FR2788964A1

FR2788964A1 - TIBIAL ANTI-TIPPING INSERT

Info

Publication number: FR2788964A1
Application number: FR9900944A
Authority: FR
Inventors: Pascal Marceaux; Jean Francois Biegun; Jean Yves Jenny; Laurent Barbe; Jacques Hummer; Yves Catonne; Jean Paul Barthelemy; Rolf K Miehlke; Dominique Saragaglia
Original assignee: Aesculap SAS
Current assignee: Aesculap SAS
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-08-04
Anticipated expiration: 2019-01-28
Also published as: JP2002535078A; FR2788964B1; WO2000044316A1; JP4198887B2; EP1065999A1

Abstract

The invention concerns a knee prosthesis comprising a tibial part with a tibial plate (2), a femoral part, having at least a condyle (6) and a tibial insert (3), the tibial insert being arranged between the tibial plate and the condyle and having a top surface (8) matching the shape of an outer surface of the condyle such that there is a mutual sliding. The tibial insert has a rear surface whereof the lower edge is more rearward than the upper edge, the rear side of the knee being the knee cavity side and the front part being the knee projection side.

Description

! La présente invention concerne une prothèse du genou comportant une tige! The present invention relates to a knee prosthesis comprising a rod

tibiale à une extrémité de laquelle est fixée une plaque tibiale, une tige fémorale à une extrémité de laquelle est fixé au moins un condyle et un insert tibial, disposé entre la plaque tibiale et ledit au tibial at one end of which is fixed a tibial plate, a femoral rod at one end of which is fixed at least one condyle and a tibial insert, disposed between the tibial plate and said au

moins un condyle.minus a condyle.

La présente invention concerne également un insert The present invention also relates to an insert

tibial destiné à être utilisé dans une prothèse de ce genre. tibial intended to be used in a prosthesis of this kind.

La forme de la surface extérieure du condyle est complémentaire de la forme de la surface de l'insert en regard de la surface extérieure du condyle, de manière à permettre, par glissement de la surface extérieure du condyle The shape of the outer surface of the condyle is complementary to the shape of the surface of the insert opposite the outer surface of the condyle, so as to allow, by sliding the outer surface of the condyle

sur la surface de l'insert, une flexion du genou, c'est-à- on the surface of the insert, a flexion of the knee, i.e.

dire une rotation du fémur par rapport au tibia, en général la flexion étant comprise entre 0 (genou non plié, jambe say a rotation of the femur relative to the tibia, in general the flexion being between 0 (knee not bent, leg

tendue) et 120 (genou entièrement plié). stretched) and 120 (knee fully bent).

On connaît déjà des prothèses du genou de ce genre, We already know knee prostheses like this,

par exemple du document EP-A-0.021.421. for example from document EP-A-0.021.421.

Ces prothèses de l'art antérieur présente l'inconvénient suivant. Lorsque la jambe est fléchie au niveau du genou, les contraintes verticales sur la partie de l'insert se trouvant du côté postérieur (le côté du creux du genou) augmentent sensiblement et il peut arriver que l'insert bascule par rapport à son bord postérieur reposant sur la plaque tibiale, le bord de l'insert du côté antérieur (côté de la saillie du genou) sortant alors de son contact avec la plaque tibiale. Cet effet de basculement est These prostheses of the prior art have the following drawback. When the leg is bent at the knee, the vertical stresses on the posterior part of the insert (the hollow side of the knee) increase appreciably and it can happen that the insert tilts with respect to its posterior edge resting on the tibial plate, the edge of the insert on the anterior side (side of the knee protrusion) then coming out of its contact with the tibial plate. This tipping effect is

communément appelé "effet de tilting". commonly called "tilting effect".

