Brevet FR2936145A1 — publié le 20100326

La présente invention concerne un cotyle pour prothèse articulaire de hanche à impacter dans la cavité cotyloïdienne de l'os iliaque d'un patient. Une prothèse de hanche comporte de manière connue deux parties articulées entre elles, respectivement une tige d'ancrage destinée à être introduite dans le fût fémoral pour y être scellée soit de façon naturelle par ostéointégration soit artificiellement au moyen de ciment, et une tête articulaire sphérique qui est destinée à se substituer à la tête fémorale naturelle pour être reçue dans la cavité cotyloïdienne de l'os iliaque correspondant du patient. Cette tête est soit impactée à force puis éventuellement maintenue par des vis, soit collée à l'aide d'un ciment adapté. La tête articulaire peut être réalisée de deux manières différentes selon le type de pathologie rencontrée. Ainsi, lorsque la cavité cotyloïdienne n'est pas trop endommagée, il est possible d'utiliser une tête articulaire simple en une seule pièce solidaire de la tige d'ancrage au niveau d'un col prévu à cet effet, la tête artificielle se substituant alors simplement à la tête naturelle. Mais lorsque la cavité cotyloïdienne est trop endommagée pour continuer à remplir sa fonction d'appui glissant avec la tête fémorale, il est nécessaire d'utiliser une tête articulaire réalisant intrinsèquement une liaison rotule. Ce second type de prothèse articulaire comporte classiquement un cotyle artificiel d'une part, fixé à demeure dans la cavité cotyloïdienne, et une pièce sphérique (ou rotule) solidaire de la tige d'ancrage et reçu dans un logement hémisphérique correspondant du cotyle pour réaliser une liaison rotule en remplacement de la liaison initiale naturelle. Un cotyle comporte en général une cupule, dite de soutien, réalisée en métal biocompatible tel que du titane ou un alliage de titane, et un noyau, ou insert, destiné à être placé étroitement dans une cavité hémisphérique de la cupule. La cavité interne du noyau, également de forme hémisphérique, est destinée à recevoir la tête sphérique de la tige fémorale de la prothèse pour former la liaison rotule glissante décrite précédemment. Bien entendu, le noyau est fixé dans la cupule et peut, sous certaines conditions, en être extrait. Le noyau peut être fabriqué soit en matière plastique, en composite ou en céramique. Selon le matériau choisi, différents types de moyens de fixation et de blocage en rotation axiale, translation axiale et basculement transversal sont prévus. Ainsi, le brevet FR-A-2 681 238 prévoit, pour fixer le noyau en matière plastique sur la cupule métallique, des encoches régulièrement disposées sur la face externe dudit noyau et une gorge annulaire sécante desdites encoches et recevant un clip, ledit ensemble coopérant avec des bossages usinées sur la surface externe de la cupule. Dans les brevets FR-A-2 781 362, FR-A-2 781 263 et EP-A-974 316, les moyens de blocage entre la cupule métallique et le noyau en polyéthylène sont constitués par des griffes d'ancrage disposés sur la surface interne de la cupule, à proximité de son bord équatorial, et venant mordre dans une portion annulaire d'ancrage du noyau. Le brevet FR-A-2 708 459 décrit quant à lui l'utilisation de stries circonférentielles ondulées pour fixer un insert en polyéthylène à l'intérieur de la cavité hémisphérique d'une cupule métallique. Enfin, le brevet FR-A-2 686 791 décrit une solution pour fixer un noyau en polyéthylène dans une cupule métallique utilisant des crans et des dentures collaborant les uns avec les autres. Cependant, ces dispositifs ne donnent pas entièrement satisfaction car la fixation n'est pas optimisée et les risques de mouvement du noyau à l'intérieur de la cupule sont encore trop importants. Or, ces mouvements peuvent engendrer des complications pour le patient pouvant aller jusqu'au retrait/remplacement de la prothèse si celle-ci a bougé au-delà des limites acceptables. De plus, ces techniques de fixations ne concerrent que des noyaux en polyéthylène et pas en métal. Une solution a également été proposée dans le brevet EP-A- 1 395 206 pour pouvoir fixer à la fois des noyaux en matière plastique en céramique dans une cupule en métal. Cette solution fait appel à la fois à une collaboration entre une surface externe 3 tronconique du noyau et une surface tronconique de la cavité de la cupule, dans le cas ou le noyau est en céramique, et une gorge annulaire ménagée dans la cavité de la cupule munie d'un relief en saillie en forme de cuspides pouvant s'enfoncer dans le noyau, dans le cas où ce dernier est en matière plastique.. Cependant, là