Brevet FR2859902A1 — publié le 20050325

Les malpositions rotatoires tridimensionnelles d'un implant fémoral dans une prothèse partielle monocompartimentale fémoro-tibiale, sont une cause d'échec fréquente, principale et méconnue des prothèses monocompartimentales du genou. Les moyens de l'éviter résultent des modifications des techniques de pose et des ancillaires actuels. Cette évolution s'applique aussi aux prothèses totales du genou. Le succès à long terme des prothèses monocompartimentales dépend de deux facteurs liés l'un à l'autre: facteur extra-articulaire: reconstituer parfaitement l'axe mécanique du membre inférieur, une fois la prothèse mise en place; facteur intra-articulaire: bonne position des implants fémoral et tibial, à la fois implantation osseuse, et position centrale des implants l'un par rapport à l'autre ans toutes les amplitudes de flexion. Le matériel ancillaire actuel permet une bonne implantation du plateau tibial dans les trois plans de l'espace: plan frontal: parallèle à l'axe mécanique tibial, ou mieux légèrement valgisé ; plan sagittal: inclinaison postérieure; plan horizontal: position rotatoire et recouvrement de la corticale tibiale; perpendiculaire à l'axe mécanique. Le matériel ancillaire actuel ne permet pas le positionnement correct de l'implant fémoral dans les trois plans de l'espace: -1- Plan horizontal (planche 1, figure la) Sur un genou fléchi à 90 , la bonne position rotatoire dans le plan horizontal de l'implant condylien est déterminée par la coupe postérieure du condyle. Or, avec le matériel ancillaire actuel, cette coupe postérieure condylienne se réalise sans corriger ou retrouver une rotation normale bicondylienne par rapport à l'axe fémoral. En effet, sur une arthrose condylo-tibiale interne par exemple, la rotation horizontale, par rapport à l'axe fémoral, des condyles (ou de l'extrémité inférieure du fémur) est interne. Cette rotation interne est accentuée si une coupe tibiale première est réalisée. La conséquence immédiate est une coupe condylienne postérieure oblique interne varisante ou externe valgisante (figure lb condyle fémoral interne). Ainsi, la coupe condylienne postérieure oblique (A) interne varisante induit une varisation du genou, surtout lors de la flexion, dont la correction par le choix d'une épaisseur plus grande de l'insert articulaire tibial (en polyéthylène), corrigeant en même temps la rotation fémorale inférieure, mais induisant une position inclinée de l'implant condylien. S'il n'y a pas de correction de la rotation fémorale avant la coupe condylienne postérieure, la coupe postérieure sera donc inclinée lors de la correction de l'axe mécanique du membre inférieur, et le condyle postérieure n'est plus perpendiculaire à l'axe mécanique (B coupe perpendiculaire à l'axe mécanique). De plus, la prothèse condylienne en rotation externe du fait de son inclinaison en varus (toujours dans le cas d'une arthrose fémoro-tibiale interne; malposition inverse dans le cas d'une arthrose externe), aborde le plateau tibial non de face , sur sa sphéricité, mais de champ lors de la flexion. De plus, lors de l'extension, le condyle prothétique ainsi positionné s'éloigne du plateau tibial prothétique, du centre à la périphérie, avec risque d'hyper-pression de la corticale tibiale interne (cas de l'arthrose interne), et de descellement du plateau tibial. - 2- Plan frontal (planches 2 et 3) - Figure 2a: plan horizontal * IA: interligne articulaire * ST: gabarit tibial - Figure 2 b: plan frontal coupe distale condyle inférieur genou flexion 90 * (1) : axe mécanique * (2) : axe bicondylien Figure 2c: condyle interne - Figure 2d: implant en biais condyle central - Figure 2e: implant en biais condyle périphérique Figure 2f: position normale. La coupe du condyle distal (inférieur) se fait toujours dans la technique et avec le matériel ancillaire actuels, genou à 90. Toutefois, aucun matériel ancillaire ne tient compte, lors de la flexion, du roulement postérieur, puis glissement associé, des condyles selon l'axe bicondylien et de la rotation fémorale externe simultanée selon l'axe mécanique du genou, passant par le centre du genou, le condyle interne se rapprochant du centre du genou, associée à la rotation interne concomitante du tibia. 