d'axe A, de fixation d'une tête, la tige présentant, à partir du col, une zone de raccordement à une partie métaphysaire d'axe D se prolongeant par une partie diaphysaire d'axe A'. Selon l'invention, l'implant fémoral anatomique est caractérisé en ce que: * en projection dans un plan frontal F: - les axes D et A' des parties métaphysaire et diaphysaire de la tige sont alignés, - les axes D et A du col et de la partie métaphysaire forment un angle 30 cervicodiaphysaire c compris entre 1250 et 1400, * en projection dans un plan sagittal S, perpendiculaire au plan frontal F: - les axes D et A du col et de la partie métaphysaire forment un angle d'antéversion proximale IB compris entre 80 et 150, - les axes D et A' des parties métaphysaire et diaphysaire forment un angle d'antéversion distale ' compris entre 3 et 5 . L'adoption de ces paramètres angulaires pour les différentes parties constitutives de l'implant fémoral anatomique permet d'obtenir un implant fémoral qui épouse au mieux la forme du canal médullaire d'un grand nombre de patients, de sorte qu'après son implantation, l'implant fémoral et plus particulièrement sa tige intramédullaire est à même de répartir les contraintes appliquées à la tête fixée sur le 10 col, sur l'ensemble ou la majeure partie tout au moins de la paroi du canal médullaire du fémur dans lequel l'implant est adapté. Selon une caractéristique préférée de l'invention, l'angle cervicodiaphysaire ot est égal à 135 . Selon une autre caractéristique de l'invention, l'angle d'antéversion proximale 15 est choisi pour être compris entre 8 et 100 et de préférence égal à 9 . Selon une autre caractéristique de l'invention, l'angle d'antéversion distale 5' est choisi pour être égal à 4 . Selon encore une autre caractéristique de0 l'invention, la longueur Lm de la partie métaphysaire est comprise entre 43mm et 27 mm. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la longueur Ld de la partie diaphysaire, mesurée en projection dans le plan frontal, est comprise entre 47mm et mm. Selon une autre caractéristique de l'invention, afin d'éviter un enfoncement trop important de la tige intramédullaire dans le canal médullaire du fémur, et 25 d'assurer une sollicitation de l'éperon de Merkel, l'implant comprend une collerette d'appui à la base du col. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la tige intramédullaire présente une longueur Lt, mesurée entre son extrémité distale et la partie supérieure de la zone de raccordement avec le col, comprise entre 110 mm et 160 mm. Selon une autre caractéristique de l'invention, le col de l'implant fémoral présente une longueur Lc, mesurée entre sont extrémité proximale et un plan, perpendiculaire à son axe A et situé à la jonction entre le col et la tige intramédullaire, comprise entre 36 mm et 52 mm. Par ailleurs, il a été constaté le besoin de pouvoir disposer au moment de l'intervention chirurgicale destinée à réhabiliter l'articulation coxofémorale, d'une 5 série d'implants fémoraux de tailles successives permettant au chirurgien de choisir un implant fémoral parfaitement adapté aux dimensions du canal médullaire telles qu'elles sont découvertes en cours d'intervention. A cet effet, l'invention concerne également une série d'au moins trois implants fémoraux anatomiques de tailles successives présentant chacun des caractéristiques 10 telles que décrites ci-dessus. Selon l'invention, cette série d'implants fémoraux est caractérisée en ce: * d'une part, la somme de la longueur Lm de la partie métaphysaire et de la longueur Ld de la partie diaphysaire,mesurée dans le plan frontal, varie d'un implant au suivant selon une loi de progression linéaire: 15 Lm+Ld=KN+C o N est un nombre entier représentant la taille de l'implant, K un coefficient et C une constante, ò et, d'autre part, la distance X, mesurée en projection dans le plan frontal, entre l'axe D de la partie métaphysaire et un centre virtuel de tête situé 20 sur l'axe A à une distance de 2 mm de l'extrémité proximale du colvarie selon une loi de progression linéaire: X = K'N + C' o K' est un coefficient, N le nombre entier représentant la taille et C' une constante. Ce mode de conception et de réalisation permet de disposer d'une série d'implants qui présentent des caractéristiques de géométrie angulaire communes et des dimensions différentes autorisant ainsi une correction des erreurs résultant du coefficient d'agrandissement des radiographies préparatoires à l'intervention. Par ailleurs, la Demanderesse a pu constater que les meilleurs résultats étaient 30 obtenus en adoptant des coefficients de proportionnalité différents pour la longueur de la tige intramédullaire et du col. Selon une caractéristique de l'invention, le coefficient K est compris entre 6 mm et 7 mm et de préférence entre 6,3 mm et 6,5 mm tandis que le coefficient K' est compris entre 0,5 mm et 4 mm et de préférence entre 1 mm et 3 mnim. De manière préférée, mais non strictement nécessaire, le coefficient K est 5 choisi pour être égal à 6,4 mm tandis que le coefficient K' est choisi pour être égal à 2 mm. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description ci-dessous effectuée en référence aux dessins annexés qui présentent une forme préférée non limitative de réalisation d'un insert fémoral selon l'invention et d'une 10 série d'inserts de tailles différentes selon l'invention. La fig. 1 est une vue de face dans le plan frontal F d'un implant fémoral gauche selon l'invention. La fig. 2 est une vue de côté dans un plan sagittal S perpendiculaire au plan frontal F de l'implant fémoral selon la fig. 1. La fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1 d'une série de trois implants de tailles successives selon l'invention. La fig. 4 est une vue de côté, analogue à la fig. 2, de la série de trois implants de tailles successives tel qu'illustré à la fig. 3. Un implant fémoral anatomique selon l'invention, tel qu'illustré aux fig. 1 et 2, 20 et désigné dans son ensemble par la référence 1, comprend qu'une tige intramédullaire 2 prolongée par un col 3. L'implant fémoral anatomique 1 illustré aux fig. 1 et 2 est destiné à être adapté dans un fémur droit. Bien entendu, l'invention concerne indifféremment des implants fémoraux anatomiques gauches ou droits. Ainsi, un implant fémoral anatomique gauche conforme à l'invention et destiné à être 25 inséré dans un fémur gauche de patient serait le symétrique de l'implant 1 par rapport au plan sagittal S de sorte que les implants gauche et droit seraient énantiomorphes. Le col 3 est destiné à recevoir une tête d'articulation 4 illustrée de manière schématique. A cet effet, le col 3 présente au niveau de son extrémité proximale 5 un cône d'adaptation 6 dont les caractéristiques sont largement connues de l'homme du 30 métier. La tige intramédullaire 2 est, comme son nom l'indique, destinée à être engagée dans le canal médullaire du fémur appareillé et présente, à partir du col 3, une zone de raccordement 7 à une partie métaphysaire 8 se prolongeant par une partie diaphysaire 9. Comme cela ressort de la rig. 1, la tige intramédullaire 2 présente un extrados 10 convexe et un intrados 11 concave. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'axe D de la partie métaphysaire 8 et l'axe A' de la partie diaphysaire 9 sont, en projection dans un plan 5 frontal F comme cela est illustré à la fig. 1, alignés tandis qu'en projection dans un plan sagittal S perpendiculaire au plan frontal F, comme cela est illustré en fig. 2, les axes D et A' des parties métaphysaire 8 et diaphysaire 9 forment un angle d'antéversion distale,B' compris entre 3 et 50. De même, en projection dans le plan frontal F, l'axe A du col 3 et D de la partie 10 métaphysaire 8 forment un angle cervicodiaphysaire a. compris entre 1250 et 1400 et, de préférence mais non exclusivement, égal à 135 . De plus, en projection dans le plan sagittal S les axes A et D', respectivement du col 3 et de la partie métaphysaire 8, forment un angle d'antéversion proximale P compris entre 80 et 15 . Ces différentes caractéristiques angulaires de l'implant fémoral selon 15 l'invention permettent de lui conférer une forme anatomique susceptible de s'adapter au mieux dans le canal médullaire d'un grand nombre de patients. En effet, comme le montre la fig. 2 l'implant 1 et plus particulièrement sa tige intramédullaire 2 présente une forme courbe vue dans le plan sagittal S qui suit au mieux l'antéversion naturelle du canal médullaire d'un fémur humain. A cet égard, il a été constaté que l'implant fémoral anatomique selon l'invention répond au mieux aux différentes formes de canal médullaire susceptible d'être rencontré lorsque l'angle d'antéversion proximale fB est choisi pour être compris entre 80 et 10 et de façon préférée mais non exclusive lorsqu'il est choisi pour être égal à 9 . De même, la meilleure adéquation de la tige intramédullaire 2 et 25 du canal la recevant, est obtenue lorsque l'angle d'antéversion distale,B' est choisi pour être égal à 3 . Par ailleurs, il a été déterminé que la longueur Lm de la partie