Brevet FR2900045A1 — publié le 20071026

La présente invention a trait à une prothèse d'épaule ou de hanche. Dans le domaine des prothèses d'épaule, il est connu, par exemple de ER-A-2 841 768, d'utiliser un composant intermédiaire présentant deux surfaces d'articulation convexes destinées à coopérer respectivement avec une surface d'articulation concave appartenant au composant huméral de la prothèse ainsi qu'avec une surface d'articulation glénoïdienne concave. Ce type de prothèse IO donne globalement satisfaction, tout particulièrement dans la mesure où la répartition des centres instantanés de rotation des surfaces articulaires en contact permet d'externaliser le point d'application de l'effort exercé par le deltoïde lors du mouvement d'abduction. Toutefois, 15 dans certaines configurations d'implantation, la partie externe du composant huméral ou de l'humérus risque d'entrer en contact avec l'acromion, ce qui peut s'avérer gênant, voire douloureux, pour le patient. Des problèmes analogues peuvent se poser avec une 20 prothèse d'épaule dont le composant huméral présente une surface d'articulation convexe, le composant intermédiaire ayant alors une surface d'articulation concave correspondante. Des problèmes de même type peuvent se poser avec une 25 prothèse de hanche connue. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une nouvelle prothèse d'épaule dans laquelle l'effort d'abduction exercé par le deltoïde peut être optimisé, sans 30 risque d'interaction entre l'humérus ou le composant huméral et l'acromion en fin de mouvement d'abduction. L'invention propose également une prothèse de hanche. A cet effet, l'invention concerne une prothèse d'épaule ou de hanche qui comprend un composant huméral ou fémoral présentant une surface d'articulation et un composant intermédiaire présentant une première et une deuxième surfaces d'articulation destinées à coopérer respectivement avec la surface d'articulation du composant huméral ou fémoral et avec une surface d'articulation concave naturelle ou appartenant à un composant glénoïdien ou cotyldien, le composant huméral comprenant une première partie destinée à être ancrée dans l'humérus ou dans le fémur. Cette prothèse est caractérisée en ce que la surface d'articulation du composant huméral ou fémoral est formée par une deuxième partie de ce composant mobile en translation par rapport à la première partie selon une direction d'éloignement/rapprochement entre la première partie et la surface d'articulation du composant huméral ou fémoral. Dans le cas d'une prothèse d'épaule, la possibilité de déplacement relatif en translation entre les première et deuxième parties du composant huméral permet de faire varier, au cours du mouvement d'abduction, le bras de levier entre le point d'application de l'effort dû au deltoïde et le centre instantané de rotation des surfaces en contact ménagées respectivement sur le composant huméral et sur le composant intermédiaire. Ainsi, ce bras de levier peut être plus faible en fin d'abduction, ce qui limite les risques d'interférence de l'humérus ou du composant huméral avec l'acromion. Dans le cas d'une prothèse de hanche, des avantages similaires sont obtenus lors du mouvement d'élévation de la jambe du patient. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de 30 l'invention, une telle prothèse peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - La deuxième partie du composant huméral ou fémoral est pourvue d'une tige de montage sur la première partie, alors que cette tige fait partie d'une structure télescopique de guidage du mouvement de translation entre les première et deuxième parties de ce composant. Selon un premier mode de réalisation, la tige peut être engagée dans un alésage de guidage formé par ou solidaire de la première partie. Selon un autre mode de réalisation, la tige est creuse et adaptée pour recevoir, avec possibilité de coulissement, un doigt qui fait saillie par rapport à la première partie. En outre, la tige et la partie complémentaire de la structure télescopique sont avantageusement à section non circulaire. - Il est prévu des moyens qui forment une butée au déplacement relatif en translation des première et deuxième parties du composant huméral dans un sens de rapprochement entre la première partie et le composant intermédiaire. Selon un premier type de prothèse conforme à l'invention, la surface d'articulation du composant huméral ou fémoral est concave, alors que les première et deuxième surfaces d'articulation du composant intermédiaire sont convexes. Selon un autre type de prothèse conforme à l'invention, la surface d'articulation du composant huméral ou fémoral est convexe, alors que les première et deuxième surfaces d'articulation du composant intermédiaire sont respectivement concave et convexe. L'invention concerne également une méthode de pose d'une prothèse d'épaule ou de hanche telle que précédemment décrite et, plus précisément, une méthode de pose d'une prothèse qui comprend un composant huméral ou fémoral, dont une première partie est destinée à être ancrée dans l'humérus ou le fémur et qui présente une surface d'articulation, et un composant intermédiaire présentant une première et une deuxième surfaces d'articulation destinées à coopérer respectivement avec la surface d'articulation du composant huméral ou fémoral et avec une surface d'articulation concave naturelle ou appartenant à un composant glénoïdien ou cotyloïdien, cette méthode comprenant une étape consistant à monte_ une deuxième partie du composant huméral ou fémoral, qui forme sa surface d'articulation, de façon coulissante sur la première partie. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de trois modes de réalisation d'une prothèse conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une coupe sagittale de principe d'une prothèse d'épaule conforme à l'invention en place sur un patient, alors que le bras du patient est en position basse, au début d'un mouvement d'abduction, - la figure 2 est une coupe analogue à la figure 1 au terme d'un mouvement d'abduction du bras du patient, - la figure 3 est une section partielle à plus grande échelle selon la ligne III-III à la figure 2, - la figure 4 est une coupe analogue à la figure 1 pour une prothèse conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 5 est une coupe analogue à la figure 1 pour une prothèse conforme à un troisième mode de 25 réalisation de l'invention. La prothèse P représentée aux figures 1 à 3 comprend un composant huméral 1 qui inclut une partie 11 destinée à être ancrée dans le canal médullaire de l'humérus H de l'articulation à équiper de la prothèse P. La partie 11 30 comprend une queue d'ancrage 111 et une partie métaphysaire 112 dans laquelle est fixé un tube 113 à section interne ovale, comme cela ressort plus particulièrement de la figure 3. Le composant 1 comprend également un patin 12 qui définit une surface concave S1 et qui est équipé, à l'opposé de la surface S1 d'une tige 121 à section ovale complémentaire de la section interne du tube 113. En configuration montée de la prothèse, la concavité de la surface S1 est orientée vers la glène G de l'épaule. La prothèse P comprend également un composant glénoïdien 2 ancré dans la glène G et qui définit une surface concave S2 dont la concavité est tournée vers l'extérieur de la glène. Entre les composants 1 et 2 est intercalé un composant intermédiaire 3 qui définit une surface convexe externe S'2 sensiblement complémentaire de la surface S2, ainsi qu'une surface également convexe S'1 sensiblement complémentaire de la surface S1. Dans le mode de réalisation décrit, les surfaces S1r S2, S'1 et S'2 sont des tronçons de sphère, le rayon R1 commun aux surfaces S1 et S'1 étant inférieur au rayon R2 commun aux surfaces S2 et S'2. Toutefois, les surfaces S1r S2rS'1 et S'2 ne sont pas forcément des tronçons de sphère. La position relative des surfaces S1r S2, S'1 et S'2 est conforme à l'enseignement technique de FR-A-2 841 768. On note Ci le centre de rotation instantané de la surface S1 par rapport à la surface S'1. Il s'agit d'un centre commun aux sphères définissant les surfaces S1 et S'1. La géométrie des éléments 2, 3 et 12 est telle que le centre C1 est situé dans la glène G, c'est-à-dire dans une position médiane par rapport au centre de rotation anatomique de l'épaule avant opération. On note par ailleurs C2 le centre instantané de rotation entre les surfaces S2 et S'2. Il s'agit dans l'exemple du centre commun aux sphères définissant ces surfaces. Il est situé au-delà de la surface S'1 par rapport à la surface S_, ceci conformément à l'enseignement technique de FR-A-2 841 768. 6 On note H1 le point de l'humérus H au niveau duquel est appliquée la résultante de l'effort FD du deltoïde au cours du mouvement d'abduction de l'humérus. On note Z-Z' un axe globalement parallèle à la colonne vertébrale du patient en station debout et passant par le centre C1. On note d1 la distance, prise perpendiculairement à l'axe Z-Z', entre le point H1 et le centre C1. Cette distance dl constitue le bras de levier de l'effort FD qui engendre le mouvement de la surface S1 du patin 12 sur la surface S'1 lors de l'abduction. Plus ce bras de levier est important, plus il est facile pour le patient de lever le bras grâce à l'effort FD exercé par le deltoïde, ce qui est particulièrement important lorsque la coiffe des rotateurs, qui surplombe la tête humérale, est déficiente. Afin d'éviter que le point H1 ou une zone de l'humérus proche de ce point ne vienne heurter l'acromion A au terme du mouvement d'abduction, la tige 121 est prévue coulissante à l'intérieur du tube 113, ce qui permet de faire varier la distance d2 entre la surface S1 et le fond de l'alésage 114 ménagé dans la partie 112 pour recevoir le tube 113, cette distance d2 étant prise parallèlement à l'axe longitudinal central X121 de la tige 121. L'axe X121 est également l'axe central du tube 113. Ainsi, le patin 12 est mobile en translation en éloignement/rapprochement par rapport à la partie 11, dans le sens de la double flèche T et parallèlement à l'axe X121. Le déplacement en translation du patin 12 par rapport à la partie 13 correspond à un rapprochement de la partie 11, d'une part, et des éléments 12 et 3 en appui l'un sur l'autre, d'autre part, lors de l'abduction. Au contraire, lorsque le patient abaisse le bras, les éléments 12 et 3, d'une part, et 1l, d'autre part, s'éloignent les uns des autres. 