2859902 4 La coupe inférieure du condyle interne du genou à 90 se fait donc sur un condyle non de face, mais en biais, de champ ou en biseau. Le gros risque est de constater que, lors de l'extension, le condyle prothétique va se positionner sur le plateau tibial à sa périphérie, en corrigeant sa rotation d'externe à interne, conjuguée à la rotation externe tibiale. Il y a donc risque de mauvais alignement de l'implant condylien: positionnée en périphérie tibiale et appuyant sur le plateau tibial par son champ, et non de face, risque majeur de descellement par basculement médial, ou latéral dans le cas de l'arthrose externe, du plateau tibial. Le même risque de mauvais alignement peut se voir sur le condyle externe en cas d'arthrose fémoro-tibiale externe. -3- Plan sagittal (planche 4, figure 3) Ce plan pose le problème de positionnement de l'implant condylien en flexum ou en recurvatum, et la recherche d'absence de conflit rotulien. Il faut éviter que la coupe postérieure de profil soit inclinée en flexum ou recurvatum. La coupe postérieure doit être faite de telle sorte que la malposition sagittale soit évitée, ce qui n'est pas aisé avec les systèmes actuels. Selon l'invention, le système le permet, en autorisant la coupe postérieure avec un fantôme reproduisant le condyle distal préalablement bien positionné sur le sillon trochléo-condylien. Selon l'invention, le risque de malposition rotatoire de l'implant condylien est patent dans les trois plans horizontal, sagittal et surtout frontal. Selon l'invention, le système ancillaire de pose des prothèses monocompartimentales internes (ou externes) corrige ce risque, et permet une bonne position des implants. Ce nouveau système ancillaire de pose de la prothèse monocompartimentale du genou, constitue un système dynamique miniinvasif. L'invention corrige les deux facteurs de malposition des implants: Facteurs extra-articulaires en restituant l'axe mécanique du genou au cours des coupes en extension et en flexion. Facteurs intra-articulaires en corrigeant la malposition rotatoire de l'implant condylien dans les trois plans horizontal, sagittal et frontal. Le système permet des coupes dynamiques tenant compte des rotations anatomiques fémoro-tibiale lors de la flexion / extension. Les figures annexées représentent: - Planche 5: ancillaire tibial gabarit de coupes tibiales coupe tibiale première Figure 4a: vue de face Figure 4b: vue supérieure Figure 4c: vue de profil Figures 4d et 4e: un autre mode de réalisation respectivement en vue supérieure et latérale. - Planche 6: Figures 5a, 5b et 5c ancillaire tibial gabarit de coupes tibiales détermination de la hauteur de coupe. - Planche 7: Figures 6a et 6b ancillaire tibial vérification du plan de coupe tibiale perpendiculaire à l'axe mécanique tibiale (coupe faite). Planche 8: Figure 7 Ancillaire tibial: second mode de réalisation Planche 9: Figure 8 Gabarit et ancillaire fémoral Reproduction interligne articulaire Planche 10 Gabarit et ancillaire fémoral Guide de coupe condylienne postérieure Figures 9a et 9b: premier mode de réalisation Figure 9a: vue de profil Figure 9b: vue de face Figure 9c: gabarit de coupe condylienne droit Figure 9d: gabarit de coupe condylienne courbe Planche 11: Ancillaire et gabarit fémoral Guide de coupe condylienne distale Figure 10 premier mode de réalisation Guide droit (rectangle) Planche 12: Ancillaire et gabarit fémoral Guide de coupe condylienne distale Figure 11: second mode de réalisation - Planche 13: Figures 12a et 12b Ancillaire et gabarit fémoral Guide de coupe condylienne distale Le temps tibial premier Le gabarit de coupe tibial a été repensé, revu et amélioré, pour faciliter le geste opératoire dans la chirurgie mini-invasive, pratiquer la coupe tibiale perpendiculaire à l'axe mécanique