FR2913591A1 - Posterior stabilized type complete knee prosthesis, has femoral condyles of femoral implant and glenoid surfaces corresponding to intermediate plateau are such that medial lobe engages in round cavity during flexion movement of joint - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une prothèse totale du genou. Une prothèseThe present invention relates to a total knee prosthesis. A prosthesis
du genou comprend, comme cela est bien connu, un implant fémoral reproduisant les condyles fémoraux et un implant tibial reproduisant le plateau du tibia, qui comprend des surfaces glénoïdes de réception de ces condyles. Cet implant tibial peut comprendre une embase destinée à être fixée au tibia et un plateau en matériau favorisant le glissement, notamment en polyéthylène à haute densité, monté sur cette embase. Une prothèse de genou dite "postéro-stabilisée" comprend un bossage arrondi aménagé sur l'implant fémoral, entre les deux condyles, et une éminence médiane io aménagée sur l'implant tibial. Au cours du mouvement de flexion de l'articulation, le bossage vient rencontrer l'éminence, ce qui permet d'éliminer le risque de luxation postérieure du tibia par rapport au fémur. La demande de brevet internationale N PCT/FR03/00466 illustre une telle prothèse totale du genou "postéro-stabilisée". 15 Les prothèses de genou "postéro-stabilisées" existantes ont pour inconvénient important de ne pas éliminer tout risque de luxation antérieure du tibia par rapport au fémur, cette luxation étant rendue possible par le fait que, lors de la mise en place d'une telle prothèse, il est nécessaire d'opérer une ablation non seulement du ligament croisé postérieur mais également du ligament croisé antérieur. 20 La présente invention vise à remédier à cet inconvénient essentiel. La prothèse qu'elle concerne comprend, de manière connue en soi, - un implant fémoral formant deux condyles qui reproduisent les condyles fémoraux et un bossage arrondi aménagé entre ces condyles ; et - un implant tibial comprenant un plateau formant des surfaces glénoïdes de 25 réception des condyles de l'implant fémoral, et qui comprend une éminence médiane faisant saillie de ce plateau, ledit bossage étant destiné à venir, au cours du mouvement de flexion de l'articulation, rencontrer ladite éminence de manière à empêcher la luxation du tibia par rapport au fémur. Selon l'invention, 30 - ladite éminence présente un retour supérieur, dirigé du côté postérieur du plateau, et le plateau présente une saillie médiane postérieure ; cette éminence, ce retour et cette saillie forment une cavité arrondie délimitée par une surface arrondie continue, s'étendant depuis la zone antérieure de ladite saillie jusqu'à l'extrémité postérieure dudit retour, sur un arc de l'ordre de 180 degrés ; - ledit bossage présente une forme arrondie congruente à celle de ladite cavité, c'est-à-dire telle que ce bossage peut être reçu étroitement dans cette cavité et peut pivoter dans celle-ci ; et - les condyles de l'implant fémoral et les surfaces glénoïdes correspondantes du plateau sont tels que ledit bossage s'engage dans ladite cavité au cours du mouvement de flexion de l'articulation selon une direction globalement perpendiculaire à la ligne s'étendant de la zone antérieure de ladite saillie à l'extrémité postérieure dudit retour. io Ledit retour et ladite saillie délimitent ainsi, avec l'éminence, une cavité arrondie s'étendant sur environ 180 degrés, dont la perpendiculaire à la ligne s'étendant entre la zone antérieure de ladite saillie et l'extrémité postérieure dudit retour est oblique par rapport au plan général du plateau tibial. Le bossage présente une forme congruente à celle de la cavité et, grâce aux formes respectives des 15 condyles et des surfaces glénoïdes correspondantes, s'engage étroitement dans cette cavité, selon ladite direction oblique, au cours du mouvement de flexion de l'articulation. Du fait que ladite cavité est relativement refermée, du fait des formes congruente du bossage et de cette cavité, et du fait des formes des condyles de l'implant fémoral et les surfaces glénoïdes correspondantes du plateau, une 20 rétention du bossage dans la cavité est réalisée au cours de la suite du mouvement de flexion de l'articulation, selon une direction sensiblement parallèle au plan général du plateau tibial, et également selon une direction sensiblement perpendiculaire à ce plan, le bossage étant, selon l'une ou l'autre de ces directions, retenu dans la cavité par ses appuis respectifs contre la zone antérieure de ladite 25 saillie et contre l'extrémité postérieure dudit retour. La prothèse selon l'invention assure ainsi non seulement une "postérostabilisation", c'est-à-dire une stabilisation à l'égard d'une luxation postérieure du tibia par rapport au fémur, mais également une stabilisation à l'égard d'une luxation antérieure du tibia par rapport au fémur. Cette prothèse assure également une 30 stabilisation à l'égard du risque de luxation selon la direction proximo-distale, c'est-à-dire dans la direction selon laquelle l'implant fémoral et l'implant