FR2903882A1 - Insert pour implant cotyloidien a double mobilite, implant cotyloidien correspondant et prothese de hanche correspondante - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un insert (1) pour implant cotyloïdien à double mobilité comportant :- une surface externe (2) de forme sensiblement hémisphérique, destinée au montage de manière articulée de l'insert (1) dans une cupule (5) fixée dans une cavité cotyloïdienne d'un patient,- une surface interne (3) de forme sensiblement hémisphérique délimitant une cavité destinée au montage de manière articulée d'une tête fémorale prothétique (4),le centre de la surface externe (2) étant décalé par rapport au centre de la surface interne (3) suivant l'axe de révolution de la surface externe (2), en direction de l'ouverture (9) de l'insert (1),caractérisé en ce que le centre de la surface externe (2) est en outre décalé par rapport au centre de la surface interne (3) suivant un axe perpendiculaire à l'axe de révolution de la surface externe (2).

Description

1 L'invention concerne un insert pour implant cotyloïdien à double

mobilité, un implant cotyloïdien correspondant et une prothèse de hanche correspondante. Les prothèses à double mobilité comprennent généralement : - une cupule métallique, destinée à être fixée sur l'os iliaque, dans la cavité cotyloïdienne du patient, comportant une cavité de forme sensiblement hémisphérique, - un insert cotyloïdien en polyéthylène, monté de manière articulée dans la cavité de la cupule, comportant une cavité de forme sensiblement 10 hémisphérique - une tige fémorale équipée d'une tête fémorale, destinée à être monté de manière articulée dans la cavité de l'insert. L'insert cotyloïdien comporte généralement une surface externe de forme sensiblement hémisphérique et dont le centre coïncide avec celui de la 15 surface interne définissant la cavité. Lors du mouvement du fémur, en particulier lors du mouvement d'abduction, c'est-à-dire d'écartement par rapport au plan sagittal médian, et lors du mouvement d'adduction, c'est-à-dire de rapprochement par rapport à ce même plan, la tige fémorale entre en contact avec l'insert, entraînant alors sa 20 rotation par rapport à la cupule. Une fois l'insert en position déplacée, celui-ci reste dans cette position lorsque le patient est en position debout, du fait de la coïncidence du centre de rotation de l'insert dans la cupule, défini par le centre de la surface externe de l'insert, avec le centre de rotation de la tête fémorale dans l'insert, 25 défini par le centre de la surface interne de l'insert. L'insert, qui n'est pas ramené dans sa position d'origine, peut alors se placer dans une position défavorable lors du mouvement de l'articulation, augmentant le risque de luxation et l'usure par contact entre la tige et l'insert. L'art antérieur propose un insert pour implant cotyloïdien à double 30 mobilité comportant : - une surface externe de forme sensiblement hémisphérique, destinée au montage de manière articulée de l'insert dans une cupule fixée dans une cavité cotyloïdienne d'un patient, - une surface interne de forme sensiblement hémisphérique 35 délimitant une cavité destinée au montage de manière articulée d'une tête fémorale prothétique, 2903882 2 le centre de la surface externe étant décalé par rapport au centre de la surface interne suivant l'axe de révolution de la surface externe, en direction de l'ouverture de l'insert. Un tel insert permet le décalage du centre de rotation de l'insert 5 dans la cupule par rapport au centre de rotation de la tête fémorale dans l'insert, de sorte qu'une fois le patient en position debout, lorsque le fémur est positionné suivant l'axe vertical du corps, les forces exercées sur la tête prothétique, en son centre, crées un couple de forces engendrant la rotation de la cupule jusqu'à ce que celle-ci se trouve en position d'équilibre.

Cette position d'équilibre correspondant à la position dans laquelle les deux centres de rotation précités sont alignés sur l'axe suivant lequel la force est appliquée. Cet insert de l'art antérieur a alors tendance à se positionner à l'horizontale lorsque le patient est en position debout.