métaphysaire n'était pas constante d'un fémur à l'autre et notamment d'une longueur Lt de tige intramédullaire 2 à l'autre. Ainsi, il a été déterminé que la longueur Lm de la partie 30 métaphysaire devait de préférence mais non exclusivement être comprise entre 43 mm et 27 mm. Tandis que la longueur Lt de la tige intramédullaire 2 mesurée entre son extrémité distale 15 et la partie supérieure 16 de la zone de raccordement 7 avec le col 3, est de préférence comprise entre 110 mm et 160 mm. A cet égard, il doit être remarqué que la longueur Lm de la partie métaphysaire n'est pas nécessairement proportionnelle à la longueur Lt de la tige 2. De plus, il doit être précisé que la meilleure adaptation anatomique est obtenue 5 lorsque la longueur Ld de la partie diaphysaire mesurée en projection dans le plan frontal F est choisie pour être comprise entre 47 mm et 95 mm. Par ailleurs de la même manière, le col 3 présente une longueur Le, mesurée entre son extrémité proximale 5 et un plan P perpendiculaire à l'axe A et situé à la jonction entre le col 3 et la tige intramédullaire 2, comprise de préfrénce mais non 10 exclusivement entre 36 mm et 52 mm. Par ailleurs, l'invention préconise de prendre en considération pour la conception de l'implant 1 la distance X, mesurée en projection dans le plan frontal, entre l'axe D de la partie métaphysaire 8 et un centre de tête virtuel O situé sur l'axe A à une distance de 2 mm de l'extrémité proximale 5 du col, mesurée le long de l'axe 15 A dans le plan frontal. De manière préférée mais non strictement nécessaire la distance X est choisie pour être comprise entre 35 mm et 50 mm et de préférence entre 37 mm et 47 mm inclus. Selon une caractéristique préférée mais non nécessaire de l'invention, l'implant 1 comprend à la base du col 3 une collerette d'appui 18 destinée à solliciter l'éperon 20 de Merckel. Le choix préalable de l'implant 1, tel que décrit précédemment, qui sera adapté sur le fémur de l'articulation coxo-fémoral devant être réhabilitée s'effectue généralement sur la base de radiographies du patient. Or, le rapport d'agrandissement de la radiographie n'est pas toujours connu de façon fiable de sorte qu'il apparaît 25 souhaitable de pouvoir disposer au moment de l'intervention d'une série d'au moins trois implants de tailles différentes parmi lesquels il sera possible de choisir celui correspondant au mieux aux dimensions réelles du canal médullaire dans lequel la tige 2 devra être insérée. A cet effet, l'invention propose un mode de conception d'une série, d'au moins trois implants conformes à l'invention, tels qu'illustrés aux 30 fig. 3 et 4, de tailles successives, qui permet de fournir aux chirurgiens orthopédistes une solution optimale au problème de la détermination sur la base de radiographies de la taille d'implant la mieux adaptée au patient. Ainsi, l'invention propose de concevoir les trois implants fémoraux anatomiques de tailles successives selon l'invention de manière que les sommes Lmo + Ldo, Lm, + Ld1, Lm, + Ld1, Lm2 + Ld2 des longueurs de la partie métaphyasaire 8 et de la partie diaphysaire 9 varie d'un implant d'une taille à l'implant de la taille suivante selon une loi de progression linéaire: Lm+Ldo=KN+C o: * Lm est la longueur de la partie métaphysaire 8 de l'implant, * Ld est la longueur de la partie diaphysaire 9 de l'implant mesurée dans le plan 1 0 frontal, * N un nombre entier représentant la taille de l'implant et, selon l'exemple, compris entre O et 2, étant entendu que un tout autre intervalle pourrait être retenu, ò K un coefficient de variation homothétique, * et C une constante correspondant dans le cas présent à la valeur LtO. Selon l'invention le coefficient de variation homothétique K est compris entre 6 mm et 7 mm et de préférence entre 6,3 mm et 6,5 mm. Par ailleurs, l'invention préconise également de faire varier la distance XO, Xl, X2 du centre virtuel O à l'Axe D d'un implant à l'implant suivant selon une loi de progression linéaire X = K'N + C' o: 20. X est la distance entre l'axe D de la partie métaphysaire 8 et le centre de tête virtuel 0, * K' un coefficient de variation homothétique, * N un nombre entier représentant la taille de l'implant et compris selon l'exemple entre O et 2, étant entendu que comme cela a été indiqué précédemment un tout 25 autre intervalle pourrait être retenu en fonction du nombre de tailles, * et C' une constante variant selon l'exemple Xo. K' est alors compris entre 0,5 mm et 4 mm et de préférence entre 1 mm et 3 mm. De manière préférée K et