Brevet FR3019984A1 — publié le 20151023

La présente invention concerne une cupule pour insert cotyloïdien de prothèse totale de hanche comportant un insert permettant la liaison avec la partie fémorale de la prothèse. Actuellement, il existe deux types principaux de cotyles prothétiques 5 comportant une cupule et un insert permettant la liaison avec la partie fémorale de la prothèse. La première configuration dite « cotyle fixe » utilise un insert fixé dans la cupule et articulé uniquement avec la tête fémorale. Cette configuration présente un fort risque de luxation, elle est donc généralement utilisée chez des patients dont la 10 tonicité musculaire est bonne. Néanmoins cette configuration présente une forte résistance à l'usure due à l'utilisation de matériaux céramiques et à la faible étendue des surfaces articulaires frottantes. La seconde configuration dite « cotyle double mobilité » utilise un insert mobile, articulé avec la cupule et la tête fémorale. Cette configuration présente un 15 risque de luxation moindre. En effet l'articulation entre la cupule et l'insert permet de grands déplacements relatifs entre les pièces sans qu'il n'y ait de luxation de l'articulation. Cette configuration est donc préférée pour des patients âgés dont la tonicité musculaire est relâchée. Quelle que soit la configuration de cupule choisie, lors de la pose le 20 praticien doit tout d'abord fraiser le bassin du patient puis impacter la cupule dans l'évidement réalisé. Or, lors de l'impaction, il peut arriver que la cupule entre en contact avec le fond de la cavité fraisée et ne coince pas au niveau de la périphérie du cotyle. En outre, pour que le cotyle soit le plus fonctionnel possible, il est 25 nécessaire de réduire au maximum l'épaisseur de la cupule. De plus, la cupule est généralement fixée à l'os par des vis, ou des plots. Dans le cas d'une cupule fine la fixation peut s'avérer plus complexe. De plus, durant l'intervention, il peut être intéressant de pouvoir choisir l'une ou l'autre des configurations de cotyle. Actuellement le praticien doit disposer 30 de deux gammes de cotyles ainsi que des ancillaires de pose de chaque cotyle. Ce qui alourdit l'organisation de l'intervention et génère un risque de confusion entre les deux versions d'instrumentation. Dans ce contexte technique, un but de la présente invention est d'améliorer l'état de la technique existant en proposant une cupule qui ne rentre pas 35 en contact avec le fond de la cavité fraisée lors de l'impaction, qui présente une épaisseur optimale garantissant la fonctionnalité du cotyle et permettant la fixation de la cupule, et qui permette au praticien de choisir la configuration du cotyle lors de la pose sans nécessiter la présence de deux gammes complètes d'ancillaires aux cotés du praticien. Selon une définition générale, l'invention porte sur une cupule pour insert cotyloïdien de prothèse totale de hanche. La cupule selon l'invention est du type présentant une forme hémisphérique creuse définissant un volume intérieur, un plan équatorial, une surface hémisphérique extérieure destinée à être impactée dans un os, une surface hémisphérique intérieure destinée à être en contact avec un insert cotyloïdien, et une surface hémisphérique polaire. La surface hémisphérique extérieure est définie par un centre de révolution qui appartient au plan équatorial. La surface hémisphérique intérieure est définie par un centre de révolution qui est positionné à l'extérieur du volume intérieur, à une distance du plan équatorial au moins égale à 1 millimètre, sur un axe normal au plan équatorial et passant par le centre de révolution de la surface hémisphérique extérieure. La surface hémisphérique polaire est définie par un centre de révolution qui est positionné à l'extérieur du volume intérieur, à une distance du plan équatorial au moins égale au rayon de la surface hémisphérique intérieure, sur un axe normal au plan équatorial et passant par le centre de révolution de la surface hémisphérique extérieure et de la surface hémisphérique intérieure. Le rayon de la surface hémisphérique polaire est supérieur au rayon de la surface hémisphérique extérieure, ledit rayon de la surface hémisphérique extérieure étant supérieur au rayon de la surface hémisphérique intérieure, pour que l'épaisseur de la cupule soit évolutive. Ainsi, l'utilisation de plusieurs surfaces hémisphériques utilisant des rayons et des centres de révolution différents, permet à la cupule selon l'invention de présenter une épaisseur évolutive. L'excentricité et la différence de rayons entre la surface hémisphérique intérieure et la surface hémisphérique extérieure permet à la cupule selon l'invention de présenter une épaisseur évolutive suivant laquelle la 30 cupule présente une épaisseur fine optimale pour garantir la