FR2731897A1

FR2731897A1 - Tibia cutter for fitting total knee prosthesis

Info

Publication number: FR2731897A1
Application number: FR9503654A
Authority: FR
Inventors: Sylvain Leclercq; Jean Pierre Bouraly
Original assignee: Zimmer France Manufacturing SARL
Current assignee: Zimmer France Manufacturing SARL
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 1996-09-27
Anticipated expiration: 2015-03-22
Also published as: FR2731897B1

Abstract

The cutter consists of a centring element for positioning in the tibia and equipped with an anchoring element and thrust collar, a guide template (20) fitted to the centring guide, and a rotary cutting tool which acts on the bone with its end tip. The guide template has an aperture (23) in it with edges (24) shaped to guide the end of the rotary cutting tool over the whole of the tibial plate with the exception of the portion situated beneath the collar. The template is fixed from rotation while in use by at least one lug (21a, 21b) with a hole (22a, 22b) for a drill.

Description

DISPOSITIF DE COUPE TIBIALE POUR LA POSE D'UNE
PROTHESE TOTALE DE GENOU
La présente invention concerne un procédé de coupe tibiale et un dispositif permettant la mise en oeuvre dudit procédé, pour la pose d'une prothèse totale du genou en chirurgie osseuse.TIBIAL CUTTING DEVICE FOR LAYING A
TOTAL KNEE PROSTHESIS
The present invention relates to a tibial cutting method and a device allowing the implementation of said method, for the placement of a total knee prosthesis in bone surgery.

L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des prothèses de ressurfaçage des os concernant l'articulation du genou. The invention finds a particularly advantageous application in the field of bone resurfacing prostheses relating to the knee joint.

Les prothèses totales tricompartimentales de genou sont constituées d'un composant tibial, d'un composant rotulien et d'un composant fémoral. Total three-compartment knee prostheses consist of a tibial component, a patellar component and a femoral component.

De manière habituelle, préalablement à la mise en place du composant tibial, une coupe de l'extrmité proximale de l'os doit être effectuée afin de supprimer le plateau tibial et ainsi garantir une mise en place parfaite de la prothèse sur l'os ainsi aménage. Usually, before placing the tibial component, a cut of the proximal end of the bone must be made in order to remove the tibial plateau and thus guarantee perfect placement of the prosthesis on the bone as well. Finished.

La coupe tibiale est réalisée par un procédé utilisant un ancillaire comportant un moyen de coupe, maintenu en position stable contre l'os et formant gabarit, sur lequel, ou dans lequel, est introduite une lame de scie. The tibial cut is carried out by a process using an ancillary device comprising a cutting means, held in a stable position against the bone and forming a template, on which, or in which, a saw blade is introduced.

Le guidage de cette lame n'est assuré que par l'épaisseur du gabarit de coupe, soit dans le meilleur des cas sur 2 à 3 cm. A cause de sa flexibilité intrinsèque combinée à l'insuffisance de son guidage, la partie active de la lame est déviée par l'os au fur et à mesure que celle-ci coupe le plateau tibial. Cette déviation progressive engendre Lin plan de coupe qui ne peut rarement être parfaitement plat.The guiding of this blade is only ensured by the thickness of the cutting template, or in the best of cases over 2 to 3 cm. Because of its intrinsic flexibility combined with insufficient guidance, the active part of the blade is deflected by the bone as it cuts the tibial plateau. This progressive deviation generates a cutting plane which can rarely be perfectly flat.

I1 en résulte que le composant tibial, une fois mis en place, peut présenter une pente antéro-postérieure inversée ou un varus-valgus qui peut engendrer une diminution importante des caractéristiques fonctionnelles de la prothèse de genou, notamment une limitation de la flexion ou un défaut d'axe final. De plus, l'implant ne peut travailler dans les conditions pour lesquelles il a été conçu. As a result, the tibial component, once in place, may have an inverted anteroposterior slope or a varus-valgus which may cause a significant reduction in the functional characteristics of the knee prosthesis, in particular a limitation in flexion or a defect of final axis. In addition, the implant cannot work under the conditions for which it was designed.

Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente
invention est de proposer un procédé de coupe tibiale pour la pose d'une
prothèse totale de genou en chirurgie osseuse, qui permettrait de réaliser une
coupe parfaitement plane.Also, the technical problem to be solved by the subject of this
invention is to provide a tibial cutting method for the placement of a
total knee prosthesis in bone surgery, which would make it possible to perform a
perfectly flat cut.

Selon la présente invention, le problème technique posé est résolu du
fait que ledit procédé comporte les opérations consistant à
- positionner dans un tibia un moyen de centrage comportant un moyen d'ancrage et une collerette d'appui,
- mettre en place un gabarit de guidage sur le moyen de centrage, contre la collerette d'appui,
- fraiser le plateau tibial à l'aide d'une fraise à butée travaillant en appui sur le gabarit et guidée latéralement par les parois d'un évidement pratiqué dans ledit gabarit.According to the present invention, the technical problem posed is solved by
fact that said method includes the operations of
positioning a centering means in a tibia comprising an anchoring means and a support flange,
- set up a guide template on the centering means, against the support flange,
- Milling the tibial plateau using a stop cutter working in abutment on the template and guided laterally by the walls of a recess made in said template.

Le procédé conforme à l'invention permet donc d'obtenir, grâce à la technique particulière du fraisage, une coupe rigoureusement plane apte à garantir un positionnement précis et stable du futur composant tibial. The process according to the invention therefore makes it possible to obtain, thanks to the particular technique of milling, a rigorously planar cut capable of guaranteeing a precise and stable positioning of the future tibial component.

La mise en place du moyen de centrage dans l'os est une étape importante du procédé car c'est elle qui détermine la hauteur de la coupe tibiale en combinaison avec un éventuel réglage de la butée de la fraise. Elle comporte notamment les étapes consistant à
- introduire partiellement ledit moyen de centrage dans le tibia de manière à laisser un espace entre la partie proximale de l'os la plus extrême et la collerette d'appui,
- mettre en place sur le moyen de centrage et contre la collerette un palpeur comportant un doigt destiné à venir au contact d'une cupule de l'os repérée sur des radiographies en pré-opératoire,
- ajuster en hauteur le positionnement du moyen de centrage jusqu'à ce que le doigt du palpeur vienne effectivement au contact de ladite cupule,
- retirer le palpeur.The establishment of the centering means in the bone is an important step of the process because it is it which determines the height of the tibial cut in combination with a possible adjustment of the abutment of the cutter. It notably includes the steps of
- partially introducing said centering means into the tibia so as to leave a space between the proximal part of the most extreme bone and the support flange,
place a feeler on the centering means and against the flange comprising a finger intended to come into contact with a cup of the bone identified on preoperative radiographs,
- adjust the positioning of the centering means in height until the feeler finger actually comes into contact with said cup,
- remove the probe.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le moyen d'ancrage du moyen de centrage est constitué par un filetage. Une fois le palpeur mis en place contre la collerette, il suffit alors de visser plus profondément le moyen de centrage jusqu'à ce que le doigt du palpeur soit au contact de l'os, au niveau de la cupule repérée. La collerette ainsi positionnée à hauteur voulu peut recevoir le gabarit de guidage après retrait du palpeur. According to a particularly advantageous embodiment, the anchoring means of the centering means is constituted by a thread. Once the feeler is in place against the flange, it suffices to screw the centering means more deeply until the feeler finger is in contact with the bone, at the level of the identified cup. The flange thus positioned at the desired height can receive the guide template after removal of the probe.

Cette capacité de réglage est permise, d'une part, par l'existence d'un espace entre la collerette et l'extrémité de l'os, et, d'autre part, par la présence du filetage autorisant bien entendu également le dévissage. Le positionnement de la collerette par rapport à l'os, en fonction de la hauteur de coupe envisagée, peut ainsi être corrigée, affinée, voir même modifiée, dans l'hypothèse d'un changement de hauteur de la butée de la fraise. This adjustment capacity is allowed, on the one hand, by the existence of a space between the collar and the end of the bone, and, on the other hand, by the presence of the thread allowing of course also the unscrewing . The positioning of the collar relative to the bone, as a function of the envisaged cutting height, can thus be corrected, refined, or even modified, in the event of a change in height of the cutter stop.

Le stabilisation du gabarit de guidage est également très importante pour garantir un bon fraisage du plateau tibial. Stabilization of the guide template is also very important to guarantee proper milling of the tibial plateau.

Selon une particularité de l'invention, un moyen d'application et de mise en compression axiales est mis en place sur le moyen de centrage afin de maintenir en permanence le gabarit de guidage en appui contre la collerette. According to a feature of the invention, a means of application and axial compression is put in place on the centering means in order to permanently maintain the guide template in abutment against the flange.

Selon une autre particularité, le gabarit de guidage est stabilisé en rotation par au moins un moyen de blocage constitué avantageusement par une mèche introduite dans un alésage percé dans une patte fixée audit gabarit de guidage. According to another particular feature, the guide template is stabilized in rotation by at least one locking means advantageously constituted by a drill bit introduced into a bore drilled in a lug fixed to said guide template.

L'invention concerne également un dispositif mettant en oeuvre ce procédé dont les caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, description qui fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle est réalisée. The invention also relates to a device implementing this method, the characteristics of which will emerge from the description which follows with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting examples, a description which will make it clear what the invention consists of and how it is realized.