tibial, contrôler son alignement, et faciliter la reprise. Gabarit de coupe tibial Réglage de la visée extra-médullaire: Double tige télescopique diaphysaire (1,1) dessin planche 5; Partie inférieure de la tige télescopique: * étau de cheville à articulation antérieure (1,2) planche 5; * l'étau fixe la tige télescopique dont la pointe aimantée (1,3) dessin figure 8, s'applique sur un patch aimanté appliqué sur la peau à l'aplomb du tendon du jambier antérieur; 10 * sur l'étau à cheville sont fixées aussi deux autres tiges perpendiculaires pour le réglage du varus-valgus (1,4), et de la pente postérieure (1,5) Partie supérieure de la tige télescopique se fixe: tige semi- circulaire (1,6) dans le plan horizontal, contournant le tendon rotulien, dont l'autre extrémité est une pointe verticale descendante, s'abouchant entre les épines tibiales. Cette tige semi-circulaire permet le centrage de la tige d'axe mécanique. Sa pointe au niveau de l'insertion du croisé antérieure, matérialise ainsi la hauteur de l'interligne articulaire. Réglage de l'alignement en varus/valgus - Tige fixée sur étau de cheville, perpendiculaire la tige télescopique (1,4) orientée dans le plan frontal. Elle est filetée de mm en mm, permettant son déplacement dans le sens du varus-valgus, de la tige télescopique, à l'aide d'un bouton (1,6) tournant dans ces deux sens. Réglage de la pente postérieure 3 - 5 - Tige filetée (1,5) de mm en mm, perpendiculaire à la tige précédente, alignée dans le plan sagittal, fixée sur la tige télescopique, qui se déplace ainsi dans le plan sagittal à l'aide d'un bouton tournant (1,7). - Tige coulissante (1,8) sur gabarit tibial, imprimant une inclinaison postérieure (1,10 et 1,11). 2859902 9 Gabarit de coupe tibiale - Gabarit fixé sur tige télescopique supérieure, par une tige coulissante (1,8) et pouvant s'éloigner ou se rapprocher de cette tige extra- médullaire, à une fente verticale pour la coupe du massif des épines, et deux fentes horizontales pour la coupe supérieure tibiale. Avec 3 ou 4 trous de fixation alignés de haut en bas en ligne brisée, espacés de mm en mm, pour refaire la coupe si insuffisante, et de 3 trous latéraux espacés en arc de cercle pour corriger l'inclinaison an varus-valgus de 1 à 3 (option). Cette tige coulissante peut être angulée fixée sur le gabarit tibial par en avant (1,9), ou mieux directement sur la face latérale (1,10) du gabarit tibial, permettant par l'intermédiaire d'un bouton articulée d'imprimer une inclinaison postérieure de 3 ou 5 (1,11). Réglage de la hauteur de coupe 5a à 5c - Cette hauteur de coupe est importante: elle doit être estimée de façon précise, et doit permettre de retrouver l'interligne articulaire tibial. Cette hauteur est vérifiée deux fois: par la tige semi-circulaire (1,6) et par un stylet pointeur (1,12) de confirmation appliquée sur la fente horizontale du gabarit de coupe. Ce stylet pointeur a une particularité : il est amovible en extrémité, pouvant s'anguler et ainsi pointer sur l'os dénudé, ou devenir horizontal, et être une lame plate s'appliquant sur la corticale tibiale et donner l'orientation de la pente postérieure. - La tige semi-circulaire horizontale a une pointe verticale (1,13) s'appliquant sur l'épine tibiale. Une autre pointe libre y est fixée, et est coulissante. Le gabarit de coupe tibiale est positionné en hauteur jusqu'à ce que cette pointe soit appliquée sur le sommet de la partie verticale (pour la coupe verticale) du gabarit, dont la hauteur est déterminée. Le sommet de fente verticale correspond à l'interligne, et l'on vérifie la bonne hauteur du gabarit par le stylet dont la pointe doit être proche de l'os dénudé. On pratique ensuite la coupe tibiale selon la hauteur (H) désirée: 8, 9, 10, 11, 12 mm. Vérification du plan de coupe tibiale perpendiculaire à l'axe mécanique tibiale (coupe faite) (figures 6a et 6b). Deux possibilités: - Platine tibiale (1,9) avec manchon (1,10) qui s'y clippe, et sur laquelle on fait coulisser une tige C horizontale (3,1) vers le centre du