Brevet FR2976477A1 — publié le 20121221

La présente invention concerne un dispositif orthopédique destiné à remplacer une partie mâle d'une articulation telle que celle de la hanche, dite coxo-fémorale. Le domaine technique est la réalisation de prothèse orthopédique qui doit se rapprocher le plus possible de la configuration des parties osseuses qu'elles remplacent afin de ne pas générer de contraintes fonctionnelles et mécaniques chez les patients concernés. En effet, si les caractéristiques anatomiques de tous les individus d'une même espèce animale ou humaine sont relativement homogènes, il peut y avoir des variations importantes, dans leurs dimensionnements, d'un individu à l'autre. En ce qui concerne les articulations, de nombreux critères doivent être pris en compte lors de la réalisation de la prothèse, tels que les angles, les axes ou la distance entre les deux parties osseuses articulées : celles-ci doivent en particulier s'articuler autour du même point de rotation que celui de leur situation initiale naturelle. Pour satisfaire ces exigences, il est certes connu de réaliser des prothèses sur mesure pour chaque individu, mais cette solution est très coûteuse et de plus n'est pas applicable en cas d'opération d'urgence, sauf à disposer d'une gamme très large de prothèses présentant toutes les combinaisons envisageables. Aussi, une autre solution a été développée, pour réduire la gamme de prothèses nécessaires, en intercalant une douille ou manchon ou connecteur intermédiaire entre la partie support de la prothèse qui est solidarisée avec une partie osseuse d'un côté de l'articulation et la tête proprement dite de la prothèse qui est apte à coopèrer avec une autre prothèse solidaire de l'autre partie osseuse de l'articulation. Dans le domaine des prothèses de hanche, on peut citer par exemple la demande de brevet 2 854 320 dans laquelle la douille intermédiaire est engagée et fixée selon une position angulaire donnée dans un alésage excentré de la tête sphérique de la prothèse : ceci permet de réaliser, suivant le choix de l'angle d'excentration que peut déterminer le chirurgien, soit une prothèse dite standard comme elles existent à ce jour, soit une prothèse présentant une correction particulièrement précise de l'angle cervico-diaphysaire et/ou de l'antéversion du col fémoral. D'autres demandes de brevet abordent également une telle solution, comme la demande de brevet EP 0 457 222. Des demandes de brevet décrivent par ailleurs des douilles intermédiaires dans un but de réparation possible car il est alors souhaitable de ne pas avoir à changer la partie support qui est cimentée et solidaire de la partie osseuse concernée : quand on veut pouvoir changer la tête de la prothèse, une douille intermédiaire facilite en effet une telle interchangeabilité ; on peut citer ainsi, entre autres, la demande de brevet FR 2 644 342 qui décrit un tel dispositif d'interposition prothésique ayant des surfaces coniques internes et externes pour se coupler, d'un côté, à la tête et de l'autre côté, à la partie support ou tige avec des textures superficielles des surfaces internes et externes différentes. L'objectif de la présente invention est de réduire encore plus la gamme de prothèses disponibles à tout moment et en particulier en cas d'urgence, tout en satisfaisant au mieux les critères définis précédemment pour ne pas générer de contraintes mécaniques ou fonctionnelles quelles ques soient les caractéristiques propres de l'individu concerné. Un tel objectif est atteint par un dispositif ou une prothèse orthopédique destiné à constituer une partie mâle d'une articulation, telle que celle entre un fémur et une hanche d'un être humain, mais un tel dispositif pourrait également s'appliquer pour une articulation d'une épaule, d'un genou, etc. et/ou pour des animaux : le dispositif, selon un premier mode principal de réalisation, comporte une tête telle que de forme en demi sphère, creuse dotée d'une cavité, un tronc de cône d'extrémité d'une tige support et un manchon intermédiaire s'emmanchant d'un côté autour du cône de la tige et de l'autre côté à l'intérieur de la cavité de la tête, tel que cela est donc déjà connu pour des prothèses de hanche, comme dans les demandes de brevet