FR2970170A1 - Tige femorale pour prothese de hanche et ensemble chirurgical - Google Patents

Abstract

Cette tige fémorale (1) pour prothèse de hanche, destinée à être introduite dans le canal médullaire d'un fémur, comprend une partie diaphysaire (5) raccordée à un col (3) qui s'étend le long d'un axe longitudinal (X3-X'3) incliné par rapport à un axe longitudinal (X5-X'5 ) de la partie diaphysaire (5). Le col (3) comprend deux encoches (4, 6), situées de part et d'autre d'un plan médian longitudinal (P1) de la tige fémorale (1) qui passe par les axes (X3-X'3, X5-X'5) du col (3) et de la partie diaphysaire (5). Chacune des encoches (4, 6) comprend à la fois une surface plane (42) de guidage en rotation et une surface incurvée (44) d'appui pour l'impaction.

Description

TIGE FEMORALE POUR PROTHESE DE HANCHE ET ENSEMBLE CHIRURGICAL

La présente invention concerne une tige fémorale pour prothèse de hanche, ainsi qu'un ensemble chirurgical comprenant une telle tige fémorale et un outil de pose. De façon classique, une prothèse de hanche comporte une tige fémorale, qui comprend une partie diaphysaire, destinée à être introduite dans le canal médullaire d'un fémur. La partie diaphysaire est prolongée par un col qui s'étend obliquement par rapport à la partie diaphysaire. Le col est terminé par une tête hémisphérique qui est propre à coopérer avec un cotyle de l'os du bassin ou avec un cotyle prothétique, par exemple en matière plastique ou céramique, qui remplace le cotyle de l'os du bassin. Lors de la pose d'une telle prothèse de hanche, le chirurgien insère la partie diaphysaire de la tige fémorale à l'intérieur du canal médullaire du fémur. Le document FR-A-2 660 855 décrit une tige fémorale pour prothèse de hanche.

Le col de cette tige fémorale comprend une unique cavité supérieure, dont le fond est hémisphérique, creusée dans le prolongement de l'axe longitudinal de la tige, et destinée à être impactée par un outil de pose pour insérer la tige dans le canal médullaire du fémur. Le col de la tige comprend également deux zones planes situées de part et d'autre de la cavité. Ces zones planes sont destinées à coopérer avec des surfaces planes de l'outil de pose pour orienter correctement la tige fémorale dans le canal médullaire du fémur, lors de la pose de la prothèse. Cependant, pour fabriquer une telle tige fémorale, au moins trois usinages sont nécessaires afin de réaliser la cavité hémisphérique et les deux zones planes, ce qui rend la fabrication longue et coûteuse. De plus, la présence d'une seule cavité hémisphérique pour l'impaction de la tige fémorale ne permet pas une stabilité optimale de la tige lors de l'impaction. L'outil de pose conforme au document FR-A-2 660 855 comprend une pièce principale, avec laquelle doit être assemblée une pièce amovible afin de constituer l'outil de pose complet. Ainsi, un tel outil de pose est de conception relativement complexe, ce qui n'est pas satisfaisant. Cet outil de pose est pourvu de trois bras d'extrémité, un bras central pour l'impaction de la tige fémorale, et deux bras latéraux pour le guidage en rotation de la tige fémorale. Cette architecture n'est pas satisfaisante car elle est relativement complexe. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une tige fémorale pour prothèse de hanche de géométrie simplifiée, de fabrication rapide et dont la pose, au moyen d'un outil de pose conforme à l'invention, est aisée.

A cet effet, l'invention a pour objet une tige fémorale pour prothèse de hanche, destinée à être introduite dans le canal médullaire d'un fémur, la tige fémorale comprenant une partie diaphysaire raccordée à un col qui s'étend le long d'un axe longitudinal incliné par rapport à un axe longitudinal de la partie diaphysaire, le col comprenant deux encoches, situées de part et d'autre d'un plan médian longitudinal de la tige fémorale qui passe par les axes de la partie diaphysaire et du col. Chacune des encoches comprend à la fois une surface plane de guidage en rotation et une surface incurvée d'appui pour l'impaction. Grâce à l'invention, la tige comporte seulement deux encoches qui permettent à la fois l'impaction et le guidage en rotation de la tige, ce qui rend la fabrication de la tige fémorale rapide et peu coûteuse. De plus, la présence de deux surfaces incurvées permet d'impacter la tige efficacement et de manière stable. Par ailleurs, les surfaces planes permettent de guider en rotation la tige fémorale, pour orienter convenablement le col par rapport au fémur.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de l'invention, une telle tige fémorale peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : Les encoches sont symétriques, l'une par rapport à l'autre, par rapport au plan. La surface incurvée de chaque encoche est raccordée à la surface plane de cette encoche. - Le côté convexe de la surface incurvée de chaque encoche est tourné en direction de la partie diaphysaire. - La surface incurvée de chaque encoche comprend une partie en forme de portion de cylindre centrée sur un axe géométrique sensiblement perpendiculaire au plan.

