Brevet FR2903157A1 — publié le 20080104

Assemblage d'une pièce en pyrocarbone et d'une autre pièce La présente invention concerne l'assemblage d'une pièce en pyrocarbone et d'une autre pièce. Le pyrocarbone est une matière qui à ce jour est utilisée avec grande satisfaction dans le domaine des prothèses médicales. L'un des intérêts du pyrocarbone est qu'il présente un module d'Young voisin de celui de Vos ainsi qu'un très bon coefficient de frottement, ce qui lui permet de travailler en frottement avec de l'os sans engendrer d'usure. Io Le pyrocarbone a néanmoins pour inconvénient de mal se prêter à l'assemblage de pièces. En raison de sa fragilité en effet, il ne peut être vissé ni soudé. Il ne peut non plus être percé aussi facilement que d'autres matières telles que le métal. De ce fait, très peu de méthodes ont pu être proposées à ce jour pour accoupler une pièce en pyrocarbone à une autre pièce. 15 Dans le brevet US 5 458 647 est décrit un assemblage constitué d'un cylindre en pyrocarbone inséré à force dans un alésage d'une pièce métallique plus court que le cylindre. Dans cet assemblage, le pyrocarbone est maintenu en permanence sous contrainte. Un risque existe donc que le pyrocarbone se rompe dans les cas où celui-ci doit subir des contraintes supplémentaires lors du 20 fonctionnement de l'assemblage. De plus, la zone de jonction entre la partie du cylindre en pyrocarbone engagée dans l'alésage et la partie située à l'extérieur de l'alésage constitue une zone de fragilité pouvant favoriser la rupture du pyrocarbone. compt ivaise ré; ce en )n du pyrocarbone. et d ?iff(a éctié ce rarii,y=Hic perperié.ci c o -La( x`51 surface co esp ondante 2903157 2 de la pièce mâle. Cet assemblage maintient lui aussi en permanence le pyrocarbone sous contrainte. De plus. comme dans tout accouplement conique, les cônes mâle et femelle doivent avoir une longueur de portée suffisante pour obtenir une bonne tenue du cône male dans le cône femelle. Un tel assemblage ne peut donc être réalisé lorsque la pièce femelle en pyrocarbone a une faible hauteur. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités, ou au moins à les atténuer, et propose à cette fin un ensemble comprenant une pièce en pyrocarbone et une autre pièce, caractérisé en ce que lesdites pièces sont Io conformées pour s'assembler l'une à l'autre par un encliquetage obtenu au moyen d'une déformation élastique de la pièce en pyrocarbone. La présente invention propose aussi une prothèse, en particulier une prothèse d'épaule, comprenant l'assemblage des pièces précitées. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 15 apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe d'une tête de prothèse d'épaule selon l'invention, constituée de l'assemblage d'une pièce femelle en pyrocarbone et d'une pièce mâle ; 20 - les figures 2 à 4 sont des demi-vues schématiques montrant le processus d'assemblage des pièces mâle et femelle de la figure 1 ; - la figure 5 est une demi-vue schématique d'une variante de l'assemblage selon l'invention. eembla a pib IC pl talla ne calotte 3 et ant iS iolene nna ( ii/aL oee ielle 2903157 macrofiltage (non représentée) fixée dans l'humérus. La pièce en pyrocarbone 2 est une coque de resurfaçage. qui recouvre et épouse la surface externe de la calotte métallique 3. La pièce en pyrocarbone 2 définit ainsi la surface externe, convexe. d'articulation de la prothese surface destinée à être en contact et en 5 frottement avec la glène humérale. La pièce en pyrocarbone 2 se présente typiquement sous la forme d'un substrat en graphite sur lequel est déposée une couche de pyrocarbone. La pièce 2 pourrait toutefois, en variante, être réalisée en pyrocarbone massif, Conformément à l'invention, la pièce en pyrocarbone 2 est assemblée à la Io pièce métallique 1 par encliquetage. Un tel assemblage est rendu possible par l'élasticité du pyrocarbone, plus précisément du couple pyrocarbone/graphite, élasticité qui autorise une déformation importante de la pièce 2 sans risque de plastification. Par encliquetage on entend dans le cadre de la présente invention un mode d'assemblage dans lequel l'une des pièces, en l'occurrence la 15 pièce en pyrocarbone, est déformée par l'autre pièce pendant l'assemblage et est soumise après l'assemblage à des contraintes de déformation nulles ou inférieures aux contraintes de déformation maximales auxquelles elle est soumise pendant l'assemblage. L'assemblage par encliquetage des pièces 1, 2 est illustré aux figures 2 à 4. 