FR2676914A1 - Prothese femorale anatomique. - Google Patents

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Cordonnier Denis
Gravier Jean-Jacques
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Leclair Henri-Paul
Lefoll Dominique
Olschitzky Richard
Pere Christian
Perrier Jean-Pierre
Ravet Didier
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Abstract

Prothèse fémorale destinée à être logée dans le canal médullaire d'un fémur, constituée par une pièce fémorale prolongée latéralement par un pivot destiné à recevoir une tête fémorale sphérique, caractérisée en ce que sa partie inférieure distale est constituée par une tige diaphysaire cylindrique, d'axe vertical (YY') et de longueur (LQ).

Description

PROTHESE FEMORALE ANATOMIOUE
La présente invention concerne une prothèse fémorale destinée à être implantée dans l'extrémité supérieure du fémur. Elle concerne plus particulièrement des perfectionnements à ce type de prothèse.
Lorsqu'une altération de l'articulation de la hanche pour quelque cause que ce soit ou qu'une fracture du fémur et notamment du col du fémur survient chez les personnes d'un certain âge, il n'est généralement pas possible d'envisager la réunification des deux parties séparées, du fait d'une décalcification avancée. Dans ces conditions, il est nécessaire de remplacer purement et simplement l'extrémité du fémur naturel par une prothèse destinée à coopérer le plus souvent avec un cotyle artificiel placé dans la cavité cotyloidienne de l'os iliaque.
I1 existe déjà différents modèles de prothèses de hanches qui comportent une tige plus ou moins longue qui s'encastre dans le canal médullaire du fémur et dont la partie supérieure comporte un axe incliné recevant une sphère destinée à remplacer la tête fémorale. Malgré les différentes améliorations successives mises au point par les fabricants, aucune prothèse actuelle n'est totalement satisfaisante. En effet, il n'existe pas de prothèses réellement anatomiques s'adaptant régulièrement à l'os dans lequel elles sont destinées à être introduites.
La prothèse selon l'invention se propose de résoudre les inconvénients des prothèses actuelles. L'invention propose donc une nouvelle prothèse constituée par une pièce fémorale prolongée latéralement par un pivot destiné à recevoir une tête fémorale sphérique qui est caractérisée en ce que sa partie inférieure distale est constituée par une tige diaphysaire cylindrique.
Selon une disposition avantageuse, la longueur de la partie cylindrique inférieure est égale à environ un quart de la longueur de la pièce fémorale.
Selon une caractéristique complémentaire, la partie supérieure de la pièce fémorale est courbée vers l'avant. Ainsi, sa face postérieure est bombée vers l'arrière tandis que sa face antérieure est creuse vers l'avant.
Dans les plans sagittaux, la pièce fémorale comprend avantageusement une première courbure médiane vers l'arrière prolongée vers le haut par une courbure supérieure vers l'avant.
Selon une autre caractéristique complémentaire, la pièce fémorale est limitée latéralement vers l'extérieur par un bord latéral externe qui est, au moins dans sa partie inférieure et sur une grande partie de sa longueur, rectiligne et parallèle à l'axe vertical de la tige diaphysaire, et ledit bord latéral externe peut comprendre à sa partie supérieure un bord oblique.
Notons aussi que la pièce fémorale est limitée latéralement vers l'intérieur par un bord latéral interne qui est rectiligne dans sa partie inférieure et prolongé vers le haut par une partie supérieure courbe.
Ainsi, la prothèse fémorale selon l'invention est telle que sa face antérieure comprend dans sa zone supérieure un creux, tandis que sa face postérieure comprend dans sa zone supérieure correspondante une bosse, et que la liaison de la tige diaphysaire avec le creux et avec la bosse se fait par une face courbe antérieure médiane et une face courbe postérieure médiane pour constituer un creux postérieur et une bosse antérieure.
Selon une autre disposition, la section transversale de la pièce fémorale est telle qu'elle est circulaire et de diamètre constant dans sa partie inférieure pour être ensuite variable dans sa forme et ses dimensions.
