Brevet FR2868691A1 — publié le 20051014

La présente invention se rapporte à une prothèse totale du genou à charnière rotatoire. Une grande partie des prothèses du genou disponibles sur le marché autorisent, en plus des mouvements de flexion-extension, des mouvements de rotation interne et externe, dite "rotation axiale" (mouvements de rotation autour d'un axe longitudinal confondu avec l'axe de la jambe). Ces possibilités de mobilité améliorent le confort des patients grâce à la possibilité de réaliser des mouvements proches des mouvements physiologiques. Par ailleurs, elles limitent les contraintes sur la fixation de la prothèse et sur les pièces articulaires. Ainsi, on connaît par le document FR-A-2 628 314, une prothèse du genou, dans laquelle les mouvements de flexion/extension sont rendus possibles par le fait que la partie fémorale et l'embase tibiale sont articulées l'une par rapport à l'autre grâce à une pièce en "T". Plus précisément, en partie supérieure de l'embase tibiale fait saillie vers le haut une pièce en "T", dont les extrémités de la branche transversale sont reçues dans des rainures présentes dans la zone de la partie fémorale qui sépare les condyles l'un de l'autre (cavité intercondylienne). La forme de ces rainures est adaptée pour que ladite branche transversale puisse constituer un axe de pivotement transversal pour les deux éléments de la prothèse, mais également pour autoriser un certain débattement angulaire en rotation axiale (c'est-à-dire autour de l'axe longitudinal de la prothèse). Ce débattement angulaire est limité par la forme desdites rainures, contre lesquelles la branche transversale vient en butée, en fin de course. On connaît également une prothèse du type décrit ci-dessus, dont le débattement angulaire en rotation axiale est limité par le fait que les condyles de la partie fémorale coopèrent par contact congruent avec un plateau tibial disposé à l'extrémité supérieure de l'embase tibiale. Le document FR-A-2 776 919 décrit une prothèse de ce genre. De plus, la prothèse qui y est décrite comporte des moyens de butée aptes à bloquer le composant fémoral en rotation axiale seulement lorsque l'articulation du genou est en extension. Cependant, cette possibilité de rotation axiale est conservée en flexion. Encore une autre prothèse du type précédemment décrit est illustrée aux figures 1 à 3 annexées. La figure 1 est une vue simplifiée,en perspective éclatée, d'une telle prothèse, tandis que les figures 2 et 3 sont des vues de détail, respectivement de face et arrière, de la région de double articulation de la prothèse, celle-ci étant représentée en position d'extension. Cette prothèse présente quatre éléments principaux, à savoir une partie fémorale 1, une pièce de pivotement 3, une embase tibiale 2, surmontée par un plateau épais 4 en matière plastique telle que du polyéthylène. La partie fémorale 1 comprend, de manière classique, une pièce articulaire 11 et une tige 10, cette dernière étant représentée partiellement afin de ne pas alourdir inutilement la figure. La pièce articulaire 11 est formée de deux condyles 12 séparés par une zone inter-condylienne 13 qui s'étend depuis l'extrémité frontale supérieure 121 15 jusque vers l'arrière, non visible, de la pièce. Dans cette région arrière, la zone 13 est délimitée transversalement par deux flancs verticaux 14 disposés parallèlement, lesquels sont chacun percés d'une ouverture circulaire 140. Ces deux ouvertures sont positionnées l'une en regard de l'autre, selon un axe transversal X-X' par rapport aux deux condyles 12. L'embase tibiale 2 est destinée, comme son nom l'indique, à être implantée dans le tibia du patient par sa tige 21 (représentée partiellement). Au sommet de cette tige est présente une plaque de support 20 qui, dans l'exemple représenté ici, a un contour est en forme générale de demicercle. Cette plaque comporte une cavité 200 à contour circulaire, dirigée dans l'axe de la tige 21. Elle est surmontée d'un plateau épais en polyéthylène 4 qui présente sensiblement la forme d'un fer à cheval. Sa forme est calquée sur celle de la plaque de support 20, ce qui signifie qu'elles sont aptes à coïncider l'une avec l'autre, par superposition. L'espace libre 42 des deux branches de ce "fer à cheval" autorise un libre accès à la cavité 200 précitée. Le plateau est destiné à être fixé à la plaque 