FR2551655A1

FR2551655A1 - Cup for articular prosthesis, in particular for hip prosthesis

Info

Publication number: FR2551655A1
Application number: FR8314413A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-09-09
Filing date: 1983-09-09
Publication date: 1985-03-15
Also published as: FR2551655B1

Abstract

The present invention relates to a cup for hip prosthesis, which comprises an internal cavity 3 capable of receiving the spherical head T of the associated prosthetic element and which has externally the general shape of a hemispherical cap 9 extended by an annular skirt 10. According to the invention, the said annular skirt 10 is defined by a convex external surface 12 which curves regularly in the direction of the base plane 6 of the cup whilst being entirely situated inside the spherical cover E of the cap 9 and being connected without discontinuity to the external surface 13 of the latter. Application to hip prostheses in which the cup according to the invention avoids painful contact with the psoas.

Description

La présente invention se rapporte à une cupule pour prothèse articulaire, en particulier pour prothèse de la hanche, qui comprend une cavité intérieure apte à recevoir la tête sphérique de l'élément prothétique associé et qui présente extérieurement la forme générale d'une calotte hémisphérique prolongée par une jupe annulaire. The present invention relates to a cup for joint prosthesis, in particular for hip prosthesis, which comprises an internal cavity capable of receiving the spherical head of the associated prosthetic element and which has the general shape of an extended hemispherical cap on the outside. by an annular skirt.

Dans le cadre des reconstitutions artificielles de l'articulation de la hanche, on utilise de plus en plus des cupules dites "mobiles" qui sont conçues pour pouvoir pivoter librement à l'intérieur du cotyle, ces cupules mobiles présentant, vis-à-vis des cupules cimentées ou à auto-fixation, l'avantage d'offrir une plus grande liberté de mouvement à la cuisse, et de réduire considérablement les risques de luxation ou de fracture du fémur. In the context of artificial reconstructions of the hip joint, more and more so-called "movable" cups are used which are designed to be able to pivot freely inside the acetabulum, these movable cups having, vis-à-vis cemented or self-fixing cups, the advantage of offering greater freedom of movement to the thigh, and considerably reducing the risks of dislocation or fracture of the femur.

Dans les cupules mobiles traditionnelles, du type susmentionné, la surface extérieure de la jupe annulaire est définie par l'enveloppe sphérique de la calotte et se raccorde, le long d'une arête vive, à la surface annulaire de base de la cupule, qui borde l'ouverture de la cavité intérieure de cette dernière. In traditional mobile cups, of the aforementioned type, the outer surface of the annular skirt is defined by the spherical shell of the cap and is connected, along a sharp edge, to the base annular surface of the cup, which borders the opening of the interior cavity of the latter.

On connaît également des cupules mobiles, dont la jupe annulaire pré- sente une surface extérieure tronconique qui, d'un côté, se rattache au bord de l'ouverture de la cavité et, de l'autre, rejoint la surface extérieure de la calotte hémisphérique le long la aussi d'une arête vive. Movable cups are also known, the annular skirt of which has a frustoconical outer surface which, on one side, is attached to the edge of the opening of the cavity and, on the other, joins the outer surface of the cap. hemispherical along also a sharp edge.

Or, l'utilisation de cupules mobiles, présentant une telle surface extérieure anguleuse, s'est révélée être à l'origine d'un certain nombre d'inconvénients. However, the use of movable cups, having such an angular outer surface, has been found to be the source of a number of drawbacks.

En premier lieu, on s'est aperçu que les personnes portant de telles cupules mobiles ressentent fréquemment, lors de certains mouvements de la cuisse et en particulier en passant de la position assise à la position debout, des douleurs aiguës au niveau de l'os illiaque. Firstly, it has been observed that people wearing such movable cups frequently experience, during certain movements of the thigh and in particular when passing from the sitting position to the standing position, acute pain in the bone. illiac.

Comme l'a démontré le déposant de la présente demande de brevet, l'apparition de ces douleurs est due au fait quedans certaines positions extrêmes de la cuisse et en particulier lorsque celle-ci est repliée sur l'autre cuisse en position assise, la cupule sort partiellement du cotyle et vient en contact, au niveau de son arête vive avec le psoas qui, comme on le sait, est un muscle qui relie la colonne vertébrale au petit trochanter du fémur en s'étendant tout près du cotyle. As demonstrated by the applicant of this patent application, the appearance of these pains is due to the fact that in certain extreme positions of the thigh and in particular when the latter is folded over the other thigh in the sitting position, cup partially leaves the cup and comes into contact, at its sharp edge with the psoas which, as we know, is a muscle that connects the spine to the small trochanter of the femur, extending very close to the cup.