Notons aussi que les faces antérieure et postérieure comprennent avantageusement des moyens d'accrochage constitués par des profils en creux, comme par exemple des encoches dans la partie supérieure et des rainures dans la partie médiane qui s'opposent à l'enfoncement de la prothèse, mais non à sa sortie et qui, une fois remplies d'os, assurent la stabilité et la rétention.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le pivot s'étend vers l'intérieur et vers le haut pour former l'angle d'inclinaison cervicodiaphysaire, et s'étend aussi vers l'avant pour former l'angle d'antéversion.
La prothèse selon l'invention assure bien entendu, comme toutes les prothèses, la fonction naturelle de l'articulation, mais sa forme anatomique et la forme de sa section faites pour s'implanter dans le tiers périphérique de l'os spongieux, permettent une bonne adaptation à l'os par un contact osseux optimal et sélectif. Sa forme permet aussi de transférer convenablement les charges à l'os dans lequel elle est implantée en supportant les efforts de compression et de torsion qui lui sont communiqués durant les mouvements de l'articulation. La prothèse selon l'invention peut être implantée avec ou sans ciment et favorise l'ostéogénèse.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs.
Les figures 1 à 15 représentent une prothèse gauche destinée à être implantée dans le fémur gauche du patient.
La figure 1 est une vue de face de cette prothèse gauche.
La figure 2 est une vue latérale extérieure selon F2.
La figure 3 est une vue latérale intérieure selon F3.
La figure 4 est une vue de dessus selon F4.
Les figures 5, 6, 7, 8 et 9 sont des vues en coupe transversale selon a-a, b-b, c-c, d-d, e-e de la figure 1.
La figure 9a est une vue similaire à la figure 9, mais partielle et représentant une variante.
Les figures 10 et 11 représentent des variantes de réalisation en vue de face, la figure 11 n'étant que partielle.
Les figures 12a 12b, 13a, 13b représentent des encoches de retenue à grande échelle.
Les figures 12a et 12b représentent une encoche de face antérieure.
La figure 12a est une vue de face.
La figure 12b est une vue en coupe selon XII-XII.
Les figures 13a et 13b représentent une encoche de face postérieure.
La figure 13a est une vue de face.
La figure 13b est une vue en coupe selon XIWXIII.
La figure 14 représente une série de prothèses de tailles différentes.
La figure 15 représente un autre mode de réalisation.
La figure 16 est une vue de face montrant d'une part la prothèse gauche décrite à titre d'exemple, et d'autre part, la prothèse droite qui lui est symétrique.
On décrira ci-après, en faisant référence aux figures 1 à 16, une prothèse gauche, sachant que la prothèse droite correspondante lui est symétrique par rapport au plan médian (M).
La prothèse selon l'invention est constituée par une pièce fémorale (1) comprenant une tête fémorale (2). La pièce fémorale (1) étant destinée à être engagée dans le canal médullaire du fémur, tandis que la tête fémorale de forme sphérique est destinée à prendre place et à pivoter à la manière d'une rotule dans la cavité cotyloïdienne de la hanche. La tête fémorale (2) de forme sphérique peut être réalisée en acier chrome cobalt ou acier inoxydable, ou en alliage de titane ou céramique dont le diamètre extérieur peut être de 22,2 26, 28 ou 32 millimètres. De même, la pièce fémorale (2) est en acier inoxydable forgé ou en alliage de titane et peut être aussi en matériau composite.
La pièce fémorale (1) comprend à sa partie inférieure ou extrémité distale (3) une tige diaphysaire (4) de forme cylindrique d'axe (YY') s'étendant vers le haut pour se prolonger par une partie évasée constituée d'une partie ou zone médiane (5) et d'une partie supérieure (6) pour constituer le corps épiphysaire de la prothèse. Ledit corps épiphysaire (6) étant prolongé lui-même par un pivot (7) s'étendant latéralement vers l'intérieur (IN) et vers le haut (HA) pour constituer un organe de liaison destiné à recevoir la tête fémorale (2). A cet effet, le pivot (7) est formé par un profil constitué par un cône morse dont l'axe (xi') forme avec l'axe vertical (YY') de la tige diaphysaire (4), un angle (A) égal sensiblement à l'angle d'inclinaison cervico-diaphysaire du fémur destiné à être équipé de la prothèse.Aussi cet angle (A) peut être compris entre 1200 et 1450 et est par exemple de 1350 pour pouvoir s'adapter à un grand nombre de cas. Le pivot (6) constitue ainsi le col du fémur de la prothèse.