fonctionnalité du cotyle, tout en présentant une zone de surépaisseur permettant la fixation aisée de la cupule. De plus, l'excentricité et la différence de rayon de révolution de la surface hémisphérique polaire par rapport à la surface hémisphérique extérieure permet à la cupule selon l'invention de présenter une surface hémisphérique polaire inscrite dans 35 le cercle défini par le rayon de la surface hémisphérique extérieure. Ainsi, lors de l'impaction, il subsiste un espace entre la surface hémisphérique polaire de la cupule et le fond de l'évidement osseux réalisé par le chirurgien, ce qui empêche tout contact de la cupule au fond de l'évidement osseux. En outre, l'excentricité et la différence de rayon entre la surface hémisphérique intérieure et la surface hémisphérique extérieure permet à la cupule selon l'invention de présenter une surface hémisphérique extérieure standardisée quelle que soit la géométrie de la surface hémisphérique intérieure. Ainsi, quelle que soit la configuration de cupule et de cotyle choisie par le praticien, les outils de fraisage, de contrôle du fraisage ainsi que les outils d'impactions peuvent être les mêmes. L'invention propose donc une cupule qui prévient du contact au fond de la cavité fraisée par le praticien, qui présente une épaisseur optimale garantissant la fonctionnalité du cotyle et permettant la fixation de la cupule, et qui permet au praticien de choisir la configuration du cotyle en utilisant des outils standards lors de l'impaction de la cupule. Selon un mode de réalisation préférentiel, la surface hémisphérique polaire est définie par un angle solide recouvrant une surface située entre 10 et 40 degrés répartis symétriquement par rapport à l'axe normal au plan équatorial passant par le centre de révolution de la surface hémisphérique intérieure. De cette manière, la surface hémisphérique polaire présente une 20 dimension adaptée pour garantir la présence d'un espace entre le fond de la cavité osseuse fraisée et la cupule. Préférentiellement, la cupule selon l'invention comporte au moins un perçage débouchant configuré pour permettre le passage d'un élément de fixation de la cupule à un os. L'axe dudit perçage est positionné à une distance angulaire de 20 à 25 50 degrés du plan équatorial. Ainsi, le perçage débouchant et réalisé dans la zone de la cupule présentant l'épaisseur la plus importante, ce qui permet de fixer aisément la cupule au moyen d'un élément de fixation qui n'émerge pas dans la surface sphérique intérieure afin de garantir si besoin est, la mobilité du cotyle dans la cupule. 30 Selon un mode de réalisation, ledit au moins un perçage débouchant est configuré pour recevoir un plot de fixation. Selon un autre mode de réalisation, ledit au moins un perçage débouchant est configuré pour recevoir une vis de fixation. De plus, une portion de la surface hémisphérique extérieure à proximité 35 du plan équatorial peut présenter une gorge périmétrique. Selon un mode de réalisation préférentiel, le centre de révolution de la surface hémisphérique intérieure est distant de 1 à 2 millimètres du centre de révolution de la surface hémisphérique extérieure. Ainsi, l'excentricité entre la surface sphérique extérieure et la surface 5 sphérique intérieure est optimale et permet l'obtention d'une cupule d'épaisseur évolutive qui garantit la fonctionnalité du cotyle implanté tout en pouvant être fixée à l'os au moyen d'une vis ou d'un plot. De plus, L'épaisseur de la cupule varie entre une épaisseur comprise entre 2 et 3 millimètres au niveau du plan équatorial, à une épaisseur minimale de 2 10 millimètres, en passant par un maximum compris entre 3 et 4 millimètres. Ainsi la cupule présente une épaisseur évolutive qui garantit le fonctionnement du cotyle et permet la fixation de la cupule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent deux formes 15 de réalisation de l'invention. La figure 1 montre une vue en coupe d'une prothèse totale de hanche, selon un premier mode de réalisation, dit cotyle double mobilité, comportant une cupule selon l'invention ; La figure 2 montre une vue en coupe, selon un premier mode de 20 réalisation, dit cotyle double mobilité, d'une cupule selon l'invention ; La figure 3 montre une vue en coupe, selon un premier mode de réalisation, dit cotyle double mobilité, d'une cupule selon l'invention ; La figure 4 montre une vue en coupe, selon un second mode de réalisation, dit cotyle fixe, d'une cupule selon l'invention. 