EP1065999A1 - Insert tibial anti-basculant - Google Patents

Insert tibial anti-basculant

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EP1065999A1
EP1065999A1 EP00900647A EP00900647A EP1065999A1 EP 1065999 A1 EP1065999 A1 EP 1065999A1 EP 00900647 A EP00900647 A EP 00900647A EP 00900647 A EP00900647 A EP 00900647A EP 1065999 A1 EP1065999 A1 EP 1065999A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
tibial
posterior
tibial insert
edge
insert
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00900647A
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German (de)
English (en)
Inventor
Pascal Marceaux
Jean-François Biegun
Jean-Yves Jenny
Laurent Barba
Jacques Hummer
Yves Catonne
Jean-Paul Barthelemy
Rolf Miehlke
Dominique Saragaglia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aesculap SAS
Original Assignee
Aesculap SAS
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/38—Joints for elbows or knees
    • A61F2/3868—Joints for elbows or knees with sliding tibial bearing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/38—Joints for elbows or knees
    • A61F2002/3895—Joints for elbows or knees unicompartimental

Definitions

  • the present invention relates to a knee prosthesis comprising a tibial rod 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 at least one condyle.
  • the present invention also relates to a tibial insert for use in a prosthesis of this kind.
  • the shape of the external surface of the condyle is complementary to the shape of the surface of the insert opposite the external surface of the condyle, so as to allow, by sliding the external surface of the condyle on the surface of the insert, knee flexion, that is to say a rotation of the femur with respect to the tibia, in general the flexion being between 0 ° (knee not bent, leg extended) and 120 ° (knee fully bent).
  • Knee prostheses of this kind are already known, for example from document EP-A-0.021.421.
  • 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 related to the existence of a dovetail guide or the like to prevent tilting.
  • 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 the knee projects, the posterior upper edge having at least partially the shape of a convex curve whose convexity (bulge) is turned towards the outside of the insert.
  • the tibial insert By providing such a form of the tibial insert, it makes it impossible on the one hand any tilting of the anterior edge of the knee of the tibial insert and therefore any risk associated with detachment of this tibial insert from the tibial plate or, in the case where a connection is provided, 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 safer and less costly prosthesis (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 longer lifespan, and on the other hand, this resistance to tilting is reinforced.
  • the lower posterior edge is also at least partly of convex shape, with its convexity (bulging) oriented towards the outside of the insert.
  • the curve or curves described by the lower and / or upper posterior edge (s) are arcs of a circle, arcs of ellipse, arcs of 'hyperbola or the like.
  • the upper and lower rear edges have a curve of the same shape.
  • 1 • tibial insert is symmetrical with respect to a vertical median plane. A simpler manufacture of the insert is thus obtained.
  • 1 tibial insert also has an anterior face whose lower edge is more anterior than its upper edge. An even greater stabilization of the insert on the tibial plate is thus obtained.
  • the invention also relates to a tibial insert such as that used in a knee prosthesis according to the invention.
  • 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 in space.
  • Figure 2 is a perspective view of a second embodiment of a prosthesis according to the invention, the tibial part, the femoral part and one tibial insert being separated in space.
  • Figure 3 is a perspective view of the prosthesis of Figure 2 in the assembled state
  • Figure 4 is a side sectional view of the prosthesis of Figure 2.
  • Figure 1 it is shown in perspective an example of a knee prosthesis according to the invention, the tibial part, the femoral part and 1 • insert not being assembled, to allow a better understanding.
  • 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, with a tibial insert 3, placed 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 in shape 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. condyle on the upper surface of the insert.
  • the tibial insert 3 comprises 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.
  • a spherical surface one could provide a hemispherical or semi-cylindrical surface, for example.
  • 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 (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 being able to no longer tilt relative to the edge 14 5 lower of the posterior surface 12 when a force, when flexing the femur relative to the tibia, is applied near the upper edge 16 of the upper surface 8 of the tibial insert 3.
  • the convexity of the arcs of the lower edge 14 and the upper edge 16 is turned towards the outside of the insert.
  • the tibial insert 3 is placed flat, by its flat bottom surface 7 on the tibial plate 2.
  • 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 1 tibial insert from its position between the tibial plate and the condyle.
  • the embodiments shown have only one condyle.
  • 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.
  • 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 anterior surface 11 relative to the normal is 10 °.
  • the inclination of the rear surface 12 can be between 1 ° and 20 °, preferably between 5 ° and 10 °.

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Abstract

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 étant 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. L'insert tibial a une face postérieure dont le bort 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 le genou fait saillie.