200 par tout moyen approprié et non représenté, tel que des vis. Les éléments 2 et 4 sont donc prévus pour être rendus solidaires l'un de l'autre. On notera que la partie arrière du plateau comporte un épaulement 43 35 qui borde l'espace 42 et dont on expliquera plus loin la fonction. Enfin, la partie frontale supérieure du plateau est pourvue d'une réservation en forme de rainure courbe 44, qui débouche à la fois sur la face supérieure 40 du plateau, mais également sur son chant 41. Les extrémités opposées de cette réservation, de forme courbe, sont 5 référencées 140. Le dernier élément important de cette prothèse est constitué par la pièce de pivotement 3 qui, comme expliqué ci-après, va permettre non seulement d'articuler la partie fémorale autour d'un axe transversal, mais également autour d'un axe longitudinal. Cette pièce de pivotement comprend un plateau tibial 30 à surface supérieure lisse, dont le contour est identique à celui de la plaque de support 20 de l'embase tibiale 2. Parallèlement et à proximité de son rebord arrière rectiligne 301, ce plateau supporte une charnière ou palier 32 d'axe transversal Z-Z', traversé par un 15 alésage 320. La largeur de ce palier est légèrement inférieure à l'espace qui sépare chacun des flancs 14 de la partie fémorale 1. En avant du plateau, c'est-à-dire dans un plan frontal, est présent un doigt 33 qui fait saillie vers le bas. Il a la même courbure que celle du rebord 20 correspondant 300 du plateau. Sa largeur est inférieure à celle qui sépare les extrémités opposées 440 de la réservation 44 précitée. Par ailleurs, la courbure de ce doigt et de ladite réservation sont identiques. Le plateau tibial 30 qui vient d'être décrit est supporté par un pied tronconique 31 d'axe longitudinal Y-Y' qui présente, sensiblement à mihauteur, une collerette 34 qui s'étend dans un plan parallèle à celui du plateau 30. La distance qui sépare les faces inférieures de la collerette 34 et du plateau 30 est égale, au jeu près à l'épaisseur du plateau 4. Ainsi que le montrent plus précisément les figures 2 et 3, la partie fémorale 1 est destinée à être articulée sur la pièce de pivotement 3, tandis que cette dernière est elle-même destinée à être articulée par rapport à l'embase tibiale 2. Plus précisément, la partie fémorale est montée sur la pièce de pivotement 3 de manière à ce que les flancs 14 bordent les extrémités opposées de la charnière ou palier 32. Dans cette position, les axes X-X' et Z-Z' sont confondus. Une petite pièce cylindrique 5 formant axe est engagée dans cet assemblage de manière à maintenir l'articulation (visible à la figure 2). Par ailleurs, le pied tronconique 31 de la pièce de pivotement 3 est engagé dans la cavité 200 de l'embase tibiale, tandis que le plateau 4 est intercalé entre la collerette 34 et le plateau tibial 30. On notera que cette collerette s'engage, comme montré à la figure 2, contre l'épaulement 43. Une fois assemblé, on se trouve donc dans la situation de la figure 2 dans laquelle un pivotement de la partie fémorale 1 est rendu possible par rapport à l'axe Z-Z'. Par ailleurs, du fait que le doigt 33 surplombe la réservation 44 du plateau 4, une rotation axiale f autour de l'axe Y-Y' est également possible, pour autant que le doigt ne rencontre pas les extrémités opposées 440 de ladite réservation. En d'autres termes, ces extrémités constituent des butées qui limitent le débattement angulaire de l'articulation. Lors de ce mouvement, les régions 120 les plus basses des condyles sont en contact et glissent sur le plateau 30. Toutes les prothèses décrites ci-dessus ont pour point commun d'autoriser une rotation axiale dès l'implantation de la prothèse. En d'autres termes, dès que le patient est en mesure de se déplacer, il peut faire "fonctionner" cette rotation. Or, dans ces prothèses de reconstruction totale du genou, il pourrait être intéressant d'interdire cette fonctionnalité de rotation axiale tout en conservant la possibilité de mouvements de flexion / extension. Cela favoriserait grandement la cicatrisation des parties molles périprothétiques, ainsi que la rééducation musculaire. En effet, les muscles n'aurait alors qu'à assurer que la flexion / extension, et non pas le contrôle des rotations. Cependant, une fois la cicatrisation réalisée, il serait hautement souhaitable, pour le confort du patient, de pouvoir