citées précédemment ; selon la présente invention, la connexion d'emboîtement, selon une même direction axiale, entre la surface extérieure du manchon et la surface intérieure de la cavité de la tête, comporte sur l'une de ces deux faces au moins une clavette, ou bossage en forme de rail, orientée suivant un plan passant par l'axe d'emboîtement et sur l'autre surface qui lui fait face au moins deux rainures de profondeur différentes apte chacune à recevoir et coopérer avec ladite clavette. Dans un mode préférentiel de réalisation, lesdites surfaces extérieure du manchon et intérieure de la cavité de la tête sont des surfaces tronconiques. Dans un deuxième mode principal de réalisation, il peut ne pas être utilisé de manchon intermédiaire, le dispositif comportant alors également une tête, telle que de forme en demi sphère, creuse dotée d'une cavité et un tronc de cône d'extrémité d'une tige support s'emmanchant alors directement à l'intérieur de la cavité également tronconique de la tête : selon l'invention la connexion d'emboîtement, selon une même direction axiale, entre la surface extérieure, dans ce cas, du tronc de cône d'extrémité de la tige support, et la surface intérieure de la cavité de la tête, comporte, sur l'une de ces deux surfaces, au moins une clavette, ou bossage en forme de rail, orientée suivant un plan passant par l'axe d'emboîtement et sur l'autre surface qui lui fait face au moins deux rainures de profondeurs différentes aptes chacune à recevoir et coopérer avec ladite clavette. Dans un mode particulier de réalisation les clavettes sont sur la surface intérieure de la cavité de la tête et les rainures sont sur la surface extérieure du manchon ou directement du tronc de cône de la tige support. Le résultat est un nouveau type de prothèse orthopédique qui permet de choisir et de régler la hauteur de la tête, soit en fait sa distance par rapport à l'extrémité de la tige support qui est solidaire de la partie osseuse correspondante, tel que le fémur, en la tournant soit par rapport au manchon connecteur intermédiaire soit directement par rapport au tronc de cône d'extrémité de la tige support, afin que la au moins clavette coopère avec la rainure de la profondeur correspondant à la distance que l'on veut obtenir. De nombreux modes de réalisation sont possibles dans le cadre de la portée de la présente invention et dont un certain nombre d'exemples sont décrits ci-après et représentés sur les figures jointes en prenant l'exemple d'une tête de fémur, mais un tel dispositif peut s'appliquer à d'autres types d'articulations, la tête pouvant prendre la forme de toute extrémité mâle d'un os et la tige pouvant être adaptée pour être fixé à ou dans celui-ci. Les figures 1 et 2 représentent un mode de réalisation de l'invention avec une tête, une tige support et un manchon, connecteur ou douille intermédiaire, en positionnement séparés mais près à être emmanchés les uns dans les autres suivant la figure 1 et en position finale d'emboîtement près à être mis en place sur l'individu concerné suivant la figure 2. Les figures 3 à 5 représentent des vues en coupe suivant les plans respectivement P et T du mode de réalisation des figures 1 et 2 pour différentes positions angulaires. Les figures 6 et 7 sont des vues équivalentes au représentations des figures 1 et 2 mais pour un mode de 25 réalisation différent. Les figures 8 à 11 sont des vues en coupes suivant les même représentations que les figures 3 et 5 mais pour le mode de réalisation des figures 6 à 7. Les figures 12 et 13 sont des vues équivalentes à 30 celles des figures 1 et 2 mais pour un mode de réalisation sans manchon intermédiaire. Les figures 14 à 16 sont des vues en coupes comme sur les figures 3 à 5 et 8 à 11 pour différentes positions angulaires mais pour le mode de réalisation des figures 12 et 13. Dans tous les modes de réalisation le dispositif ou prothèse orthopédique suivant l'invention est destiné à constituer une partie mâle d'une articulation osseuse telle que celle entre un fémur et une hanche, et comportant une tête 1, en ce cas de forme en demi sphère, creuse, dotée d'une cavité 7, et un tronc de cône 6 d'axe XX' d'extrémité d'une tige 2 support et porté par un col 8 qui le relie au corps 