On limite ainsi le risque de basculement de l'insert en position défavorable, réduisant le risque de luxation. Toutefois, l'usure due aux contacts entre l'insert et la tige est augmentée. En effet, un tel décalage engendre un couple ayant tendance à ramener l'insert en position horizontale et donc en position de contact avec la tige. L'invention vise à résoudre ce problème en proposant un insert capable de se placer dans une position dans laquelle les risques de luxation de la hanche et l'usure de l'insert sont minimes. A cet effet, l'invention concerne un insert pour implant cotyloïdien à 25 double mobilité comportant : - une surface externe de forme sensiblement hémisphérique, destinée au montage de manière articulée de l'insert dans une cupule fixée dans une cavité cotyloïdienne d'un patient, - une surface interne de forme sensiblement hémisphérique 30 délimitant une cavité destinée au montage de manière articulée d'une tête fémorale prothétique, le centre de la surface externe étant décalé par rapport au centre de la surface interne suivant l'axe de révolution de la surface externe, en direction de l'ouverture de l'insert, 2903882 3 caractérisé en ce que le centre de la surface externe est en outre décalé par rapport au centre de la surface interne suivant un axe perpendiculaire à l'axe de révolution de la surface externe. Une telle structure permet de positionner angulairement l'insert par 5 rapport à la cupule et la tige fémorale, dans une position apte à lutter contre la luxation et moins défavorable en ce qui concerne l'usure de l'insert par contact avec la tige, en particulier avec le col. Selon une caractéristique de l'invention, l'axe passant par le centre de la surface externe et par celui de la surface interne forme un angle d'environ 10 45 avec l'axe de révolution de la surface externe. Ce décalage permet le positionnement de l'insert en position d'équilibre du cotyle. Avantageusement, l'axe de révolution de la surface interne forme un angle avec l'axe de révolution de la surface externe. 15 Ce décalage permet de retarder le contact entre l'insert et la tige fémorale. Il permet en outre de générer des zones de contact plus volumineuse et donc plus résistantes à l'usure. L'invention concerne également un implant cotyloïdien à double mobilité destiné à être ménagé dans une cavité cotyloïdienne d'un patient, 20 caractérisé en ce qu'il comporte : - une cupule, destinée à être fixée sur l'os iliaque, dans la cavité cotyloïdienne du patient, comportant une cavité de forme sensiblement hémisphérique, et - un insert cotyloïdien selon l'invention, monté de manière articulée 25 dans la cavité de la cupule. L'invention concerne en outre une prothèse de hanche, caractérisée en ce qu'elle comporte : - un implant cotyloïdien selon l'invention, - une tige fémorale comprenant un col et équipée d'une tête 30 fémorale fixée sur le col au niveau de son extrémité libre. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, deux formes d'exécution de cet insert. Figure 1 est une vue en coupe d'un insert de l'art antérieur suivant 35 son axe de révolution ; 2903882 4 Figure 2 est une vue en coupe partielle frontale d'une prothèse de l'art antérieur dans une première position sur un patient ; Figures 3 et 4 sont des vues correspondant à la figure 2 de la prothèse dans une deuxième et dans une troisième position consécutives ; 5 Figure 5 est une vue en coupe d'un implant cotyloïdien de l'art antérieur dans une première position de l'insert ; Figure 6 est une vue correspondant à la figure 7 de l'implant en position d'équilibre ; Figure 7 et 8 sont des vues correspondant respectivement aux 10 figures 5 et 6 d'une première forme de réalisation d'un implant suivant l'invention Figures 9 et 10 sont des vues correspondant respectivement aux figures 5 et 6 d'une deuxième forme de réalisation d'un implant suivant l'invention. 15 Figure 11 est une vue en coupe frontale partielle d'une prothèse selon l'invention dans une première position d'abduction, Figures 12 et 13 sont de vues correspondant à la figure 11, respectivement d'une deuxième position d'équilibre et d'une troisième position d'adduction de la prothèse. 20 La figure 1 représente un insert pour implant cotyloïdien de l'art antérieur. Celuici comporte des surfaces externe 2 et interne 3 de forme sensiblement hémisphérique, et dont les centres sont coïncidents. La surface interne 3 de l'insert définit une cavité destinée au montage de manière articulée d'une tête fémorale prothétique 4, comme cela 25 apparaît notamment en figure 2. Cette figure montre une prothèse de hanche dans une première position correspondant à la position debout du patient, l'axe du fémur (non représenté) étant sensiblement vertical. La prothèse comporte une cupule 5 de forme sensiblement 30 hémisphérique, fixée dans une cavité cotyloïdienne de l'os iliaque 6 du patient. La cupule 5 comporte une cavité destinée au montage de manière articulée de l'insert 1, la tête fémorale 4 étant montée dans la cavité de ce dernier. La prothèse comporte en outre une tige fémorale 7 fixée au fémur 35 au niveau de la partie diaphysaire et métaphysaire de la tige. 2903882 5 La tige comporte, au niveau de son extrémité proximale, un col 8 à l'extrémité duquel est réalisée une partie tronconique 9 permettant un emmanchement à force dans un logement complémentaire ménagé dans la tête fémorale prothétique 4. 5 Dans cette première position, le plan défini par la face d'extrémité ouverte de l'insert, forme un angle d'environ 45 avec le plan médian sagittal du patient. Comme représenté en figure 3, lors du mouvement d'adduction, l'insert 1 entre en contact avec le col 8 de la tige 7, ce dernier entrant 10 également en contact avec la cupule 5. La continuité du mouvement d'adduction, possible grâce à la double mobilité, ne sera pas détaillée ici. La figure 4 décrit une troisième position faisant suite à celle représentée en figure 3, dans laquelle le patient est en position debout. 15 Dans ce cas, la tige fémorale 7 est à nouveau située sensiblement selon la verticale, alors que l'insert 1 reste, quant à lui, dans une position d'équilibre correspondant à celle représentée en figure 3. La position de l'insert 1 a été représentée ici pour un déplacement faisant suite à un mouvement d'abduction. Toutefois l'insert 1 pourrait 20 également être déplacé suite à un contact entre le col 8 de la tige 7 et l'insert 1, lors d'un mouvement d'abduction, ou par frottement de la tête prothétique 4 sur l'insert 1 lors de mouvements successifs de la tige 7. On remarque que ce type de prothèse ne permet pas de contrôler la position d'équilibre de l'insert, celui-ci risquant de basculer dans une position pouvant entraîner un contact du col avec l'insert susceptible d'en provoquer l'usure prématurée, et donc la destruction de la partie évitant la luxation. Un insert 1 de l'art antérieur permettant de limiter ce risque est représenté avec la cupule 5 correspondante en figure 5, dans une première position à 45 correspondant à la position de l'insert 1 en figure 3.

