FR2846225A1

FR2846225A1 - Prosthetic component for hip articulation comprises acetabular cup and hemispherical insert making ball joint surface for femur head, axial guide rod in top of insert forming centering piece

Info

Publication number: FR2846225A1
Application number: FR0213318A
Authority: FR
Inventors: Daniel Blanquaert
Original assignee: Les Laboratories Osteal Medical
Current assignee: Ceraver SA
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-04-30

Abstract

The hip articulation component comprises an acetabular cup (1) able to be fixed in the hip bone and a hemispherical insert (2) which is inserted in the cup to make a ball joint surface for the femur head. The insert comprises on its external surface in the axis of the top of its interior hemispherical surface an axial guide rod (4), a part of which forms a centering piece. The insert has an appendix (3) at its top to supply a fixing for the centering piece. The rod is made in a biodegradable material and the acetabular cup is formed with a polar hole to allow passage of the guide rod.

Description

L'invention se rapporte à la prothèse de la hanche.The invention relates to hip prosthesis.

On sait qu'une prothèse complète de la hanche (l'articulation du fémur avec l'os iliaque) comporte deux composants, un composant immobile appelé cotyle fixé dans l'os iliaque définissant un logement, et une tête fémorale mobile 5 fixée sur une tige implantée dans le fémur. L'invention concerne le composant cotylodien fixé dans l'os iliaque. Ce composant quand il n'est pas cimenté, est généralement formé de deux éléments: un cotyle logé dans une cavité formée dans l'os iliaque, adapté à assurer une bonne fixation dans l'os, et un insert, que l'on place dans le cotyle, après que celui-ci ait été fixé dans ladite cavité. Cet 10 insert a pour but de fournir une surface sphérique lisse permettant la réalisation d'une rotule mobile avec le minimum de frottement et d'usure, en y engageant It is known that a complete hip prosthesis (the joint of the femur with the iliac bone) comprises two components, an immobile component called the acetabulum fixed in the iliac bone defining a housing, and a movable femoral head 5 fixed on a stem implanted in the femur. The invention relates to the acetabular component fixed in the iliac bone. This component when it is not cemented, is generally formed of two elements: a acetabulum housed in a cavity formed in the iliac bone, adapted to ensure good fixation in the bone, and an insert, which is placed in the cup, after it has been fixed in said cavity. The purpose of this insert is to provide a smooth spherical surface allowing the creation of a movable ball joint with the minimum of friction and wear, by engaging it

une tête fémorale.a femoral head.

Les matières constitutives de l'insert et de la tête de fémur sont choisies pour obtenir un bon coefficient de frottement et une faible usure. On utilise assez 15 fréquemment de l'alumine frittée. On a un bon couple et un bon coefficient de frottement alumine sur alumine. Le cotyle peut être en métal, par exemple un alliage de titane (Ti A16 V4). On obtient ainsi une pièce dont l'extérieur est adapté à la fixation sans ciment à l'os iliaque et dont l'intérieur présente une surface The constituent materials of the insert and of the femur head are chosen to obtain a good coefficient of friction and low wear. Sintered alumina is used quite frequently. We have a good torque and a good coefficient of friction alumina on alumina. The acetabulum can be made of metal, for example a titanium alloy (Ti A16 V4). A part is thus obtained, the exterior of which is suitable for cementless attachment to the iliac bone and the interior of which has a surface.

adaptée à la mobilité de la tête fémorale prothétique. adapted to the mobility of the prosthetic femoral head.

L'invention concerne plus particulièrement l'insert. The invention relates more particularly to the insert.

Du fait de la fonction de rotule de l'articulation de la hanche, le cotyle et l'insert ont le plus souvent une forme générale hémisphérique. En tout cas, la surface intérieure de l'insert est hémisphérique. Au cours de l'opération de mise en place de la prothèse, on place d'abord le cotyle et on y place ensuite l'insert 25 manuellement. Du fait des formes hémisphériques de ces éléments, et surtout de la surface intérieure de l'insert, qui est la seule surface que l'on peut observer pendant l'opération, il n'est pas facile d'engager l'insert à son orientation exacte et il peut se produire que l'insert ne soit pas placé correctement et comme il doit se fixer par emmanchement conique pour rester fixement à sa place, il est assez 30 difficile de le ramener à la position correcte qu'il doit occuper. Ceci complique Due to the function of the kneecap of the hip joint, the acetabulum and the insert most often have a general hemispherical shape. In any case, the interior surface of the insert is hemispherical. During the prosthesis fitting operation, the acetabulum is first placed and the insert 25 is then placed there manually. Due to the hemispherical shapes of these elements, and especially the inner surface of the insert, which is the only surface that can be observed during the operation, it is not easy to engage the insert at its exact orientation and it may happen that the insert is not placed correctly and since it must be fixed by conical fitting in order to remain fixedly in its place, it is quite difficult to bring it back to the correct position which it must occupy. This complicates

l'opération chirurgicale et peut avoir des conséquences très graves. surgery and can have very serious consequences.