21 de la tige 2. Ce corps 21 est engagé et fixé, dans le cas d'une prothèse de fémur dans le canal diaphysaire du fémur, et la tête 1 s'articule dans une cavité complémentaire prothétique fixée au cotyle du patient. Dans les modes de réalisation des figures 1 à 11, le dispositif comporte en outre un manchon intermédiaire 3 s'emmanchant d'un côté autour du tronc de cône mâle 6 d'axe XX' de la tige 2 et ayant pour cela lui-même un canal 9 en forme de tronc de cône femelle correspondant, et de l'autre côté à l'intérieur de la cavité 7 de la tête 1. La connexion d'emboîtement, qui peut se faire selon une même direction axiale XX' comme sur les figures jointes mais qui pourrait être suivant un autre axe d'emboîtement, entre la surface extérieure 10 du manchon 3 et la surface intérieure 11 de la cavité 7 de la tête 1 comporte sur l'une de ces deux surfaces au moins une clavette 5 orientée suivant un plan P passant par l'axe XX' d'emboîtement et sur l'autre surface qui lui fait face au moins deux rainures 4 de profondeurs différentes aptes chacune à recevoir et à coopérer avec ladite clavette 5. Dans les modes de réalisations représentés sur ces figures 1 à 11, les clavettes 5 sont sur la surface intérieure la cavité 7 de la tête 1 et les rainures sont sur la surface extérieure 10 du manchon 3. Mais dans d'autres modes de réalisations les clavettes 5 pourraient être sur la surface extérieure 10 du manchon 3 et les rainures 4 sur la surface intérieure 11 de la cavité 7 de la tête 1. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 5 lesdites surfaces extérieures 10 du manchon 3 et intérieures 11 de la cavité 7 sont des surfaces tronconiques, de même que les faces des rainures 4 et des clavettes 5 aptes à venir les unes contre les autres, et orientés suivant un même angle de cône d'axe correspondant à l'axe XX' d'emboîtement. Dans ce mode de réalisation, le dispositif ou prothèse orthopédique comporte trois clavettes 5 de même hauteur et réparties uniformément, suivant un même angle de 120° entre deux clavettes 5 adjacentes pour couvrir les 360° de circonférence totale, et trois groupes de trois rainures 4, soit 43 44 45 de largeur supérieure à celle des clavettes et de profondeur égale dans chaque groupe laquelle profondeur étant différente entre deux groupes et au plus égale à la hauteur des clavettes. Lesdites rainures 4 se succèdent selon un même ordre le long de la surface concernée pour que les rainures d'un même groupe 43 44 45 soient réparties uniformément suivant le même angle d'écart de 120° entre elles que celui séparant deux clavettes 5 consécutives. Chaque groupe de trois rainures 4 est ainsi apte à recevoir simultanément les trois clavettes 5 : ainsi sur les figures 3 et 3a, les clavettes 5 coopèrent avec les rainures 43 qui sont celles de profondeur maximum et qui permettent alors un enfoncement maximum du connecteur ou manchon 3 : on obtient ainsi par exemple une distance d3 de quatre millimètres entre la surface 101 extérieure du fond du manchon 3 et la surface 111 intérieure du fond de la cavité 7 de la tête 1. En tournant le manchon intermédiaire 3 d'un angle OE3 - oc4 soit ici de 40° suivant les figures 4 et 4a, et sans tourner la tête 1, les trois clavettes 5 coopèrent avec les trois rainures 43 de profondeur intermédiaire, moins importante que celle des rainures 43, et permettant d'augmenter la distance d4, telle que définie ci-dessus, à huit millimètres par exemple. En tournant d'un cran supplémentaire le manchon intermédiaire 3 par rapport à la tête 1 d'un angle OE4-OE5 soit de 40° de plus, les trois clavettes 5 coopèrent avec les rainures 45 de profondeur la plus faible, par rapport à celles des rainures 43 et 44, ce qui réduit d'autant plus la profondeur d'emboîtement du manchon 3 dans la tête 1, augmentant alors la distance d5 à douze millimètres par exemple. D'une manière générale le dispositif ou prothèse orthopédique selon l'invention peut comporter « n » clavettes 5 de même hauteur et réparties uniformément, suivant un même angle entre deux clavettes 5 adjacentes pour couvrir 360°, et « x » groupes de « n » rainures 4 de profondeur égale dans chaque groupe, laquelle profondeur étant différente entre deux groupes, et lesquelles rainures 4 ce