réaliser des mouvements de rotation axiale. Mais cet objectif ne pourrait être atteint puisqu'il faudrait réintervenir sur la prothèse. Les présents demandeurs ont découvert qu'il était possible d'atteindre un tel objectif sans réintervention, et en utilisant des moyens simples, tout à fait compatibles avec la structure et le fonctionnement des prothèses modernes actuellement disponibles sur le marché. Ainsi, l'invention concerne une prothèse totale du genou à charnière rotatoire, qui comporte une première partie dite " partie fémorale", destinée à être implantée dans un fémur, et une seconde partie, dite "embase tibiale", destinée à être implantée dans un tibia, la partie fémorale étant montée mobile en rotation transversale par rapport à une pièce de pivotement montée elle-même en rotation axiale par rapport à l'embase tibiale, l'extrémité inférieure de la partie fémorale comportant deux condyles qui coopèrent par contact et glissement avec un plateau tibial à surface supérieure lisse, l'un ou l'autre des composants constitués par lesdites pièce de pivotement et plateau tibial comportant un doigt engagé dans une réservation pratiquée dans l'autre composant, de sorte que ladite rotation axiale est limitée par le doigt lorsque celui est en butée contre l'une ou l'autre des extrémités opposées de ladite rainure. Cette prothèse est essentiellement remarquable en ce qu'elle comporte des moyens d'immobilisation mutuelle dudit doigt et de ladite réservation, ces moyens étant libérables à la demande après implantation, de manière à autoriser ladite rotation axiale. Ainsi, tant que la cicatrisation n'est pas acquise et que la musculature n'a pas repris ses caractéristiques initiales, les moyens d'immobilisation empêchent toute rotation axiale. Par contre, lorsque l'état du patient le permet, lesdits moyens peuvent être libérés, ce qui signifie qu'ils autorisent alors un mouvement relatif du doigt par rapport à la réservation, comme dans les prothèses traditionnelles. Par l'expression "moyens libérables à la demande", on entend qu'il est possible de les libérer dès lors qu'on le souhaite, par une manoeuvre commandée 25 depuis l'extérieur du corps du patient. On entend également par cette expression des moyens dont le fonctionnement en vue de la libération mutuelle du doigt et de la réservation est commandé dès l'implantation de la prothèse et différé à un temps T prédéterminé, sans intervention aucune après l'opération. Grâce à l'invention, il est possible d'autoriser des mouvements de rotation axiale, sans que le patient ait à subir une quelconque intervention supplémentaire. Selon un mode de réalisation préférentiel, ledit doigt est porté par la pièce de pivotement, tandis que ladite réservation, par exemple de forme courbe, est 35 pratiquée dans le plateau tibial ou dans une pièce rapportée à l'embase. Avantageusement, lesdits doigt et réservation s'étendent en périphérie et dans un plan frontal de ladite pièce de pivotement, respectivement du plateau tibial ou de la pièce rapportée. Conformément à un premier type de solution, lesdits moyens 5 d'immobilisation sont de type mécanique. Préférentiellement, lesdits moyens comprennent un piston coulissant dont la tige constitue un organe d'immobilisation desdits doigt et réservation, ce piston étant apte à être désengagé, de manière à autoriser leur libération mutuelle. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de désengagement du piston sont actionnés sous l'effet d'une élévation de température. Conformément à une variante, ladite élévation de température est initiée par une source génératrice de champ magnétique. Le désengagement du piston peut être actionné directement sous l'effet d'un champ magnétique puissant. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, lesdits moyens d'immobilisation sont de type "biochimique". Ils consistent avantageusement en au moins un insert qui occupe l'espace libre laissé par ledit doigt et ladite réservation, cet insert ayant préférentiellement pour caractéristique d'être résorbable. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - les figures 1 à 3 sont, comme expliqué plus haut, des vues en perspective et de détail d'une articulation de type connu à laquelle la présente invention peut s'appliquer et auxquelles on se reportera en cas de besoin dans la suite de la présente description; - les figures 4 et 5 sont des vues de détail, en coupe partielle, d'un premier mode de réalisation de la prothèse selon l'invention; - les figures 6 et 7 sont des vues analogues aux figures 4 et 5, 30 montrant un second mode de réalisation particulièrement préféré. En référence aux figures 4 et 5, la prothèse de l'invention présente sensiblement la même structure que celle qui a été décrite précédemment et illustrée aux figures 1 à 3. Toutefois, on notera en premier lieu que le doigt 33 qui équipe la 35 pièce de pivotement 3 présente, dans sa zone médiane, une cavité longitudinale 330 dirigée vers le bas. Par ailleurs, dans la tige 21 de l'embase 2 est formé un alésage 6 de forme cylindrique qui débouche au niveau de la plaque de support 20. Il est partiellement obturé par le plateau 4, ce dernier présentant toutefois une petite ouverture longitudinale 441, centrée sur l'axe Y'Y'. Dans l'alésage est placé un piston 7 dont la tige 70 ressort et s'engage dans la cavité 330 du doigt 33, en traversant l'ouverture 441. L'espace inférieur de l'alésage 6 est occupé par une matière solide 9 apte à se liquéfier lorsqu'elle est portée à température. Il s'agit par exemple de polyéthylène. De l'autre côté du piston 7 est monté un ressort hélicoïdal 8 10 représenté en compression à la figure 4. Enfin, est noyé dans le corps de la tige 21, entourant la partie inférieure de l'alésage 6, un solénoïde S dont on expliquera plus loin la fonction. C'est dans cet état que la prothèse est implantée dans le corps du patient. On comprend donc qu'ainsi positionné, le doigt 33 est immobilisé par rapport à la réservation 44, de sorte que seule une rotation transversale de la prothèse est possible. En effet, l'immobilisation du doigt 33 empêche toute rotation axiale. Cependant, lorsque l'état du patient est satisfaisant et que la cicatrisation est bien avancée, le chirurgien peut décider d'autoriser la rotation axiale pour la prothèse qui a été implantée. Pour ce faire, on génère depuis l'extérieur du corps du patient un champ magnétique puissant susceptible d'actionner le solénoïde S, générant luimême un courant induit susceptible d'augmenter la température de la matière 9 et de la faire fondre. Celle-ci devient alors une matière liquide 9' qui occupe un espace moins important qu'initialement, de sorte que le piston peut alors coulisser vers le bas, poussé par le ressort 8, comme le montre la flèche g de la figure 5. Ce faisant, l'extrémité de la tige 70 se déplace vers le bas et se désengage de la cavité 330 du doigt 33. Par là même, le doigt est libre et une rotation de l'articulation autour de l'axe longitudinal Y' redevient possible. Cette solution technique, que l'on peut qualifier de solution mécanique, présente l'avantage de pouvoir être mise en oeuvre dès que cela est souhaité, notamment en fonction de tests et de contrôles radiologiques permettant de s'assurer de la bonne cicatrisation des tissus. En aucun cas, une nouvelle intervention n'est nécessaire. Bien entendu, d'autres moyens d'actionnement du piston peuvent être envisagés. Ainsi, on peut envisager de provoquer le déplacement de la tige 30, sous l'effet d'un champ magnétique puissant généré par exemple par un appareil d'IRM. La seconde solution des figures 6 et 7 présente l'avantage d'être très simple. Cette solution consiste à introduire dans l'espace laissé libre par le doigt 33 et la réservation 44, un insert I. En l'occurrence, cet insert a, vu de face, la forme d'un "U", à savoir qu'il présente une forme strictement complémentaire de celle du doigt et de la réservation. Comme le montre particulièrement la figure 6, la mise en place de l'insert immobilise le doigt 33 par rapport à la réservation 44. On se trouve donc dans une situation dans laquelle seule une rotation transversale est autorisée. Le matériau utilisé à titre d'insert n'est pas n'importe lequel. Il s'agit d'un matériau biocompatible et présente la capacité d'être résorbable, ce qui signifie qu'il est en mesure de se "déliter" progressivement lorsqu'il est en contact avec les tissus et sécrétions physiologiques. Des matériaux particulièrement appropriés sont par exemple l'acide polylactique et l'acide polyglycolique, qui sont déjà utilisés dans un même but de 20 résorption, notamment pour des sutures chirurgicales. Au fur et à mesure du temps, l'insert I va se dégrader pour