Le centre de la surface externe 2, correspondant au centre de rotation de l'insert 1 dans la cupule 5, est décalé par rapport au centre de la surface interne 3, correspondant au centre de rotation de la tête prothétique 4 dans l'insert 1, suivant l'axe de révolution de la surface externe 2 en direction de l'ouverture 9 de l'insert 1.

De cette manière, lorsque le patient est en position debout, une force F verticale apparaît, celle-ci étant dirigée vers le haut depuis le centre de 2903882 6 la cavité interne de l'insert 1. Cette force crée un couple de rotation dû au bras de levier de longueur d, cette dernière correspondant à la projection horizontale du décalage entre les deux centres. Le couple ainsi crée ramène, comme l'indique la flèche, l'insert 1 5 en position d'équilibre horizontale, représentée en figure 6. Toutefois, comme vu précédemment, cette position favorise l'usure de l'insert 1 due au contact entre celui-ci et le col 8 de la tige 7 (non représenté). La figure 7 représente une première forme de réalisation de l'insert 10 1 suivant l'invention, monté dans une cupule 5. L'insert 1 suivant l'invention est réalisé en polyéthylène, la cupule 5 étant métallique, de manière à obtenir un coefficient de frottement faible entre ces deux éléments. L'insert 1 comporte un décalage du centre de la surface externe 2 par rapport au centre de la surface interne 3, à la fois suivant l'axe de 15 révolution de la surface externe, mais également suivant l'axe perpendiculaire à celui-ci. L'axe passant par chacun des deux centres forme un angle de 45 par rapport à l'axe de révolution de la surface externe 2. De cette manière, le couple généré par la présence de la force F 20 permet de ramener l'insert 1 dans une position d'équilibre dans laquelle le plan défini par l'extrémité ouverte de l'insert forme un angle d'environ 45 par rapport au plan médian sagittal du patient. Cette position d'équilibre est particulièrement favorable puisqu'elle permet d'éviter au maximum la luxation de la hanche ainsi que les contacts 25 entre l'insert 1 et le col 8 de la tige 7, lors des mouvements de la prothèse. Une autre forme de réalisation de l'invention est représentée en figure 9. Dans cette seconde forme de réalisation, l'axe de révolution de la surface interne 3 forme un angle a avec l'axe de révolution de la surface 30 externe 2. L'angle a peut être compris entre 1 et 20 . II est de préférence égal à 5 . Les centres sont, comme dans le cas de la première forme de réalisation, situés sur un axe formant un angle de 45 avec l'axe de révolution de la surface externe 2.