La pièce fémorale (1) définie précédemment est constituée par un volume limité périphériquement par une face antérieure (8), une face postérieure (9), un bord latéral interne (10) et un bord latéral externe (lob.
Le bord latéral externe (11) est, selon une caractéristique de l'invention, rectiligne et parallèle à l'axe vertical (YY') au moins dans sa partie inférieure et sur la plus grande partie de sa longueur, et est destiné à ne pas créer de contraintes sur la corticale externe, tandis que le bord latéral interne (10) est constitué par une partie inférieure rectiligne (12) prolongée vers le haut à partir du point (Q) par une partie supérieure courbe incurvée (13) destinée à s'appuyer sur la corticale interne du fémur.
Notons qu'avantageusement le bord extérieur (11) est terminé dans sa partie supérieure par un bord oblique (110) s'étendant vers l'intérieur pour former un angle (B) avec le prolongement du bord externe rectiligne (11). L'angle d'inclinaison (B) pouvant être d'environ 100 et par exemple de 9,850.
Selon une caractéristique de la prothèse, la partie inférieure (3) de la pièce fémorale est telle que son bord externe (11) est parallèle à son bord interne (10), tous deux parallèles à l'axe (YY').
Selon une disposition particulière, le bord externe (11) est rectiligne jusqu'au point (R) sur les trois quarts de sa longueur (LI) et parallèle à l'axe (YY').
Par ailleurs, la pièce fémorale est limitée vers l'arrière par la face postérieure (9) et vers l'avant par la face antérieure (8) délimitant une forme d'ensemble anatomique dont la partie inférieure (3) rectiligne et d'épaisseur constante est prolongée vers le haut par une partie d'épaisseur croissante et constituée par un ensemble de parties courbes.
Ainsi dans les plans sagittaux (voir figures 2 et 3), la pièce fémorale (1) comprend une double courbure, une courbure médiane (14) vers l'arrière (AR) prolongée vers le haut (HA) par une courbure supérieure (15) vers l'avant La courbure médiane (14) est sensiblement circulaire de rayon (R14) dont le centre est situé à l'arrière, sensiblement dans le plan transversal (T1) passant par le point (Q). Par ailleurs, la courbe supérieure (15) est sensiblement circulaire de rayon (R15) et dont le centre est situé à l'avant. Ainsi la face antérieure (8) comprend dans la zone supérieure un creux (16), tandis que la face postérieure (9) comprend dans la zone supérieure correspondante, une bosse (17).La liaison de la tige diaphysaire (4) avec le creux (16) et avec la bosse (17) se fait par une face courbe antérieure médiane (160) et une face courbe postérieure médiane (170) pour constituer un creux postérieur (171) et une bosse antérieure (161).
La tige diaphysaire (4) est selon l'invention de section cylindrique de diamètre (d). Elle s'étend verticalement de façon cylindrique de diamètre constant selon l'axe (YY') sur une longueur (LQ) égale à environ un quart de la longueur (Ll) de la pièce fémorale destinée à servir de guide et non à s'ancrer solidement dans la partie conique du fémur pour entraîner un effet néfaste. L'extrémité inférieure (18) de la tige diaphysaire (4) se termine par une partie sphérique d'extrémité inférieure (180).
Le corps métaphysaire (6) se termine par une surface supérieure plane (19) perpendiculaire à l'axe vertical (YY') de la tige diaphysaire (4). Ladite surface comprenant un trou (20) permettant l'introduction de l'outil de mise en place de la prothèse dans le fémur. Notons par ailleurs que le bord latéral interne (10) comprend un trou (21) sur lequel est destiné à prendre appui l'outil d'extraction de la prothèse, au cas où la prothèse aurait à être retirée.