La figure 1 représente une vue longitudinale en coupe partielle d'un moyen de centrage selon un mode de réalisation préféré de l'invention. FIG. 1 represents a longitudinal view in partial section of a centering means according to a preferred embodiment of the invention.

La figure 2 est une vue de face du moyen de centrage illustré à la figure 1, pourvu d'un palpeur, lors de l'étape de positionnement dudit moyen de centrage. Figure 2 is a front view of the centering means illustrated in Figure 1, provided with a probe, during the step of positioning said centering means.

La figure 3 représente une vue en coupe d'un moyen d'application et de mise en compression axiales. FIG. 3 represents a sectional view of an axial application and compression means.

La figure 4 est une vue de dessus d'un gabarit de guidage utilisé pour effectuer une coupe tibiale par fraisage selon le procédé objet de l'invention. Figure 4 is a top view of a guide template used to make a tibial cut by milling according to the method of the invention.

La figure 1 illustre un moyen de centrage 1, conforme à l'invention, qui peut être avantageusement une tige intramédullaire destinée à être introduite partiellement dans un tibia 40. Cette tige 1 comporte un moyen d'ancrage constitué selon un mode de réalisation préféré de l'invention par un filtage 3, réalisant ainsi un tire-fond stabilisé axialement dans une direction parallèle à l'axe de la tige 1. Celle-ci est également munie d'une collerette 2 d'appui destinée à recevoir dans un premier temps, la butée-support 31 d'un palpeur 30 lors de l'étape de positionnement de la tige 1 de centrage; puis dans un deuxième temps, le gabarit de guidage 20 conformément au procédé de coupe par fraisage, objet de l'invention. FIG. 1 illustrates a centering means 1, in accordance with the invention, which can advantageously be an intramedullary rod intended to be partially introduced into a tibia 40. This rod 1 comprises an anchoring means constituted according to a preferred embodiment of the invention by a thread 3, thus producing a lag screw stabilized axially in a direction parallel to the axis of the rod 1. The latter is also provided with a support flange 2 intended to receive initially , the support stop 31 of a probe 30 during the positioning step of the centering rod 1; then in a second step, the guide template 20 in accordance with the milling cutting process, object of the invention.

Ce procédé prévoit tout d'abord d'introduire partiellement la tige 1 intramédullaire de centrage dans l'os 40 tout en prenant soin de laisser un espace 35, par exemple de l'ordre du centimètre, entre la partie distale 43 de l'os la plus extrême et la collerette 2 d'appui. Un palpeur 30 est ensuite positionné sur la tige I contre la collerette 2, conformément à la figure 2. This process firstly provides for partially introducing the intramedullary centering rod 1 into the bone 40 while taking care to leave a space 35, for example of the order of a centimeter, between the distal part 43 of the bone the most extreme and the supporting flange 2. A feeler 30 is then positioned on the rod I against the flange 2, in accordance with FIG. 2.

Celui-ci est pourvu d'un vernier 33 coopérant avec un doigt 34 réglable. Le positionnement de la tige 1 est alors ajusté en hauteur par vissage ou dévissage jusqu'à ce que le doigt 34 vienne au contact de la cupule 42 repérée du plateau tibial 41. Le palpeur 30 est ensuite retiré. La tige 1 intramédullaire de centrage est ainsi positionnée précisément en fonction de la position prédéterminée du doigt 34 par rapport au vernier 33, qui ellemême correspond à la hauteur de coupe envisagée.The latter is provided with a vernier 33 cooperating with an adjustable finger 34. The positioning of the rod 1 is then adjusted in height by screwing or unscrewing until the finger 34 comes into contact with the cup 42 marked with the tibial plateau 41. The probe 30 is then removed. The centering intramedullary rod 1 is thus positioned precisely as a function of the predetermined position of the finger 34 relative to the vernier 33, which itself corresponds to the envisaged cutting height.

Un gabarit 20 de guidage, tel que représenté à la figure 4 est mis en place sur la tige 1 de centrage, contre la collerette 2 d'appui. A cet effet, le gabarit 20 comporte un alésage 21, destiné à recevoir ladite tige 1 qui est centré sur une portion centrale porteuse 22 dont les faces inférieure et supérieure sont respectivement en contact avec la collerette d'appui et avec un moyen 10 d'application et de mise en compression axiales. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 3, ledit moyen 10 d'application et de mise en compression axiales est constitué par une vis moletée dont le filetage 1 1 est apte à coopérer avec un filetage 4 présent sur la paroi interne d'un alésage borgne 5 situé à l'extrémité supérieure de la tige 1 intramédullaire de centrage, de manière à obtenir une stabilité parfaite du gabarit 20 de guidage dans le sens axial. A guide template 20, as shown in Figure 4 is placed on the rod 1 for centering, against the flange 2 of support. To this end, the template 20 includes a bore 21, intended to receive said rod 1 which is centered on a central supporting portion 22 whose lower and upper faces are respectively in contact with the support flange and with a means 10 of application and axial compression. As can be seen in Figure 3, said means 10 for applying and axial compression is constituted by a knurled screw whose thread 1 1 is able to cooperate with a thread 4 present on the inner wall of a blind bore 5 located at the upper end of the rod 1 for intramedullary centering, so as to obtain perfect stability of the guide template 20 in the axial direction.