2903882 7 Du fait de l'agencement des surfaces, une zone de forte épaisseur 10 est formée au niveau de la zone de l'insert 1 en contact avec la tige 7 lors du mouvement d'abduction. De la même manière que précédemment, un couple de forces 5 permet de ramener l'insert 1 en position d'équilibre, comme représenté en figure 10. La figure 11 représente une prothèse selon l'invention lors du contact entre la cupule 5 et le col 8 de la tige 7, pendant le mouvement d'abduction.

10 Il est à noter que le cette figure ne représente pas la position de la prothèse correspondant à l'amplitude maximale. En effet, la structure de la prothèse offre une double mobilité de celle-ci, permettant une amplitude plus importante. Ce principe de double mobilité ne sera pas détaillé ici, celui-ci étant connu en soi.

15 Comme cela apparaît sur la figure 11, le col 8 de la tige 7 comporte une face postérieure 11, venant en contact avec la cupule 5 lors du mouvement d'abduction, et une face antérieure 12, venant en contact avec la cupule 5 lors du mouvement d'adduction, comme cela est représenté en figure 13.

20 Le col 8 comporte en outre un cône 9 de manière connue en soi au niveau de son extrémité emmanchée sur la tête prothétique. La figure 12 représente la prothèse en position d'équilibre, lorsque le patient est en position debout. Dans cette position, les centres des surfaces interne 3 et externe 2 25 de l'insert sont alignés sur l'axe vertical C-C de direction de la force. L'insert 1 est alors en position d'équilibre dans la cavité cotyloïdienne. La figure 13 représente la prothèse lors du contact entre le col 8 de la tige 7, plus précisément de sa face antérieure 12, et l'insert 1, pendant le mouvement d'adduction.

30 Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce système, décrites ci-dessus à titre d'exemple, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que la fixation de la tête fémorale sur la tige pourrait être réalisée de manière différente ou que les matériaux de l'insert et de la cupule pourraient être 35 différents.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Insert (1) pour implant cotyloïdien à double mobilité comportant : -une surface externe (2) de forme sensiblement hémisphérique, destinée au montage de manière articulée de l'insert (1) dans une cupule (5) fixée dans une cavité cotyloïdienne d'un patient, - une surface interne (3) de forme sensiblement hémisphérique délimitant une cavité destinée au montage de manière articulée d'une tête 10 fémorale prothétique (4), le centre de la surface externe (2) étant décalé par rapport au centre de la surface interne (3) suivant l'axe de révolution de la surface externe (2), en direction de l'ouverture (9) de l'insert (1), caractérisé en ce que le centre de la surface externe (2) est en 15 outre décalé par rapport au centre de la surface interne (3) suivant un axe perpendiculaire à l'axe de révolution de la surface externe (2).

2. Insert selon la revendication 1, caractérisé en ce l'axe passant par le centre de la surface externe (2) et par celui de la surface interne (3) forme un angle d'environ 45 avec l'axe de révolution de la surface externe (2). 20

3. Insert selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que l'axe de révolution de la surface interne (3) forme un angle (a) avec l'axe de révolution de la surface externe (2).

4. Implant cotyloïdien à double mobilité destiné à être ménagé dans une cavité cotyloïdienne d'un patient, caractérisé en ce qu'il comporte : 25 -une cupule (5), destinée à être fixée sur l'os iliaque (6), dans la cavité cotyloïdienne du patient, comportant une cavité de forme sensiblement hémisphérique, et - un insert cotyloïdien (1) selon l'une des revendication 1 à 3, monté de manière articulée dans la cavité de la cupule (5). 30

5. Prothèse de hanche, caractérisée en ce qu'elle comporte : - un implant cotyloïdien selon la revendication 4, - une tige fémorale (7) comprenant un col (8) et équipée d'une tête fémorale (4) fixée sur le col (8) au niveau de son extrémité libre.