La base des cylindres est circulaire. Les surfaces planes des encoches sont sensiblement parallèles au plan. La surface plane et la surface incurvée de chaque encoche sont distinctes et successives suivant une direction perpendiculaire au plan. L'invention a également pour objet un ensemble chirurgical comprenant une telle tige fémorale ainsi qu'un outil de pose pourvu d'une fourche qui comprend deux bras, chaque bras comprenant à la fois une surface plane de guidage en rotation et une surface arrondie d'impaction, qui sont conçues pour que, lorsque l'outil de pose est mis en place sur la tige fémorale, les surfaces planes des bras soient en contact avec les surfaces planes des encoches, et les surfaces arrondies des bras soient en contact avec les surfaces incurvées des encoches.

Grâce à l'invention, l'outil de pose est de géométrie simple, puisqu'il ne comporte que deux bras qui permettent à la fois l'impaction et le guidage en rotation de la tige fémorale. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de l'invention, un tel ensemble chirurgical peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : Il comprend une prothèse de hanche et un outil de pose La fourche de l'outil de pose est en une seule pièce. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'une tige fémorale et d'un outil de pose conformes à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une tige fémorale conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue de dessus de la tige fémorale de la figure 1 ; la figure 3 est une vue latérale de la tige fémorale de la figure 1 ; la figure 4 est une coupe, à plus grande échelle, selon la ligne III-III à la figure 2 ; la figure 5 est une vue en perspective d'un outil de pose mis en place sur la tige fémorale de la figure 1 ; et - la figure 6 est une coupe analogue à la figure 3 du détail V à la figure 4. Les figures 1 à 4 illustrent une tige fémorale 1 qui comprend, de façon connue en soi, une partie diaphysaire 5 d'axe longitudinal X5-X'5, destinée à être logée et retenue dans le canal médullaire d'un fémur non représenté.

Dans la suite de la description, les éléments qualifiés de supérieurs sont situés vers le haut lorsque la tige fémorale 1 est implantée dans le fémur d'un patient en position debout. Une partie métaphysaire 52 de la partie diaphysaire 5 se prolonge vers le haut par un col 3, d'axe longitudinal X3-X'3, incliné d'environ 130° par rapport à l'axe X5-X'5. La section du col 3 diminue en s'éloignant de la partie diaphysaire 5. Le col 3 comprend une face supérieure 30 et est pourvu d'une portion tronconique 32, de type cône morse et d'axe X3-X'3, qui est reliée à l'extrémité de petite section du col 3. Une tête fémorale hémisphérique, non représentée, est destinée à être assemblée à la portion tronconique 32. La tête fémorale est destinée à coopérer, de façon connue en soi, avec un cotyle de l'os du bassin ou avec un cotyle prothétique qui remplace le cotyle de l'os du bassin.

La tige fémorale 1, la tête fémorale et le cas échéant le cotyle prothétique constituent ensemble une prothèse de hanche. La tige fémorale 1 est symétrique par rapport à un plan médian longitudinal P1, parallèle au plan de la figure 3, qui passe par les axes X3-X'3 et X5-X'5.

La face supérieure 30 du col 3 est creusée vers le bas de deux encoches 4 et 6 dont la forme évoque celle d'un quartier de sphère. Les encoches 4 et 6 sont situées de part et d'autre du plan P1 et sont symétriques, l'une par rapport à l'autre, par rapport au plan P1. A la figure 1, la seconde encoche 6 n'est visible que partiellement, et à la figure 3 la seconde encoche 6 est cachée derrière le col 3.

