FR2702369A1 - Prothèse de genou. - Google Patents

Abstract

Cette prothèse comprend une plate-forme tibiale (3) formée par deux plateaux (4, 5) adaptés pour pouvoir être ancrés sur l'extrémité d'un tibia, et deux ménisques (6, 7) en appui sur les plateaux, présentant des surfaces concaves adaptées à la convexité des condyles fémoraux (9, 11); dans chaque plateau (4, 5) est ménagée une cavité (16) de contour ovale qui débouche sur la surface du plateau, et dans laquelle pénètre un plot (18) saillant de chaque ménisque (6, 7); ce plot et la cavité (16) sont dimensionnés de manière à autoriser un débattement libre du ménisque dans toutes les directions et à s'opposer à tout risque d'éjection du ménisque lors de mouvements de flexion, extension et tiroir antérieur du genou. Les ménisques sont agencés pour permettre une amplitude angulaire de flexion du genou proche de l'amplitude naturelle.

Description

La présente invention a pour objet une prothèse de genou, du type comprenant une plate-forme tibiale formée par deux plateaux adaptés pour pouvoir être ancrés sur ltextrémité d'un tibia, et deux ménisques prenant appui sur les plateaux respectifs, les surfaces de ces ménisques pouvant glisser sur les condyles fémoraux correspondants.

Les brevets américains 4 309 778 et 4 340 978 (BUECHEL) décrivent des prothèses de genou comportant des ménisques mobiles par glissement dans des rails ménagés sur les plateaux tibiaux, suivant des axes antéro-postérieurs curvilignes, le centre des courbes étant situé vers le centre du genou. La mobilité des ménisques est donc guidée par des rails courbes.

On connaît également une autre réalisation, décrite dans le brevet français GOODFELLOW 2 290 883 (75 35 197) qui décrit une prothèse du genou dans laquelle le ménisque est creux et reçoit dans son évidement une partie saillante du plateau tibial. Cet agencement assure au ménisque une mobilité dans toutes les directions avec un débattement limité.

Cependant ltexpérience montre que ces prothèses connues ne donnent pas entière satisfaction car elles n'empêchent pas des luxations relativement fréquentes des ménisques (revue Clinical Orthopaedics and Related Research, May 1990 page 211, article Jack M. BERT "Disloca- tion/Subluxation of Meniscal Bearing Elements after New
Jersey low-contact stress total knee arthoplasty" (Brevets
BUECHEL), et pour l'Oxford Knee (brevet français précité
GOODFELLOW) voir "Meniscal Bearing Dislocation in Oxford
Knee" by VERHAVEN-ACTA ORTHOPEDICA BELGICA, Vol.57, 4, 1991, p.430-430.

De plus aucune des prothèses décrites dans les deux brevets précités ne permet d'écarter complètement les risques d'éjection des ménisques de leur plateaux supports à l'occasion de divers mouvements du genou (valgus, varus, tiroir antérieur et tiroir postérieur).

L r invention a donc pour but de réaliser une prothèse de genou grâce à laquelle tout risque de luxation et d'éjection des ménisques peut pratiquement être évité.

Conformément à l'invention, la prothèse de genou comprend des moyens pour permettre aux ménisques un libre débattement limité dans toutes les directions dans leur plan de glissement sur les plateaux, ainsi que dans une direction perpendiculaire à ce plan, et des moyens de rétention des ménisques permettant d'éviter tout risque d'éjection de ceux-ci de leurs plateaux supports.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens comportent une cavité de contour sensiblement ovale ménagée dans chaque plateau et qui débouche sur la surface du ménisque, et chaque ménisque est pourvu d'un plot saillant par ladite ouverture à l'intérieur de la cavité, laquelle ainsi que le plot sont dimensionnés pour autoriser une liberté de déplacement du ménisque dans son plan de glissement, limité par la venue du plot en butée contre la paroi de la cavité, le plot et l'ouverture étant en outre profilés pour empêcher toute extraction du plot de l'ouverture consécutivement à des mouvements du genou.

On comprend que dans ces conditions la prothèse ainsi agencée permet de supprimer pratiquement tout risque de luxation ou d'éjection du ménisque, grâce à la sécurité apportée par l'insertion de plots du ménisque dans des cavités des plateaux constituant des logements de profil approprié.

Suivant un mode de réalisation possible de l'invention, chaque plot a un profil en T renversé dont la tête, contiguë au fond de la cavité, a un contour ovale correspondant, avec jeu, à celui du contour de la cavité.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif.

