Brevet FR2852819A1 — publié le 20041001

i La présente invention est relative aux prothèses totales du genou du type postéro-stabilisée. Dans le domaine technique que vise l'objet de l'invention, il est connu de nombreuses propositions antérieures. D'une manière générale, une prothèse totale de 5 genou comporte un implant fémoral adaptable sur l'extrémité épiphysaire basse du fémur. Selon une proposition connue, cet implant fémoral présente deux condyles latéraux possédant dans le plan sagittal, une partie postérieure en arc de cercle centrée sur le point de rotation de la prothèse. Ces deux condyles latéraux délimitent entre eux une cavité médiane définissant une surface de butée de postéro10 stabilisation. Une telle prothèse totale comporte par ailleurs pour coopérer avec l'implant fémoral, un implant tibial comprenant une embase tibiale adaptable sur l'extrémité épiphysaire haute du tibia. Cette embase tibiale est aménagée pour présenter un puits débouchant sur sa face supérieure de manière à recevoir un pion faisant saillie de la 15 face inférieure d'un plateau articulaire. La face supérieure du plateau articulaire est aménagée pour présenter deux cavités glénoïdes coopérant avec les condyles de l'implant fémoral. Les cavités glénoides possèdent une partie postérieure en arc de cercle centrée sur le point de rotation de la prothèse. Les cavités glénoides sont séparées par une nervure médiane formant un éperon de postéro-stabilisation au 20 niveau de sa partie antérieure, apte à coopérer avec la surface de butée de la cavité médiane de l'implant fémoral. Une telle prothèse totale offre ainsi une fonction de stabilisation postérieure lors du déplacement relatif entre le tibia et le fémur. Une telle prothèse totale de genou se caractérise par la liaison imposée du tibia par rapport au fémur selon le plan sagittal avec une simple possibilité de pivotement 25 relatif sur un axe fictif qui peut être considéré comme étant généralement perpendiculaire au plan sagittal. Une telle limitation de mouvement relatif à un seul degré de liberté ne permet pas de reproduire les mouvements anatomiques naturels dits de " lift off " dans le plan frontal, c'est-à-dire la possibilité de léger pivotement du tibia par rapport au fémur. Il s'ensuit des contraintes importantes imposées soit 30 aux éléments en contact et en glissement de la prothèse totale, soit aux moyens d'ancrage des éléments de la prothèse sur les épiphyses en vis-à-vis du fémur et du tibia. Les contraintes sont responsables de douleurs ou de descellement des implants. Pour tenter de remédier à ces inconvénients, il a été proposé une prothèse totale du genou dont l'implant fémoral est adapté pour présenter un échappement forcé par rapport à la nervure de l'implant tibial. Cet échappement tend non seulement à user les bords supérieurs de la nervure, mais conduit à exercer sur celle-ci des contraintes 5 de torsion favorisant l'apparition de fissures dans le matériau constitutif du plateau articulaire. L'objet de la présente invention vise à remédier aux inconvénients énoncés ci-dessus en proposant une nouvelle prothèse totale postéro- stabilisée du genou offrant une fonction de postéro-stabilisation, avec une possibilité de rotation relative 10 du tibia par rapport au genou tout en limitant les contraintes exercées sur les ancrages osseux des implants fémoral et tibial ainsi que sur les éléments de la prothèse en contact. Pour atteindre un tel objectif, la prothèse selon l'invention comprend: un implant fémoral formant deux condyles latéraux délimitant entre eux 15 une trochlée fémorale concave dans le plan frontal, les condyles latéraux possédant dans le plan sagittal, une partie postérieure en arc de cercle centrée sur un point de rotation, - et un implant tibial comportant: * une embase tibiale dans laquelle est aménagé un puits débouchant 20 dans la face supérieure de l'embase, * et un plateau articulaire présentant: * sur sa face inférieure, un pion apte à être reçu à pivotement dans le puits de l'embase tibiale, * sur sa face supérieure, deux cavités glénoïdes coopérant avec les 25 condyles et possédant dans le plan sagittal, une partie postérieure en arc de cercle centrée sur le point de rotation de manière que la prothèse possède un centre unique de rotation dans son domaine cinématique normal, les deux cavités glénoïdes étant séparées entre elles par une épine médiane convexe dans le plan frontal pour 30 coopérer avec la trochlée fémorale. Selon l'invention: - la trochlée fémorale et l'épine médiane du plateau articulaire sont respectivement concave et convexe de manière continue, de leur partie postérieure à leur partie antérieure, de manière à autoriser un déplacement limité relatif dans le plan sagittal entre le plateau articulaire et l'implant fémoral, lorsque la prothèse est en dehors de son domaine cinématique normal, - les condyles de l'implant fémoral et les cavités glénoides du plateau articulaire possèdent des parties antérieures avec un rayon de courbure supérieure au rayon de courbure des parties postérieures en arc de cercle de manière à coopérer entre elles pour assurer la postéro-stabilisation de la prothèse après un déplacement limité relatif dans le plan sagittal entre 10 le plateau articulaire et l'implant fémoral. Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, les parties antérieures des cavités glénoides et la partie antérieure de l'épine médiane sont relevées par rapport respectivement aux parties postérieures des cavités glénoides et à la partie postérieure de l'épine médiane de manière à constituer une surface d'appui antérieure 15 continue assurant la postéro-stabilisation de la prothèse. Selon une autre caractéristique avantageuse de réalisation, les cavités glénoides se raccordent à l'épine médiane par des zones intermédiaires d'inflexion, de leur partie postérieure à leur partie antérieure et les condyles se raccordent à la trochlée par des zones intermédiaires d'inflexion, de leur partie postérieure à leur partie 20 antérieure. Selon un autre aspect de l'invention, chaque cavité glénoïde possède dans le plan frontal une forme arrondie pour définir un point de basculement pour le condyle associé de manière à autoriser un basculement de l'autre condyle en vue de la reproduction des mouvements naturels dits de " lift off ". La prothèse selon l'invention est également conçue pour présenter une surface d'appui maximale. Ainsi, l'implant fémoral et le plateau articulaire sont conformés pour être en contact de surface sur sensiblement la totalité de la surface des cavités glénoïdes et de l'épine médiane, et ce pour un angle de flexion de la prothèse à une valeur de l'ordre de 00. De même, l'implant fémoral et le plateau articulaire sont conformés pour être en contact de surface sur au moins les parties postérieures des cavités glénoides et de l'épine médiane, lors de la flexion de la prothèse sur une plage angulaire variant de l'ordre de 0 à 130 . Enfin, l'implant fémoral et le plateau articulaire sont conformés pour être en contact sur la totalité de la surface des cavités glénoïdes et de l'épine médiane, pour un angle de flexion de la prothèse égale à une valeur de l'ordre de -5'. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en 5 référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. Les fig. 1 et 2 sont des vues respectivement postérieure et antérieure en perspective éclatée d'une prothèse totale du genou conforme à l'invention. La fig. 3 est une vue en coupe transversale prise sensiblement selon la ligne 10 111-III de la fig. 1. La fig. 4 est une vue en coupe élévation prise sensiblement selon la ligne IV-IV de la fig. 3. Les fig. 5 et 6 sont des vues en élévation montrant la prothèse selon l'invention dans deux positions caractéristiques pour une même valeur de flexion de la prothèse. 1 5 Les fig. 7A, 7B sont des vues de la prothèse selon deux positions caractéristiques de. flexion à savoir O' et 900. Les rig. 8A et 8B montrent l'aire de surface de contact entre l'implant tibial et l'implant fémoral pour les deux positions caractéristiques de flexion illustrées respectivement aux fig. 7A, 7B. Tel que cela ressort des figures, l'objet de l'invention concerne une prothèse totale i du genou comprenant classiquement un implant fémoral 2 et un implant tibial 3 destinés à être adaptés respectivement après résection, sur l'épiphyse basse fémorale et l'épiphyse haute tibiale. Comme cela ressort de la description qui suit, cette prothèse totale du genou i est du type postéro-stabilisé et est particulièrement 25 implantée en cas d'ablation du ligament croisé postérieur. L'implant fémoral 2 considéré selon une vue latérale parallèle au plan sagittal de la prothèse, présente une forme sensiblement en U comprenant une branche 5 dite antérieure et une branche postérieure 6 de plus faible longueur (fig. 4).L'implant fémoral 2 délimite par sa surface interne, un logement 8 d'adaptation sur l'épiphyse 30 fémorale. L'implant fémoral 2 est conformé pour présenter par sa surface externe, deux condyles latéraux 10 s'étendant de façon sensiblement parallèle en délimitant entre eux, une fosse intercondylienne ou une trochlée fémorale il. Chaque condyle 10 possède dans le plan sagittal (fig. 4), une partie postérieure 10, en arc de cercle