genou; - Ou bien surtout: le manchon C que l'on clique sur la platine a la possibilité de rotation dans le plan horizontal se rapprochant du centre du genou. Ces deux systèmes (tige C est une option) recevant à la fois le pointeur arc de cercle (1,6) fixé sur les épines tibiales, et la tige d'axe (de vérification de l'axe) (3,2) qui est articulée et télescopique (pour diminuer son encombrement) et se pointe vers le centre de la cheville et son patch aimanté. Vérification de la hauteur de coupe tibiale et restitution de la hauteur de l'interligne. - On laisse en place la platine précédente et sa tige (3,2) matérialisant l'axe tibial. Genou en extension, on fait coulisser sur la tige C (3,1) ou manchon C (1,10), une autre tige télescopique (3,3) matérialisant l'axe mécanique du fémur, se pointant sur un patch aimanté fixé à l'aplomb du centre de la tête fémorale, et s'articulant avec la tige d'axe tibial par un système de rotule. La fixation de ces 2 tiges fémorale et tibiale sur la tige C leur permet de s'articuler, autorisant la flexion du genou. - En extension, on adapte l'épaisseur de la platine tibiale (8, 9, 10, 11, 12 mm) jusqu'à avoir l'axe mécanique normal du membre inférieur. On peut aussi rajouter un positionneur fémoral (3,4) (figure 9a) sur la platine tibiale d'épaisseur préalablement choisie. En flexion 90 , du fait de la conservation fréquente du cartilage du condyle postérieur (alors qu'il est habituellement absent du condyle inférieur), l'axe tibial va se dévier en valgus: mettre la platine adaptée (en général 1 ou 2 mm de moins) ou enlever si nécessaire le positionneur fémoral, pour réaxer la tige tibiale: c'est la hauteur de l'interligne. De plus, cette platine corrige la rotation des condyles dans le plan horizontal. - La coupe du condyle postérieur, qui est l'étape suivante, se fera ainsi sur un condyle fémoral, dont la rotation a été corrigée, évitant la malposition condylienne avec inclinaison interne ou externe. Un autre dessin de gabarit tibial (figure 7) a été conçu (autre possibilité : On utilise un gabarit positionneur en deux parties 1/3 - 2/3 liée: La première partie (5,1) côté tubérosité tibiale sert à positionner dans le sens varus-valgus. La deuxième partie (6,2), par un système de bouton tournant, a une mobilité en ascenseur (montée-descente) par rapport à la première partie, et sert au positionnement de la hauteur de coupe. On y adjoint d'autres agencements: roulette latérale pour la pente postérieure (6,3), la tige C centrale avec mobilité rotatoire dans le plan horizontal, pouvant recevoir la tige d'axe pour positionner l'ensemble: la visée extra-médullaire peut ainsi être non utilisée. Le temps fémoral Gabarit de coupe fémorale Coupe du condyle postérieur (planche 10) On résèque une hauteur osseuse en tenant compte de l'épaisseur du cartilage restant, pour éviter une résection osseuse trop importante. La platine tibiale (1,9) possède une fente horizontale dans laquelle s'encastre le gabarit de coupe du condyle postérieur (3) pour éviter de le placer entre la platine tibiale et le condyle postérieur et fausser ainsi la rotation fémorale. Le gabarit de coupe condyle postérieur est choisi dans une gamme de taille correspondant aux différentes prothèses. Le choix se fera par alignement sur le sillon trochléen. - Il peut être droit (figure 9c) ou courbe (figure 9d) reproduisant la forme condylienne prothétique. - Deux possibilités d'encastrement entre ce gabarit et la platine tibiale (1,9) : directement par une lame horizontale (3,1) naissant à la partie basse du gabarit et s'encastrant dans la fente de la platine tibiale (1,9) ; indirectement (3,11) : le gabarit de coupe du condyle postérieur est posé sur la platine, sécurisé par une lame naissant à sa partie postérieure qui s'encastre dans la fente de la platine; cette lame prolonge le gabarit en arrière, puis direction verticale descendante, et enfin prolongement antérieur parallèle s'encastrant dans la fente de la platine. 