La figure 1 est une vue en élévation antérieure d'une forme de réalisation de la prothèse de genou visée par l'invention, insérée entre un tibia et un fémur.

La figure 2 est une vue antéro-postérieure en coupe suivant 2-2 de la Fig.4 de la prothèse de la Fig.1 et en élévation des condyles fémoraux correspondants.

La figure 3 est une vue en perspective 3/4 arrière de la prothèse des Fig.1 et 2.

La figure 4 est une vue de dessus, à échelle agrandie, de la prothèse des Fig.1 à 3.

La figure 5 est une vue en coupe suivant 5/5 de la
Fig.4.

La prothèse de genou représentée aux dessins est destinée à être insérée entre un tibia 1 et un fémur 2 (Fig.1). Cette prothèse comprend une plate-forme tibiale 3 formée par deux plateaux métalliques 4, 5 reliés par un raccord 8, adaptés pour pouvoir être ancrés sur l'extré- mité supérieure du tibia 1, et deux ménisques 6, 7 prenant appui sur les plateaux respectifs 4, 5.

Chaque plateau tibial 4, 5 est percé à sa périphérie de plusieurs trous 20, par exemple cinq adaptés pour le passage de vis 25 (Fig.1) de solidarisation des plateaux avec l'extrémité supérieure du tibia 1. Une vis 25 est ainsi placée à l'extrémité interne et une autre vis 25 à l'extrémité externe de la plate-forme 3. Cette dernière permet de conserver les ligaments croisés ou de les reconstruire, et les plateaux 4, 5 sont agencés de manière asymétrique, correspondant à l'asymétrie anatomique des surfaces articulaires du tibia. Les surfaces des ménisques 6 et 7 ont des concavités 30 adaptées pour épouser la convexité des condyles fémoraux 9 et 11 correspondants, qui reposent sur les ménisques.

Les surfaces d'appui de ces ménisques sur les plateaux respectifs 4, 5 sont sensiblement inférieures aux surfaces desdits plateaux, dont les ménisques 6, 7 épousent approximativement le contour avec des dégagements antérieurs 12, 13 et postérieurs 14, 15 dont l'intérêt sera expliqué plus loin. Ainsi les ménisques 6 et 7, tout en épousant la convexité du condyle sus-jacent 9, 11 qui s'appuie sur eux, présentent, vus de dessus, une forme évoquant une sorte de "portion de fromage". En effet les ménisques n'occupent pas tout à fait la surface supérieure du plateau tibial respectif 4, 5, mais seulement une portion de cette surface, résultant des dégagements précités 12 à 15, ainsi que d'un léger décalage du reste du contour des ménisques par rapport au contour des plateaux 4, 5.

Les ménisques ont également une forme originale dans le plan sagittal (Fig.3 et 5) : leur partie postérieure 31 est émondée et arrondie afin de ne pas blesser le ligament croisé postérieur.

Les ménisques 6 et 7 ont également une forme originale dans le plan frontal (Fig. 1 et 2). En effet, les concavités de leurs surfaces d'appui des condyles 9 et 11 sont telles que leurs centres de rotation Cl et C2 se situent à l'extérieur et légèrement au-dessus du bord supérieur des condyles interne 9 et externe 11. De plus les bords internes 6a et 7a en vis-à-vis des ménisques 6, 7 sont davantage relevés vers l'intérieur que les bords externes 6b, 7b (Fig.2).

Dans chaque plateau tibial 4, 5 est ménagée une cavité 16 (Fig.5) dont le fond a un contour allongé, approximativement ovale 16a (Fig.4). Cet allongement s'étend de l'avant vers l'arrière de la prothèse, à peu près dans la direction de la plus grande dimension de chaque plateau tibial 4, 5. Ce dernier a lui-même un contour pouvant être comparé à celui d'un haricot, dont la plus grande dimension s'étend de l'avant vers l'arrière.

Chaque cavité 16 débouche sur la surface du plateau respectif 4, 5 par une ouverture 17, et chaque ménisque 6, 7 est pourvu d'un plot central 18, saillant de la surface du ménisque en appui sur la surface du plateau 4, 5, et s'étendant à l'intérieur de la cavité 16. Chaque plot 18 a, dans l'exemple représenté, un profil en T renversé dont la barre est perpendiculaire à la surface d'appui du ménisque 6, 7 et dont la tête 19, contiguë au fond du logement 16, est en forme de plaquette avec un contour sensiblement ovale (Fig.4). Ce contour ovale correspond, avec un jeu a au contour 16a de la cavité 16. De plus, le fond de chaque cavité 16 est plus étendu que ltouverture 17 et la surface de la tête 19 du plot 18 est sensiblement supérieure à celle de l'ouverture 17.

Le contour de la tête 19 est biseauté, ce biseau périphérique 21 (Fig.5) étant incliné vers le fond de la cavité 16, afin que la tête 19 s'oppose à une éjection du plot 18 à l'extérieur du logement 1, lors de mouvements déterminés du genou. L'ouverture 17 et la barre du plot 18 sont dimensionnées de manière à réserver un jeu périphérique a entre le bord de l'ouverture 17 et la tige du plot 18, ce jeu étant similaire à celui a également prévu entre le bord biseauté 21 et la paroi 22 de la cavité 16. La paroi 22 est raccordée à l'ouverture 17 par une paroi inclinée 23.

On comprend que cet agencement autorise pour chaque ménisque 6, 7 une liberté de déplacement dans toutes les directions de son plan de glissement sur le plateau respectif 4, 5. Ce déplacement a une amplitude a limitée par la venue de la barre du plot 18 et de sa tête 19 en butée contre le bord de l'ouverture 17 et la paroi 22.

La cavité 16 est ménagée dans un bossage central 24 du plateau 4, 5, qui d'une part vient s'ancrer dans l'extrémité du tibia, et d'autre part assure aux ménisques 6, 7 une liberté de débattement dans un plan perpendiculaire à son plan de glissement sur le plateau 4, 5. Ce débattement est au maximum égal à la distance entre la tête 19 du plot 18 et la paroi inclinée 23. Cependant le fait que la tête 19 ait une surface supérieure à la section de l'ouverture 17 et l'orientation du biseau 21 vers le fond de la cavité 16, donc dans une direction opposée à celle de la paroi 23, s'opposent à toute extraction du ménisque 6, 7 de la cavité 16 lors de divers mouvements du genou, en particulier de valgus, varus, tiroir antérieur et tiroir postérieur.

Chaque plateau 4, 5 est muni d'un aileron antérieur 10 (Fig.5) assurant, avec le bossage central 24, l'ancrage du plateau sur le tibia 1.

Chaque ménisque peut donc glisser en avant, en arrière ou latéralement ou tourner grâce à sa forme en portion de fromage et à la liberté de débattement du plot 18 dans son logement 16, à l'intérieur duquel il a une totale mobilité, restreinte par les jeux a. Le ménisque 6, 7 peut être réalisé en une matière plastique appropriée telle que le polyéthylène, mais aussi en métal ou en céramique. Dans le cas où il est réalisé en polyéthylène, chaque ménisque 6, 7 est inséré par pression sur le plateau tibial correspondant, le biseau 21 de la tête 19 du plot 18 étant incliné vers le fond de la cavité 16.

Cela permet d'impacter les ménisques lors de la mise en place de la prothèse et, grâce à l'orientation des biseaux 21, évite tout risque d'éjection lors des mouvements précités du genou.

Les vides antérieurs 12, 13 et postérieurs 14, 15 des ménisques 6, 7 leur permettent de pivoter lorsque les contraintes du genou le leur imposent, ce qui constitue un avantage supplémentaire de la prothèse selon l'invention.

Un autre avantage de cette prothèse réside dans le positionnement des centres de rotation Cl et C2 des ménisques 6, 7 et le relèvement de leurs bords internes 6a, 7a, particularités qui permet aux ménisques de pivoter lors des rotations et des flexions du genou de manière tout à fait analogue aux conditions naturelles. Ces particularités ne se retrouvent pas dans les prothèses de genou connues, ce qui explique vraisemblablement l'anomalie de rotation des genoux artificiels et leurs défauts de flexion, limités dans le meilleur des cas à 110-115 , parfois 1200, alors qu'un genou naturel fléchit à 135 1400.

Comme décrit ci-dessus, les concavités 20, 24 des ménisques 6, 7 reproduisent les concavités antéro-postérieures des ménisques originels, qui suivent la convexité fémorale des condyles 9, 11 situés juste au-dessus. Mais en variante, il est possible de réaliser des ménisques légèrement moins concaves ou même nettement convexes, en particulier pour le ménisque externe 7.