On a cherché à guider la mise en place de l'insert en réalisant un trou polaire dans le cotyle métallique, et en formant intégralement sur l'insert un téton de centrage placé dans l'axe du sommet de la surface intérieure hémisphérique de celui-ci. Il s'agit alors d'introduire le téton de l'insert dans la cavité du cotyle pour que l'insert soit placé correctement. Mais si l'idée, simple au demeurant, paraît faciliter la tache, la mise en place d'un tel insert reste difficile et n'est pas aussi simple qu'on pouvait l'espérer. La hauteur du téton est limitée par la profondeur de la cavité du cotyle, qui ne peut dépasser l'épaisseur de celui-ci, et elle est trop courte pour faciliter 10 efficacement le guidage lors de la mise en place de l'insert. En effet, l'introduction de l'insert se fait très souvent à l'aveugle compte tenu des voies d'abord qu'on exige les plus faibles possibles, ceci afin de minimiser les lésions musculaires. Le chirurgien dans ces conditions ne peut pas bien voir, ou détecter par tâtonnements l'emplacement exact du téton par rapport à la cavité dans 15 laquelle il faut le loger et il subsiste bien des difficultés. Il faut encore remarquer que l'insert étant dans ce cas en alumine frittée, ou en un matériau analogue, on ne peut, avec ce genre de matériaux, réaliser que des formes assez ramassées, et une excroissance de guidage, par définition longue par rapport à son épaisseur We tried to guide the insertion of the insert by making a polar hole in the metallic cup, and by forming a centering pin entirely on the insert, placed in the axis of the apex of the hemispherical inner surface of the latter. this. It is then a question of introducing the nipple of the insert into the socket of the acetabulum so that the insert is placed correctly. But if the idea, simple moreover, seems to facilitate the task, the implementation of such an insert remains difficult and is not as simple as one might hope. The height of the nipple is limited by the depth of the acetabulum cavity, which cannot exceed the thickness of the latter, and it is too short to effectively facilitate guiding during the positioning of the insert. Indeed, the insertion of the insert is very often done blindly taking into account the approaches that are required as low as possible, this in order to minimize muscle damage. The surgeon under these conditions cannot see well, or groply detect the exact location of the nipple relative to the cavity in which it is to be housed, and many difficulties remain. It should also be noted that the insert being in this case in sintered alumina, or in a similar material, it is not possible, with this kind of material, to produce only fairly gathered shapes, and a protuberance of guide, by definition long relative to to its thickness

serait fragile, conduirait à des ruptures en cours d'exécution d'une opération. would be fragile, would lead to ruptures during the execution of an operation.

Pour obtenir un résultat satisfaisant, la présente invention a pour objet un composant iliaque d'articulation de la hanche, comprenant un cotyle à loger dans une cavité formée dans l'os iliaque, et un insert de forme intérieure hémisphérique à placer dans le cotyle pour réaliser une surface de rotule pour la tête de fémur, caractérisé en ce que l'insert comporte dans l'axe du sommet de la 25 surface intérieure hémisphérique une tige axiale de guidage dont au moins une partie 4 formant un centreur rapporté est réalisée en un matériau biodégradable, le cotyle métallique étant réalisé avec un trou polaire pour le passage de ladite To obtain a satisfactory result, the present invention relates to an iliac hip joint component, comprising a acetabulum to be housed in a cavity formed in the iliac bone, and an insert of hemispherical interior shape to be placed in the acetabulum. producing a ball joint surface for the femur head, characterized in that the insert comprises, in the axis of the apex of the hemispherical inner surface, an axial guide rod of which at least part 4 forming an added centralizer is produced in a biodegradable material, the metal cup being made with a pole hole for the passage of said

tige de guidage.guide rod.

