FR2950524A1 - Implant cotyloidien - Google Patents

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Abstract

Cet implant cotyloïdien (2) comprenant une cupule (3) de forme sensiblement hémisphérique destinée à être fixée dans une cavité cotyloïdienne, la cupule (3) étant réalisée en matière plastique et comportant une partie polaire (4) et une partie équatoriale (5) délimitant une cavité (7) sensiblement hémisphérique dans laquelle est destinée à être articulée une tête fémorale prothétique. L'implant cotyloïdien (2) comporte en outre une bague métallique (9) ceinturant la partie équatoriale (5) de la cupule. Au moins une portion de la surface extérieure de la partie polaire (4) est revêtue d'un premier revêtement poreux (12) à base d'un métal ostéo-conducteur.

Description

La présente invention concerne un implant cotyloïdien. Le traitement des hanches arthrosiques ou le traitement des fractures du col du fémur peut être réalisé en utilisant divers implants prothétiques, notamment des implants cotyloïdiens.
Les chirurgiens disposent de différents types d'implants cotyloïdiens adaptés selon l'anatomie et la qualité osseuse du fémur ou de l'os iliaque du patient à traiter. Il existe notamment des implants cotyloïdiens dits « à fixation cimentée » et des implants cotyloïdiens dits « à fixation biologique » ou « à 10 fixation sans ciment ». Les implants cotyloïdiens « à fixation cimentée » comportent, de façon connue, une cupule hémisphérique monobloc destinée à être fixée dans une cavité cotyloïdienne et délimitant une cavité intérieure destinée à recevoir une tête fémorale prothétique. De préférence, la cupule est réalisée en 15 polyéthylène à très haut poids moléculaire. La fixation de la cupule d'un tel implant cotyloïdien dans la cavité cotyloïdienne est assurée par l'intermédiaire d'un ciment orthopédique, généralement à base de polyméthacrylate de méthyle. Un premier inconvénient d'un tel type d'implant cotyloïdien réside 20 dans le fait que le ciment orthopédique utilisé peut engendrer des réactions allergiques chez certains patients, notamment lors de la polymérisation de ce dernier qui provoque l'émission de vapeurs de méthacrylate de méthyle. Un deuxième inconvénient d'un tel type d'implant cotyloïdien réside dans le fait qu'il est nécessaire d'appliquer une couche uniforme de ciment afin 25 d'assurer une fixation satisfaisante de la cupule. Un troisième inconvénient d'un tel type d'implant cotyloïdien réside dans le fait les propriétés mécaniques du ciment peuvent être altérées dans le temps. Il en résulte que le ciment peut générer des particules d'usure susceptibles de migrer vers les surfaces articulaires. 30 Un quatrième inconvénient d'un tel type d'implant cotyloïdien réside en ce que le temps de polymérisation du ciment allonge le temps opératoire. Les implants cotyloïdiens « à fixation biologique » comportent, de façon connue, une cupule hémisphérique métallique destinée à être fixée par impaction dans une cavité cotyloïdienne et délimitant une cavité intérieure dans 35 laquelle est destiné à être monté un insert. Cet insert délimite lui-même une cavité hémisphérique dans laquelle est destinée être articulée une tête fémorale prothétique. De tels implants cotyloïdiens ne nécessitent pas l'utilisation d'un ciment orthopédique et n'engendrent de ce fait pas les inconvénients évoqués 5 ci-dessus. Selon le type d'implant utilisé, l'insert peut être réalisé en polyéthylène à très haut poids moléculaire, en céramique ou en alliage métallique tel qu'un alliage de chrome-cobalt. Ainsi, en fonction notamment de l'espérance de vie du patient et de ses antécédents médicaux, le chirurgien 10 peut sélectionner le type d'insert le mieux adapté au patient. Afin d'améliorer la fixation de la cupule dans la cavité cotyloïdienne, la surface extérieure de la cupule est généralement rugueuse et présente avantageusement un revêtement de phosphate de calcium. Un premier inconvénient d'un tel type d'implant cotyloïdien réside 15 d'une part en ce que la cupule métallique doit présenter une épaisseur minimale afin de supporter les forces de serrage subies par cette dernière lors de son impaction dans l'os iliaque, et d'autre part en ce que l'insert monté dans la cavité délimitée par la cupule doit également présenter une épaisseur minimale afin de supporter les forces subies par ce dernier du fait de 20 l'articulation de la tête fémorale prothétique dans celui-ci. Il en résulte qu'il n'est pas possible d'utiliser des têtes fémorales prothétiques de grand diamètre avec les implants cotyloïdiens « à fixation biologique » de l'art antérieur. Ainsi, les risques de luxation d'une prothèse de hanche équipée d'un tel implant cotyloïdien sont élevés. 25 Un deuxième inconvénient d'un tel type d'implant cotyloïdien réside dans le fait que son prix de revient est supérieur à celui des implants cotyloïdiens à fixation cimentée en raison de la nécessité d'usiner des surfaces de précision afin d'assurer une fixation satisfaisante de l'insert dans la cupule métallique. 