centrée sur le point de rotation de la prothèse, schématisé par le point P, et prolongée par une partie antérieure 102 présentant un rayon de courbure supérieure au rayon de la partie postérieure 101. Chaque condyle 10 présente dans le 5 plan frontal, c'est- à-dire transversalement au plan sagittal (fig. 3), un profil convexe et arrondi, défini par un premier rayon de courbure de valeur donnée pour la partie postérieure 10, et par un deuxième rayon de courbure de valeur supérieure par rapport au premier rayon de courbure pour la partie antérieure 102, tel que cela ressort des fig. 1 et 2. Tel que cela apparaît plus précisément à la fig. 3, la trochlée fémorale 11 présente transversalement au plan sagittal, un profil concave et arrondi, défini par un premier rayon de courbure de valeur donnée pour la partie postérieure 11, et par un deuxième rayon de courbure de valeur supérieure par rapport au premier rayon de courbure pour la partie antérieure 112. Selon une caractéristique de l'invention, la 15 trochlée fémorale 11 est concave de manière continue ou sans interruption, de sa partie postérieure 11 à sa partie antérieure 112. La partie postérieure 11, de la trochlée fémorale 11 possède dans le plan sagittal, un profil en arc de cercle centrée sur le point de rotation P. Cette partie postérieure 11, est prolongée par la partie antérieure 112 qui présente un rayon de courbure supérieur au rayon de la partie 20 postérieure 111. De manière classique, la partie postérieure 112 de la trochlée fémorale 11 est apte à coopérer avec la protubérance naturelle ou avec un bouton artificiel présenté ou porté par la rotule non représentée. La trochlée 11 se raccorde de manière continue de part et d'autre, aux condyles latéraux 10 par des zones intermédiaires d'inflexion. L'implant tibial 3 comporte une embase tibiale 14 présentant une tige médullaire d'ancrage 15 s'étendant à partir d'un plateau supérieur 16 destinée à venir reposer contre une surface réséquée du plateau tibial. La tige d'ancrage 15 délimite un puits central 17 débouchant dans la face supérieure du plateau 16. L'implant tibial 3 comporte également un plateau articulaire 21 présentant sur 30 sa face inférieure, un pion 22 apte à être reçu à pivotement dans le puits 17 de l'embase tibiale 14 pour permettre le pivotement du plateau articulaire 21 par rapport à l'embase tibial 14. Le plateau articulaire 21 présente sur sa face supérieure, deux cavités glénoides 24 destinées à coopérer avec les condyles 10 et séparées entre elles par une épine médiane 25. L'épine médiane 25 possède ainsi dans le plan frontal c'est-à-dire transversalement au plan sagittal, un profil convexe et arrondi qui est sans 5 interruption ou continu, de sa partie postérieure 25, à sa partie antérieure 252. Ce profil convexe de l'épine médiane 25 est défini par un rayon de courbure évolutif augmentant de sa partie postérieure 25, à sa partie antérieure 252. Avantageusement, ce profil convexe est défini par un premier rayon de courbure de valeur donnée pour la partie postérieure 25, et par un deuxième rayon de courbure de valeur supérieure 10 par rapport au premier rayon de courbure pour la partie antérieure 252. L'épine médiane 25 possède dans le plan sagittal, une partie postérieure 25, s'étendant en arc de cercle centrée sur le point de rotation P de la prothèse et prolongée par la partie antérieure 252 présentant un rayon de courbure supérieure au rayon de courbure de la partie antérieure 251. L'épine médiane 25 est raccordée de manière continue, de sa 15 partie postérieure à sa partie antérieure et de part et d'autre, aux cavités glénoïdes 24, par des zones intermédiaires d'inflexion. Chaque cavité glénoïde 24 possède dans le plan sagittal (fig. 4), une partie postérieure 24, en arc de cercle centrée sur le point de rotation P de la prothèse, et prolongée par une partie antérieure 242 présentant un rayon de courbure supérieure 20 au rayon de courbure de la partie postérieure 241. Chaque cavité glénoïde 24 présente transversalement au plan sagittal (rig. 3), un profil concave et arrondi défini par un premier rayon de courbure de valeur donnée pour la partie postérieure 24, et par un deuxième rayon de courbure de valeur supérieure par rapport au premier rayon de courbure pour la partie antérieure 242. D'une manière avantageuse, les parties 25 antérieures 242 des cavités glénoïdes 24 et la partie antérieure 252 de l'épine médiane sont relevées par rapport respectivement aux parties postérieures 24, des cavités glénoïdes 24 et à la partie postérieure 25, de l'épine médiane 25 de manière à constituer une surface d'appui antérieure continue assurant