Description

INSERT TIBIAL ANTI-BASCULEMENT La présente invention concerne une prothèse du genou comportant une tige 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 moins un condyle.
La présente invention concerne également un insert tibial destiné à être utilisé dans une prothèse de ce genre.
La forme de la surface extérieure du condyle est complémentaire de la forme de la surface de 1 ' insert en regard de la surface extérieure du condyle, de manière à permettre, par glissement de la surface extérieure du condyle sur la surface de l' insert, une flexion du genou, c'est-à- dire une rotation du fémur par rapport au tibia, en général la flexion étant comprise entre 0° (genou non plié, jambe tendue) et 120° (genou entièrement plié) .
On connaît déjà des prothèses du genou de ce genre, par exemple du document EP-A-0.021.421.
Ces prothèses de 1 ' art antérieur présente l'inconvénient suivant. Lorsque la jambe est fléchie au niveau du genou, les contraintes verticales sur la partie de 1 ' insert se trouvant du côté postérieur (le côté du creux du genou) augmentent sensiblement et il peut arriver que 1 ' insert bascule par rapport à son bord postérieur reposant sur la plaque tibiale, le bord de 1 ' insert du côté antérieur (côté de la saillie du genou) sortant alors de son contact avec la plaque tibiale. Cet effet de basculement est communément appelé "effet de tilting".
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, 1 ' 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 1' 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 polyethylene) 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 1 '"effet tilting" est empêché que ce soit sous la forme d'un basculement de 1 ' 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 ou similaire pour empêcher le basculement.
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, 1 ' 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 le genou fait saillie, le bord supérieur postérieur ayant au moins en partie la forme d'une courbe convexe dont la convexité (bombement) est tournée vers l'extérieur de 1' insert. En prévoyant une telle forme de 1 ' insert tibial, on rend d'une part impossible tout basculement du bord antérieur du genou de 1 ' insert tibial et donc tout risque lié à un détachement de cet insert tibial de la plaque tibiale ou, dans le cas où il est prévu une liaison, par exemple en queue d'aronde, pour s'opposer à ce basculement, toute usure de 1 ' 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 1 ' insert et l'empêcher de basculer) et dans le second cas rend la prothèse moins coûteuse car elle a une durée de vie plus longue, et d'autre part on renforce cette résistance au basculement.
Suivant un perfectionnement de l'invention, le bord postérieur inférieur est également au moins en partie de forme convexe, avec sa convexité (bombement) orientée vers l'extérieur de l' insert.
On augmente ainsi encore plus la résistance au basculement. Suivant des modes de réalisation avantageux, la ou les courbe (s) décrite (s) par le ou les bord (s) postérieur (s) inférieur et/ou supérieur sont des arcs de cercle, des arcs d'ellipse, des arcs d'hyperbole ou analogues.
Suivant un mode de réalisation particulièrement stable, les bords arrières supérieur et inférieur ont une courbe de même forme.
Suivant un perfectionnement de l'invention, 1 • 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,
1' 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 celui utilisé dans une prothèse du genou suivant l'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 1 ' insert étant séparés dans l'espace. 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 1 ' insert tibial étant séparés dans l'espace. 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 prothèse de la 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 1 • insert n'étant pas assemblés, pour permettre une meilleure compréhension.
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 forme de la surface 8 supérieure (celle tournée vers le condyle) de 1 ' insert 3 tibial, de sorte que le fémur peut pivoter par rapport au tibia par glissement de la surface du condyle sur la surface supérieure de l' 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 hémisphérique ou hémi-cylindrique, par exemple.
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 5 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 1' insert 3 tibial. La convexité des arcs de cercle du bord 14 inférieur et du bord 16 supérieur est tournée vers 1 ' extérieur de 1 ' insert .
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 en glissement transversal de 1 • insert tibial.
Dans le cas d'une plaque tibiale sans aucune butée ou avec une butée transversale, 1 ' insert suivant l'invention empêche le décollement du bord antérieur de 1 ' insert de la plaque tibiale (effet de basculement) et empêche donc un éventuel délogement de 1 ' insert tibial de sa position entre la plaque tibiale et le condyle. Les modes de réalisation représentés ne comportent qu'un seul condyle. Cependant la forme de 1 ' 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 1 ' 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 antérieure par rapport à la normale est de 10°. Suivant les modes de réalisation, l'inclinaison de la surface 12 arrière peut être comprise entre 1° et 20°, de préférence entre 5° et 10°.
Cependant, ces inclinaisons peuvent être égales ou non. En outre, la surface avant peut ne pas être inclinée.

Claims

R E V E N D I C A T I O 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, 1 • insert tibial ayant 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, le côté duquel le genou fait saillie, caractérisé en ce que le bord postérieur supérieur a au moins en partie la forme d'une courbe convexe dont la convexité est tournée vers 1 ' extérieur de l' insert.
2. Insert tibial suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bord postérieur inférieur est au moins en partie de forme convexe, sa convexité étant tournée vers l'extérieur de l' insert.
3. Insert tibial suivant la revendication 2 , caractérisé en ce que les deux bords postérieurs inférieur et supérieur sont de même forme.
4. Insert tibial suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 1 ' insert tibial a une face (11) avant dont le bord (13) inférieur est plus en avant que le bord (15) superieur .
5. Insert tibial suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bord (16) supérieur postérieur et le bord (14) inférieur postérieur 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) postérieure est tronconique.
6. Insert tibial suivant la revendication 1, 2 ou
3, caractérisé en ce que l'inclinaison de la face (12) postérieure par rapport à la normale à la plaque (7) tibiale est comprise entre 1° et 20°, de préférence entre 5° et 10°.
7. Insert tibial suivant l'une des revendications 1 à 4 , caractérisé en ce que 1 ' insert tibial est de forme symétrique par rapport à un plan médian (X, X*) vertical.
8. 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 revendications précédentes disposé entre la plaque tibiale et le condyle.
EP00900647A 1999-01-28 2000-01-25 Insert tibial anti-basculant Withdrawn EP1065999A1 (fr)

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FR9900944 1999-01-28
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