distal se rapprochent ou s'éloignent l'un de l'autre ; lorsque les condyles de l'implant fémoral sont aménagés de manière à se trouver à proximité immédiate des parois délimitant latéralement ladite éminence, la prothèse selon l'invention assure en outre une 35 stabilisation à l'égard du risque de luxation selon la direction médio-latérale. The knee comprises, as is well known, a femoral implant reproducing the femoral condyles and a tibial implant reproducing the tibia plateau, which comprises glenoid surfaces for receiving these condyles. This tibial implant may comprise a base intended to be fixed to the tibia and a plateau of material promoting sliding, especially high density polyethylene, mounted on this base. A so-called "postero-stabilized" knee prosthesis comprises a rounded boss arranged on the femoral implant, between the two condyles, and a median eminence io fitted on the tibial implant. During the bending movement of the joint, the boss meets the eminence, which eliminates the risk of posterior dislocation of the tibia compared to the femur. International Patent Application N PCT / FR03 / 00466 illustrates such a total "postero-stabilized" knee prosthesis. Existing "postero-stabilized" knee prostheses have the important disadvantage of not eliminating any risk of anterior dislocation of the tibia with respect to the femur, this dislocation being made possible by the fact that, when setting up a such a prosthesis, it is necessary to ablate not only the posterior cruciate ligament but also the anterior cruciate ligament. The present invention aims to overcome this essential disadvantage. The prosthesis it concerns comprises, in a manner known per se, - a femoral implant forming two condyles which reproduce the femoral condyles and a rounded boss arranged between these condyles; and a tibial implant comprising a plate forming glenoid surfaces for receiving the condyles of the femoral implant, and which comprises a median eminence protruding from this plate, said boss being intended to come during the bending movement of the femoral implant. articulation, meet said eminence so as to prevent dislocation of the tibia relative to the femur. According to the invention, said eminence has an upper return, directed to the posterior side of the plate, and the plate has a posterior median projection; this eminence, this return and this projection form a rounded cavity delimited by a continuous rounded surface, extending from the anterior zone of said projection to the rear end of said return, on an arc of the order of 180 degrees; said boss has a rounded shape congruent with that of said cavity, that is to say such that this boss can be tightly received in this cavity and can pivot in it; and the condyles of the femoral implant and the corresponding glenoid surfaces of the plate are such that said boss engages in said cavity during the bending movement of the joint in a direction generally perpendicular to the line extending from the anterior zone of said projection at the posterior end of said return. Said return and said projection thus delimit, with the eminence, a rounded cavity extending over approximately 180 degrees, the perpendicular to the line extending between the anterior zone of said projection and the posterior end of said return is oblique. compared to the general plane of the tibial plateau. The boss has a shape congruent with that of the cavity and, due to the respective shapes of the condyles and corresponding glenoid surfaces, engages tightly in this cavity, in the said oblique direction, during the bending movement of the joint. Because said cavity is relatively closed, due to the congruent shapes of the boss and this cavity, and because of the shapes of the femoral implant condyles and the corresponding glenoid surfaces of the tray, a retention of the boss in the cavity is during the course of the bending movement of the joint, in a direction substantially parallel to the general plane of the tibial plateau, and also in a direction substantially perpendicular to this plane, the boss being, according to one or the other of these directions, retained in the cavity by its respective supports against the anterior zone of said projection and against the rear end of said return. The prosthesis according to the invention thus ensures not only a "posterostabilization", that is to say a stabilization with respect to a posterior dislocation of the tibia with respect to the femur, but also a stabilization with respect to anterior dislocation of the tibia relative to the femur. This prosthesis also provides stabilization with respect to the risk of dislocation in the proximal-distal direction, i.e. in the direction in which the femoral implant and the distal implant are moving toward or away from each other. one of the other; when the condyles of the femoral implant are arranged so as to be in the immediate vicinity of the walls laterally delimiting said eminence, the prosthesis according to the invention also ensures stabilization with regard to the risk of dislocation in the medial direction. lateral.