30 La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à fournir un implant cotyloïdien à fixation biologique qui soit de structure simple et économique, tout en évitant les risques de luxation d'une prothèse de hanche équipée d'un tel implant cotyloïdien. 35 A cet effet, l'invention concerne un implant cotyloïdien comprenant une cupule de forme sensiblement hémisphérique destinée à être fixée dans une cavité cotyloïdienne, la cupule comportant une partie polaire et une partie équatoriale délimitant une cavité sensiblement hémisphérique dans laquelle est destinée à être articulée une tête fémorale prothétique, caractérisé en ce que l'implant cotyloïdien comporte en outre une bague métallique ceinturant la partie équatoriale de la cupule, en ce que la cupule est réalisée en matière plastique et en ce qu'au moins une portion de la surface extérieure de la partie polaire est revêtue d'un premier revêtement poreux à base d'un métal ostéoconducteur. Il convient de noter que la fixation primaire de l'implant cotyloïdien selon l'invention dans une cavité cotyloïdienne est réalisée par l'intermédiaire de la bague métallique et que la fixation secondaire de cet implant est réalisée par l'intermédiaire du premier revêtement à base d'un métal ostéo-conducteur. La présence de la bague métallique en partie équatoriale de la cupule en matière plastique permet d'assurer une résistance mécanique satisfaite à cette dernière, et notamment de s'opposer à une déformation plastique de la cupule lors de l'impaction de l'implant cotyloïdien dans une cavité cotyloïdienne non parfaitement hémisphérique. En outre, l'agencement de la bague métallique uniquement en partie équatoriale de la cupule en matière plastique permet l'obtention d'une cavité intérieure sensiblement hémisphérique de dimension importante, et donc l'utilisation d'une tête fémorale prothétique de plus grand diamètre. Il en résulte ainsi une diminution des risques de luxation d'une prothèse de hanche équipée d'un implant cotyloïdien selon l'invention. De plus, le fait que la cupule soit réalisée en matière plastique 25 permet de diminuer de manière importante les coûts de fabrication de la cupule, et donc de l'implant cotyloïdien. De préférence, la cupule est réalisée en polyéthylène réticulé ou non réticulé, en polyéthylène à très haut poids moléculaire (UHMWPE) réticulé ou non réticulé, en polycarbonate, ou en un polycarbonate uréthane. 30 Avantageusement, la bague est fixée sur la partie équatoriale par assemblage conique, ajustement serré, collage ou soudage. Préférentiellement, la surface extérieure de la partie polaire et/ou de la bague est rugueuse. De façon avantageuse, le premier revêtement recouvre 35 sensiblement la totalité de la surface extérieure de la partie polaire de la cupule.
De façon préférentielle, le premier revêtement recouvre en outre au moins une portion de la surface extérieure de la bague. Avantageusement, le premier revêtement recouvre la zone de jonction entre la bague et la partie polaire de la cupule de manière à assurer une continuité entre les surfaces extérieures de la partie polaire et de la bague. Préférentiellement, le premier revêtement présente une épaisseur comprise entre environ 0,2 et 0,8 mm, et de préférence égale à 0,5 mm. De préférence, le premier revêtement présente une porosité d'environ 30%. Avantageusement, le premier revêtement présente une porosité dont la taille des pores est comprise entre 200 et 400 microns. Selon une caractéristique de l'invention, le premier revêtement est un revêtement de titane pur ou d'un alliage de titane, tel que le titane TA6V ou TA6Nb. Préférentiellement, le premier revêtement est revêtu d'un deuxième revêtement favorisant la repousse osseuse, le deuxième revêtement étant de préférence un revêtement de phosphate de calcium, tel que l'hydroxyapatite et le phosphate tricalcique. Le deuxième revêtement présente de préférence une épaisseur d'environ 60 microns. Le fait que la cupule soit revêtue d'un revêtement de phosphate de calcium permet d'accélérer la fixation biologique de la cupule et de créer rapidement un barrage à la migration d'éventuelles particules d'usure de la cupule. De façon avantageuse, la surface extérieure de la partie polaire de la cupule présente une rugosité de surface Ra de l'ordre de 10 microns, et la surface extérieure de la bague présente une rugosité de surface Ra de l'ordre de 20 microns. Préférentiellement, la bague comprend sur sa surface extérieure destinée à être tournée vers l'os iliaque des moyens d'ancrage osseux, tels que des aspérités d'ancrage. Avantageusement, la bague est réalisée dans un métal ostéo- conducteur, tel que du titane ou un alliage de titane. L'utilisation d'un tel métal pour réaliser la bague permet une fixation biologique de cette dernière dans l'os iliaque. De façon avantageuse, la bague est réalisée dans le même métal ostéo-conducteur que le premier revêtement.
