FR2585236A1

FR2585236A1 - Unconstrained sliding knee endoprosthesis and method for manufacture thereof

Info

Publication number: FR2585236A1
Application number: FR8511298A
Authority: FR
Inventors: David Evans
Original assignee: RICHARDS FRANCE SARL
Current assignee: RICHARDS FRANCE SARL
Priority date: 1985-07-23
Filing date: 1985-07-23
Publication date: 1987-01-30
Anticipated expiration: 2005-07-23
Also published as: FR2585236B1

Abstract

The endoprosthesis comprises a femoral part 10 consisting of at least one metal part in the form of a curved block which can be inserted in a condyle and a tibial part 14 comprising a friction-resistant plastic plate carried by a metal support provided, on its lower face, with a relief 20, 22 intended to increase the sealing surface on a plate formed by the tibia by excision of bone. The plastic plate 16 comprises a lower projection occupying the greater part of the cross-section of the plate, widening towards the bottom, immobilised permanently in a corresponding cavity 30 in the metal support 18.

Description

#ndoprothése non contrainte du genou à glissement et procédé nour sa fabrication
L'invention concerne les endoprotheses non contraintes du genou, du type dit "å glissement", comportant une pièce fémorale constituée d'au moins une pièce métallique en forme de patin courbe insérable dans un condyle et une pièce tibiale comprenant une plaque en matériau plastique résistant aux frottements (polyéthy- lène haute densité en général) portée par un support métallique (en alliage chrome-cobalt par exemple) muni.# Unconstrained sliding knee prosthesis and process for its manufacture
The invention relates to unconstrained endoprostheses of the knee, of the so-called "slip" type, comprising a femoral part consisting of at least one metal part in the shape of a curved pad insertable into a condyle and a tibial part comprising a plate of plastic material. resistant to friction (high density polyethylene in general) carried by a metal support (in chrome-cobalt alloy for example) provided.

sur sa face inférieure. d'un relief destiné à augmenter la surface de scellement sur un plateau forme par le tibia par excision d'os.on its underside. a relief intended to increase the sealing surface on a plate formed by the tibia by excision of bone.

On connait déjà de nombreuses prothèses à glissement du type ci-dessus défini. Elles ont l'avantage sur les prothèses à charnière actuellement disponibles de restaurer les surfaces articulaires fémorales et tibiales en conservant le mouvement normal du genou physiologique. Numerous sliding prostheses of the type defined above are already known. They have the advantage over hinged prostheses currently available to restore the femoral and tibial articular surfaces while retaining the normal physiological knee movement.

Parmi les prothèses à glissement. on peut notamment citer la prothèse de Freeman-Swanson, la prothèse UCL, celle décrite dans le brevet US 3 949 428
(Cavendish) et celle commercialisée par la demanderesse sous la marque "MOD III".Among the sliding prostheses. include the Freeman-Swanson prosthesis, the UCL prosthesis, that described in US Patent 3,949,428
(Cavendish) and that marketed by the plaintiff under the brand "MOD III".

Celles de ces prothèses qui ne comportent pas de partie métallique présentent l'inconvénient d'une rigidité insuffisante et de mal se prêter à un ancrage satisfaisant. On a reproché à celles qui comportent une plaque en matériau plastique encliquetée dans un support métallique de présenter un risque d'échappement de la plaque après un usage prolongé et, en dépit de l'absence de confirmation de ces craintes, ces dernières ont constitué un obstacle à leur utilisation. Those of these prostheses which do not include a metal part have the drawback of insufficient rigidity and of poorly lending themselves to satisfactory anchoring. Those who have a plate made of plastic material snapped into a metal support have been criticized for presenting a risk of escape from the plate after prolonged use and, despite the absence of confirmation of these fears, the latter constituted a obstacle to their use.

L'invention vise à fournir une prothèse non contrainte répondant mieux que celles antérieurement connues aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elles font disparaitre le risque ci-dessus mentionné. The invention aims to provide an unconstrained prosthesis that meets the requirements of practice better than those previously known, in particular in that they make the above-mentioned risk disappear.

Dans ce but. l'invention propose notamment une prothèse du type ci-dessus défini, dont la plaque en matériau plastique comporte une saillie inférieure occupant la majeure partie de la section droite de la plaque. allant en s'élargissant vers l'extérieur, immobilisée de façon permanente dans une cavité de forme correspondante du support métallique.For this reason. the invention proposes in particular a prosthesis of the type defined above, the plastic material plate of which comprises a lower projection occupying most of the cross section of the plate. widening outwards, permanently immobilized in a correspondingly shaped cavity in the metal support.

Dans un mode avantageux de réalisation, la solidarisation permanente de la plaque et de son support est effectuée en donnant à la saillie des dimensions transversales supérieures à celles de la cavité, en refroidissant ladite plaque en la portant à la température d'un gaz liquéfié pour contracter la saillie, en mettant en place la plaque et en laissant l'ensemble revenir à la température atmosphérique. Etant donné que. lors de l'utilisation, la prothèse sera portée en permanence à la température des tissus, il n'existe plus aucun risque de désolidarisation. In an advantageous embodiment, the permanent attachment of the plate and its support is carried out by giving the projection transverse dimensions greater than those of the cavity, by cooling said plate by bringing it to the temperature of a liquefied gas for contract the projection, putting the plate in place and letting the assembly return to atmospheric temperature. Given that. during use, the prosthesis will be permanently brought to the temperature of the tissues, there is no longer any risk of separation.

Il faut noter que cette constitution présente l'avantage supplémentaire que la plaque en matériau plastique est supportée sur la totalité de sa surface, alors que, dans les montages où elle est simplement encliquetée, la plaque déborde du support métallique et n'est pas supportée, justement aux endroits où la prothèse est directement en contact avec l'os cortical et non pas avec le spongieux. It should be noted that this constitution has the additional advantage that the plastic material plate is supported over its entire surface, whereas, in assemblies where it is simply snapped on, the plate projects beyond the metal support and is not supported , precisely where the prosthesis is in direct contact with the cortical bone and not with the cancellous bone.

L'invention sera mieux comprise à la lecture d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère au dessin qui l'accompagne. dans lequel
- la Figure 1 est un schéma montrant la constitution d'ensemble de la prothèse,
- la Figure 2 est une vue en coupe de la pièce tibiale suivant la ligne II-II de la Figure t,
- la Figure 3 est une vue de détail à grande échelle montrant la partie de la Figure 2 entourée par un cercle en trait mixte, les pièces fémorale et tibiale étant séparées.The invention will be better understood on reading a particular embodiment, given by way of nonlimiting example. The description refers to the accompanying drawing. in which
- Figure 1 is a diagram showing the overall constitution of the prosthesis,
FIG. 2 is a sectional view of the tibial part along line II-II of FIG. t,
- Figure 3 is a detail view on a large scale showing the part of Figure 2 surrounded by a circle in phantom, the femoral and tibial parts being separated.

La prothèse montrée schématiquement en Figure 1 comprend une pièce fémorale 10 en forme de gouttière repliée en L et munie d'un pion 12 de scellement dans un condyle. L'invention s'appliquerait toutefois tout aussi bien au cas d'une prothèse totale la pièce fémorale comprenant deux gouttières se substituant aux deux condyles. La pièce fémorale est en appui sur la pièce tibiale 14 constituée de deux éléments assemblés de façon permanente. L'un des éléments est une plaque en matériau plastique 16 résistant aux frottements exercés sur elle par la pièce fémorale, lorsque cette dernière roule et glisse lors des flexions et des extensions du genou. La pièce tibiale comprend de plus un support métallique 18 de même surface que la plaque 16. muni. The prosthesis shown schematically in Figure 1 comprises a femoral part 10 in the form of a groove folded in L and provided with a pin 12 for sealing in a condyle. The invention would however apply just as well to the case of a total prosthesis the femoral part comprising two aligners replacing the two condyles. The femoral part is supported on the tibial part 14 made up of two elements assembled permanently. One of the elements is a plastic material plate 16 resistant to the friction exerted on it by the femoral part, when the latter rolls and slides during flexions and extensions of the knee. The tibial part further comprises a metal support 18 of the same surface as the plate 16. provided.

sur sa face inférieure, de rainures 20 et 22 destinées à augmenter l'ancrage à l'aide d'un ciment sur le tibia, après formation d'un plateau sur ce dernier. Les rainures représentées ont une forme en queue d'aronde et sont disposées à angle droit. Nais ces dispositions ne sont pas indispensables et, en particulier, on pourrait utiliser d'autres formes de rainures et disposer ces dernières dans une seule direction.on its underside, grooves 20 and 22 intended to increase the anchoring using a cement on the tibia, after formation of a plate on the latter. The grooves shown have a dovetail shape and are arranged at right angles. However, these arrangements are not essential and, in particular, other forms of grooves could be used and the latter arranged in one direction.

La solidarisation permanente des éléments constitutifs de la pièce tibiale 14 est assurée par les moyens montrés en Figures 2 et 3. La plaque 16 comporte une saillie inférieure 24 venue de moulage avec elle et allant en s'élargissant vers le bas. Pour faciliter l'insertion de cette saillie 24, elle est avantageusement complétée par un nez 26 convergent vers le bas et un flanc 28 cylindrique (Figure 3). The permanent joining of the constituent elements of the tibial part 14 is ensured by the means shown in Figures 2 and 3. The plate 16 has a lower projection 24 molded therewith and widening downward. To facilitate the insertion of this projection 24, it is advantageously completed by a nose 26 converging downwards and a cylindrical flank 28 (Figure 3).

Dans le support métallique 18 est usiné un évidement 30 destiné à recevoir la saillie 24. Cet évidement présente des dimensions en plan légèrement inférieures à celles de la saillie 24 de façon que l'élasticité du matériau constitutif de cette dernière assure une solidarisation et rende la plaque pratiquement inarrachable. même après usure,
Dans la pratique, on donnera à la partie de la saillie 24 qui va en s'élargissant vers l'extérieur une pente sur l'horizontale allant de 45 à 70 , une pente de 60 étant généralement satisfaisante. L'évidement présentera un flanc conique avec le même angle au sommet que la partie 24 et des raccordements arrondis, pour former un montage à queue d'aronde. La saillie aura généralement une hauteur totale comprise entre 1,5 et 1.7 mm. égale à la profondeur de l'évidement 30.Les cotes transversales de la partie qui va en s'élargissant de la saillie 24 pourront avoir une dimension supérieure d'environ 0,1 mm à celle de l'évidement 30 au même niveau, Entre le pied de la saillie et le bord de la plaque subsistera une zone plane d'appui qui ne depassera pas environ 5 mm de large sauf le long du pan coupé où elle se réduit à 2 mm environ, ou môme moins. L'épaisseur de métal sous la plaque est la plus faible possible compatible avec la rigidité requise et avec la nécessité de pratiquer des rainures.In the metal support 18 is machined a recess 30 intended to receive the projection 24. This recess has dimensions in plan slightly smaller than those of the projection 24 so that the elasticity of the material constituting the latter ensures a joining and makes the practically unbreakable plate. even after wear,
In practice, the part of the projection 24 which is widening towards the outside will be given a slope on the horizontal ranging from 45 to 70, a slope of 60 being generally satisfactory. The recess will have a conical side with the same angle at the top as the part 24 and rounded connections, to form a dovetail assembly. The projection will generally have a total height of between 1.5 and 1.7 mm. equal to the depth of the recess 30. The transverse dimensions of the part which widens from the projection 24 may have a dimension approximately 0.1 mm greater than that of the recess 30 at the same level, between the foot of the projection and the edge of the plate will remain a flat support zone which will not exceed approximately 5 mm wide except along the cutaway where it is reduced to approximately 2 mm, or even less. The thickness of metal under the plate is as small as possible compatible with the required rigidity and with the need to make grooves.

L'assemblage de la pièce tibiale 14 s'effectue en plongeant dans l'azote liquide la plaque 16 pour la contracter, Après contraction. la plaque est appuyée contre la plaque support 18 dans l'orientation convenable. Du fait de la rétraction du matériau plastique. The tibial part 14 is assembled by immersing the plate 16 in liquid nitrogen to contract it, after contraction. the plate is pressed against the support plate 18 in the proper orientation. Due to the shrinkage of the plastic material.

l'insertion s'effectue sans difficulté. Lorsque la saillie 24 reprend sa température normale, elle se verrouille dans l'évidement 30, le matériau retrouvant une élasticité qui lui permet de se déformer et de remplir pratiquement l'évidement 30 en assurant une solidarisation définitive. insertion is carried out without difficulty. When the projection 24 returns to its normal temperature, it locks in the recess 30, the material regaining an elasticity which allows it to deform and practically fill the recess 30 while ensuring a final connection.

Dans une variante de réalisation. la plaque métallique comporte un évidement qui s'ouvre surle flanc plat, côté massif des épines, et le fond de cet évidement comporte un cliquet. La plaque présente alors une forme étagée et un évidement inférieur destiné à recevoir le cliquet. L'apparence externe sera la même que sur la Figure 1, sauf le long du flanc plat. In an alternative embodiment. the metal plate has a recess which opens on the flat side, massive side of the thorns, and the bottom of this recess has a pawl. The plate then has a stepped shape and a lower recess intended to receive the pawl. The external appearance will be the same as in Figure 1, except along the flat side.

Là encore, on évite tout risque de dégagement de la plaque en cas de fluage, sous les efforts alternés des frottements, du fait que le support métallique joue le rôle de cupule de retenue indéformable. Here again, any risk of the plate being released in the event of creep is avoided, under alternating friction forces, because the metal support acts as a non-deformable retaining cup.

Claims

1. Unconstrained knee endoprosthesis, comprising a femoral part (10) consisting of at least one metal part in the form of a curved pad insertable into a condyle and a tibial part (14) comprising a plate of plastic material resistant to friction carried by a metal support provided, on its underside, with a relief (20.22) intended to increase the sealing surface on a plate formed by the tibia by bone excision, characterized in that the plate made of plastic material (16 ) has a lower projection (24) occupying most of the cross section of the plate, widening downward, immobilized permanently in a corresponding cavity (30) of the metal support (18).

2. Endoprosthesis according to claim 1, characterized in that the part of the projection (24) which widens downwards has a slope on the horizontal ranging from 45 to 70 ', advantageously about 60.

3. Endoprosthesis according to claim 1, characterized in that the recess has a conical flank with the same angle at the top as the projection (24) et'des rounded connections.

4. Endoprosthesis according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the projection (24) generally has a total height of between 1.5 and 1.7 mm, equal to the depth of the recess (30).

5. A method of manufacturing a stent according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the plate and its support are secured by giving the projection a dimension in plan greater than that of the cavity, by cooling said plate by bringing it to the temperature of a liquefied gas to contract the projection, by placing the plate and allowing the assembly to return to atmospheric temperature.