La première encoche 4 comprend une surface plane 42 parallèle au plan P1, en forme de demi lune, qui est délimitée par un bord rectiligne, à peu près perpendiculaire à l'axe X5-X'5, et par un bord arrondi, dont le côté convexe est tourné vers la partie diaphysaire 5. La surface plane 42 est pleine, autrement dit elle ne comporte pas de trous ou de renfoncements. La première encoche 4 comprend également une surface incurvée 44, dont le côté concave est tourné vers le haut, c'est-à-dire vers l'intérieur de la première encoche 4 et dont le côté convexe est tourné vers le bas, autrement dit vers la partie diaphysaire 5. La surface incurvée 44 est reliée au bord arrondi de la surface plane 42 et a la géométrie d'une portion de cylindre à base circulaire centrée sur un axe géométrique Al perpendiculaire au plan P1, représenté à la figure 4.

L'encoche 4 comprend, en outre, une surface plane 46 qui prolonge la surface incurvée 44 du côté de la portion tronconique 32. La surface plane 46 est tangente à la surface incurvée 44, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de cassure au niveau de la jonction entre ces surfaces. La surface plane 46 est facultative. De manière analogue, la seconde encoche 6 comprend une surface plane 62 pleine parallèle au plan P1, en forme de demi lune, qui est délimitée par un bord rectiligne, à peu près perpendiculaire à l'axe X5-X'5, et par un bord arrondi, dont le côté convexe est tourné vers la partie diaphysaire 5. La seconde encoche 6 comprend également une surface incurvée 64, dont le côté concave est tourné vers le haut et dont le côté convexe est tourné vers le bas. La surface incurvée 64 est reliée au bord arrondi de la surface plane 62 et a la géométrie d'une portion de cylindre à base circulaire centré sur l'axe géométrique Al de la première encoche 4. La surface incurvée 64 est prolongé du côté de la portion tronconique 62 par une portion plane 66 facultative, tangente à la surface plane 62, analogue à la portion plane 46 de la première encoche 46. Lorsqu'on observe la tige fémorale 1 par le haut, comme bien visible à la figure 3, les surfaces incurvées 44 et 64 sont visibles car les encoches 4 et 6 débouchent sur la face supérieure 30 du col 3.

Par ailleurs, lorsqu'on parcourt l'axe Al à partir du plan P1, en direction d'une des encoches 4 et 6, on rencontre d'abord la surface plane 42 ou 62 de cette encoche, puis la surface incurvée 44 ou 64 de cette encoche. En d'autres termes, la surface plane 42 ou 62 et la surface incurvée 44 ou 64 de chaque encoche 4 et 6 sont distinctes et successives suivant la direction de l'axe A1. Comme le montrent les figures 2 et 4, on note D1 une distance entre les surfaces planes 42 et 62 des encoches 4 et 6, mesurée perpendiculairement au plan P1. Cette distance D1 correspond en quelque sorte à l'épaisseur de matière du col 3, qui sépare les surfaces planes 42 et 62 suivant une direction perpendiculaire au plan P1.

Les figures 5 et 6 montrent un outil de pose ou impacteur 10, destiné à être utilisé pour l'insertion de la tige fémorale 1 dans le canal médullaire d'un fémur. L'impacteur 10 comprend un manche rectiligne 12, représenté partiellement, d'axe longitudinal X10-X'10. Une première extrémité 122 du manche 12 est pourvue d'une poignée 14 terminée par une surface de percussion 142 perpendiculaire à l'axe X10-X'10.