K' sont choisis pour avoir des valeurs différentes et, de préférence mais non nécessairement, K est choisi pour valoir 6,4 mm, tandis que 30 K' est choisi pour être égal à 2 mm. En revanche, si selon l'invention les longueurs Lm+Ld et X varient, les angles cervicodiaphysaires ao, a,, a2 formés par respectivement les axes (Ao, Do), (A1, D1), (A2, D2) sont égaux pour toutes les tailles d'implants de la série. Il en est de même pour les angles d'antéversion proximale Po0, Pl, 52, ainsi que pour les angles d'antéversion distale 3'o, P'l, P'2 définis par les axes (Do, A'o), (D1, A',) et (D2, A'2) Selon l'exemple illustré, la série d'implants ne comprend que trois tailles, 5 toutefois, selon l'invention la série d'implants pourrait comprendre quatre, cinq ou plus tailles différentes. REVENDICATIONS 1 - Implant fémoral anatomique, pour prothèse de hanche, comprenant une tige intramédullaire (2) prolongée par un col (3), d'axe A, de fixation d'une tête (4), la tige présentant, à partir du col (2), une zone de raccordement (7) à une partie métaphysaire (8) d'axe D se prolongeant par une partie diaphysaire (9) d'axe A', caractérisé en ce que: * en projection dans un plan frontal F: - les axes D et A' des parties métaphysaire (8) et diaphysaire (9) de la tige (2) sont alignés, - les axes A et D du col (3) et de la partie métaphysaire (8) forment un angle cervicodiaphysaire ao compris entre 125 et 140 , * en projection dans un plan sagittal S, perpendiculaire au plan frontal F: - les axes A et D du col (3) et de la partie métaphysaire (8) forment un angle d'antéversion proximale 5 compris entre 8 et 15 , 15 - les axes D et A' des parties métaphysaire (8) et diaphysaire (9) forment un angle d'antéversion distale Ot' compris entre 3 et 5 . 2- Implant fémoral selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle oc cervicodiaphysaire est égal à 135 . 3 - Implant fémoral selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'angle 20 d'antéversion proximale 5 est compris entre 8 et 10 . 4 - Implant fémoral selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'angle d'antéversion proximale f1 est égal à 9 . - Implant fémoral selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'angle d'antéversion distale P3' est égal à 3 . 6 - Implant fémoral selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la longueur Lm de la partie métaphysaire (8) est comprise entre 43 mm et 27 mm. 7 - Implant fémoral selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la longueur Ld de la partie diaphysaire (9) est comprise entre 47 mm et 95 mm. 8 - Implant fémoral selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il 30 comprend à la base du col (3) une collerette d'appui (18). 9 - Implant fémoral selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tige intramédullaire (2) présente une longueur Lt, mesurée entre son extrémité distale (15) et la partie supérieure (16) de la zone de raccordement (7) avec le col (3), comprise entre 110 mm et 160 mm. - Implant fémoral selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le col (3) présente une longueur Le, mesurée entre son extrémité proximale (5) et un 5 plan P perpendiculaire à son axe A et situé à la jonction entre le col (3) et la tige intramédullaire (2), comprise entre 36 mm et 52 mm. 11 - Série d'au moins trois implants fémoraux anatomiques de tailles successives, selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que: * la somme de la longueur Lm de la partie métaphysaire (8)et de la 10 longueur Ld de la partie diaphysaire (9),mesurée dans le plan frontal, varie d'un implant au suivant selon une loi de progression linéaire: Lm+ Ld=KN+C o N un nombre entier représentant la taille de l'implant, K un coefficient et C une constante, * la distance X, mesurée en projection dans le plan frontal, entre l'axe D de la partie métaphysaire (8) et un centre virtuel de tête O situé sur l'axe A à une distance de 2 mm de l'extrémité proximale (5) du col varie selon une loi de progression linéaire: X = K'N + C' o K' est un coefficient, N un nombre entier représentant la taille et C' une constante. 12 - Série d'implants fémoraux selon la revendication 11, caractérisée en ce que K est différent de K'. 13 - Série d'implants selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que: * K est compris entre 6 mm et 7 mm et de préférence entre 6,3 mm et 6,5 mm. * K' est compris entre 0,5 mm et 4 mm et de préférence entre 1 mm et 3 mm. 14 - Série d'implants selon la revendication 11, caractérisée en ce que 30 K=6,4mmetK'=2mm.