succédant suivant un même ordre le long de la surface concernée pour que toutes les rainures 4 d'un même groupe soient réparties uniformément suivant le même angle d'écart entre elles que celui séparant deux clavettes 5 consécutives, chaque groupe de « n » rainures 4 étant aptes à recevoir simultanément les « n » clavettes. Dans le mode de représentation des figures 6 à 11, lesdites surfaces extérieure du manchon 3 et intérieure 11 de la cavité 7 de la tête 1 sont des surfaces cylindriques aptes à coulisser l'une dans l'autre, et seules les faces des rainures 4 et des clavettes 5 aptes à venir les unes contre les autres sont des surfaces tronconiques orientées suivant un même angle de cône de même axe que celui de l'axe XX' d'emboîtement. Sur ces figures 6 à 11 il n'est représenté qu'une seule clavette 5 et quatre rainures 4 mais il pourrait y avoir par exemple deux clavettes 5 et huit rainures 4 disposées deux par deux diamétralement opposées pour former quatre groupes, de profondeurs différentes entre eux, mais chacun d'une même profondeur de rainures ; il pourrait y avoir même « n » clavettes 5 et « x » groupes de « n » rainures de 4 comme défini précédemment. Dans le présent exemple de réalisation de ces figures 6 à 11, avec les même définitions d'angle et d'enfoncement que définis précédemment, en partant de la position où la clavette 5 coopère avec la rainure 48 de plus grande profondeur comme représenté sur les figures 8, 8a et permettant d'obtenir une distance d8 minimum de deux millimètres, par rotation successive de 45° entre chaque autre position suivant les figures 9-9a, 10-10a, 11-11a, et avec des profondeurs différentes de rainures respectivement 49r 410 et 411, on peut obtenir par exemple des distances d'environ d9 = 6 millimètres, d10 = 10 millimètres, d11 = 14 millimètres. Dans ces représentations on a fait tourner le cône 3 par rapport à la tête 1 qui elle ne bouge pas. Les figures 12 à 16 représentent un autre mode principal de réalisation dans lequel il n'est pas utilisé de manchon intermédiaire 3, le tronc de cône 6 d'extrémité de la tige 2 support s'emmanchant directement à l'intérieur de la cavité 7 de la tête 1. La connexion d'emboîtement, selon la direction axiale XX', se fait alors entre la surface extérieure 10 du tronc de cône 6 et la surface intérieure 11 de la cavité 7 de la tête, avec sur l'une de ces deux surfaces au moins une clavette 5 orientée suivant un plan P passant par l'axe d'emboîtement XX' et sur l'autre surface qui lui fait face au moins deux rainures 4 de profondeur différente apte chacune à recevoir ladite clavette 5. Sur ces figures 12 à 16, il est représenté deux clavettes 5 sur la surface extérieure du tronc de cône 6, diamétralement opposées dans le même plan P, et six rainures 4 forment trois groupes de rainures disposées, diamétralement opposées et de même profondeur dans chaque groupe, sur la surface intérieure de la cavité 7 de la tête 1 ; comme indiqué précédemment pour les autres modes de réalisations, les clavettes peuvent être sur la surface intérieure 11 de la cavité 7 de la tête 1 et les rainures de profondeurs différentes entre deux groupes sur la surface extérieure du tronc de cône 6 ; de même le dispositif ou prothèse orthopédique pourrait comporter également dans ce mode de réalisation « n » clavettes 5 de même hauteur et réparties uniformément suivant un même angle entre deux clavettes 5 adjacentes pour couvrir les 360° et « x » groupe de « n » rainures 4 de profondeur égale dans chaque groupe laquelle profondeur étant différente entre deux groupes. Suivant les représentations des figures 14 à 16 avec des rotations d'angle oc de 60 entre chaque position, depuis celle suivant laquelle les clavettes 5 coopèrent avec les rainures 414 de profondeur maximum, tel que représenté sur les figures 14 où la distance d14 est alors de deux millimètres la position suivant les figures 15 après une rotation de 60° pour que les clavettes 5 coopèrent avec les rainures de profondeur intermédiaire 415r permet d'obtenir une distance d qui peut être de sept millimètres environ. Puis dans la troisième position représentée sur les figures 16 après une rotation supplémentaire de 60° de la tête 1 par rapport au tronc de cône d'extrémité 