Dans cette position de la cuisse, dans laquelle le psoas est
détendu, le contact de ce dernier avec l'arête vive de la cupule est très peu
douloureux. Par contre, lorsque ce muscle se tend, comme c'est le cas lors du
passage de la position assise à la position debout, le contact de l'arête vive
de la cupule avec le muscle provoque des douleurs aiguës qui sont en outre
exacerbées par le fait qu'en se replaçant dans le cotyle au cours de ce mouve
ment, la cupule frotte contre le psoas par l'intermédiaire de son arête
vive.In this position of the thigh, in which the psoas is
relaxed, the contact of the latter with the sharp edge of the cup is very little
painful. On the other hand, when this muscle tightens, as is the case during
change from sitting to standing position, contact with sharp edges
of the cup with the muscle causes acute pain which is further
exacerbated by the fact that by replacing itself in the acetabulum during this movement
ment, the cup rubs against the psoas via its edge
lively.

Un autre inconvénient des cupules mobiles connues de la hanche réside dans le fait qu'elles risquent de se bloquer à l'intérieur du cotyle. En
effet, si la cupule reste très longtemps à l'intérieur du cotyle, à la suite
par exemple d'une immobilisation prolongée de la cuisse, il se forme, sur le
bord de l'ouverture du cotyle, un bourrelet fibreux qui, en faisant saillie à l'intérieur du cotyle, vient en butée contre l'arête vive de la cupule et immobilise ainsi cette dernière à l'intérieur du cotyle.Another drawback of the known mobile cups of the hip resides in the fact that they risk being blocked inside the acetabulum. In
effect, if the cup remains very long inside the acetabulum, following
for example from prolonged immobilization of the thigh, it forms on the
edge of the opening of the cup, a fibrous bead which, projecting inside the cup, abuts against the sharp edge of the cup and thus immobilizes the latter inside the cup.

La présente invention se propose de remédier à tous ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet une cupule pour prothèse articulaire, et en particulier pour prothèse de la hanche, du type spécifié en préambule, qui se caractérise en ce que sa jupe annulaire est définie par une surface extérieure convexe qui s'incurve régulièrement en direction du plan de base de la cupule tout en étant située entièrement à l'intérieur de l'enveloppe sphérique de la calotte et en se raccordant sans discontinuité à la surface extérieure de cette dernière. The present invention proposes to remedy all these drawbacks and, to do this, it relates to a cup for joint prosthesis, and in particular for hip prosthesis, of the type specified in the preamble, which is characterized in that its skirt annular is defined by a convex outer surface which curves regularly towards the base plane of the cup while being located entirely inside the spherical shell of the cap and connecting without interruption to the outer surface of the latter.

Ainsi, une cupule de ce type pour prothèse de la hanche ne présente extérieurement aucune arête vive et, bien qu'elle vienne toujours en contact
avec le psoas, la pression qu'elle exerce sur celui-ci est uniformément répartie sur une grande surface et n'est donc pas génératrice de douleurs.Thus, a cup of this type for hip prosthesis has no sharp edges on the outside and, although it always comes into contact
with the psoas, the pressure it exerts on it is uniformly distributed over a large area and therefore does not generate pain.

Par ailleurs, lorsqu'elle vient se replacer complètement dans le cotyle, la
cupule selon l'invention ne fait que glisser sur le psoas sans le
blesser.In addition, when it is completely replaced in the cup, the
cup according to the invention only slides on the psoas without the
hurt.

Enfin, de par la forme arrondie de sa jupe annulaire, la cupule selon
l'invention ne peut être génée dans son mouvement de pivotement par le bourrelet fibreux qui se forme dans certains cas autour de l'ouverture du cotyle et les
risques d'un blocage à l'intérieur de ce dernier sont donc éliminés.Finally, due to the rounded shape of its annular skirt, the cup according to
the invention cannot be hampered in its pivoting movement by the fibrous bead which is formed in certain cases around the opening of the acetabulum and the
risks of blockage inside the latter are therefore eliminated.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la surface exté
rieure de la jupe annulaire est constituée par une portion de surface torique présentant en section la forme d'un arc de cercle dont le centre est, situé dans le plan diamétral de base de la calotte et dont le rayon est inférieur à et, de préférence égal aux 2/3 de celui de cette dernière.In a preferred embodiment of the invention, the external surface
upper of the annular skirt is constituted by a portion of toric surface having in section the shape of an arc of circle whose center is, located in the base diametral plane of the cap and whose radius is less than and, preferably equal to 2/3 of that of the latter.