De préférence, les condyles de l'implant fémoral, les surfaces glénoïdes correspondantes et le bossage sont conformés de telle sorte que le bossage s'engage dans ladite cavité à un degré de flexion, depuis la position d'extension, de l'ordre de 60 . Preferably, the condyles of the femoral implant, the corresponding glenoid surfaces and the boss are shaped such that the boss engages in said cavity at a degree of flexion, from the extended position, of the order of 60.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite saillie forme une arête supérieure transversale, délimitant une face antérieure formant ladite zone antérieure de la saillie, et une face postérieure inclinée. L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé représentant, à io titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de la prothèse totale du genou qu'elle concerne. La figure 1 est une vue antérieure de l'implant fémoral et d'un plateau intermédiaire faisant partie de l'implant tibial, que comprend cette prothèse ; la figure 2 est une vue sagittale de ces mêmes éléments ; 15 la figure 3 est une vue antérieure de ces mêmes éléments, l'implant fémoral étant au contact du plateau intermédiaire ; les figures 4 à 7 sont des vues sagittales de ces mêmes éléments, en coupe médiane antéro-postérieure, respectivement en position d'extension, et selon des angles de flexion de 60 degrés, 90 degrés et 125 degrés, et 20 .les figures 4A à 7A sont des vues correspondant respectivement aux figures 4 à 7, avec indication des rayons R1 et R2 générant respectivement une cavité circulaire que comprend le plateau tibial et les zones médianes-postérieures des condyles que forme l'implant fémoral. Les figures 1 à 3 représentent un implant fémoral 1 et le plateau 25 intermédiaire 2 d'une prothèse totale du genou. Cette prothèse comprend en outre une embase tibiale (non représentée), destinée à être ancrée sur l'extrémité supérieure du tibia et à recevoir le plateau intermédiaire 2 ; cette embase tibiale est bien connue en elle-même et n'a pas besoin d'être particulièrement décrite ; elle peut être du type que celle décrite dans la demande de brevet internationale 30 N PCT/FR03/00466. L'implant fémoral 1 présente une forme recourbée propre à envelopper l'extrémité distale du fémur. Il présente des faces extérieures arrondies et des facettes internes 5 destinées à prendre appui contre l'os, après résection adéquate de ce dernier. Pour son ancrage au fémur, il reçoit une tige médullaire (non représentée), emmanchée sur un plot 6 solidaire de l'élément 1. L'implant fémoral 1 forme de condyles latéraux 7 ayant, vus dans le plan sagittal, une forme spiroïdale correspondant sensiblement à celle des condyles naturels, c'est-à-dire avec une réduction progressive de leurs rayons en direction des secteurs postérieurs. Ainsi, la zone médiane ou antéro-médiane de ces condyles 7, qui est portante entre 0 et environ 50 de flexion présente, vue dans le plan sagittal, une forme substantiellement courbe d'un premier rayon tandis que le secteur postérieur des condyles 7 s'inscrit substantiellement dans un cercle d'un io deuxième rayon nettement inférieur audit premier rayon. Dans le plan frontal, ces condyles 7 présentent une forme courbe convexe. Sur la partie antérieure de l'implant fémoral 1, les condyles 7 délimitent entre eux une cavité allongée reproduisant substantiellement la trochlée anatomique. Au niveau de sa zone médiane, l'implant fémoral 1 comprend une cage médiane 8, 1s allongée dans la direction antéro-postérieure, qui délimite une cavité ouverte vers le bas. Cette cavité est propre à recevoir une éminence 13 du plateau intermédiaire 2, décrite plus loin. Sur sa partie postérieure, comme cela est visible sur les figures 4 à 7, l'implant fémoral 1 comprend un bossage médian 9 substantiellement circulaire, ayant un 20 même centre que le cercle dans lequel s'inscrivent les secteurs postérieurs des condyles 7. Le plateau intermédiaire 2 est en matériau favorisant le glissement, notamment en polyéthylène à haute densité. Il présente une face inférieure 10 destinée à prendre appui contre une plaque supérieure que forme l'embase tibiale, 25 et des cavités glénoïdes 11 destinées à recevoir les condyles 7 de l'implant fémoral 1. Ces cavités glénoïdes 11 ont une courbure qui correspond à celle des zones antérieures des condyles 7, avec lesquelles elles sont par conséquent congruentes en deçà d'un angle de flexion de 60 . Dans le plan frontal, elles ont une courbure qui correspond à celle des condyles 7 dans ce même plan. According to another characteristic of the invention, said projection forms a transverse upper edge delimiting an anterior face forming said anterior zone of the projection, and an inclined posterior face. The invention will be well understood, and other features and advantages thereof will become apparent with reference to the accompanying schematic drawing showing, by way of non-limiting example, a preferred embodiment of the total knee prosthesis that it relates to. Figure 1 is an anterior view of the femoral implant and an intermediate plate forming part of the tibial implant, that includes this prosthesis; Figure 2 is a sagittal view of these same elements; FIG. 3 is an anterior view of these same elements, the femoral implant being in contact with the intermediate plate; FIGS. 4 to 7 are sagittal views of these same elements, in anteroposterior median section, respectively in extended position, and at bending angles of 60 degrees, 90 degrees and 125 degrees, and FIGS. 4A. 7A are views respectively corresponding to FIGS. 4 to 7, with an indication of the radii R1 and R2 respectively generating a circular cavity that includes the tibial plateau and the median-posterior regions of the condyles that form the femoral implant. Figures 1 to 3 show a femoral implant 1 and the intermediate plate 2 of a total knee prosthesis. This prosthesis further comprises a tibial base (not shown), intended to be anchored on the upper end of the tibia and to receive the intermediate plate 2; this tibial base is well known in itself and does not need to be particularly described; it may be of the type described in International Patent Application No. PCT / FR03 / 00466. The femoral implant 1 has a curved shape adapted to envelop the distal end of the femur. It has rounded outer faces and internal facets 5 intended to bear against the bone, after adequate resection of the latter. For its anchoring to the femur, it receives a medullary stem (not shown), fitted on a stud 6 integral with the element 1. The femoral implant 1 forms lateral condyles 7 having, seen in the sagittal plane, a corresponding spiroidal shape substantially to that of the natural condyles, that is to say with a progressive reduction of their radii in the direction of the posterior sectors. Thus, the median or anteromedian zone of these condyles 7, which is bearing between 0 and about 50 of flexion present, seen in the sagittal plane, a substantially curved shape of a first radius while the posterior sector of the condyles 7 s inscribed substantially in a circle of a second radius substantially smaller than said first radius. In the frontal plane, these condyles 7 have a convex curved shape. On the anterior part of the femoral implant 1, the condyles 7 delimit between them an elongated cavity substantially reproducing the anatomical trochlea. At its mid-zone, the femoral implant 1 comprises an anterior-posteriorly elongated medial cage 8, 1s, which delimits a cavity open towards the bottom. This cavity is adapted to receive an eminence 13 of the intermediate plate 2, described below. On its posterior part, as can be seen in FIGS. 4 to 7, the femoral implant 1 comprises a substantially circular medial boss 9 having the same center as the circle in which the posterior sectors of the condyles 7 are inscribed. intermediate plate 2 is made of a material promoting sliding, in particular of high density polyethylene. It has a lower face 10 intended to bear against an upper plate formed by the tibial base, 25 and glenoid cavities 11 intended to receive the condyles 7 of the femoral implant 1. These glenoid cavities 11 have a curvature corresponding to that of the anterior zones of the condyles 7, with which they are therefore congruent within a flexion angle of 60. In the frontal plane, they have a curvature corresponding to that of the condyles 7 in this same plane.