De façon préférentielle, la bague présente une hauteur sensiblement égale au cinquième du diamètre de la cavité cotyloïdienne dans laquelle est destinée à être fixée la cupule. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet implant cotyloïdien. L'unique figure est une vue en coupe d'un implant cotyloïdien selon l'invention. L'unique figure représente un implant cotyloïdien 2 comprenant une cupule 3 de forme sensiblement hémisphérique destinée à être fixée dans une cavité cotyloïdienne. La cupule 3 est réalisée en matière plastique. De préférence, la cupule 3 est réalisée en polyéthylène réticulé ou non réticulé, en polyéthylène à très haut poids moléculaire (UHMWPE) réticulé ou non réticulé, en polycarbonate, en un polycarbonate uréthane, ou en toute autre matière plastique adaptée pour constituée une surface de frottement d'une prothèse de hanche. La cupule 3 présente une partie polaire 4 sensiblement hémisphérique prolongée d'une partie équatoriale 5 délimitée par un surface extérieure sensiblement cylindrique. La surface extérieure de la partie polaire 4 de la cupule 3 présente avantageusement une rugosité de surface Ra de l'ordre de 10 microns. La cupule 3 comprend, au niveau de l'extrémité libre de la partie équatoriale 5, un rebord 6 s'étendant vers l'extérieur. Le rebord 6 s'étend avantageusement sensiblement sur toute la périphérie de la partie équatoriale 5. La partie polaire 4 et la partie équatoriale 5 de la cupule 3 délimitent une cavité intérieure 7 sensiblement hémisphérique dans laquelle est destinée à être articulée une tête fémorale prothétique. Avantageusement, la cavité intérieure 7 est prolongée en direction de l'ouverture de la cupule 3 par une portion tronconique 8 divergente. L'implant cotyloïdien 2 comprend en outre une bague métallique 9 ceinturant la partie équatoriale 5 de la cupule 3. La bague 9 est agencée pour prendre appui contre le rebord 6 de la partie équatoriale 5. La bague 9 présente avantageusement une hauteur sensiblement égale à celle de la partie équatoriale 5.
Pour améliorer la fixation de la cupule 3 dans la cavité cotyloïdienne, la bague 9 comprend sur sa surface extérieure tournée vers l'os iliaque des aspérités d'ancrage formées par deux crans circulaires 11. L'implant cotyloïdien 2 comprend avantageusement des moyens de mise en prise d'un outil d'impaction ménagés sur la partie équatoriale 5 de la cupule 3. Les moyens de mise en prise comportent de préférence deux trous diamétralement opposés ménagés dans la partie équatoriale 5 et débouchant au niveau de l'extrémité libre de cette dernière. La surface extérieure de la bague 9 présente avantageusement 10 une rugosité de surface Ra de l'ordre de 20 microns. La partie polaire 4 de la cupule 3 et la zone de jonction entre la partie polaire 4 et la bague 9 sont recouvertes d'un premier revêtement poreux 12 comprenant du titane et d'un second revêtement de phosphate de calcium, tel que de l'hydroxyapatite, disposé sur le premier revêtement.
15 Le premier revêtement 12 présente une épaisseur comprise entre environ 0,2 et 0,8 mm, et de préférence égale à 0,5 mm, et une porosité d'environ 30% avec des pores de taille comprise entre 200 et 400 microns. Le premier revêtement 12 est avantageusement un revêtement de titane pur ou d'un alliage de titane, tel que le titane TA6V ou TA6Nb.
20 Le deuxième revêtement présente de préférence une épaisseur d'environ 60 microns. Avantageusement, le rayon de l'implant cotyloïdien 2 augmente progressivement du pôle de la partie polaire 4 en direction de la bague 9, l'augmentation de rayon étant d'environ un quarantième du rayon.