encore, la fixation n'es: pas optimisée sachant qu'il faut un blocage à la fois en rotation axiale, en translation axiale et en basculement orthogonal. Un but de la présente invention est donc de résoudre les 10 problèmes cités précédemment à l'aide d'une solution simple à mettre en oeuvre, fiable et peu coûteuse. Ainsi, la présente invention a pour objet un cotyle pour prothèse articulaire de hanche à impacter dans la cavité cotyloïdienne de l'os iliaque d'un patient, comprenant : 15 - une cupule de forme hémisphérique creuse présentant une surface externe, un pôle, un rebord équatorial et une cavité hémisphérique, et - un noyau articulaire réalisé indistinctement en matière plastique telle que du polyéthylène, en composite ou en céramique, 20 ledit noyau étant adapté pour être logé dans la cavité hémisphérique et présentant un logement interne hémisphérique pour recevoir une rotule de tige fémorale, la cavité de la cupule étant pourvue de moyens pour bloquer le noyau en translation axiale, en rotation axiale et empêcher son 25 basculement orthogonal, lesdits moyens présentant, à partir du rebord équatorial : - une section tronconique en une ou plusieurs parties allant en se rétrécissant vers le pôle de la cupule pour bloquer le noyau en translation, 30 - une rainure circulaire pourvue intérieurement localement de dents faisant saillie radialement vers l'intérieur de la cavité pour bloquer ledit insert au moins en rotation axiale, caractérisé en ce que la rainure est située au-delà de la section tronconique de la cupule selon une direction polaire, sur 35 une zone courbe de la cavité. Selon des modes de réalisation préférés, la cupule selon la présente invention comprend en outre l'une au moins des caractéristiques suivantes : - les dents sont agencées par paire dont les sommets pointus respectifs sont orientés circonférentiellement dans des directions opposées de manière à bloquer la rotation axiale du noyau par déformation locale permanente de la matière constituant ce dernier ; - les sommets pointus respectifs des dents sont orientés circonférentiellement dans des directions opposées pour bloquer la rotation axiale du noyau dans les sens horaire et anti-horaire ; - la cavité comporte huit paires de dents réparties de manière équidistante sur la circonférence de la rainure ; - la rainure présente une gorge circulaire de dégagement plus profonde que le reste de la rainure et adaptée pour recevoir un bourrelet externe radialement proéminent du noyau permettant notamment de bloquer ce dernier en translation axiale ; - la gorge est située entre la section tronconique et les dents ; - la rainure présente, du côté du pôle de la cupule, un 20 épaulement radial circulaire définissant un rebord de blocage en pivotement du noyau ; - la section tronconique fait un angle de l'ordre de 15° à 20°, de préférence environ 18° ; - il est muni, au niveau de son fond, au-delà de la rainure, 25 d'orifices traversant destinés à loger chacun une tête de vis de fixation de la cupule dans le tissu osseux de l'os iliaque ; - il est réalisé en matériau biocompatible dur tel que du titane ou un alliage de titane ; et - le noyau comporte un rebord périphérique se prolongeant par 30 une jupe radiale formant un siège destiné à reposer sur le rebord équatorial de la cupule pour empêcher le basculement orthogonal du noyau. L'invention a également pour objet une prothèse articulaire de hanche comprenant un cotyle selon l'une quelconque des 35 revendications précédentes destiné à recevoir une tête artificielle de fémur pour former une liaison rotule. Avantageusement, l'insert comporte un bourrelet externe radialement proéminent destiné à coopérer avec une gorge de la rainure de la cupule. De manière préférée, l'insert comporte un rebord périphérique se prolongeant par une jupe formant un siège destiné à reposer sur le bord de la cupule pour bloquer le basculement orthogonal de l'insert. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en référence à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'illustration uniquement et représentés sur les figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente un cotyle conforme à la présente invention comprenant une cupule externe et un noyau interne - la figure 2 est une vue en coupe de La figure 1 ; - la figure 3 est une vue de détail des figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue en coupe de :La cupule ; - la figure 5 est une vue en perspective de l'intérieur d'une moitié de cupule ; - la figure 6 est une vue de détail de la figure 5 ; - la figure 7 est une vue de dessus de l'intérieur de la cupule ; - la