devenir un insert I' de volume moins important, ceci jusqu'à sa complète disparition. Lorsque cette disparition est effective, le doigt et la réservation retrouvent leur complète liberté de mouvement l'un par rapport à l'autre, de sorte que la rotation axiale est recouvrée. Le chirurgien choisira un insert dont la composition sera choisie pour que sa disparition intervienne au bout d'un temps T qui convient le mieux. A titre indicatif, ce temps peut être de l'ordre de trois semaines à deux ou trois mois à partir de son implantation. Dans une forme de réalisation non représentée, on peut utiliser deux ou un nombre plus élevé d'insert, l'essentiel étant que l'ensemble qu'ils constituent ainsi immobilise le doigt 33. Par ailleurs, dans les exemples ci-dessus, le doigt 33 a une forme de tronc de pyramide et la réservation 44, une forme analogue. Dans les variantes de réalisation, ce doigt pourrait avoir une forme par exemple cylindrique. Par ailleurs, l'implantation de ce doigt et celle de la réservation peuvent être modifiées. A nouveau, cette solution présente le grand avantage de ne pas nécessiter une réintervention sur la prothèse du patient, après sa mise en place 5 initiale. REVENDICATIONS 1. Prothèse totale du genou à charnière rotatoire, qui comporte une première partie dite " partie fémorale" (1), destinée à être implantée dans un fémur, et une seconde partie, dite "embase tibiale" (2), destinée à être implantée dans un tibia, la partie fémorale (1) étant montée mobile en rotation transversale par rapport à une pièce de pivotement (3) montée elle-même en rotation axiale par rapport à l'embase tibiale (2), l'extrémité inférieure de la partie fémorale (1) comportant deux condyles (12) qui coopèrent par contact et glissement avec un plateau tibial (30) à surface supérieure lisse porté par la pièce de pivotement (3), l'un ou l'autre des composants constitués par lesdites pièce de pivotement (3) et embase tibiale (2) comportant un doigt (33) engagé dans une réservation (44) pratiquée dans l'autre composant, de sorte que ladite rotation axiale est limitée par le doigt (33) lorsque celui est en butée contre l'une ou l'autre des extrémités opposées (440) de ladite réservation (44), caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (70; I) d'immobilisation mutuelle dudit doigt (33) et de ladite réservation (44), ces moyens étant libérables à la demande de manière à autoriser ladite rotation axiale, ceci sans avoir à réintervenir sur le patient après implantation. 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit doigt (33) est porté par la pièce de pivotement (3), tandis que ladite réservation (44), par exemple de forme courbe, est pratiquée dans l'embase tibiale (2) ou dans une pièce (4) rapportée à l'embase (2). 3. Prothèse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits doigt (33) et réservation (44) s'étendent en périphérie et dans un plan frontal de ladite pièce de pivotement (3), respectivement de l'embase tibiale (2) ou de la pièce rapportée. 4. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que lesdits moyens d'immobilisation (70) sont de type mécanique. 5. Prothèse selon la revendication 4, caractérisée par le fait que lesdits moyens comprennent un piston coulissant (7) dont la tige (70) constitue un organe d'immobilisation desdits doigt (33) et réservation (44), ce piston étant apte à être désengagé, de manière à autoriser leur libération mutuelle. 6. Prothèse selon la revendication 5, caractérisée par le fait que lesdits moyens de désengagement du piston sont actionnés sous l'effet d'une élévation de température. 7. Prothèse selon la revendication 6, caractérisée par le fait que ladite élévation de température est initiée par une source génératrice de champ magnétique. 8. Prothèse selon la revendication 5, caractérisée par le fait que 5 lesdits moyens de désengagement du piston sont actionnés sous l'effet d'un champ magnétique puissant. 9. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que lesdits moyens d'immobilisation (I) sont de type "biochimique". 10. Prothèse selon la revendication 9, caractérisée par le fait qu'ils consistent en au moins un insert (I) qui occupe l'espace laissé libre par ledit doigt (33) et ladite réservation (44). 11. Prothèse selon la revendication 10, caractérisée par le fait que ledit insert (I) est en matériau résorbable.