Le cotyle peut avoir toute forme ayant une surface extérieure adaptée à se 30 loger dans une cavité creusée par le chirurgien dans l'os iliaque. La surface intérieure du cotyle et la surface extérieure de l'insert doivent être choisies pour s'adapter l'une dans l'autre, avec de préférence possibilité de blocage ou de coincement. La surface intérieure de l'insert est obligatoirement sphérique, pour The acetabulum can have any shape having an outer surface adapted to be housed in a cavity dug by the surgeon in the iliac bone. The inner surface of the acetabulum and the outer surface of the insert must be chosen to fit into each other, preferably with the possibility of blocking or jamming. The interior surface of the insert must be spherical, to

permettre la réalisation d'une articulation à rotule. allow the realization of a ball joint.

Assez généralement, l'insert a une forme hémisphérique, avec une surface intérieure hémisphérique et une surface extérieure au moins partiellement hémisphérique concentrique à la surface intérieure, et le cotyle a une surface intérieure adaptée à recevoir l'insert, donc généralement aussi hémisphérique, et une surface extérieure adaptée à être logée dans une cavité creusée dans l'os 10 iliaque. Cette surface peut aussi avoir une forme hémisphérique ou conique, Quite generally, the insert has a hemispherical shape, with an inner hemispherical surface and an outer surface at least partially hemispherical concentric with the inner surface, and the acetabulum has an inner surface adapted to receive the insert, therefore generally also hemispherical, and an outer surface adapted to be housed in a cavity dug in the iliac bone. This surface can also have a hemispherical or conical shape,

cylindrique, ou une combinaison de ces surfaces. cylindrical, or a combination of these surfaces.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours Other characteristics and advantages of the invention will become apparent during

de la description suivante en regard du dessin ci-joint d'un exemple de réalisation de l'invention, donné à titre non limitatif, et qui fera bien voir comment 15 l'invention peut être réalisée. of the following description with reference to the attached drawing of an exemplary embodiment of the invention, given without limitation, and which will make it clear how the invention can be implemented.

La figure unique du dessin est une vue en coupe par un plan axial du The single figure of the drawing is a sectional view through an axial plane of the

composant prothétique selon l'invention, à l'état assemblé. prosthetic component according to the invention, in the assembled state.

Le composant est constitué de deux éléments: un cotyle 1 généralement réalisé en alliage de titane (Ti A16 V4), matière adaptée à se fixer sans ciment à 20 l'os iliaque pour former un assemblage rigide. La surface extérieure est conformée de façon appropriée, pour assurer la liaison avec l'os, dans une cavité creusée à la forme choisie. La surface intérieure est formée pour recevoir un deuxième élément 2, dit insert fournissant en fait essentiellement une surface de liaison par rotule avec la tête fémorale prothétique. La surface extérieure de 25 l'insert est adaptée à se coincer dans le cotyle. Elle peut comporter une partie The component consists of two elements: a cup 1 generally made of titanium alloy (Ti A16 V4), a material suitable for fixing without cement to the iliac bone to form a rigid assembly. The external surface is suitably shaped, to ensure the connection with the bone, in a cavity dug to the chosen shape. The internal surface is formed to receive a second element 2, said insert, which in fact essentially provides a ball joint connection surface with the prosthetic femoral head. The outer surface of the insert is adapted to wedge in the acetabulum. It can include a part

sphérique 2a et une partie conique 2b. spherical 2a and a conical part 2b.

Une partie délicate de mise en place de la prothèse, au cours d'une A delicate part of fitting the prosthesis, during a

opération chirurgicale lourde, est la mise en place de l'insert 2 dans le cotyle 1, après que celui-ci ait été mis en place dans la cavité préparée par le chirurgien 30 dans l'os iliaque. heavy surgical operation, is the placement of the insert 2 in the acetabulum 1, after the latter has been placed in the cavity prepared by the surgeon 30 in the iliac bone.

Pour faciliter ce placement, on a essayé jusqu'ici de former l'insert avec un téton, de dimension voisine de l'appendice 3 qui est représenté, tandis que le cotyle était formé avec une cavité ou un trou polaire 5 destiné(e) à recevoir ce téton. Comme on l'a expliqué plus haut, cette conformation n'a pas apporté une 5 sécurité suffisante de mise en place correcte. Un accroissement de la longueur du téton n'était pas envisageable. D'abord, les inserts sont le plus souvent réalisés par frittage, avec des matières comme l'alumine, et les éléments de faible épaisseur, comme une tige de guidage sont fragiles et peuvent casser facilement, ensuite la profondeur disponible ne permet pas de recevoir une tige d'une 10 longueur suffisante pour permettre un bon guidage, et la présence d'un élément To facilitate this placement, attempts have hitherto been made to form the insert with a nipple, of dimension similar to appendix 3 which is shown, while the acetabulum was formed with a cavity or a pole hole 5 intended to receive this nipple. As explained above, this conformation did not provide sufficient security for correct placement. An increase in the length of the nipple was not conceivable. First, the inserts are most often made by sintering, with materials such as alumina, and thin elements, such as a guide rod are fragile and can break easily, then the available depth does not allow to receive a rod of sufficient length to allow good guidance, and the presence of an element