25 Ce gabarit est prolongé, à sa partie antérieure, par une lame ascendante (3,2) qui vient s'appliquer sur le condyle inférieur, taille choisie à hauteur du sillon trochléen, et permet d'ajuster ainsi la flexion du genou (autour de 90 ) pour permettre une coupe condylienne postérieure d'angulation postérieure correspondant à l'implant définitif, pour éviter une mise en flexum ou recurvatum de l'implant. Le gabarit de coupe du condyle postérieur (3) a une fente (3,3) pour la scie de coupe, de hauteur correspondant à l'épaisseur du condyle postérieur. Coupe distale du condyle inférieur (figure 10) Pour éviter la coupe distale sur un condyle en rotation externe flexion à 90 , et risquer une malposition rotatoire de l'implant condylien dans le plan frontal, de biais ou de champ , et éviter sa position à la périphérie tibiale lors de l'extension, risquant le descellement fréquent par tilting, la coupe du condyle inférieure est réalisée sur un genou en extension. - La même épaisseur de coupe osseuse est réalisée entre le condyle postérieur et distal. - On utilise un gabarit (4) avec deux parties liées: une partie est le condyle postérieur d'épaisseur définitive s'appliquant sur la coupe postérieure, et l'autre distal s'appliquant sur le condyle distal dénudé de cartilage, fine d'épaisseur correspondant à l'épaisseur du cartilage perdu, se fixant sur un manchon (4,4). - La partie distale du gabarit de coupe condylienne distale (4) peut avoir deux formes: - Une forme rectangulaire (4,2) ou une forme condylienne (4,3) correspondant à la forme prothétique définitive; Sa taille est choisie en fonction de la taille du condyle à prothéser, déjà donnée par le gabarit de coupe du condyle postérieur; Sur ce gabarit distal (4) sont positionnés un guide de coupes distal (4,21 et 4,31), pouvant être utilisé pour le chanfrein (4,22 et 4,32). L'orientation de ces coupes est prédéterminée et correspond à la forme de la surface d'ancrage de la prothèse condylienne définitive - Ce gabarit est posé sur le spacer tibial d'épaisseur suffisante, pour qu'en extension, avec le gabarit fémoral, l'axe soit restitué avec stabilité ligamentaire; utiliser les tiges d'orientation des axes mécaniques coulissant sur le manchon (4,4). Il existe 5 tailles selon la taille du condyle inférieur. On choisit le gabarit de taille adaptée ne dépassant pas le sillon trochléo-condylien. - Sur ce gabarit est fixé un manchon (4,4) permettant de l'adapter en bonne position sur le condyle, et au milieu du plateau tibial. Ce manchon permet de vérifier la bonne position du gabarit en extension et dans toutes les amplitudes de flexion. - Une fois choisie la position du gabarit, en extension, on le fixe par 2 clous. - En extension, on applique par clipage, au sommet du gabarit fémoral, un gabarit de coupe du condyle inférieur, dans lequel une fente est réalisée pour le passage de la lame de scie. Cette coupe se fait donc perpendiculaire au plan frontal, perpendiculaire à l'axe mécanique, sur axe normal. Si la coupe se fait en extension, genou en varus sans correction de l'axe, la coupe du condyle inférieur sera en varus, avec malposition du condyle prothétique: erreur d'orientation en varus dans le plan frontal. En fin, coupe du chanfrein, si nécessaire. Le gabarit condylien distal s'applique sur la région distale du condyle, contre l'os sous-chondral. Son épaisseur de 2 (ou 3) mm correspond à la perte du cartilage et la coupe distale ne résèque que l'épaisseur restante osseuse. Par exemple, 4 mm, ajoutée aux 2 mm (cartilage virtuel ou interligne), correspondant aux 6 mm de l'épaisseur de la prothèse condylienne définitive (si ce chiffre a été choisi, une épaisseur de 5 mm étant possible). Si l'axe mécanique n'est pas restitué entre gabarit tibial + gabarit fémoral, rajouter une platine de mm en mm, et la résection distale est diminuée d'autant (figures Il a et l lb). Mise en place après essais, des implants définitifs. REVENDICATIONS -1- Ensemble d'instruments pour la mise en place d'une prothèse unicompartimentale de genou selon une technique mini-invasive, ou