figure 8 est une vue de détail de la figure 7 ; - la figure 9 est une vue de côté d'une moitié de cupule ; et - la figure 10 est une vue de détail de la figure 9. Un cotyle artificiel 1 pour prothèse de hanche est représenté de manière globale sur les figures 1 et 2. Ce cotyle 1 est adapté pour être impacté et fixé à demeure dans la cavité cotyloïdienne (non représentée) du patient, par 30 exemple de manière connue à l'aide de vis. Le cotyle 1 est réalisé en métal biocompatible, tel que du titane ou un alliage de titane, et présente une cupule externe 10 de forme hémisphérique comportant une surface externe 12 destinée à venir épouser la cavité cotyloïdienne, un pôle 14, un rebord 35 équatorial 16 et une cavité interne de forme sensiblement hémisphérique 20. Le cotyle 1 comprend également un noyau articulaire 100, ou insert, destiné à être placé de manière précise et maintenue en place dans la cavité 20 de la cupule 10. Le noyau 100 est réalisé indistinctement en matière plastique telle que du polyéthylène, en composite ou en céramique, ce qui procure un net avantage à la solution de la présente invention par rapport aux cotyles de l'art antérieur. Le noyau 100 comporte par ailleurs un logement interne hémisphérique 110 permettant de loger une tê'=e artificielle de tige fémorale (non représentée) pour former une liaison rotule avec l'os iliaque (non représenté). La cupule 10 comprend, au niveau de sa cavité 20, une portion tronconique 22 qui débute au niveau du rebord équatorial 16 et se dirige vers le pôle 14 en se rétrécissant. La section tronconique 22 fait un angle de l'ordre de 15° à 20°, de préférence environ 18° avec l'axe XX', et permet un premier blocage en translation et rotation axiale du noyau 100, notamment lorsque ce dernier est en céramique. Une rainure circulaire 24 est ménagée dans la cavité hémisphérique 20 de la cupule 10, au-delà de la section tronconique 20 22 selon une direction polaire, sur une zone courbe 26. Cette rainure 24 est pourvue intérieurement de huit paires 30 de dents 28 faisant saillie vers l'intérieur de la cavité 20. Plus précisément, comme cela est visible sur les figures 6 et 8 représentant respectivement des vues de détail des figures 5 et 7, 25 les dents 28 de chaque paire 30 dépassent de quelques centièmes à quelques dixièmes de millimètres vers l'intérieur de la cavité 20 et sont orientées circonférentiellement dans des directions opposées. Comme cela est représenté sur la figure 3 illustrant un détail commun des figures 1 et 2, les sommets poi:ztus des dents 28 sont 30 adaptés pour pénétrer dans le noyau 100 en déformant localement et de manière permanente la matière qui le constitue afin de le bloquer en rotation axiale dans le sens horaire et antihoraire par rapport à la cupule 10. Les paires 30 de dents 28 sont réparties de manière équidistante sur la circonférence de la rainure 24 pour répartir la 35 force qui retient le noyau 100 dans la cupule 10 et mieux résister aux mouvements de la tête de fémur. En ce qui concerne le blocage en translation axiale du noyau 100 par rapport à la cupule 10, c'est-à-dire selon l'axe XX' de la cupule ou de l'ensemble noyau + cupule, la rainure annulaire 24 comporte une gorge circulaire de dégagement 32 plus profonde que la zone en couronne où sont situées les dents 28 de façon à recevoir un bourrelet externe 102 faisant saillie radialement du noyau 100. La gorge 32 est disposée entre la section tronconique 22 et les dents 28 de la cupule 10. En pénétrant axialement à force dans la gorge 32, le bourrelet radial 102 vient se loger dans cette dernière afin de maintenir le noyau 100 dans la cupule 10 lors des mouvements de traction exercés par de la tête de fémur (voir figure 10 notamment). Comme cela est visible sur les figures 3 et 10, la rainure 24 présente en outre un épaulement radial circonférentiel 34 qui sert de butée pour un rebord externe 104 du noyau (voir aussi figure 2). Cet épaulement 34 coopère ainsi avec le rebord 104 pour éviter le basculement du noyau 100 par rapport à la cupule 10 selon tout axe perpendiculaire à l'axe XX'. Le noyau 100 comporte quant à lui un rebord périphérique 106 se prolongeant par une jupe radiale 108 formant un siège destiné à reposer sur le rebord équatorial 16 de la cupule 10 pour empêcher également le basculement orthogonal du noyau :L00. Comme cela est représenté sur les figures 5, 7 et 9, la cupule 10 est munie, au niveau de son fond, au-delà de la rainure 24, d'orifices traversant 40 destinés à loger chacun une tête de vis de fixation (non représentée) de la cupule dans le tissu osseux de l'os iliaque Ainsi, une fois le noyau mis en place à force dans la cupule, celui-ci est parfaitement bloqué et ne peut ri tourner sur lui-même, ni pivoter ni être retiré axialement. Cela garantie que la tête artificielle de fémur soit correctement reliée à l'os iliaque du patient afin de former une liaison rotule fonctionnelle. Il va de soi que la description détaillée de l'objet de l'invention, donnée uniquement à titre d'illustration, ne constitue en aucune manière une limitation, les équivalents techniques étant également compris dans le champ de la présente invention. 