7 En d'autres termes, la tige 121 peut coulisser à l'intérieur du tube 113, qui forme un alésage de guidage en translation de la tige, de telle sorte que la distance d2 est variable, comme cela ressort de la comparaison des figures 1 et 2. Le caractère variable de la distance d2 induit également un caractère variable de la distance d1. La distance dl a, dans la configuration de la figure 2, une valeur inférieure à sa valeur dans la configuration de la figure 1. Ceci n'est pas gênant car, lorsque l'humérus est au voisinage de la configuration de la figure 2 ou dans cette configuration à la fin du mouvement d'abduction, la résultante Fo de l'effort dû au deltoïde forme avec l'axe Z-Z' un angle u sensiblement plus important que dans la configuration de la figure 1, de telle sorte que cette résultante tend alors à ramener la tête de la prothèse en direction de la glène G, ce qui limite les risques de luxation. Ainsi, au terme du mouvement d'abduction, la distance d3 entre l'humérus H et l'acromion A est non nulle, tout en ayant une valeur inférieure à sa valeur de départ dans la configuration de la figure 1. Ainsi, la structure télescopique formée de la tige 121 et le tube 113 permet d' adapter le bras de levier dl de la résultante Fo à la position de l'humérus H au cours du mouvement d'abduction. Au début du mouvement représenté à la figure 1, cette distance ou bras de levier dl est maximum, ce qui facilite l'abduction, alors que, à la fin du mouvement, cette distance ou ce bras de levier est minimum, ce qui évite les interférences avec l'acromion. Comme il ressort plus particulièrement de la figure 3, la tige 121 et le tube 113 ont des sections complémentaires non circulaires, ce qui permet d'imposer la position angulaire du patin 12 autour de l'axe X121. En outre, un bouchon 13 rapporté sur l'humérus H autour de la partie du tube 113 qui fait saillie par rapport à la partie métaphysaire 112 vient en appui contre une portion correspondante 31 du composant 3 en fin du mouvement d'abduction afin de limiter le rapprochement des parties 11 et 12. Les parties 13 et 31 forment donc une butée au mouvement de rapprochement des parties 11 et 12 pendant l'abduction. En variante, l'extrémité 113a du tube 113 opposée à la queue 111 peut venir en butée contre la face arrière 122 du patin 12, c'est-à-dire la face de ce patin opposée à la surface Si. L'appui de l'extrémité 113a contre la face 122 forme alors une butée au rapprochement des parties 11 et 12. Selon un aspect facultatif de l'invention, le bord 32 du composant 3 peut recevoir en appui glissant le bouchon 13, la forme de ce bord étant compatible avec un rapprochement de la surface S1 et de la partie 11 au cours du mouvement d'adduction, ainsi que cela ressort des figures 1 et 2. Selon un aspect de l'invention qui n'est pas représenté, une butée peut également être prévue, par exemple au voisinage de l'extrémité libre de la tige 121, pour limiter l'éloignement des parties 11 et 12 et éviter ainsi l'extraction de la tige 121 par rapport au tube 113 dans la configuration de la figure 1. Dans le second mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 4, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent des références identiques. Ce mode de réalisation diffère du précédent essentiellement en ce que la tige 121 du patin 12 est creuse et forme un alésage de réception d'un doigt 113' qui fait saillie par rapport à la partie 11, en direction du patin 12. Comme précédemment, il est formé une structure télescopique qui permet d'ajuster le bras de levier entre le point H1 où s'exerce la résultante FD de l'effort dû au 9 deltoïde et le centre instantané de rotation C1 de la surface concave S formée par le patin 12 par rapport à la surface convexe correspondante S'1 formée par le composant intermédiaire 3. Comme dans le premier mode de réalisation, les éléments 121 et: 113' constitutifs de la structure télescopique sont à section non circulaire. Dans l'exemple, ils peuvent être à section polygonale. Dans le troisième mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 5, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent des références identiques. Ce mode de réalisation diffère du précédent en ce que la surface d'articulation S1 du composant huméral est formée par un tronçon de sphère 123 monté, au moyen d'un assemblage de type cône morse, sur une tige 