30 Le plateau 2 comprend un pion 12 faisant saillie de sa face inférieure 10. Ce pion 12 est destiné à être reçu de rnanière ajustée dans une cavité que forme l'embase tibiale, le plateau 2 étant ainsi monté de manière pivotante par rapport à cette embase. Comme cela apparaît plus particulièrement sur les figures 1 et 2, le plateau 2 comprend une éminence médiane antérieure 13 et une saillie médiane postérieure 14, formant corps avec lui. L'éminence 13 présente un retour supérieur 15, dirigé du côté postérieur du plateau 2. Elle a par ailleurs une largeur légèrement inférieure à la distance séparant les parois internes des condyles 7, de sorte que, lorsqu'elle est engagée dans l'espace délimité par la cage 8, les parois qui la délimitent latéralement viennent à proximité immédiate de ces parois internes, ainsi que cela est visible sur la figure 3. La saillie 14 forme une arête transversale délimitant un pan incliné postérieur et une face antérieure. L'éminence 13, le retour 15 et la saillie 14 forment une cavité io arrondie 16 délimitée par une surface 17 s'étendant depuis l'arête de la saillie 14 jusqu'à l'extrémité postérieure du retour 15, de manière continue, sur un arc de 180 degrés. Comme cela apparaît sur la figure 2, la perpendiculaire P à la ligne L s'étendant entre l'arrête de la saillie 14 et l'extrémité postérieure du retour 15 est oblique par rapport au plan général PG du plateau intermédiaire 2.The plate 2 comprises a pin 12 projecting from its lower face 10. This pin 12 is intended to be received in a fitting manner in a cavity formed by the tibial base, the plate 2 being thus pivotally mounted with respect to this base. As appears more particularly in Figures 1 and 2, the plate 2 comprises a median anterior eminence 13 and a posterior median projection 14, forming a body with it. The eminence 13 has an upper return 15, directed on the posterior side of the plate 2. It also has a slightly smaller width than the distance separating the inner walls of the condyles 7, so that when engaged in space delimited by the cage 8, the walls which delimit laterally come close to these inner walls, as is visible in Figure 3. The projection 14 forms a transverse edge delimiting a posterior inclined and an anterior face. The eminence 13, the return 15 and the projection 14 form a rounded cavity 16 delimited by a surface 17 extending from the edge of the projection 14 to the rear end of the return 15, continuously, on a 180 degree arc. As it appears in FIG. 2, the perpendicular P to the line L extending between the edge of the projection 14 and the posterior end of the return 15 is oblique with respect to the general plane PG of the intermediate plate 2.
15 Les figures montrent que le bossage 9 présente une forme arrondie congruente à celle de la cavité 16, c'est-à-dire telle que ce bossage 9 peut être reçu étroitement dans cette cavité 16, et que les condyles 7 et les surfaces glénoïdes 11 sont tels que ce bossage 9 s'engage dans la cavité 16 au cours du mouvement de flexion de l'articulation, à partir d'un angle de 60 degrés, selon une direction 20 globalement perpendiculaire à la ligne L s'étendant de la zone antérieure de ladite saillie (14) à l'extrémité postérieure dudit retour (15). Le bossage 9 est donc à distance de ladite éminence 13 en position d'extension de la prothèse (cf. figure 4) ; il se rapproche de cette éminence 13 au cours du mouvement de flexion, et, à partir d'un angle de flexion de 60 (cf. figure 5), 25 vient s'engager dans la cavité 16. Ce bossage 9 pivote dans cette cavité 16 sur l'ensemble de la course subséquente de flexion (cf. figures 6 et 7) et permet de guider le mouvement de l'implant fémoral 1 par rapport à l'implant tibial le long de cette course. La réception étroite du bossage 9 dans la cavité 16, le fait que cette cavité soit 30 relativement refermée du fait du retour 15 et de la saillie 14, et la combinaison des formes courbes des condyles de l'implant fémoral et les surfaces glénoïdes correspondantes du plateau, permet une certaine rétention du bossage 9 dans la cavité 16 au cours de ladite course du mouvement de flexion, selon une direction sensiblement parallèle au plan général PG du plateau intermédiaire 2 et également 35 selon une direction perpendiculaire à ce plan. Le bossage 9 est en effet, selon ces directions, retenu dans la cavité 16 par ses appuis respectifs contre la zone antérieure de la saillie 14 et contre l'extrémité postérieure du retour 15. Les figures 4A à 7A montrent le rayon R1 générant la cavité 17 et le rayon R2 générant les zones médianes-postérieures des condyles 7. Le centre de génération du rayon R2 est situé sensiblement au niveau de l'angle que forme le fond de la cage 8 avec la face antérieure du bossage 9. Ainsi qu'il apparaît de ce qui précède, l'invention fournit une prothèse totale de genou présentant, par rapport aux prothèses homologues de la technique antérieure, l'avantage déterminant d'assurer non seulement une lo "postéro-stabilisation", c'est-à-dire une stabilisation à l'égard d'une luxation postérieure du tibia par rapport au fémur, mais également une stabilisation à l'égard d'une luxation antérieure du tibia par rapport au fémur, une stabilisation à l'égard du risque de luxation selon la direction proximo-distale, c'est-à-dire dans la direction selon laquelle l'implant fémoral et l'implant distal se rapprochent ou s'éloignent l'un 15 de l'autre, et, compte tenu de la proximité immédiate des parois délimitant latéralement l'éminence 13 avec les parois internes des condyles 7, une stabilisation à l'égard du risque de luxation selon la direction médio-latérale. L'invention a été décrite ci-dessus en référence à un mode de réalisation donné à titre d'exemple ; il va de soi qu'elle n'est pas limitée à ce mode de 20 réalisation mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation couvertes par les revendications annexées.The figures show that the boss 9 has a rounded shape congruent with that of the cavity 16, that is to say such that this boss 9 can be tightly received in this cavity 16, and that the condyles 7 and the glenoid surfaces 11 are such that this boss 9 engages in the cavity 16 during the bending movement of the joint, starting at an angle of 60 degrees, in a direction generally perpendicular to the line L extending from the anterior region of said projection (14) at the posterior end of said return (15). The boss 9 is therefore remote from said eminence 13 in the extended position of the prosthesis (see FIG. it approaches this eminence 13 during the bending movement, and, from a bending angle of 60 (Figure 5), 25 engages in the cavity 16. This boss 9 pivots in this cavity 16 over the entire subsequent bending stroke (see Figures 6 and 7) and guides the movement of the femoral implant 1 relative to the tibial implant along this stroke. The narrow reception of the boss 9 in the cavity 16, the fact that this cavity is relatively closed because of the return 15 and the projection 14, and the combination of the curved forms of the condyles of the femoral implant and the corresponding glenoid surfaces of the plateau, allows a certain retention of the boss 9 in the cavity 16 during said stroke of the bending movement, in a direction substantially parallel to the general plane PG of the intermediate plate 2 and also in a direction perpendicular to this plane. The boss 9 is indeed, in these directions, retained in the cavity 16 by its respective supports against the anterior zone of the projection 14 and against the posterior end of the return 15. FIGS. 4A to 7A show the radius R1 generating the cavity 17 and the radius R2 generating the median-posterior areas of the condyles 7. The generating center of the radius R2 is located substantially at the angle formed by the bottom of the cage 8 with the front face of the boss 9. As well as From the foregoing, it is apparent that the invention provides a total knee prosthesis having, in comparison with homologous prostheses of the prior art, the decisive advantage of ensuring not only a "postero-stabilization" lo, i.e. stabilization with respect to posterior dislocation of the tibia relative to the femur, but also stabilization with respect to anterior dislocation of the tibia with respect to the femur, stabilization with respect to the risk of dislocation tion in the direction in which the femoral implant and the distal implant are moving toward or away from each other, and in view of the immediate proximity of the walls laterally defining the eminence 13 with the inner walls of the condyles 7, a stabilization with respect to the risk of dislocation in the mediolateral direction. The invention has been described above with reference to an embodiment given by way of example; it goes without saying that it is not limited to this embodiment but that it encompasses all the embodiments covered by the appended claims.
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