8 Ainsi, la forme, la répartition et le nombre de paires de dents peuvent varier selon le type de noyau. REVENDICATIONS1. Cotyle (1) pour prothèse articulaire de hanche à impacter dans la cavité cotyloïdienne de l'os =_liaque d'un patient, 5 comprenant : - une cupule (10) de forme hémisphérique creuse présentant une surface externe (12), un pôle (14), un rebord équatorial (16) et une cavité hémisphérique (20), et - un noyau articulaire (100) réalisé indistinctement en 10 matière plastique telle que du polyéthylène, en composite ou en céramique, ledit noyau (100) étant adapté pour être logé dans la cavité hémisphérique (20) et présentant un logement interne hémisphérique (110) pour recevoir une rotule de tige fémorale, la cavité (20) de la cupule (10) étant pourvue de moyens pour 15 bloquer le noyau en translation axiale, en rotation axiale et empêcher son basculement orthogonal, lesdits moyens présentant, à partir du rebord équatorial (16) . - une section tronconique (22) en une ou plusieurs parties allant en se rétrécissant vers le pôle (14) de la cupule (10) pour 20 bloquer le noyau (100) en translation, - une rainure circulaire (24) pourvue intérieurement localement de dents (28) faisant saillie radialement vers l'intérieur de la cavité (20) pour bloquer ledit noyau (100) au moins en rotation axiale, 25 caractérisé en ce que la rainure (24) est située au-delà de la section tronconique (22) de la cupule (10; selon une direction polaire, sur une zone courbe (26) de la cavité (20). 2. Cotyle (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dents (28) sont agencées par paire (3) dont les sommets pointus 30 respectifs sont orientés circonférentiellement dans des directions opposées de manière à bloquer la rotation axiale du noyau (100) par déformation locale permanente de la matière constituant ce dernier. 3. Cotyle (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les sommets pointus respectifs des dents (28) d'une même paire (30) 35 sont orientés circonférentiellement dans des directions opposéespour bloquer la rotation axiale du noyau dans les sens horaire et anti-horaire. 4. Cotyle (1) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la cavité comporte huit paires (30) de dents (28) réparties de manière équidistante sur la circonférence de :La rainure (24). 5. Cotyle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rainure (24) présente une gorge circulaire de dégagement (32) plus profonde que le reste de la rainure et adaptée pour recevoir un bourrelet externe (102) radialement proéminent du noyau (100) permettant notamment de bloquer ce dernier en translation axiale. 6. Cotyle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gorge (32) est située entre la section tronconique (22) et les dents (28). 7. Cotyle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rainure (24) présente, du côté du pôle (16) de la cupule (10), un épaulement radial circulaire (34) définissant un coopérant avec un rebord (104) du noyau (100) pour bloquer ce dernier en basculement. 8. Cotyle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section tronconique (22) fait un angle de l'ordre de 15° à 20°, de préférence environ 18°. 9. Cotyle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est muni, au niveau de son fond, au-delà de la rainure (24), d'orifices traversant (40) destinés à loger chacun une tête de vis de fixation de la cupule (10) dans le tissu osseux de l'os iliaque. 10. Cotyle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cupule (10) est réalisée en matériau biocompatible dur tel que du titane ou un alliage de titane. 11. Cotyle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau (100) comporte un rebord périphérique (106) se prolongeant par une jupe radiale (108) formant un siège destiné à reposer sur le rebord équatorial (16) de la cupule (10) pour empêcher le basculement orthcgonal du noyau (100).. Prothèse articulaire de hanche ccmprenant un cotyle (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes destiné à recevoir une tête artificielle de fémur pour former une liaison rotule.