Pour résoudre ce problème, on peut penser à prévoir un guidage transversal à la direction antéro-postérieure par un rail formé sur la plaque tibiale, l'insert tibial étant guidé, par exemple par un guidage en queue d'aronde, dans le rail. Cependant, même dans ce cas, compte tenu du jeu nécessaire qu'il convient de laisser entre le rail et l'insert tibial, pour que les pièces ne s'insèrent pas trop rapidement sous l'effet des contraintes liées à une flexion, cet effet de basculement a encore lieu. Si un jeu très faible seulement est prévu, cet effet de basculement aura moins pour conséquence un basculement, empêché par la liaison en queue d'aronde, qu'une usure importante de l'insert tibial (en général en polyethylène) contre le rail de guidage, au niveau de la queue d'aronde, usure qui est une conséquence des contraintes en traction et compression liées à l'effet de basculement. La présente invention vise à palier ces inconvénients en proposant une prothèse du genou dans laquelle l'"effet tilting" est empêché que ce soit sous la forme d'un basculement de l'insert tibial avec perte de contact avec la plaque tibiale, ou sous la forme d'une usure importante liée à l'existence d'un guidage en queue d'aronde To solve this problem, one can think of providing a transverse guide to the anteroposterior direction by a rail formed on the tibial plate, the tibial insert being guided, for example by a dovetail guide, in the rail. However, even in this case, taking into account the necessary clearance which should be left between the rail and the tibial insert, so that the parts do not insert too quickly under the effect of the constraints associated with bending, this tilting effect still takes place. If only a very small clearance is expected, this tilting effect will less result in a tilting, prevented by the dovetail connection, than a significant wear of the tibial insert (generally made of polyethylene) against the rail. guidance, at the dovetail level, wear which is a consequence of the tensile and compression stresses linked to the tilting effect. The present invention aims to overcome these drawbacks by proposing a knee prosthesis in which the "tilting effect" is prevented either in the form of a tilting of the tibial insert with loss of contact with the tibial plate, or under the form of significant wear linked to the existence of a dovetail guide

ou similaire pour empêcher le basculement. or the like to prevent tipping.

Suivant l'invention, la prothèse du genou comportant une partie tibiale ayant une plaque tibiale, une partie fémorale, ayant au moins un condyle, et un insert tibial, l'insert tibial étant disposé entre la plaque tibiale et le condyle et ayant une surface supérieure de forme complémentaire à une surface extérieure du condyle, de sorte qu'un glissement mutuel ait lieu, l'insert tibial ayant une face postérieure dont le bord inférieur est plus postérieur que le bord supérieur, le côté postérieur du genou étant le côté du creux du genou et le côté antérieur, le côté duquel According to the invention, the knee prosthesis comprising a tibial part having a tibial plate, a femoral part, having at least one condyle, and a tibial insert, the tibial insert being disposed between the tibial plate and the condyle and having a surface superior in shape complementary to an external surface of the condyle, so that a mutual sliding takes place, the tibial insert having a posterior face whose lower edge is more posterior than the upper edge, the posterior side of the knee being the side of the hollow of the knee and the anterior side, the side of which

le genou fait saillie.the knee protrudes.

En prévoyant une telle forme de l'insert tibial, on rend impossible tout basculement du bord antérieur du genou de l'insert tibial et donc tout risque lié à un détachement de cet insert tibial de la plaque tibiale ou, dans le cas o il est prévu une liaison, par exemple en queue d'aronde, pour s'opposer à ce basculement, toute usure de l'insert tibial au niveau de cette liaison en queue d'aronde, ce qui dans le premier cas rend la prothèse plus sûre et moins coûteuse (il n'y a plus besoin de prévoir des rails de guidage pour maintenir l'insert et l'empêcher de basculer) et dans le second cas rend la prothèse moins coûteuse car elle a une By providing such a shape of the tibial insert, it is impossible to tilt the anterior edge of the knee of the tibial insert and therefore any risk linked to a detachment of this tibial insert from the tibial plate or, in the case where it is provided a connection, for example in dovetail, to oppose this tilting, any wear of the tibial insert at this connection in dovetail, which in the first case makes the prosthesis safer and less expensive (there is no longer any need to provide guide rails to hold the insert and prevent it from tilting) and in the second case makes the prosthesis less expensive because it has a

durée de vie plus longue.longer service life.

Suivant un perfectionnement de l'invention, l'insert tibial est symétrique par rapport à un plan médian vertical. On obtient ainsi une fabrication plus simple de l'insert. Suivant un perfectionnement de l'invention, l'insert tibial a également une face antérieure dont le bord inférieur est plus antérieur que son bord supérieur. On obtient ainsi une stabilisation encore accrue de l'insert sur la plaque tibiale. L'invention vise également un insert tibial tel que According to an improvement of the invention, the tibial insert is symmetrical with respect to a vertical median plane. This simplifies the manufacture of the insert. According to an improvement of the invention, the tibial insert also has an anterior face whose lower edge is more anterior than its upper edge. This further stabilizes the insert on the tibial plate. The invention also relates to a tibial insert such as

celui utilisé dans une prothèse du genou suivant l'invention. that used in a knee prosthesis according to the invention.

On décrit maintenant des modes de réalisation, donnés uniquement à titre d'exemple de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une prothèse suivant l'invention, la partie tibiale, la partie fémorale et l'insert étant séparés Embodiments are now described, given solely by way of example of the invention, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a prosthesis according to the invention, the tibial part, the femoral part and the insert being separated

dans l'espace.in the space.

la figure 2 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation d'une prothèse suivant l'invention, la partie tibiale, la partie fémorale et l'insert tibial étant Figure 2 is a perspective view of a second embodiment of a prosthesis according to the invention, the tibial part, the femoral part and the tibial insert being

séparés dans l'espace.separated in space.

la figure 3 est une vue en perspective de la prothèse de la figure 2 à l'état assemblé, et la figure 4 est une vue en coupe latérale de la Figure 3 is a perspective view of the prosthesis of Figure 2 in the assembled state, and Figure 4 is a side sectional view of the

prothèse de la figure 2.prosthesis of figure 2.

A la figure 1, il est représenté, en perspective un exemple d'une prothèse du genou suivant l'invention, la partie tibiale, la partie fémorale et l'insert n'étant pas In Figure 1, there is shown in perspective an example of a knee prosthesis according to the invention, the tibial part, the femoral part and the insert not being

assemblés, pour permettre une meilleure compréhension. assembled, to allow a better understanding.

La prothèse du genou est constituée d'une tige 1 tibiale, destinée à être insérée dans le tibia par une de ses extrémités, et portant à son autre extrémité une plaque 2 tibiale, d'un insert 3 tibial, disposé sur la plaque 2 tibiale et d'une partie 4 fémorale comportant une tige 5 fémorale destinée à être insérée dans le fémur et un condyle 6 fixé à une extrémité de la tige 5 fémorale. Le condyle 6 a une surface extérieure qui est de forme complémentaire à la iU forme de la surface 8 supérieure (celle tournée vers le condyle) de l'insert 3 tibial, de sorte que le fémur peut pivoter par rapport au tibia par glissement de la surface du The knee prosthesis consists of a tibial rod 1, intended to be inserted into the tibia by one of its ends, and carrying at its other end a tibial plate 2, a tibial insert 3, disposed on the tibial plate and of a femoral part 4 comprising a femoral rod 5 intended to be inserted into the femur and a condyle 6 fixed to one end of the femoral rod 5. The condyle 6 has an outer surface which is complementary to the shape of the upper surface 8 (that facing the condyle) of the tibial insert 3, so that the femur can pivot relative to the tibia by sliding the surface of

condyle sur la surface supérieure de l'insert. condyle on the upper surface of the insert.

L'insert 3 tibial comprend une surface 7 de fond, plate et qui repose normalement sur la plaque 2 tibiale, une surface 8 supérieure qui est de forme sphérique, correspondant à la forme sphérique de la surface extérieure du condyle 6, deux surfaces 9, 10 latérales verticales, une surface 11 frontale et une surface 12 arrière. A la place d'une surface sphérique, on pourrait prévoir une surface The tibial insert 3 includes a flat bottom surface 7 which normally rests on the tibial plate 2, an upper surface 8 which is spherical in shape, corresponding to the spherical shape of the outer surface of the condyle 6, two surfaces 9, 10 vertical sides, a front 11 surface and a rear 12 surface. Instead of a spherical surface, one could provide a surface

hémisphérique ou hémi-cylindrique, par exemple. hemispherical or semi-cylindrical, for example.

Les surfaces 11 antérieure et 12 postérieure rejoignent la surface 7 de fond suivant un bord 13 inférieur (respectivement 14) en forme d'arc de cercle et rejoignent la surface 8 supérieure suivant un bord 15 supérieur (respectivement 16) également en forme d'arc de cercle, le ou les rayon(s) des bords inférieurs étant supérieur(s) au(x) rayon(s) des bords supérieurs, de sorte que les surfaces 11 antérieure et 12 postérieure sont inclinées, en forme de biseau. Cette forme biseautée de la surface 12 postérieure permet de lutter efficacement contre l'effet de basculement, l'insert ne pouvant plus basculer par rapport au bord 14 inférieur de la surface 12 postérieure lorsqu'une force, lors de la flexion du fémur par rapport au tibia, est appliquée à proximité du bord 16 supérieur de la surface 8 supérieure de The anterior and posterior 12 surfaces 11 join the bottom surface 7 along a lower edge 13 (respectively 14) in the form of an arc of a circle and join the upper surface 8 along an upper edge 15 (respectively 16) also in the form of an arc in a circle, the radius or radius (s) of the lower edges being greater than the radius (s) of the upper edges, so that the anterior and posterior surfaces 11 are inclined, in the form of a bevel. This bevelled shape of the posterior surface 12 makes it possible to fight effectively against the tilting effect, the insert no longer being able to tilt relative to the lower edge 14 of the posterior surface 12 when a force, during the bending of the femur relative at the shin, is applied near the upper edge 16 of the upper surface 8 of

l'insert 3 tibial.the tibial insert 3.

L'insert 3 tibial est disposé à plat, par sa surface 7 de fond plate sur la plaque 2 tibiale. On peut prévoir sur cette plaque tibiale, comme cela est représenté dans le mode de réalisation des figures 2 à 4, une butée 17 transversale de la plaque tibiale pour limiter le déplacement The tibial insert 3 is placed flat, by its flat bottom surface 7 on the tibial plate 2. Can be provided on this tibial plate, as shown in the embodiment of Figures 2 to 4, a transverse stop 17 of the tibial plate to limit movement

en glissement transversal de l'insert tibial. in transverse sliding of the tibial insert.

Dans le cas d'une plaque tibiale sans aucune butée ou avec une butée transversale, l'insert suivant l'invention empêche le décollement du bord antérieur de l'insert de la plaque tibiale (effet de basculement) et empêche donc un éventuel délogement de l'insert tibial de sa position entre In the case of a tibial plate without any stop or with a transverse stop, the insert according to the invention prevents detachment of the anterior edge of the insert of the tibial plate (tilting effect) and therefore prevents possible dislodgement of the tibial insert of its position between

la plaque tibiale et le condyle.the tibial plate and the condyle.

Les modes de réalisation représentés ne comportent qu'un seul condyle. Cependant la forme de l'insert tibial suivant l'invention peut également être utilisée pour des prothèses à deux compartiments, dans lesquels deux condyles séparés par un espace intercondylien glissent dans deux cavités d'un insert tibial suivant l'invention, les deux cavités étant formées dans la partie supérieure de l'insert et ayant chacun une surface dont la forme est complémentaire de la surface extérieure de son condyle associé. Dans les modes de réalisation représentés aux figures, les inclinaisons de la surface 11 antérieure et de la surface 12 postérieure sont différentes. L'inclinaison de la surface 12 postérieure par rapport à la normale à la surface 7 de fond est de 5 tandis que celle de la surface 11 The embodiments shown have only one condyle. However, the shape of the tibial insert according to the invention can also be used for prostheses with two compartments, in which two condyles separated by an intercondylar space slide in two cavities of a tibial insert according to the invention, the two cavities being formed in the upper part of the insert and each having a surface whose shape is complementary to the external surface of its associated condyle. In the embodiments shown in the figures, the inclinations of the anterior surface 11 and of the posterior surface 12 are different. The inclination of the posterior surface 12 relative to the normal to the bottom surface 7 is 5 while that of the surface 11

antérieure par rapport à la normale est de 10 . anterior to normal is 10.

Suivant les modes de réalisation, l'inclinaison de la surface 12 arrière peut être comprise entre 1 et 20 , de According to the embodiments, the inclination of the rear surface 12 can be between 1 and 20, of

préférence entre 5 et 10 .preferably between 5 and 10.

Cependant, ces inclinaisons peuvent être égales ou However, these inclinations can be equal or

non. En outre, la surface avant peut ne pas être inclinée. no. In addition, the front surface may not be tilted.

R E V E N DI C A T I 0 N SR E V E N DI C A T I 0 N S

1. Insert tibial, pouvant être utilisé dans une prothèse du genou comportant une partie tibiale ayant une plaque (2) tibiale, une partie fémorale, ayant au moins un condyle (6) et un insert tibial (3), l'insert tibial pouvant être disposé entre la plaque tibiale et le condyle et ayant une surface (8) supérieure de forme complémentaire à une surface extérieure du condyle de sorte qu'un glissement mutuel ait lieu, caractérisée en ce que l'insert tibial a une face (12) postérieure dont le bord (14) inférieur est plus postérieur que le bord (16) supérieur, le côté postérieur du genou étant le côté du creux du genou et le côté antérieur, 1. Tibial insert, which can be used in a knee prosthesis comprising a tibial part having a tibial plate (2), a femoral part, having at least one condyle (6) and a tibial insert (3), the tibial insert being able be disposed between the tibial plate and the condyle and having an upper surface (8) of complementary shape to an external surface of the condyle so that a mutual sliding takes place, characterized in that the tibial insert has a face (12) posterior whose lower edge (14) is more posterior than the upper edge (16), the posterior side of the knee being the side of the hollow of the knee and the anterior side,

le côté duquel le genou fait saillie. the side of which the knee protrudes.

2. Insert tibial suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert tibial a une face (11) avant dont le bord (13) inférieur est plus en avant que le bord 2. Tibial insert according to claim 1, characterized in that the tibial insert has a front face (11) whose lower edge (13) is more forward than the edge

(15) supérieur.(15) superior.

3. Insert tibial suivant les revendications 1 ou 2, 3. Tibial insert according to claims 1 or 2,

caractérisé en ce que le bord (16) supérieur arrière et le bord (14) inférieur arrière ont chacun la forme d'un arc de cercle, le rayon du cercle du bord (16) supérieur étant inférieur au rayon du bord (14) inférieur, et la face (12) characterized in that the rear upper edge (16) and the rear lower edge (14) each have the shape of an arc of a circle, the radius of the circle of the upper edge (16) being less than the radius of the lower edge (14) , and the face (12)

arrière est tronconique.rear is tapered.

4. Insert tibial suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'inclinaison de la face (12) arrière par rapport à la normale à la plaque (7) tibiale est 4. Tibial insert according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the inclination of the rear face (12) relative to the normal to the tibial plate (7) is

comprise entre 1 et 20 , de préférence entre 5 et 100. between 1 and 20, preferably between 5 and 100.

5. Insert tibial suivant l'une des revendications 1 5. Tibial insert according to one of claims 1

à 4, caractérisé en ce que l'insert tibial est de forme to 4, characterized in that the tibial insert is shaped

symétrique par rapport à un plan médian (X, X') vertical. symmetrical with respect to a vertical median plane (X, X ').

6. Prothèse du genou comportant une partie tibiale ayant une plaque (2) tibiale, une partie fémorale, ayant au moins un condyle, et un insert tibial suivant l'une des 6. Knee prosthesis comprising a tibial part having a tibial plate (2), a femoral part, having at least one condyle, and a tibial insert according to one of the

revendications précédentes disposé entre la plaque tibiale et previous claims disposed between the tibial plate and

le condyle.the condyle.