L'autre extrémité 124 du manche 12 est équipée d'une fourche 16 qui comprend deux bras 17 et 19 parallèles. On note P10 un plan médian longitudinal de l'impacteur 10, qui passe par l'axe X10-X'10, entre les bras 17 et 19. Comme le montre la figure 6, chaque bras 17 et 19 comprend une surface plane 172 ou 192. Les surfaces planes 172 et 192 se font face l'une à l'autre, de part et d'autre du plan P10, en étant parallèles au plan P10. On note D10 une distance entre les surfaces planes 172 et 192, mesurée perpendiculairement au plan P10. Les extrémités libres des bras 17 et 19, c'est-à-dire les extrémités situées à l'opposé du manche 12, sont chacune en forme d'un demi-cylindre à base circulaire centré sur un axe géométrique A10 commun, perpendiculaire aux surfaces planes 172 et 192. Le diamètre de ces demi-cylindres est égal au diamètre des surfaces incurvées 44 et 64 des encoches 4 et 6. Ainsi, l'extrémité libre du premier bras 17 est terminée par une surface arrondie 174 semi-cylindrique, et l'extrémité libre du second bras 19 est terminée par une surface arrondie 194 semi-cylindrique. Lors de la pose de la tige fémorale 1, il convient d'insérer la partie diaphysaire 5 de la tige fémorale dans le canal médullaire d'un fémur dont l'épiphyse proximale est réséquée. Dans le but de positionner convenablement la tige fémorale 1 dans le canal médullaire du fémur, on utilise l'impacteur 10, à la fois pour enfoncer suffisamment la tige fémorale 1 dans le canal médullaire, et pour orienter le col 3 par rapport au fémur. La distance D10 est légèrement supérieure à la distance D1, c'est-à-dire que l'écart entre les distances D1 et D10 est constitué par un jeu fonctionnel. Ceci permet de positionner les bras 17 et 19 de l'impacteur 10 dans les encoches 4 et 6 de la tige fémorale 1. Les figures 5 et 6 représentent les bras 17 et 19 en appui dans les encoches 4 et 6. Dans cette configuration, les axes Al et A10 sont confondus et compte tenu de la symétrie de la tige fémorale 1 et de l'impacteur 10 par rapport aux plans P1 et P10, les plans P1 et P10 sont également confondus. De plus, les surfaces planes 172 et 192 des bras 17 et 19 sont en contact avec les surfaces planes 42 et 62 des encoches 4 et 6, au jeu fonctionnel près. Par ailleurs, compte tenu de la complémentarité de formes des surfaces arrondies 174 et 194 des bras 17 et 19 et des surfaces incurvées 44 et 64 des encoches 4 et 6, les surfaces arrondies 174 et 194 sont en contact avec les surfaces incurvées 44 et 64. La géométrie des encoches 4 et 6 et des bras 17 et 19 permet de mettre en place et de retirer librement l'impacteur 10 des encoches 4 et 6, c'est-à-dire qu'il est possible, d'une part, de positionner les bras 17 et 19 dans les encoches 4 et 6, et, d'autre part, de séparer l'impacteur 10 de la tige fémorale 1, sans avoir besoin d'effectuer aucune opération supplémentaire de montage ou de démontage de l'impacteur 10. De ce fait et de manière avantageuse, la fourche 16 de l'impacteur 10 est en une seule pièce. Les surfaces planes 46 et 66 des encoches 4 et 6 permettent de faciliter la mise en place des bras 17 et 19 de l'impacteur 10 dans les encoches 4 et 6.

Lorsque l'impacteur 10 est en place dans les encoches 4 et 6, il est possible de faire pivoter l'impacteur 10 dans les encoches 4 et 6, par rapport à la tige fémorale 1, tout en conservant le contact entre les surfaces arrondies 174 et 194 des bras 17 et 19 et les surfaces incurvées 44 et 64 des encoches 4 et 6. Ce mouvement de pivotement, représenté par la double flèche F10 à la figure 5, s'effectue dans le plan P10, en étant centré sur les axes géométriques Al et A10, et permet d'envisager différentes approches chirurgicales pour la pose de la tige fémorale 1. Pour enfoncer la tige fémorale 1 dans le canal médullaire, la poignée 14 de l'impacteur est percutée, au niveau de la surface de percussion 142, par exemple à l'aide d'un marteau, selon la flèche F1 à la figure 5. L'effort de l'impact est transmis aux surfaces incurvées 44 et 64 des encoches 4 et 6 par l'intermédiaire des surfaces arrondies 174 et 194 de la fourche 16, selon l'axe X10-X'10 de l'impacteur 10, comme le montrent les flèches F2. La résultante de cet effort d'impact est orientée sensiblement selon l'axe X5-X'5 de la partie diaphysaire 5, qui coïncide sensiblement avec l'axe longitudinal du canal médullaire. Les surfaces incurvées 44 et 64 des encoches 4 et 6 ainsi que les surfaces arrondies 174 et 194 des bras 17 et 19 constituent ainsi des surfaces d'impaction.

Les encoches 4 et 6 étant réparties de part et d'autre du plan P1, la stabilité de la tige fémorale 1 lors de l'impaction est optimisée. