FR2601873A1

FR2601873A1 - Intracondylar total knee prosthesis

Info

Publication number: FR2601873A1
Application number: FR8611156A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1988-01-29
Anticipated expiration: 2006-07-25
Also published as: FR2601873B1

Abstract

The subject of the invention relates to the technical sector of medical sciences. The prosthesis is noteworthy in that the high-amplitude bending and limited rotation of the said elements with respect to each other is obtained by a transverse pin 4 carried freely in rotation by a central projection 1b of the femoral element 1, and on which freely rotates the eye 6a of a cylindrical rod 6 intended to be engaged and held in a sheath 8a integral, by overmoulding or mechanical engaging, with the tibial element 7 which carries a mechanical stop 7h for the femoral element rotation.

Description

L'invention concerne une prothèse totale intracondylienne du genou. The invention relates to a total intracondylar knee prosthesis.

L'objet de l'invention se rattache au secteur technique des sciences médicales. The object of the invention relates to the technical sector of medical sciences.

On connaît différents types de prothèses destinées à remplacer totalement l'articulation du genou. Ces prothèses comprennent généralement un élément fémoral et un élément tibial qui sont réunis entre eux de manière à assurer une flexion de grande amplitude ainsi qu'une rotation limitée du fémur par rapport au tibia. Different types of prostheses are known which are intended to completely replace the knee joint. These prostheses generally include a femoral element and a tibial element which are joined together so as to provide a large amplitude flexion as well as a limited rotation of the femur relative to the tibia.

C'est le cas notamment de la demande de brevet européen n. 0174531 qui montre une prothèse totale intracondylienne du genou, dans laquelle la flexion et la rotation sont obtenues par une double articulation entre l'élément fémoral et l'élément tibial, du type comprenant un têton métallique solidaire de l'élément tibial, tandis que l'élément fémoral reçoit une douille en polyéthylène tourillonnant sur le téton pour assurer la rotation, et montée rotative sur un palier transversal synthétique pour assurer la flexion. This is particularly the case for European patent application no. 0174531 which shows a total intracondylar knee prosthesis, in which the flexion and the rotation are obtained by a double articulation between the femoral element and the tibial element, of the type comprising a metal stud integral with the tibial element, while the he femoral element receives a polyethylene bushing journalling on the nipple to ensure rotation, and rotatably mounted on a synthetic transverse bearing to ensure bending.

Cette structure particulière ne donne pas entière satisfaction pour les raisons suivantes : le corps de l'élément fémoral qui comprend notamment un palier transversal et une douille longitudinale est assez volumineux ce qui nécessite une resection importante du bloc intracondylien, donc un affaiblissement osseux qui risque d'avoir des conséquences néfastes sur la tenue ultérieure de la prothèse. En particulier, entre le corps de l'élément fémoral et les sabots ou trochlée, il reste peu d'espace pour l'appui des parties restantes des condyles qui ont été également taillés pour épouser la forme interne courbe des sabots, opération qui, d'ailleurs, n'est pas aisée à réaliser par le chirurgien. This particular structure is not entirely satisfactory for the following reasons: the body of the femoral element which notably comprises a transverse bearing and a longitudinal socket is quite bulky which requires a significant resection of the intracondylar block, therefore a bone weakening which risks d '' have harmful consequences on the subsequent holding of the prosthesis. In particular, between the body of the femoral element and the hoofs or trochlea, there remains little space for the support of the remaining parts of the condyles which have also been cut to match the curved internal shape of the hoofs, an operation which, d 'elsewhere, is not easy to achieve by the surgeon.

La prothèse selon l'invention, se propose de remédier à ces inconvénients et d'apporter des avantages techniques et physiologiques certains en ce sens qu'elle permet d'augmenter notablement la surface osseuse restante des condyles, de faciliter le travail de préparation du chirurgien, de diminuer le prix de revient de la prothèse, et d'assurer une liaison correcte dans toutes les circonstances d'utilisation. The prosthesis according to the invention proposes to remedy these drawbacks and to provide certain technical and physiological advantages in the sense that it makes it possible to significantly increase the remaining bone surface of the condyles, to facilitate the preparation work of the surgeon. , to reduce the cost price of the prosthesis, and to ensure a correct connection in all circumstances of use.

Pour cela et selon une première caractéristique, la liaison entre l'élément fémoral et l'élément tibial en vue d'obtenir une flexion de grande amplitude et une rotation limitée desdits éléments l'un par rapport à l'autre, est constituée par un axe transversal porté à rotation libre par une saillie centrale de l'élément fémoral et sur lequel tourillonne librement l'oeil d'une tige cylindrique destinée à être engagée à coulissement et à rotation dans un fourreau solidaire de l'élément tibial qui porte une butée mécanique en rotation à l'égard de l'élément fémoral. For this and according to a first characteristic, the connection between the femoral element and the tibial element in order to obtain a large amplitude bending and a limited rotation of said elements relative to each other, is constituted by a transverse axis carried with free rotation by a central projection of the femoral element and on which freely turns the eye of a cylindrical rod intended to be engaged in sliding and rotation in a sheath integral with the tibial element which carries a stop mechanical in rotation with respect to the femoral element.

Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. These characteristics and others will emerge from the description which follows.

Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés :
- la figure 1 est une vue extérieure de profil montrant séparément les deux éléments de la prothèse selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe de face des deux éléments séparés,
- la figure 3 est une vue à plus grande échelle et en coupe, considérée suivant la ligne 3.3. de la figure 5 et limitée à la liaison entre les deux éléments,
- la figure 4 est une vue en coupe à grande échelle illustrant le montage axe-oeil dans la saillie centrale,
- la figure 5 est une vue en plan et en coupe considérée suivant la ligne 5.5. de la figure 3, montrant notamment la butée mécanique en rotation,
- la figure 6 est une vue extérieure limitée à la liaison entre les deux éléments et considérée suivant la flèche
F de la figure 3,
- la figure 7 est une section considérée suivant la ligne 7.7 de la figure 5, illustrant le profil du plateau tibial coopérant avec la trochlée.To fix the subject of the invention, without however limiting it, in the appended drawings:
FIG. 1 is an external profile view showing the two elements of the prosthesis according to the invention separately,
FIG. 2 is a front sectional view of the two separate elements,
- Figure 3 is an enlarged view in section, seen along line 3.3. of FIG. 5 and limited to the connection between the two elements,
FIG. 4 is a large-scale section view illustrating the axis-eye assembly in the central projection,
- Figure 5 is a plan view in section taken along line 5.5. of FIG. 3, showing in particular the mechanical stop in rotation,
- Figure 6 is an external view limited to the connection between the two elements and considered according to the arrow
F of Figure 3,
- Figure 7 is a section considered along line 7.7 of Figure 5, illustrating the profile of the tibial plateau cooperating with the trochlea.

Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation des figures des dessins. In order to make the object of the invention more concrete, it is now described in a nonlimiting manner with reference to the exemplary embodiments of the figures of the drawings.

On a seulement représenté ici une prothèse pour genou droit, mais il est bien évident que pour l'autre genou, les éléments sont les mêmes à l'exception de la tige d'ancrage de l'élément fémoral qui est orientée angulairement dans l'autre sens pour correspondre au valgus gauche. We have only shown here a prosthesis for right knee, but it is obvious that for the other knee, the elements are the same except for the anchor rod of the femoral element which is angularly oriented in the other sense to match the left valgus.

L'élément fémoral (1) comprend une queue (la) de section particulière pour l'ancrage dans la cavité formée dans le fémur. Cette queue est de préférence d'une seule pièce avec le corps de l'élément, sans exclure cependant une queue rapportée et elle est décalée par rapport à la double articulation des éléments. The femoral element (1) comprises a tail (la) of particular section for anchoring in the cavity formed in the femur. This tail is preferably in one piece with the body of the element, without however excluding an attached tail and it is offset from the double articulation of the elements.

Le corps de l'élément se présente sous la forme d'une saillie centrale creuse (lb) relativement étroite et qui présente sur ses parois transversales deux alésages (lc-ld) de diamètres différents (figure 4) pour recevoir deux coussinets épaulés (2 et 3) présentant à cet effet deux portées cylindriques (2a) et (3a) suivies d'un épaulement (2b) et (3b) pour s'appuyer contre les parcis internes de la saillie (lb), tandis que leur alésage (2c) et (3c) de diamètres différents, reçoivent respectivement la portée (4a) et l'épaulement (4b) d'un axe (4). Le-coussinet (3) est ouvert pour autoriser le montage de l'axe et reçoit par clipsage ou autrement un bouchon (5). The body of the element is in the form of a hollow central projection (lb) relatively narrow and which has on its transverse walls two bores (lc-ld) of different diameters (Figure 4) to receive two shouldered pads (2 and 3) having for this purpose two cylindrical bearing surfaces (2a) and (3a) followed by a shoulder (2b) and (3b) to bear against the internal plots of the projection (lb), while their bore (2c ) and (3c) of different diameters, respectively receive the bearing (4a) and the shoulder (4b) of an axis (4). The pad (3) is open to allow the mounting of the axis and receives by clipping or otherwise a plug (5).