En variante toutefois, la surface extérieure de la jupe annulaire présente un rayon de courbure qui décroit progressivement en direction du plan de base de la cupule. Alternatively, however, the outer surface of the annular skirt has a radius of curvature which decreases progressively in the direction of the base plane of the cup.

On sait en outre que pour pouvoir pivoter sans entrave à l#intérieur de 9,Ut' logement, les cupules mobiles actuelles pour prothèses articulaires sont en général formées d'une coquille extérieure métallique enveloppant une coquille intérieure non métallique dans laquelle est formée la cavité apte à recevoir la tete de l'élément Prothétique associé, la coquille extérieure étant constituée par une calotte hémisphérique creuse prolongée à sa base par une jupe annulaire qui se termine par un élément de sertissage annulaire rabattu contre la coquille intérieure. We also know that to be able to pivot without hindrance inside 9, Ut 'housing, the current movable cups for articular prostheses are generally formed by a metallic outer shell enveloping a non-metallic inner shell in which the cavity is formed. suitable for receiving the head of the associated prosthetic element, the outer shell being constituted by a hollow hemispherical cap extended at its base by an annular skirt which ends in an annular crimping element folded against the inner shell.

Or, dans ces cupules mobiles, l'élément de sertissage annulaire de la coquille extérieure, rabattu contre la coquille intérieure, définit une deuxième arête vi#e qui tout comme la première est susceptible de blesser le psoas et e le rendre douloureux, dans le cas d'une cupule de la hanche. However, in these movable cups, the annular crimping element of the outer shell, folded against the inner shell, defines a second live edge which, like the first, is capable of injuring the psoas and making it painful, in the case of a hip cup.

Cff t i uarqtloi, dans la cupule objet de l'invention, cet élément de serti > ,sage a-#r,u ] aire présente une surface extérieure usinée de telle façon à prolonger ssns discontinuité la courbure de la surface extérieure de la jupe annulaire, lorsqu'il est rabattu contre la coquille intérieure. Cff ti uarqtloi, in the cup object of the invention, this crimping element>, wise a- # r, u] area has an outer surface machined so as to prolong ssns discontinuity the curvature of the outer surface of the annular skirt , when it is folded back against the inner shell.

Pour des facilités d'usinage, cet élément de sertissage est de préfé- rance constitué par une lèvre annulaire rabattue contre un chanfrein ménagé sur l'arête extérieure de la coquille intérieure. For ease of machining, this crimping element is preferably constituted by an annular lip folded back against a chamfer formed on the outer edge of the inner shell.

Un mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe d'une cupule de prothèse de la hanche conforme à l'invention ;
- la figure 2 représente la cupule de la figure 1 en place dans l'os de la hanche, dans une position de contact avec le psoas ; et
- la figure 3 représente, à titre de comparaison, une cupule traditionnelle de l'art antérieur dans la même position.An embodiment of the present invention will now be described by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a sectional view of a hip prosthesis cup according to the invention;
- Figure 2 shows the cup of Figure 1 in place in the hip bone, in a position of contact with the psoas; and
- Figure 3 shows, for comparison, a traditional cup of the prior art in the same position.

La cupule pour prothèse articulaire représentée sur la figure 1, est une cupule mobile de prothèse de la hanche qui se compose, de manière connue en soi, d'une coquille creuse métallique 1 dans laquelle s'emboîte sans jeu une coquille intérieure 2 en matière plastique dure. The cup for articular prosthesis shown in FIG. 1 is a mobile hip prosthesis cup which is composed, in a manner known per se, of a hollow metal shell 1 into which an interior shell 2 made of material fits without play. hard plastic.

Comme on peut le voir, la coquille intérieure 2 délimite intérieurement la cavité 3 dans laquelle vient normalement se loger la tête sphérique T de la prothèse fémorale associée à la cupule. Cette cavité 3, de forme générale hémisphérique, se prolonge, au-delà d'un liseret 4 de rétention de la tête T, parure owerture 5 qui s'évase vers le plan de base 6 de la cupule. L'ouverture 5 dont la paroi intérieure est formée de deux surfaces tronconiques 7 et 8 raccordées bout à bout, constitue, pour le col C de la prothèse fémorale, un passage lui autorisant un débattement maximum. As can be seen, the inner shell 2 internally delimits the cavity 3 in which the spherical head T of the femoral prosthesis associated with the cup is normally housed. This cavity 3, of generally hemispherical shape, extends, beyond a border 4 for retaining the head T, owerture adornment 5 which widens towards the base plane 6 of the cup. The opening 5, the inner wall of which is formed of two frustoconical surfaces 7 and 8 connected end to end, constitutes, for the neck C of the femoral prosthesis, a passage allowing it a maximum clearance.

La coquille extérieure 1 de la cupule est quant à elle, constituée par une calotte hémisphérique 9 prolongée à sa base par une jupe annulaire 10 qui enveloppe la partie de la coquille intérieure 2 dans laquelle est formée l'ouverture 5. La jupe annulaire 10 se termine en outre par un élément arnu- laire de sertissage 11 rabattu contre la coquille intérieure 2 pour retenir cette dernière à l'intérieur de la coquille extérieure 1. The outer shell 1 of the cup is itself constituted by a hemispherical cap 9 extended at its base by an annular skirt 10 which envelops the part of the inner shell 2 in which the opening 5 is formed. The annular skirt 10 further ends with a circular crimping element 11 folded against the inner shell 2 to retain the latter inside the outer shell 1.

Selon la caractéristique première de l'invention, la jupe annulaire 10 est définie par une surface extérieure convexe 12 qui-s'incurve régulièrement en direction du plan de base 6 de la cupule, sur toute la hauteur de la jupe 10. En outre, la surface extérieure arrondie 12 de la jupe 10 est située entièrement à l'intérieur de l'enveloppe sphérique E, esquissée en traits mixtes sur la figure 1, de la calotte 9 de la coquille extérieure 1, tout en se raccordant sans discontinuité à la surface extérieure 13 de cette dernière, sensiblement au niveau de son plan diamétral de base P. According to the primary characteristic of the invention, the annular skirt 10 is defined by a convex outer surface 12 which curves regularly towards the base plane 6 of the cup, over the entire height of the skirt 10. In addition, the rounded outer surface 12 of the skirt 10 is located entirely inside the spherical envelope E, sketched in phantom in Figure 1, of the cap 9 of the outer shell 1, while connecting without discontinuity to the outer surface 13 of the latter, substantially at its base diametrical plane P.

Comme le montre encore la figure 1, la surface extérieure 12 de la jupe annulaire 10 est plus précisément constituée par une portion de surface torique présentant en section la forme d'un arc de cercle dont le centre Ouest situé dans le plan diamétral de base P de la calotte 9 et dont le rayon R1 est inférieur au rayon R2 de cette dernière. As still shown in Figure 1, the outer surface 12 of the annular skirt 10 is more precisely constituted by a toric surface portion having in section the shape of an arc of a circle whose west center located in the base diametral plane P of the cap 9 and whose radius R1 is less than the radius R2 of the latter.

Dans le mode de réalisation préféré de l'invention représenté sur la figure 1, le rayon Ri de l'arc de cercle définissant la section de la surface extérieure 12 de la jupe annulaire 10 est égal aux 2/3 du rayon R2 de la calotte hémisphérique 9. In the preferred embodiment of the invention shown in Figure 1, the radius Ri of the circular arc defining the section of the outer surface 12 of the annular skirt 10 is equal to 2/3 of the radius R2 of the cap hemispherical 9.

Selon une autre caractéristique de la cupule objet de l'invention, l'élément annulaire de sertissage 11, qui prolonge la jupe annulaire 10 de la coquille extérieure 1, consiste en une lèvre annulaire formée sur toute la circonférence de base de la cupule pour, comme on peut le voir nettement sur la figure 1, être rabattue contre un chanfrein 14 ménagé sur l'arête extérieure de la coquille intérieure 2. La surface extérieure 15 de cette lèvre annulaire 11 est en outre usinée de telle façon à prolonger sans discontinuité la courbure de la jupe annulaire 10, lorsque la lèvre 11 est complètement rabattue contre le chanfrein 14. According to another characteristic of the cup object of the invention, the annular crimping element 11, which extends the annular skirt 10 of the outer shell 1, consists of an annular lip formed over the entire base circumference of the cup for, as can be clearly seen in Figure 1, be folded against a chamfer 14 formed on the outer edge of the inner shell 2. The outer surface 15 of this annular lip 11 is further machined so as to continuously extend the curvature of the annular skirt 10, when the lip 11 is completely folded against the chamfer 14.

Ainsi, grâce à l'invention, on dispose d'une cupule mobile de la hanche dont la surface extérieure est totalement dépourvue d'arêtes vives. Thus, thanks to the invention, there is a movable hip cup whose outer surface is completely devoid of sharp edges.