Les vis 25, bien que non indispensables, permettent un ancrage primaire de la plate-forme 3 supérieur à celui existant en l'absence de ces vis. Celles-ci sont en effet en appui sur les plateaux d'une part et d'autre part en prise dans la corticale de l'extrémité supérieure du tibia.

Dans le cas où les ménisques sont en métal ou en céramique, leur assemblage avec la plate-forme tibiale 3 doit être assuré obligatoirement à l'usine, car il n'est alors plus possible d'impacter ces ménisques en raison du manque de souplesse du métal et de la céramique. Les ménisques peuvent aussi comporter une âme de renforcement, en particulier en métal, afin d'augmenter la dureté du plot central ovale 18. Enfin, le plot 18 et la cavité 16 pourraient être remplacés par tout moyen équivalent, permettant notamment d'éviter une éjection du ménisque.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Prothèse de genou comprenant une plate-forme tibiale (3) formée par deux plateaux (4,5) adaptés pour pouvoir être ancrés sur l'extrémité d'un tibia (1), et deux ménisques (6, 7) prenant appui sur les plateaux respectifs, les surfaces (20, 24) de ces ménisques pouvant glisser sur des condyles fémoraux correspondants (9, 11), caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (18, 16) pour permettre aux ménisques un débattement limité (a) dans toutes les directions dans leur plan de glissement sur les plateaux, ainsi que dans une direction perpendiculaire à ce plan, et des moyens de rétention (19, 22) des ménisques permettant d'éviter tout risque d'éjection de ceux-ci de leurs plateaux supports.

2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens comportent une cavité (16) de contour sensiblement ovale ménagée dans chaque plateau (4, 5) et qui débouche sur la surface du ménisque, et chaque ménisque (6, 7) est pourvu d'un plot (18) saillant par ladite ouverture (17) à l'intérieur de la cavité (16), laquelle ainsi que le plot sont dimensionnés pour autoriser une liberté de déplacement du ménisque dans son plan de glissement, limitée par la venue du plot en butée contre la paroi (22) de la cavité, le plot et l'ouverture étant en outre profilés pour empêcher toute extraction du plot de l'ouverture consécutivement à des mouvements du genou.

3. Prothèse selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque plot (18) a un profil en T renversé dont la tête (19), contiguë au fond (16a) de la cavité (16), est en forme de plaquette à contour sensiblement ovale, correspondant avec jeu (a) à celui (16a) de la cavité.

4. Prothèse selon la revendication 3, caractérisée en ce que le fond de chaque cavité (16) est plus étendu que l'ouverture (17) par laquelle cette cavité s'ouvre sur la surface du plateau (4, 5), et la surface de la tête (19) du plot (18) est sensiblement supérieure à celle de ladite ouverture (17).

5. Prothèse selon la revendication 4, caractérisée en ce que la tête (19) du plot (18) présente un biseau périphérique (21) incliné vers le fond de la cavité (16), afin de s'opposer à une éjection du plot à l'extérieur de la cavité lors de mouvements déterminés du genou.

6. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les plateaux (4, 5) sont reliés par un raccord (8), agencés de manière asymétrique, correspondant à l'asymétrie anatomique des surfaces articulaires du tibia (1), et de préférence percés à leur périphérie de trous de passage de vis (25) d'ancrage sur l'extrémité du fémur (1).

7. Prothèse selon la revendication 6, caractérisée en ce que les ménisques (6, 7) ont une surface (20, 24) d'appui sur le plateau (4, 5) sensiblement inférieure à la surface dudit plateau, dont les ménisques épousent approximativement les contours avec des dégagements antérieurs (12, 13) et postérieurs (14, 15), autorisant un pivotement sous l'effet de contraintes imposées au genou.

8. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la surface (20, 24) des ménisques (6, 7) destinée à glisser sur les condyles fémoraux (9, 11) présente des concavités telles que leurs centres de rotation (Cl, C2) se situent à l'extérieur et légèrement au-dessus du bord supérieur des condyles interne (11) et externe (9), et les bords internes (6a, 7a) en vis-à-vis, des ménisques, sont davantage relevés vers l'intérieur que les bords externes (6b, 7b).

9. Prothèse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la surface articulaire des ménisques est concave ou convexe et que la partie postérieure des ménisques est émondée et arrondie afin de ne pas blesser le ligament croisé postérieur.

10. Prothèse selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les ménisques (6, 7) sont en une matière plastique telle que le polyéthylène, ou en métal, ou en céramique, et peuvent être pourvus d'une âme de renforcement, notamment une âme métallique.