Afin de le stabiliser également en rotation, le gabarit 20 comporte deux pattes 21a, 21b de fixation dirigées dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan principal du gabarit 20. Chaque patte 21a, 21b est pourvu d'un alésage respectivement 22a, 22b destiné au passage d'un mèche qui, une fois fixée dans l'os 40 permet de bloquer ledit gabarit 20 en rotation. In order to stabilize it also in rotation, the template 20 comprises two fixing lugs 21a, 21b directed in a direction substantially perpendicular to the main plane of the template 20. Each lug 21a, 21b is provided with a bore respectively 22a, 22b intended for the passage a wick which, once fixed in the bone 40 makes it possible to block said jig 20 in rotation.

La forme générale du gabarit 20 de guidage correspond sensiblement à celle du composant tibial qui sera implanté après la coupe du plateau tibial 41, effectuée selon le procédé objet de l'invention. Le gabarit 20 présente par ailleurs un alésage 25 destiné au passage d'une fraise à butée. Cet alésage 25, dont le diamètre est bien entendu inférieur à celui de la butée de ladite fraise, communique avec un évidement 23 dont les parois latérales 24 permettent un guidage précis de la fi-aise qui travaille en appui sur le gabarit 20. Le tracé de l'évidement 23 est tel qu'il permet un fraisage de la totalité du plateau tibial à l'exception de la partie située sous la collerette. The general shape of the guide template 20 corresponds substantially to that of the tibial component which will be implanted after the cutting of the tibial plate 41, carried out according to the process which is the subject of the invention. The template 20 also has a bore 25 for the passage of a cutter with a stop. This bore 25, the diameter of which is of course less than that of the stop of said cutter, communicates with a recess 23 whose side walls 24 allow precise guidance of the fi-ease which works in abutment on the template 20. The layout of the recess 23 is such that it allows milling of the entire tibial plateau with the exception of the part located under the collar.

Dans la pratique, le fi-ai sage peut s effectuer de deux manières différentes. On peut prévoir, par exemple, l'usage d'une seule fraise de diamètre unique combinée à un gabarit de guidage choisi parmi plusieurs, en fonction de la taille du composant tibial à implanter A l'inverse, on pourrait utiliser un gabarit unique avec plusieurs tailles de fi-aises. Si le résultat final est équivalent, il n'en est pas de même en matière de coût car des économies importantes peuvent être réalisées en n'utilisant qu'un seul gabarit. In practice, fi-ai sage can be done in two different ways. We can provide, for example, the use of a single cutter of single diameter combined with a guide template chosen from several, depending on the size of the tibial component to be implanted Conversely, we could use a single template with several sizes of fi-ease. If the end result is equivalent, it is not the same in terms of cost because significant savings can be achieved by using only one template.

Claims

1. Tibial cutting device for fitting a total knee prosthesis in bone surgery, characterized in that it comprises - a means (1) for centering to be positioned in a tibia (40) and provided with means ( 3) anchoring as well as a support flange (2), - a guide template (20) placed on the centering means (1), against the support flange (2), - a stop cutter working in abutment on the guide template (20) so as to mill the tibial plate (41).

2. Device according to claim 1, characterized in that the template (20) guide has a recess (23) whose side walls (24) allow the guidance of the fi-aise stop working in abutment on said template (20 ).

3. Device according to claim 2, characterized in that the layout of the recess (23) allows a fi-ease of the entire tibial plateau (41), except for the part located under the flange (2) .

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the template (20) for guiding comprises a bore (25) communicating with the recess (23) and intended for the passage of the cutter with stop.

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the template (20) for guiding is axially stabilized along the centering means (1), against the flange (2) of support, by a means (10) for axial application and compression.

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the template (20) guide is stabilized in rotation by at least one locking means.

7. Device according to claim 6, characterized in that said blocking means is constituted by a fixing lug (21a, 21b) provided with a bore (22a, 22b) allowing the passage and the fixing of a wick suitable for block said jig (20) in rotation.

8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the anchoring means (3) is constituted by an anchoring thread allowing, by screwing or unscrewing, an adjustment in height of the position of the means (1) centering partially introduced into the bone (40).

9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a feeler (30), placed on the means (1) for centering and against the flange (2), provided with a finger (34) intended to come into contact with a cup (42) of the bone (40).