20 Comme représenté sur ces figures, la calotte 3 de la pièce mâle métallique 1 comprend une surface externe supérieure convexe 5, dont le diamètre est supérieur au diamètre de l'ouverture de la pièce femelle en pyrocarbone 2, et une surface externe latérale tronconique 6 dont le diamètre va en diminuant lorsque Id pour arter cette nièce femelles eone pyrecarLe a 2903157 4 élastique correspond à sa limite de rupture), la déformation de la pièce femelle 2 reste à tout moment élastique. Ainsi écartée, la pièce femelle 2 glisse ensuite sur la surface latérale tronconique 6 de la pièce mâle 1 (figure 3). Au fur et à mesure de ce glissement, facilité par le faible coefficient de frottement du pyrocarbone, les 5 contraintes reçues par la pièce femelle 2 diminuent. L'insertion de la pièce mâle 1 dans la pièce femelle 2 s'arrête lorsque le fond de la pièce femelle 2 vient buter contre la surface supérieure 5 de la pièce mâle 1. A ce moment, la pièce femeffe 2 est libérée d'au moins une partie des contraintes d'insertion et retrouve donc sa forme initiale ou, à tout le moins, une forme plus proche de sa forme initiale (figure 4). Dans cette position assemblée, la surface latérale tronconique 6 de la pièce mâle 1 coopère avec une surface interne tronconique correspondante 7 de la pièce femelle 2 pour retenir la pièce mâle 1 dans le sens inverse de l'insertion. L'assemblage illustré à la figure 4 est réversible. En jouant sur l'inclinaison des surfaces 6, 7, il est possible de rendre plus ou moins difficile le 15 désassemblage des pièces mâle et femelle. La figure 5 montre une variante dans laquelle l'inclinaison des surfaces tronconiques, désignées par 6a et 7a, est accentuée, rendant plus difficile le désassemblage des pièces mâle et femelle. Dans une autre variante, l'assemblage pourrait être rendu indémontable en remplaçant les surfaces tronconiques 6, 7 par des surfaces perpendiculaires à 20 l'axe de l'assemblage. Les surfaces 6, 7 et 6a, 7a ne sont pas nécessairement rigoureusement tronconiques. Elles pourraient en effet avoir un profil légèrement arrondi. Le mode d'assemblage tel que décrit ci-dessus présente de nombreux con es suppléme iair( nt nec e fonctionnement d( 2903157 5 de mouvements du patient. Le risque de rupture du pyrocarbone pendant le fonctionnement de l'assemblage est donc réduit. Un autre avantage de l'assemblage selon l'invention est qu'il convient tout aussi bien à des pièces femelles de faible hauteur, comme la pièce 2, qu'a des 5 pièces femelles de plus grande hauteur. Dans ce dernier cas, la pièce femelle en pyrocarbone peut comporter une jupe déformable élastiquement coopérant avec le bord de la surface supérieure convexe 5 et la surface latérale tronconique 6 de la pièce mâle 1. On appréciera en outre que le mode d'assemblage selon l'invention to constitue une solution pour resurfacer une pièce métallique par du pyrocarbone. Déposer du pyrocarbone sur du métal n'est en effet techniquement pas envisageable car les métaux ne résistent pas aux conditions de température dans lesquelles les dépôts de pyrocarbone sont effectués. Bien que métallique dans la description ci-dessus, la pièce mâle 1 pourrait 15 être faite dans une autre matière, par exemple en céramique. Plus généralement, la matière dans laquelle est faite la pièce mâle a de préférence un module d'Young supérieur à celui du pyrocarbone. Enfin, la présente invention n'est pas limitée à l'assemblage d'une pièce femelle en pyrocarbone et d'une pièce mâle. Dans une variante, l'assemblage 20 pourrait consister dans l'encliquetage d'une pièce mâle en pyrocarbone dans une pièce femelle, encliquetage obtenu au moyen d'une déformation élastique d'une partie saillante de la pièce mâle. 25 REVENDICATIONS 1. Ensemble comprenant une pièce en pyrocarbone (2) et une autre pièce (1), caractérisé en ce que lesdites pièces (1 2) sont conformées pour s'assembler l'une à l'autre par un encliquetage obtenu au moyen d'une déformation élastique de la pièce en pyrocarbone (2). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce en pyrocarbone (2) est une pièce femelle et l'autre pièce (1) est une pièce 10 mâle, 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'autre pièce (1) est en une matière ayant un module d'Young supérieur à celui du pyrocarbone. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'autre pièce (1) est en métal, 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en 20 ce que la pièce en pyrocarbone (2) est une coque de resurfaçage de l'autre pièce (1). 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites pièces ( 1 . sont conformées pour que une fois assemblée 25 Ire pièce ièc 6 15 Dn une ( 2903157 7 8, Prothèse comprenant un assemblage selon lia revendication 7. Prothèse d'épaule comprenant un assemblage selon la revendication 7.