En conséquence, lorsque cette cupule, en place dans le cotyle K de l'os illiaque,commme représenté sur la figure 2, vient en contact avec le psoas M, elle exerce sur celui-ci une pression uniforme répartie sur une grande surface, qui a simplement pour effet de tendre le muscle sans provoquer de douleurs. Consequently, when this cup, in place in the acetabulum K of the iliac bone, as shown in FIG. 2, comes into contact with the psoas M, it exerts on the latter a uniform pressure distributed over a large surface, which simply has the effect of tightening the muscle without causing pain.

On comprendra en outre que lorsque la cupule vient se replacer dans
cotyle K, elle ne fait que glisser, au niveau de sa jupe arrondie 10, le
long du psoas M, sans blesser ce dernier.It will also be understood that when the cup comes back into place
cup K, it only slides, at its rounded skirt 10, the
along psoas M, without injuring it.

On observera encore que le bourrelet B qui se forme autour- de l'ouverture du cotyle K n'entrave en aucune façon le pivotement de la cupule dans la mesure où le profil extérieur de cette dernière épouse le profil intérieur du cotyle K prolongé par le bourrelet B. It will also be observed that the bead B which forms around the opening of the cup K in no way hinders the pivoting of the cup insofar as the external profile of the latter follows the internal profile of the cup K extended by the bead B.

A titre de comparaison, on peut voir sur la figure 3 qu'une cupule classique anguleuse, en place dans le cotyle K de l'os illiaque dans une position de contact avec le psoas M tendu, s'enfonce dans ce dernier au niveau de son arête vive 16 en exerçant ainsi une pression ponctuelle génératrice de douleurs aiguës. En outre, il est aisé de comprendre que lors du replacement de la cupule dans le cotyle, son arête vive 16 blessera le muscle sur une certaine longueur en exacerbant les douleurs qui persistent d'ailleurs pendant quelques minutes après la remise en place complète de la cupule dans le cotyle. By way of comparison, it can be seen in FIG. 3 that a conventional angular cup, in place in the acetabulum K of the iliac bone in a position of contact with the stretched psoas M, sinks into the latter at the level of its sharp edge 16 thereby exerting a point pressure generating acute pain. In addition, it is easy to understand that during the replacement of the cup in the acetabulum, its sharp edge 16 will injure the muscle over a certain length by exacerbating the pains which persist moreover for a few minutes after the complete replacement of the cup in the cup.

Il n'est bien entendu pas nécessaire que la surface extérieure 12 de la jupe annulaire 10 de la cupule selon l'invention présente exactement le profil représenté sur la figure 1. En variante, cette surface 12 peut présenter un rayon de courbure variable allant en décroissant progressivement en direction de la surface de base 6 de la cupule. It is of course not necessary for the outer surface 12 of the annular skirt 10 of the cup according to the invention to have exactly the profile shown in FIG. 1. As a variant, this surface 12 can have a variable radius of curvature going progressively decreasing towards the base surface 6 of the cup.

Claims

1. Cup for joint prosthesis, in particular for hip prosthesis, which comprises an internal cavity (3) capable of receiving the spherical head (T) of the associated prosthetic element and which externally has the general shape of a hemispherical cap (9) extended by an annular skirt (10), this cup being characterized in that said annular skirt (10) is defined by a convex outer surface # (12) which curves regularly towards the base plane (6) of the cup while being located entirely inside the spherical envelope (E) of the cap (9) and by connecting without discontinuity to the outer surface (13) of the latter.

2. Cup according to claim 1, characterized in that the outer surface (12) of the annular skirt (10) is constituted by a portion of toric surface having in section the shape of an arc of circle whose center (O) is located in the base diametral plane (P) of the cap (9) and whose radius (R1) is less than that (R2) of the latter.

3. Cup according to claim 2, characterized in that the radius (R1) of the arc of a circle defining the section of the outer surface (12) of the annular skirt (10) is equal to 2/3 of that (R2 ) of the hemispherical cap (9).

4. Tipula according to claim 1, characterized in that the outer surface (12) of the annular skirt (10) has a radius of. curvature which gradually decreases towards the base plane of the cup.

5. Cup according to any one of claims 1 to 4, comprising a metallic outer shell (1) enveloping a non-metallic inner shell (2) in which said cavity (3) is formed, the outer shell (1) being constituted by a hollow hemispherical cap (9) extended at its base by an annular skirt (10) which ends in an annular crimping element (11) folded back against the inner shell (2), said cup being characterized in that the element annular crimping (11) has an outer surface (15) machined so as to continuously extend the curvature of the outer surface (12) of the annular skirt (10), when it is folded against the inner shell (2).

6. Cup according to claim 5, characterized in that the crimping element (11) consists of an annular lip folded against a chamfer (14) formed on the outer edge of the inner shell (2).