6, les clavettes 5 coopèrent avec les rainures 416 de profondeur minimum, permettant d'augmenter encore la distance d16 jusqu'à douze millimètres environ. Dans tous les modes de réalisation des figures 1 à 16 ci-jointes et tel que décrit ci-dessus, pour simplifier l'usinage et la fabrication des rainures 4 et des clavettes 5, les faces de ces rainures 4 et de ces clavettes 5 aptes à venir en contact l'une contre l'autre, sont de préférence des surfaces planes, tronconiques (mais d'un tronc de cône alors à facettes et non cylindrique) et orientées dans tous les cas comme vu ci-dessus suivant un même angle de cône d'axe correspondant à celui d'emboîtement XX'. REVENDICATIONS1. Dispositif orthopédique destiné à constituer une partie mâle d'une articulation, telle que celle entre un fémur et une hanche, et comportant une tête (1) creuse dotée d'une cavité (7) et un tronc de cône (6) d'extrémité d'une tige (2) support s'emmanchant à l'intérieur de la cavité (7) de la tête (1), caractérisé en ce que la connexion d'emboîtement, entre la surface extérieure (10) du cône (6) et la surface intérieure (11) de la cavité (7) de la tête (1), comporte sur l'une de ces deux surfaces au moins une clavette (5) orientée suivant un plan P passant par l'axe d'emboîtement et sur l'autre surface qui lui fait face au moins deux rainures (4) de profondeurs différentes aptes chacune à recevoir ladite clavette (5). 2. Dispositif orthopédique destiné à constituer une partie mâle d'une articulation, telle que celle entre un fémur et une hanche, et comportant une tête (1) creuse dotée d'une cavité (7), un tronc de cône (6) d'extrémité d'une tige (2) support et un manchon intermédiaire (3) s'emmanchant d'un côté autour du tronc de cône (6) de la tige (2) et de l'autre côté à l'intérieur de la cavité (7) de la tête (1), caractérisé en ce que la connexion d'emboîtement, entre la surface extérieure (10) du manchon (3) et la surface intérieure (11) de la cavité (7) de la tête (1), comporte sur l'une de ces deux surfaces au moins une clavette (5) orientée suivant un plan P passant par l'axe d'emboîtement et sur l'autre surface qui lui fait face au moins deux rainures (4) deprofondeurs différentes aptes chacune à recevoir ladite clavette (5). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites surfaces extérieure (10) du manchon (3) et intérieure (11) de la cavité (7) sont des surfaces cylindriques aptes à coulisser l'une dans l'autre. 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites surfaces extérieure (10) du manchon (3) et intérieure (11) de la cavité (7) sont des surfaces tronconiques. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les clavettes (5) sont sur la surface intérieure de la cavité (7) de la tête (1) et les rainures sont sur la surface extérieure (10) du manchon (3). 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et 4, caractérisé en ce que les clavettes (5) sont sur la surface extérieure (10) du manchon (3) et les rainures (4) sont sur la surface intérieure (11) de la cavité (7) de la tête (1). 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les faces des rainures (4) et des clavettes (5) aptes à venir en contact les unes contres les autres sont des surfaces tronconiques orientées suivant un même angle de cône d'axe correspondant à l'axe d'emboîtement. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les faces des rainures (4) et des clavettes (5) aptes à venir en contact les unes contre les autres sont des surfaces planes. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 3 et 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte « n » clavettes (5) de même hauteur et réparties uniformément, suivant un même angle entre deux clavettes (5) adjacentes pour couvrir 360°, et « x » groupes de « n » rainures (4), de profondeur égale dans chaque groupe, laquelle profondeur étant différente entre deux groupes, et lesquelles rainures (4) se succédant suivant un même ordre le long de la surface concernée pour que toutes les rainures (4) d'un même groupe soient réparties uniformément suivant le même angle d'écart entre elles que celui séparant deux clavettes (5) consécutives, chaque groupe de « n » rainures (4) étant apte à recevoir simultanément les « n » clavettes.