la postéro-stabilisation de la prothèse. L'épine médiane 25 et les cavités glénoides 24 constituent, par leurs parties postérieures respectives 251, 24, en arc de cercle, des zones d'appui pour les parties postérieures 111, 0l de la trochlée fémorale 11 et des condyles 10, qui sont congruentes entre elles. La prothèse 1 selon l'invention possède ainsi un centre unique de rotation P dans son domaine cinématique normal. D'une manière avantageuse, l'implant fémoral 2 et le plateau articulaire 21 sont conformés de manière que les condyles 10 et la trochlée fémorale 11 soient en contact sur sensiblement la totalité de la surface des cavités glénoides 24 et de l'épine médiane 5 25 et ce, pour un angle de flexion de la prothèse à une valeur de l'ordre de 00. Ainsi, tel que cela ressort clairement des fig. 7A, 8A, la surface de contact ou d'appui illustrée par la zone sombre S représente pratiquement la totalité de la surface supérieure du plateau articulaire 21, à l'exclusion d'une mince bordure s'étendant à l'extrémité de la partie antérieure. Il est à noter que pour la position d'hyper 10 extension de la prothèse (de l'ordre de -5 de flexion), l'implant fémoral 2 et le plateau articulaire 21 sont conformés de manière que les condyles 10 et la trochlée fémorale 11 soient en contact sur la totalité de la surface des cavités glénoïdes 24 et de l'épine médiane 25. Lors de la flexion de la prothèse 1 sur une plage angulaire variant en particulier 15 de 0 à 1300, la surface d'appui diminue. Cependant, l'implant fémoral 2 et le plateau articulaire 21 sont conformés de manière que les condyles 10 et la trochlée fémorale 11 soient en contact de surface sur au moins les parties postérieures 241, 25, des cavités glénoïdes 24 et de l'épine médiane 25 sur la plage de flexion de O' à 130 , de sorte que la surface d'appui S reste importante comme cela ressort clairement des fig. 20 7B et 8B. La prothèse selon l'invention présente ainsi une congruence maximale pour des angles de flexion compris entre -5 et 130 , ce qui permet une répartition des contraintes sur une large surface. Il en résulte une réduction très notable de l'usure du plateau articulaire 21, une réduction du risque d'apparition de fissures ainsi qu'une réduction de la production de particules du matériau constituant le plateau articulaire 25 21. Selon une autre caractéristique de l'invention, la trochlée fémorale 11 et l'épine médiane 25 du plateau articulaire 21 sont respectivement concave et convexe, sans discontinuité ou de manière continue, de leur partie postérieure à leur partie antérieure pour autoriser un déplacement limité relatif dans le plan sagittal entre le 30 plateau articulaire 21 et l'implant fémoral 2, lorsque la prothèse sort de son domaine cinématique normal. De façon complémentaire, lorsque la prothèse 1 sort de son domaine cinématique normal lors par exemple d'un trébuchement pouvant avoir pour conséquence une sub-luxation antéro-postérieure, les condyles 10 et les cavités glénoides 24 sont destinés à coopérer par leurs parties antérieures 102, 242 de manière à assurer la postéro-stabilisation de la prothèse. De préférence, la partie antérieure 252 de l'épine médiane 25 coopère aussi avec la partie antérieure 112 de la 5 trochlée fémorale lorsque la prothèse est en dehors de son domaine cinématique normal. Les parties antérieures 242, 252 des cavités glénoïdes 24 et de l'épine médiane 25 sont relevées par rapport aux parties postérieures 241, 25, permettant ainsi de solliciter en permanence l'implant tibial vers sa partie postérieure. Lorsque la prothèse 1 sort de son domaine cinématique normal (fig. 6), il apparaît dans le plan 10 sagittal, un déplacement ou un roulement relatif entre le plateau articulaire 21 et l'implant fémoral 2. Les parties antérieures relevées 242, 252 des cavités glénoïdes 24 et de l'épine médiane 25 constituent ainsi une surface d'appui antérieure continue sur toute la largeur de la prothèse et sur une profondeur importante permettant d'assurer la postéro-stabilisation de la prothèse de manière progressive et sans aucun point de 15 butée par la diffusion des efforts, n'entraînant ainsi pas de contraintes aux éléments en contact et aux moyens d'ancrage de la prothèse. Par ailleurs, il est à noter que la prothèse 1 selon l'invention autorise dans le mouvement de flexion allant de -5 à 1300, un basculement de l'implant fémoral en valgus et en varus de 30 à 50 (lift off) sans perte de congruence du condyle 10 opposé 20 au basculement qui reste en contact avec la surface du plateau articulaire, et sans apparition d'interférences. En effet, chaque cavité glénoide 24 possède par sa forme arrondie dans le plan frontal, un point de basculement pour le condyle 10 associé, autorisant ainsi le basculement de l'autre condyle 10. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses 25 modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Prothèse totale postéro-stabilisée du genou, comprenant: - un implant fémoral (2) formant deux condyles latéraux (10) délimitant entre eux une trochlée fémorale (11) concave dans le plan frontal, les 5 condyles latéraux (10) possédant dans le plan sagittal, une partie postérieure (101) en arc de cercle centrée sur un point de rotation (P), - et un implant tibial (3) comportant: * une embase tibiale (14) dans laquelle est aménagé un puits (17) débouchant dans la face supérieure de l'embase, 10 * et un plateau articulaire (21) présentant: * sur sa face inférieure, un pion (22) apte à être reçu à pivotement dans le puits (17) de l'embase tibiale, * sur sa face supérieure, deux cavités glénoides (24) coopérant avec les condyles (10) et possédant dans le plan sagittal, une partie 15 postérieure (241)en arc de cercle centrée sur le point de rotation (P) de manière que la prothèse possède un centre unique de rotation (P) dans son domaine cinématique normal, les deux cavités glénoïdes (24) étant séparées entre elles par une épine médiane (25) convexe dans le plan frontal pour coopérer avec la trochlée 20 fémorale (11) caractérisée en ce que: - la trochlée fémorale (11) et l'épine médiane (25) du plateau articulaire (21) sont respectivement concave et convexe de manière continue, de leur partie postérieure à leur partie antérieure, de manière à autoriser un déplacement limité relatif dans le plan sagittal entre le plateau articulaire 25 (21) et l'implant fémoral (2), lorsque la prothèse est en dehors de son domaine cinématique normal, - les condyles (10) de l'implant fémoral (2) et les cavités glénoïdes (24) du plateau articulaire (21) possèdent des parties antérieures (102, 242) avec un rayon de courbure supérieure au rayon de courbure des parties 30 postérieures (lOi, 241) en arc de cercle de manière à coopérer entre elles pour assurer la postéro-stabilisation de la prothèse après un déplacement limité relatif dans le plan sagittal entre le plateau articulaire (21) et l'implant fémoral (2). 2 - Prothèse totale postéro-stabilisée du genou selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parties antérieures (242) des cavités glénoïdes (24) et la partie antérieure (252) de l'épine médiane (25) sont relevées par rapport respectivement aux parties postérieures (241) des cavités glénoïdes (24) et à la partie 5 postérieure (251) de l'épine médiane (25) de manière à constituer une surface d'appui antérieure continue assurant la postéro-stabilisation de la prothèse. 3 - Prothèse totale postéro-stabilisée du genou selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les cavités glénoïdes (24) se raccordent à l'épine médiane (25) par des zones intermédiaires d'inflexion, de leur partie postérieure à leur partie 10 antérieure et en ce que les condyles (10) se raccordent à la trochlée (11) par des zones intermédiaires d'inflexion, de leur partie postérieure à leur partie antérieure. 4 - Prothèse totale postéro-stabilisée du genou selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque cavité glénoide (24) possède dans le plan frontal une forme arrondie pour définir un point de basculement pour le condyle (10) associé de 15 manière à autoriser un basculement de l'autre condyle en vue de la reproduction des mouvements naturels dits de " lift off ". - Prothèse totale postéro-stabilisée du genou selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'implant fémoral (2) et le plateau articulaire (21) sont conformés pour être en contact de surface sur sensiblement la totalité de la surface 20 des cavités glénoides (24) et de l'épine médiane (25), et ce pour un angle de flexion de la prothèse à une valeur de l'ordre de 00. 6 - Prothèse totale selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'implant fémoral (2) et le plateau articulaire (21) sont conformés pour être en contact de surface sur au moins les parties postérieures (241, 251) des cavités glénoïdes (24) et 25 de l'épine médiane (25), lors de la flexion de la prothèse sur une plage angulaire variant de l'ordre de 0 à 130 . 7 - Prothèse totale selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'implant fémoral (2) et le plateau articulaire (21) sont conformés pour être en contact sur la totalité de la surface des cavités glénoides (24) et de l'épine médiane (25), pour un 30 angle de flexion de la prothèse égale à une valeur de l'ordre de -5 .