25 La figure 1 montre une vue en coupe d'une prothèse totale de hanche 1 qui comprend une cupule 100, un insert double mobilité 200, une tête 300 et une tige fémorale 400. Selon le mode de réalisation ici présenté, la cupule 100 comprend une surface hémisphérique intérieure 110 adaptée pour former une rotule avec un insert 30 200 de forme sphérique. De plus une tête sphérique 300 est insérée dans l'insert double mobilité 200 pour former une liaison rotule avec ledit insert double mobilité 200. Avantageusement, l'insert double mobilité 200 peut être réalisé en polyéthylène afin que les liaisons de l'insert double mobilité 200 avec la cupule 100 et 35 la tête 300 soient le plus fonctionnel possible. La tête 300 est fixée à une tige fémorale 400 impactée dans le fémur du patient. Comme on peut le voir sur la figure 2, la cupule 100 selon l'invention présente une géométrie sensiblement hémisphérique définie par un plan équatorial P 5 et un volume intérieur V. La cupule 100 comprend une surface hémisphérique intérieure 110, une surface hémisphérique extérieure 120 et une surface hémisphérique polaire 130. Chaque surface hémisphérique 110-120-130 est définie par un centre de révolution 111-121-131 et un rayon 112-122-132. 10 Le centre de révolution 121 de la surface hémisphérique externe 120 appartient au plan équatorial P. Le centre de révolution 111 de la surface hémisphérique interne 110 est positionnée à l'extérieur du volume intérieur V, sur l'axe A normal au plan équatorial P et passant par le centre de révolution 121 de la surface hémisphérique externe 120. 15 Dans le mode de réalisation ici présenté, le centre de révolution 111 de la surface hémisphérique interne 110 est positionné à 1,2 millimètres du centre de révolution 121 de la surface hémisphérique externe 120, le long de l'axe A. De plus le rayon 122 de la surface hémisphérique externe est supérieur au rayon 112 de la surface hémisphérique interne. 20 Ainsi, comme on peut l'observer sur la figure 2, le décalage de positionnement des centres de révolution 111-121 et la différence de longueur des rayons, permettent à la cupule 100 de présenter une épaisseur évolutive. En outre, comme on peut l'observer sur la figure 2, la cupule 100 présente une surface hémisphérique polaire 130 définie par un centre de révolution 25 131. Le centre de révolution 131 de la surface hémisphérique polaire 130 est positionné à l'extérieur du volume intérieur V, le long de l'axe A, à une distance du plan équatorial P au moins égal à la longueur du rayon 112 de la surface hémisphérique intérieure 110. De plus, le rayon 132 de la surface hémisphérique 30 polaire 130 présente une longueur supérieure à la longueur du rayon 122 de la surface hémisphérique extérieure 120. De plus, comme on peut l'observer sur la figure 2 la surface hémisphérique polaire 130 est définie par un angle solide a de 50 à 60 degrés par rapport à l'axe A. 35 Comme on peut l'observer sur la figure 2, au droit de la surface hémisphérique polaire 130 la cupule 100 présente une épaisseur réduite. De plus, la surface hémisphérique polaire 130 est inscrite dans le cercle défini par le rayon 122 de la surface hémisphérique extérieure. Ainsi lors de l'impaction par le praticien, un espace demeure entre le fond de l'évidement osseux et la surface hémisphérique polaire 130. La conservation d'un espace entre le fond de l'évidement osseux et la surface hémisphérique polaire 130 évite tout phénomène de contact prématuré lors de l'impaction et permet à la cupule 100 d'être impactée et bloquée dans la position désirée par le praticien. En outre, comme on peut l'observer sur la figure 3, un perçage 140 est effectué dans la cupule 100 pour permettre le passage d'un élément de fixation de la 10 cupule à un os. Comme on le voit sur la figure 2, l'épaisseur évolutive de la cupule 100 permet à la cupule 100 de présenter des zones de faible épaisseur et une zone d'épaisseur maximale. Avantageusement la zone d'épaisseur maximale est définie par un angle 15 solide F3 de 30 degrés écarté du plan équatorial d'un angle y de 20 degrés. Le perçage 140 est réalisé dans la surface définie par l'angle solide R. En effet, la présence d'une épaisseur maximale autorise la réalisation d'un perçage 140 destiné à la fixation d'une vis ou d'un plot 500. Comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, le perçage 140 comprend un 20 aménagement 141 qui peut être cylindrique ou sphérique. L'aménagement 141 permet la portée de la tête d'une vis ou d'un plot, pour que ladite tête soit intégrer dans l'épaisseur de la cupule 100. Selon un mode de réalisation exposé figure 3, la cupule 100 peut présenter une surface hémisphérique intérieure 110 lisse adaptée aux inserts double 25 mobilité 200. Selon un second mode de réalisation exposé figure 4, une calotte sphérique de la surface hémisphérique intérieure 110 peut présenter un cône morse 150 adapté pour recevoir un insert fixe non représentée ici. Avantageusement, comme on peut l'observer sur les figures 3 et 4, la 30 cupule 100 présente toujours la même géométrie extérieure quelle que soit le mode de réalisation choisi de la cupule 100. Ainsi il est aisé pour un praticien de disposer des deux modes de réalisation intérieure de la cupule 100 et de choisir la cupule 100 après avoir réalisé l'évidement nécessaire dans le bassin d'un patient. Ainsi l'invention propose une cupule qui présente une épaisseur optimale 35 garantissant la fonctionnalité du cotyle et permettant la fixation de la cupule au moyen d'un plot ou d'une vis. De plus la cupule selon l'invention présente une surface hémisphérique polaire qui évite que la cupule soit en contact avec le fond de la cavité fraisée lors de l'impaction par le praticien. La cupule selon l'invention présente aussi, une géométrie extérieure similaire quelle que soit la configuration intérieure choisie. Il est donc possible pour le praticien de réaliser la cavité osseuse avec un outil standardisé. Bien entendu l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de la cupule décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.10 REVENDICATIONS1. Cupule (100) pour insert cotyloïdien (200) de prothèse totale de hanche (1), du type présentant une forme hémisphérique creuse définissant un volume intérieur (V), un plan équatorial (P), une surface hémisphérique extérieure (120) destinée à être impactée dans un os, une surface hémisphérique intérieure (110) destinée à être en contact avec un insert cotyloïdien (200), et une surface hémisphérique polaire (130), caractérisée en ce que (i) la surface hémisphérique extérieure (120) est définie par un centre de révolution (121) appartenant au plan équatorial (P), (ii) la surface hémisphérique intérieure (110) est définie par un centre de révolution (111) positionné à l'extérieur du volume intérieur (V), à une distance du plan équatorial (P) au moins égale à 1 millimètre, sur un axe (A) normal au plan équatorial (P) et passant par le centre de révolution (121) de la surface hémisphérique extérieure (120), (iii) la surface hémisphérique polaire (130) est définie par un centre de révolution (131) positionné à l'extérieur du volume intérieur (V), à une distance du plan équatorial (P) au moins égale au rayon (112) de la surface hémisphérique intérieure (110), sur un axe normal (A) au plan équatorial (P) et passant par le centre de révolution (121) de la surface hémisphérique extérieure (120) et de la surface hémisphérique intérieure (110), (iv) Le rayon (131) de la surface hémisphérique polaire (130) étant supérieur au rayon (122) de la surface hémisphérique extérieure (120), ledit rayon (122) de la surface hémisphérique extérieure (120) étant supérieur au rayon (112) de la surface hémisphérique intérieure (110), pour que l'épaisseur de la cupule (100) soit évolutive. 2. Cupule (100) pour insert cotyloïdien (200) de prothèse totale de hanche (1) selon la revendication 1, dans laquelle la surface hémisphérique polaire (130) est définie par un angle solide (a) recouvrant une surface située entre 10 et 40 degrés répartis symétriquement par rapport à l'axe normal (A) au plan équatorial (P) passant par le centre de révolution (111) de la surface hémisphérique intérieure (110). 3. Cupule (100) pour insert cotyloïdien (200) de prothèse totale de hanche (1) selon l'une des revendications 1 et 2, comportant au moins un perçage débouchant (140) configuré pour permettre le passage d'un élément de fixation de la cupule (100) à un os, l'axe dudit perçage (140) étant positionné à une distance angulaire de 20 à 50 degrés du plan équatorial (P). 4. Cupule (100) pour insert cotyloïdien (200) de prothèse totale de hanche (1) selon l'une des revendications 1 à 3 dans laquelle ledit au moins un perçage débouchant (140) est configuré pour recevoir un plot de fixation (500). 5. Cupule (100) pour insert cotyloïdien (200) de prothèse totale de hanche (1) selon l'une des revendications 1 à 4 dans laquelle ledit au moins un perçage débouchant (140) est configuré pour recevoir une vis de fixation. 6. Cupule (100) pour insert cotyloïdien (200) de prothèse totale de hanche (1) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle une portion de la surface hémisphérique extérieure à proximité du plan équatorial présente une gorge périmétrique. 7. Cupule (100) pour insert cotyloïdien (200) de prothèse totale de hanche (1) selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le centre de révolution (111) de la surface hémisphérique intérieure (110) est distant de 1 à 2 millimètres du centre de révolution (121) de la surface hémisphérique extérieure (120). 8. Cupule (100) pour insert cotyloïdien (200) de prothèse totale de hanche (1) selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle l'épaisseur de la cupule (100) varie entre une épaisseur comprise entre 2 et 3 millimètres au niveau du plan équatorial à une épaisseur minimale de 2 millimètres en passant par un maximum compris entre 3 et 4 millimètres.30