d'une prothèse totale de genou, assurant l'équilibrage automatique des coupes en flexion 90 , en extension 0 , et durant la phase de 0 à 90 , et l'absence de malposition rotatoire dans les trois plans de l'implant fémoral, cet ensemble d'instruments étant caractérisé en ce qu'il comprend: un gabarit de coupe tibiale dont les agencements permettent de retrouver l'interligne articulaire tibial virtuel, et donc une hauteur de coupe précise et une correction de la rotation fémorale dans le plan horizontal; - une platine tibiale (1,9) dont les agencements permettent de contrôler l'alignement en varus-valgus de la coupe tibiale, munie d'une fente horizontale universelle qui reçoit un manchon ayant une rotation dans le plan de la platine tibiale et qui peut donc se rapprocher du centre du genou, et sur laquelle l'on fixe la tige semi-circulaire (1,13) à jointe verticale s'appliquant sur l'épine tibiale et une tige télescopique (3,2) de vérification d'axe mécanique tibial pointée sur un patch aimanté fixé sur le centre de la cheville, et par l'intermédiaire d'une rotule, une autre tige télescopique fémorale (3,3) (pour l'axe mécanique fémoral) pointée sur un patch aimanté fixé sur le centre de la tête fémorale, l'axe mécanique du membre inférieur étant donc matérialisé en extension et en flexion et corrigé par la platine tibiale et un positionneur fémoral (3,4) ; on reproduit ainsi l'interligne articulaire vrai, et on corrige la rotation fémorale dans le plan horizontal, cette fente horizontale recevant aussi le guide de coupe du condyle postérieur (3) ; - un gabarit (4) ou implant condylien virtuel s'appliquant sur la coupe postérieure et permettant de réaliser la coupe distale du condyle, pour éviter la malposition rotatoire dans le plan frontal de l'implant fémoral. -2- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la platine tibiale (1,9) présente des agencements autorisant la mise en place d'un guide de coupe permettant de réaliser la--coupe-postérieure-du-condyle-on évitant la malposition de l'implant condylien: dans le plan horizontal, en oblique interne varisante en flexion, ou oblique externe en permettant le contrôle de l'axe mécanique en flexion-extension et de correction de la rotation fémorale; - en flexum et en recurvatum dans le plan sagittal, grâce à l'utilisation d'un guide de coupe du condyle postérieur avec fantôme appliqué sur le condyle distal, droit ou courbe, ne dépassant pas le sillon trochléen, et de taille correspondant à celui de l'implant définitif. - 3- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le gabarit présente des agencements permettant d'avancer ou de reculer le guide de coupe postérieure, de façon à appliquer celui-ci contre le condyle distal, et dont la partie verticale droite ou courbe a une taille choisie parmi plusieurs tailles, ne dépassant pas le sillon trochléen, et correspondant à la taille de l'implant condylien définitif. -4- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le gabarit (4) est conformé pour remplacer la partie 2859902 18 postérieure réséquée du condyle, et s'appliquer sur le condyle distal, et présente: - soit une forme condylienne matérialisant d'une façon virtuelle la prothèse implantée sur le patient, - soit une forme rectangulaire, ledit gabarit est réalisé en différentes tailles correspondant aux tailles de l'implant condylien définitif, et est agencé pour recevoir des guides de coupe fémorale distale et chanfrein, dont l'orientation épouse celle de la surface d'ancrage (distal et chanfrein) de l'implant condylien définitif, tandis qu'un manchon recevant des tiges de contrôle d'axe, est fixé sur ce gabarit fémoral, ledit manchon permettant de bien positionner le gabarit fémoral pour vérifier sa bonne position lors du déroulement du condyle: perpendiculaire à l'axe mécanique, parallèle au fantôme tibial en extension et en son regard (au centre), ce manchon permettant donc la coupe distale du condyle en extension, sans malposition dans le plan frontal de l'implant condylien.