Sur l'axe (4) tourillonne par son oeil (6a) une pièce (6), appelée aussi "banjo" et qui est formée d'une tige cylindrique (6b) destinée à coopérer avec l'élément tibial (7) comme on le verra par la suite. On the axis (4) swivels by its eye (6a) a part (6), also called "banjo" and which is formed of a cylindrical rod (6b) intended to cooperate with the tibial element (7) as will see it later.

L'élément fémoral comprend encore dessous et de part et d'autre de la saillie (lb), des sabots (le) dont la paroi externe (lel)est établie avec une courbure externe particulière pour correspondre au mouvement de flexion demandé, par rapport à la surface de glissement correspondante de l'élément tibial, tandis que la paroi interne (le2) est réalisée avec des pans ou des facettes pour s'appuyer sur les condyles osseux qui sont taillés à un profil correspondant. Des aspérités (lof) du type stries, rainures, pivots... peuvent être prévues sur la paroi interne et dans la partie où les sabots se rejoignent pour former une languette verticale, afin d'améliorer l'ancrage par la repousse osseuse des condyles. The femoral element further comprises below and on either side of the projection (lb), shoes (le) whose external wall (lel) is established with a particular external curvature to correspond to the required flexion movement, relative to the corresponding sliding surface of the tibial element, while the internal wall (le2) is made with sections or facets to rest on the bony condyles which are cut to a corresponding profile. Asperities (lof) of the striations, grooves, pivots ... type can be provided on the internal wall and in the part where the hooves meet to form a vertical tongue, in order to improve the anchoring by the bone regrowth of the condyles .

L'élément tibial (7) comprend une queue (7a) de section particulière pour l'ancrage dans la cavité formée dans le tibia et qui est raccordée d'une seule pièce ou non avec un support de plateau tibial (7b), par des nervures (7c). The tibial element (7) comprises a tail (7a) of particular section for anchoring in the cavity formed in the tibia and which is connected in one piece or not with a tibial tray support (7b), by ribs (7c).

Le support de plateau tibial établi à la forme de la surface articulaire du tibia (figure 5), présente dans sa partie médiane et de manière décalée par rapport à la queue, un puits cylindrique (7d) dont l'alésage borgne (7e) présente une pluralité de cavités (7f) destinées à l'ancrage de pions ou saillies équivalentes (8e) du fourreau (8a) d'un plateau tibial (8)- en matière plastique, qui est surmoulé avec le support ou engagé mécaniquement , un ou des alvéoles (7g) sont également réalisés ' sur le support (figures 2 et 5) pour recevoir et retenir le plateau par sa ou ses semelles (8b). The tibial plateau support established in the shape of the articular surface of the tibia (FIG. 5), has in its median part and offset from the tail, a cylindrical well (7d) whose blind bore (7e) has a plurality of cavities (7f) intended for anchoring pins or equivalent projections (8e) of the sheath (8a) of a tibial plate (8) - made of plastic, which is overmolded with the support or mechanically engaged, one or cells (7g) are also made 'on the support (Figures 2 and 5) to receive and retain the plate by its sole (s) (8b).

Le puits (7d) déborde à peu près également au-dessus et au-dessous du support et il présente à sa partie supérieure des méplats (7h) opposés et parallèles deux à deux, de même que la partie supérieure du fourreau du plateau présente des méplats (8d). Chaque méplat est réalisé avec un angle (a) d'environ 7 degrés par rapport à axe transversal (x-x) de telle sorte que lesdits méplats puissent se loger avec jeu dans une échancrure (lg) formée dans l'élément fémoral, au fond de la saillie (figure 5). The well (7d) extends almost equally above and below the support and it has at its upper part opposing and parallel flats (7h) two by two, just as the upper part of the sheath of the plate has flats (8d). Each flat is made with an angle (a) of about 7 degrees relative to the transverse axis (xx) so that said flat can be accommodated with play in a notch (lg) formed in the femoral element, at the bottom of the projection (figure 5).

Ainsi, lorsque le tibia opère un mouvement de rotation par rapport au fémur, l'un ou l'autre des méplats vient s'appuyer contre les côtés de l'échancrure (lg) en constituant une butée mécanique ferme limitant la rotation, sans déplace ment notable des éléments (1 et 7) entre eux, dans le sens d'un écartement du fait que l'on prévoit un montage de la tige (6) dans le fourreau (8a) par clipsage (figure 3), par exemple au moyen d'un ou plusieurs dispositifs gorge (6c) et bourrelet annulaire (8f) dimensionné pour autoriser seulement un léger coulissement fonctionnel. Thus, when the tibia operates a rotational movement relative to the femur, one or other of the flats comes to rest against the sides of the notch (lg) by constituting a firm mechanical stop limiting the rotation, without displacing ment noticeable elements (1 and 7) therebetween, in the direction of a spacing from the fact that there is provided a mounting of the rod (6) in the sleeve (8a) by clipping (Figure 3), for example at by means of one or more groove (6c) and annular bead (8f) devices sized to allow only a slight functional sliding.