25 Le procédé de fabrication de l'implant cotyloïdien va maintenant être décrit. Le procédé de fabrication de l'implant cotyloïdien 2 selon l'invention comprend les étapes suivantes consistant à : - prévoir une cupule 3 et une bague 9, 30 - fixer la bague 9 sur la partie équatoriale 5 de la cupule 3, - réaliser un traitement de surface des surfaces extérieures de la cupule 3 et de la bague 9 de manière à obtenir une rugosité de surface de l'ordre de 20 microns sur la bague 9 et de l'ordre de 10 microns sur la partie polaire 4 de la cupule 3, - revêtir les surfaces extérieures de la bague 9 et de la partie polaire 4 de la cupule d'un premier revêtement poreux 12 par projection plasma à froid de billes de titane ou d'alliage de titane, - laver l'implant cotyloïdien 2 dans un bain aqueux agité par des 5 ultrasons - revêtir le premier revêtement d'un deuxième revêtement d'hydroxyapatite, - stériliser l'implant cotyloïdien 2 par traitement aux rayons gamma ou bêta ou par traitement à l'oxyde d'éthylène.
10 L'étape de traitement de surface est de préférence réalisée par sablage, corindonnage, microbillage à l'aide de billes de verre, cryosablage ou par usinage. L'étape de revêtement par projection plasma consiste avantageusement à déposer une première couche de particules de titane ou 15 d'alliage de titane présentant un diamètre compris entre 100 et 300 microns, et une deuxième couche de particules de titane ou d'alliage de titane présentant un diamètre de l'ordre de 50 microns. La première couche est de préférence déposée avec une énergie inférieure à celle de la deuxième couche. De préférence, durant l'étape de projection plasma à froid, une 20 projection continue d'air refroidi aux environs de 0°C est dirigée dans la cavité intérieure délimitée par la cupule. Les différentes étapes de fabrication de l'implant sont réalisées de préférence sous atmosphère de gaz neutre, avantageusement l'azote, afin d'éviter l'oxydation du matériau constituant la cupule.
25 Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet implant cotyloïdien, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. Cet ainsi notamment que le premier revêtement pourrait être un revêtement de tantale, de tungstène ou d'un alliage de tantale ou de tungstène. 30

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Implant cotyloïdien (2) comprenant une cupule (3) de forme sensiblement hémisphérique destinée à être fixée dans une cavité cotyloïdienne, la cupule (3) comportant une partie polaire (4) et une partie équatoriale (5) délimitant une cavité (7) sensiblement hémisphérique dans laquelle est destinée à être articulée une tête fémorale prothétique, caractérisé en ce que l'implant cotyloïdien (2) comporte en outre une bague métallique (9) ceinturant la partie équatoriale (5) de la cupule, en ce que la cupule (3) est réalisée en matière plastique et en ce qu'au moins une portion de la surface extérieure de la partie polaire (4) est revêtue d'un premier revêtement poreux (12) à base d'un métal ostéo-conducteur.
  2. 2. Implant cotyloïdien selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier revêtement (12) recouvre en outre au moins une portion de la surface extérieure de la bague (9).
  3. 3. Implant cotyloïdien selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en 20 ce que le premier revêtement (12) présente une épaisseur comprise entre environ 0,2 et 0,8 mm, et de préférence égale à 0,5 mm.
  4. 4. Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier revêtement (12) présente une porosité dont la 25 taille des pores est comprise entre 200 et 400 microns.
  5. 5. Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier revêtement (12) est un revêtement de titane pur ou d'un alliage de titane, tel que le titane TA6V ou TA6Nb. 30
  6. 6. Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier revêtement (12) est revêtu d'un deuxième revêtement favorisant la repousse osseuse, le deuxième revêtement étant de préférence un revêtement de phosphate de calcium, tel que l'hydroxyapatite et 35 le phosphate tricalcique.
  7. 7. Implant cotyloïdien selon la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième revêtement présente une épaisseur d'environ 60 microns.
  8. 8. Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 7, 5 caractérisé en ce que la surface extérieure de la partie polaire (4) de la cupule (3) présente une rugosité de surface Ra de l'ordre de 10 microns.
  9. 9. Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la surface extérieure de la bague (9) présente une 10 rugosité de surface Ra de l'ordre de 20 microns.
  10. 10. Implant cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la bague (9) comprend sur sa surface extérieure destinée à être tournée vers l'os iliaque des moyens d'ancrage osseux (11).
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