de tige dans l'os est un inconvénient. of rod in bone is a drawback.

Conformément à l'invention, on rapporte sur l'insert un prolongateur ou In accordance with the invention, an extension or

centreur 4 en une matière biodégradable. centering device 4 made of a biodegradable material.

Ce centreur traverse complètement le cotyle 1, celui-ci doit alors être 15 formé avec un trou polaire 5 traversant complètement le cotyle, et de dimension This centering device completely crosses the acetabulum 1, this must then be formed with a pole hole 5 completely passing through the acetabulum, and of dimension

suffisante pour le passage du centreur. Lors de l'opération chirurgicale, le chirurgien peut prévoir de creuser dans l'os iliaque une cavité dans l'axe de cette ouverture, pour recevoir l'extrémité du centreur. A titre d'exemple, le centreur peut être en substitut osseux, soit à base de phosphate ou de sulfate de calcium 20 ou en polymère biodégradable. sufficient for the passage of the centering device. During the surgical operation, the surgeon may plan to dig into the iliac bone a cavity in the axis of this opening, to receive the end of the centering device. By way of example, the centralizer can be a bone substitute, either based on calcium phosphate or sulphate or in biodegradable polymer.

Sur la figure, le centreur 4 a été emmanché sur un appendice 3 de forme adaptée à recevoir un centreur, c'est à dire dans cet exemple un cylindre qui peut avoir une hauteur de 4 mm et un diamètre de même grandeur. Cet appendice constitue un moyen de fixation simple et avantageux du centreur. Il peut être 25 fixé par coincement, ou être collé, vissé ou fixé de toute autre manière. On peut utiliser avantageusement une colle biodégradable, ou un ciment phosphocalcique ou à base de sulfate de calcium. Le centreur peut aussi être réalisé par surmoulage, avec des copolymères lactique-glycolique par exemple, qui sont biodégradables. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le centreur peut être friable. On peut donc en l'enfonçant, l'écraser contre la paroi de l'os, en In the figure, the centering device 4 has been fitted onto an appendage 3 of a shape adapted to receive a centering device, that is to say in this example a cylinder which may have a height of 4 mm and a diameter of the same size. This appendage constitutes a simple and advantageous means of fixing the centering device. It can be fixed by wedging, or be glued, screwed or fixed in any other way. It is advantageous to use a biodegradable adhesive, or a phosphocalcic cement or based on calcium sulphate. The centering device can also be produced by overmolding, with lactic-glycolic copolymers for example, which are biodegradable. In an advantageous embodiment of the invention, the centralizer can be friable. So by pushing it in, you can crush it against the wall of the bone,

arrière du cotyle. La biodégradation ne s'en produit que mieux après. On obtient un résultat appréciable suffisant avec un centreur s'étendant jusqu'à une distance de 10 à 15 mm de la paroi extérieure de l'insert. Ceci n'est pas réalisable avec un insert fritté. back of the acetabulum. Biodegradation only occurs better afterwards. Sufficient appreciable results are obtained with a centering device extending to a distance of 10 to 15 mm from the outer wall of the insert. This is not possible with a sintered insert.

Claims

claims

1.- Iliac hip joint component comprising a metallic acetabular cup (1) implantable in the iliac bone, and an insert (2) of hemispherical interior shape, insertable into the acetabular surface to form a patella surface 5 for the head prosthetic femoral characterized in that the insert

comprises on its outer surface in the axis of the apex of its hemispherical inner surface, an axial guide rod of which at least one part (4) is attached and forms a centralizer, and is made of a biodegradable material and the acetabulum is formed with a pole hole to allow the passage of said guide rod.

2. Component according to claim 1, wherein said centralizer is

consisting of a brittle material.

3.- Component according to claim 1 or 2, wherein the insert is

formed with an appendage (3) at its top, to provide a means for fixing the centering device (4).

* * *