Comme on peut le voir particulièrement aux figures 2, 3 et 4, le pivot (7) subit une antéversion d'angle (C) d'environ 100. Ainsi l'axe (XX') du col s'étend vers le haut (HA) et vers l'intérieur (IN) pour former, comme on l'a vu précédemment, un angle (A) par rapport à l'axe vertical (YY') de la tige diaphysaire, mais il s'étend aussi vers l'avant (AV) pour former l'angle (C) avec le plan frontal (P). Cette antéversion d'angle (C) permet ainsi de respecter l'angle de déclinaison du col du fémur quand la prothèse est installée.
Il est important de noter que la section transversale de la pièce fémorale est variable, du moins au-dessus de la tige diaphysaire (4) qui est cylindrique et de diamètre constant, c'est à dire au-dessus du plan transversal (T1) passant par le point (Q). C'est ce qui apparaît plus particulièrement aux figures 5, 6, 7, 8 et 9 montrant différentes coupes transversales faites selon les plans transversaux respectifs a-a, b-b, c-c, dd, e-e. Notons que la variation de section transversale est progressive et qu'il y aura variation d'une part de la forme de la section, et d'autre part de ses dimensions pour passer d'une section circulaire au niveau de la tige diaphysaire (4) (figure 5) à une section plus allongée mieux remplissante et mieux adaptée, telle que représentée à la figure 9, à la partie supérieure (6) en passant par une section elliptique (figures 6, 7 et 8). La forme donc de la section transversale varie progressivement et les dimensions de cette section varient en augmentant progressivement vers le haut sauf dans la partie inférieure (3) où, rappelons-le, la tige diaphysaire a une section cylindrique constante dans sa forme et dans ses dimensions.
Selon une caractéristique complémentaire, la partie supérieure et médiane du corps de la pièce fémorale subit une torsion progressive (HE) vers l'avant, torsion autour de l'axe vertical (YY'), comme cela apparaît aux figures 8 et 9. Le corps de la prothèse est donc au moins dans sa partie supérieure, vrillée vers l'avant constituant ainsi ce que l'on pourrait appeler "l'hélitorsion" de la prothèse. Ainsi, la section représentée à la figure 8 est pivotée vers l'avant d'un angle (H1) par exemple d'environ 70, tandis que la section représentée à la figure 9 l'est d'un angle (H2) supérieur et par exemple d'environ 150.
La pièce fémorale comporte avantageusement des moyens pour améliorer la retenue de celle-ci dans le fémur. Ainsi les faces antérieure (8) et postérieure (9) de la portion centrale (5) comprennent un ou plusieurs profils en creux (130) s'étendant verticalement et parallèlement à l'axe (YY') pour former des rainures verticales et parallèles.
De même, les faces antérieure (8) et postérieure (9) de la partie supérieure (6) comprennent une succession de profils en creux (60).
Cette succession étant constituée par plusieurs encoches (60) alternées.
Chaque encoche formant un creux de profondeur en partie haute de un millimètre, de largeur de trois millimètres et de hauteur de cinq millimètres.
La figure 1 montre la disposition des encoches réalisées sur la face antérieure (8). Notons que la face postérieure, qui n'a pas été représentée, est équipée également de profils en creux identiques à ceux réalisés sur ladite face antérieure.
Les figures 12a et 12b représentent l'une des encoches de la face antérieure (8) où l'on peut voir que le fond (61a) de chaque encoche est un plan vertical. La figure 12a montrant l'encoche en vue de face, tandis que la figure 12b la montre en coupe selon XII-XII.
Les figures 13a et 13b représentent l'une des encoches de la face postérieure (9) où le fond (61a) a une forme particulière, comme on peut le voir à la figure 13b. La figure 13a montrant l'encoche en vue de face, tandis que la figure 13b la représente en coupe sagittale selon XIII-XIII.
Les parois supérieures (62a) et (62b) des encoches sont sensiblement horizontales et s'opposent à l'enfoncement de la prothèse améliorant ainsi sa retenue verticale vers le bas, interdisant donc son enfoncement et empêchant tout mouvement de rotation.