121 similaire à celle du premier mode de réalisation. Le composant intermédiaire 3 définit une surface d'articulation concave S'1, en forme de tronçon de sphère sensiblement complémentaire de la surface S1r ainsi qu'une surface d'articulation S'.2 convexe et complémentaire d'une surface articulaire S2 définie par le composant glénoïdien 2 de la prothèse P. La tige 121 est montée coulissante dans un tube 113 et peut se déplacer dans ce tube, parallèlement à son axe 25 longitudinal X1 Une fois assemblées, les pièces 121 et 123 forment ensemble un patin 12 qui est mobile en translation par rapport à la partie 11 de la prothèse P ancrée dans l'humérus H. La structure télescopique formée entre les 30 éléments 121 et 113 permet d'ajuster le bras de levier entre le point H1 où s'exerce la résultante FD de l'effort dû au deltoïde et le centre instantané de rotation C1 de la surface S1 par rapport à la surface S'1. Comme précédemment, les éléments 121 et 123 peuvent être à section non circulaire. Lorsqu'il convient de poser une prothèse selon l'un des modes de réalisation précédemment décrit, on ancre sa partie 11 dans l'humérus avant d'installer le patin 12 sur cette partie 11, avec possibilité de coulissement, en engageant sa tige 121 dans le tube 113 correspondant pour le premier mode de réalisation ou le doigt 113 dans la tige 121 pour le second mode de réalisation. Le montage du patin IO 12 sur la partie 11 peut être effectué avant ou après que la surface S1 de ce patin a été mise en contact avec la surface S'1 du composant 3. En variante, on peut monter le patin 1l sur la partie 12 avant d'ancrer cette partie dans l'humérus. 15 Selon une variante non représentée de l'invention, le composant glénoïdien 2 peut être omis et la surface S'2 du composant 3 est en appui contre une surface glénoïdienne naturelle. L'invention a été représentée lors de sa mise en oeuvre 20 sur des prothèses d'épaule. Elle est également applicable aux prothèses de hanche dont le composant fémoral peut avoir deux parties mobiles en translation l'une par rapport à l'autre selon une direction d'éloignement/rapprochement entre la partie destinée à être ancrée dans le fémur et sa 25 surface d'articulation. REVENDICATIONS 1. Prothèse d'épaule ou de hanche (P) comprenant un composant huméral ou fémoral (1) présentant une surface d'articulation (Si) et un composant intermédiaire (3) présentant une première (S'1) et une deuxième (S'2) surfaces d'articulation destinées à coopérer respectivement avec la surface d'articulation (S1) du composant huméral et avec une surface d'articulation glénoïdienne ou cotyloïdienne concave (S2) naturelle ou appartenant à un composant glénoïdien (2) ou cotyloïdien, le composant huméral ou fémoral comprenant. une première partie (11) destinée à être ancrée dans l'humérus (H) ou le fémur, caractérisée en ce que la surface d'articulation (Si) du composant huméral (1) ou fémoral est formée sur une deuxième partie (12) de ce composant mobile en translation (T) par rapport à la première partie (11), selon une direction (X121) d'éloignement/rapprochement entre la première partie (11) et la surface d'articulation (Si) du composant huméral (1) ou fémoral. 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la deuxième partie (12) du composant huméral (1) ou fémoral est pourvue d'une tige (121) de montage sur la première partie (11) de ce composant et en ce que cette tige fait partie d'une structure télescopique (121/113 ; 121/113') de guidage du mouvement de translation (T) entre les première et deuxième parties. 3. Prothèse selon la revendication 2, caractérisée en ce que la tige (121) est engagée dans un alésage de guidage (113, 114) formée par ou solidaire de la première partie (11). 4. Prothèse selon la revendication 2, caractérisée en ce que la tige (121) est creuse et adaptée pour recevoir,avec possibilité de coulissement, un doigt (113') faisant saillie par rapport à la première partie (11). 5. Prothèse selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la tige (121) et la partie complémentaire (113, 113') de la structure télescopique sont à section nor circulaire. 6. Prothèse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (13, 31) formant butée au déplacement relatif en translation (T) des première (11) et deuxième (12) parties du composant huméral (1), dans un sens de rapprochement entre la première partie et le composant intermédiaire (3). 7. Prothèse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface d'articulation (S du composant huméral (1) ou fémoral est concave et en ce que les première (S'1) et deuxième (S'2) surfaces d'articulation du composant intermédiaire (3) sont convexes. 8. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la surface d'articulation (S1) du composant huméral (1) ou fémoral est convexe et ce que les première (S'1) et deuxième (S'2) surfaces d'articulation du composant intermédiaire sont respectivement concave et convexe.