Enfin, le plateau tibial (8 ) présente autour du pivot (8a), le plateau proprement dit (8c) qui a un profil en section (figure 7) correspondant à la paroi externe des sabots (le) en vue du glissement de ces surfaces l'une sur l'autre lors de la flexion. Finally, the tibial plateau (8) has around the pivot (8a), the actual plateau (8c) which has a profile in section (Figure 7) corresponding to the external wall of the shoes (le) for the sliding of these surfaces one over the other during bending.

Bien entendu, le plateau tibial est réalisé en polythylène à haute densité ou matériau similaire, tandis que les autres composants sont réalisés en métal de caractéristiques appropriées pour l'utilisation médicale, tel que par exemple un alliage de chrome-cobalt, titane, acier inox... Of course, the tibial plateau is made of high density polythylene or similar material, while the other components are made of metal with characteristics suitable for medical use, such as for example a chromium-cobalt alloy, titanium, stainless steel ...

Les avantages ressortent bien de la description. On souligne notamment
- l'encombrement diminué de l'articulation dans l'élément fémoral, permettant une resection osseuse moindre des condyles et une plus grande place pour la repousse osseuse entre les sabots et l'articulation, dans le cas d'une prothèse non cimentée,
- la resection simplifiée des condyles sous forme de pans ou facettes au lieu d'une courbe particulière,
- la butée mécanique limitant la rotation des éléments l'un par rapport à l'autre, le déboîtement impossible des éléments par le clipsage au montage, autorisant néanmoins le démontage ultérieur,
- le surmoulage ou l'engagement forcé du plateau tibial sur le support simplifiant le montage et solidarisant efficacement ces deux composants. The advantages are apparent from the description. We particularly underline
- the reduced size of the joint in the femoral element, allowing less bone resection of the condyles and more room for bone regrowth between the hoofs and the joint, in the case of an uncemented prosthesis,
- simplified resection of the condyles in the form of sections or facets instead of a particular curve,
the mechanical stop limiting the rotation of the elements relative to each other, the impossible disengagement of the elements by clipping during assembly, nevertheless allowing subsequent disassembly,
- overmolding or forced engagement of the tibial plateau on the support simplifying assembly and effectively joining these two components.

Claims

- 1 - Total intracondylar knee prosthesis, of the type comprising a femoral element and a tibial element, nested one inside the other by male-female connection with possibility of rotation and being able to take different angles between them for flexion by a transverse articulation, characterized in that the large amplitude bending and the limited rotation of said elements relative to each other, is obtained by a transverse axis (4) carried in free rotation by a hollow central projection (lb ) of the femoral element (1) and on which the eye freely pivots (6a) of a cylindrical rod (6) intended to be engaged and retained in a sleeve (8a) integral, by overmolding or mechanical engagement, of the 'tibial element (7) which carries a mechanical stop in rotation (7h) with respect to the femoral element.

- 2 - Prosthesis according to claim 1, characterized in that the transverse axis (4) which carries free rotation the cylindrical rod (6) for the rotation of the elements (1) and (7) between them, is mounted on the central projection (lb) of the femoral element by means of shoulder pads (2) and (3) passing through bores (lc) - (ld) of the projection and resting inside the walls of said projection ; the bearing (2) being closed and receiving a cylindrical bearing # than (4a) of the axis, while the bearing (3) is open and receiving a shoulder (4b) of the axis, then a plug (5) clipped or otherwise fixed.

- 3 - Prosthesis according to claim 1, characterized in that the limited rotation of the elements (1) and (7) between them is obtained by a mechanical stop which is constituted by a notch (lg) of the femoral element in which is accommodate with play inclined flats (7h) and (d) made on the sheath (8a) and the well (7d) of the tibial plateau support.

- 4 - Prosthesis according to claim 1, characterized in that the femoral element has on either side of the central projection (lb), shoes (the) of sliding cooperation with the profile (8c) of the tibial plateau (8) and whose internal wall (le2) is made with panels or facets to rest on the bony condyles which are cut to a corresponding profile.

- 5 - Prosthesis according to claim 4, characterized in that the shoes (the) have at least partially on their internal wall (le2), asperities intended to improve anchoring and bone regrowth.

- 6 - Prosthesis according to claim 1, characterized in that the tails (la) and (7a) of the elements (1) and (7), intended for anchoring in the cavities formed in the femur and in the tibia, are made in one piece with the body of the elements.

- 7 - Prosthesis according to claim 1, characterized in that the retention of the elements (1) and (7) in the direction of separation is obtained by clipping by means of at least one device of the groove type (6c) and annular bead (8f) sized to allow only a slight functional sliding.