Bien entendu, les prothèses peuvent avoir différentes tailles (figure 14) pour s'adapter aux patients à opérer. La série complète de toutes les tailles peut être constituée de 9 prothèses de tailles différentes une taille 8, une taille 9, une taille 10, une taille 11, une taille 12, une taille 13, une taille 14, une taille 15 et une taille 16. Les dimensions de la prothèse de taille 8 étant inférieures à celles de la taille 9 et ainsi de suite jusqu'à la taille 16.
Selon l'invention, la série des différentes tailles se fait en harmonie de tous les côtés en suivant une homothétie. Ainsi quand la longueur (LT) du corps de la prothèse augmente de six millimètres, l'extrémité inférieure (18) de la tige diaphysaire est rallongée de cinq millimètres, alors que la surface supérieure (19) est relevée de un millimètre seulement. Les augmentations latérales étant réparties de façon sensiblement égales sur le bord interne (10) et le bord externe (11).Par exemple, quand la longueur (LT) est augmentée de six millimètres, la largeur (LQ) est augmentée de un millimètre en élargissant de 0,5 millimètre le bord interne et 0,5 millimètre le bord externe.
Figure img00090001
<tb> Taillez <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> À <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> #g <SEP> 13 <SEP> 14 <SEP> 15 <SEP> | <SEP> 16
<tb> <SEP> LT <SEP> 130 <SEP> 136 <SEP> 142 <SEP> 148 <SEP> <SEP> 154 <SEP> <SEP> 160 <SEP> 166 <SEP> 172 <SEP> 178 <SEP>
<tb> <SEP> D <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> 14 <SEP> 15 <SEP> 16 <SEP>
<tb> <SEP> LQ <SEP> 32,5 <SEP> 34 <SEP> 35,5 <SEP> 37 <SEP> 38,5 <SEP> 40 <SEP> 41,5 <SEP> 43 <SEP> 44,5
<tb> <SEP> H <SEP> 14,516 <SEP> 17,519 <SEP> 20,522 <SEP> 23,5 <SEP> 25 <SEP> 26,5
<tb> <SEP> H <SEP> 14,5 <SEP> 16 <SEP> 17,5 <SEP> 19 <SEP> 20,5 <SEP> 22 <SEP> 23,5 <SEP> 25 <SEP> 26,5
<tb> <SEP> LC <SEP> 25 <SEP> 26 <SEP> 27 <SEP> 28 <SEP> 29 <SEP> 303132 <SEP> 33
<tb> <SEP> F <SEP> 30,5 <SEP> 32 <SEP> 33,5 <SEP> 35 <SEP> 36,5 <SEP> 38 <SEP> 39,5 <SEP> 4142,5 <SEP>
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La figure 15 montre une variante selon laquelle le pivot (7) ainsi que son embase (70) sont polis tandis que le corps de la pièce fémorale (1) proprement dit est par exemple grenaillé pour que sa surface soit plus rugueuse et présente, en plus, des encoches de microporosité d'accrochage, étant donné que le ciment présente une adhésion très faible, voire même nulle à une paroi lisse
Notons par ailleurs que la moitié inférieure de la pièce fémorale (1). pourrait être lisse, tandis que la moitié supérieure pourrait être recouverte dlhydroxyapatite.
La figure 16 montre les deux prothèses fémorales gauche et droite symétriques par rapport au plan médian (M), et comme nous l'avons précisé auparavant, la prothèse représentée aux figures 1 à 14 est une prothèse gauche (G) et la prothèse droite (D) correspondante lui est bien entendu symétrique par rapport au plan médian (M).
La figure 10 représente une variante selon laquelle le bord externe (11) est droit sur toute sa longueur, la prothèse ne comprenant donc pas de bord oblique comme précédemment.
La figure 11 représente une autre variante de la prothèse selon laquelle le bord externe (11) comprend un trou fileté (22) d'axe (ZZ') incliné et sensiblement parallèle à l'axe (ex') du pivot. Ce trou est destiné à recevoir une vis de fixation au fémur.
La figure 9a est une vue similaire à la figure 9, mais c'est une vue partielle montrant une variante selon laquelle le bord oblique (110) qui est une surface plane dans les modes de réalisation précédents, est, dans cette variante, une surface comprenant un creux (111) améliorant ainsi la retenue en pivotement dans l'encastrement.
Pour tout ce qui n'est pas expressément décrit, l'homme de métier se reportera aux dessins annexés.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Prothèse fémorale destinée à être logée dans le canal médullaire d'un fémur, constituée par une pièce fémorale (1) prolongée latéralement par un pivot (7) destiné à recevoir une tête fémorale sphérique (2), caractérisée en ce que sa partie inférieure distale (3) est constituée par une tige diaphysaire (4) cylindrique, d'axe vertical (YY') et de longueur (LQ).
2. Prothèse fémorale selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur (LQ) de la partie cylindrique inférieure est égale à environ un quart de la longueur (LT) de la pièce fémorale (1).
3. Prothèse fémorale selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la partie supérieure (6) de la pièce fémorale (1) est courbée vers l'avant.
4. Prothèse fémorale selon la revendication 3, caractérisée en ce que dans les plans sagittaux, la pièce fémorale (1) comprend une double courbure, une première courbure médiane (14) vers l'arrière (AR) prolongée vers le haut (HA) par une courbure supérieure (15) vers l'avant.
5. Prothèse fémorale selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la pièce fémorale (1) est limitée latéralement vers l'extérieur (EX) par un bord latéral externe (11) qui est, au moins dans sa partie inférieure et sur une grande partie de sa longueur, rectiligne et parallèle à l'axe vertical (YY') de la tige diaphysaire.
6. Prothèse fémorale selon la revendication 5, caractérisée en ce que le bord latéral externe (11) est prolongé à sa partie supérieure par un bord oblique (110).
7. Prothèse fémorale selon la revendication 6, caractérisée en ce que le bord oblique (110) comprend un creux (111).
8. Prothèse fémorale selon l'une quelconque des revendications 5 et 7, caractérisée en ce que la pièce fémorale (1) est limitée latéralement vers l'intérieur (IN) par un bord latéral interne (10) qui est rectiligne dans sa partie inférieure (12) et est prolongée vers le haut (HA) par une partie supérieure courbe (13).
9. Prothèse fémorale selon la revendication 8, caractérisée en ce que la pièce fémorale (1) est limitée vers l'avant par une face antérieure (8) et à l'arrière par une face postérieure (9), ladite face antérieure (8) comprend dans sa zone supérieure un creux (16) tandis que la face postérieure (9) comprend dans sa zone supérieure correspondante une bosse (17), la liaison de la tige diaphysaire (4) avec le creux (16) et avec la bosse (17) se faisant par une face courbe antérieure médiane (160) et une face courbe postérieure médiane (170) pour constituer un creux postérieur (171) et une bosse antérieure (161).
10. Prothèse fémorale selon la revendication 9, caractérisée en ce que la section transversale de la pièce fémorale est telle qu'elle est circulaire et de diamètre constant dans sa partie inférieure sur une longueur (LQ) pour être ensuite variable dans sa forme et dans ses dimensions.
11. Prothèse fémorale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie supérieure (6) des faces antérieure (8) et postérieure (9) comprend une succession d'encoches (60) alternées, tandis que la partie centrale (13) comprend un ou plusieurs profils en creux (130) formant des rainures et s'étendant verticalement et parallèlement à l'axe vertical (YY') de la tige diaphysaire.
12. Prothèse fémorale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le pivot (7) est un cône morse d'axe (XX') qui s'étend vers l'intérieur et vers le haut pour former l'angle d'inclinaison cervico-diaphysaire (A) et s'étend aussi vers l'avant (AV) pour former un angle d'antéversion (C) d'environ 100 avec le plan frontal (P).
13. Prothèse fémorale selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce fémorale (1) subit dans sa partie médiane (5) et supérieure (6) une torsion vers l'avant (HE) autour de l'axe (YY').
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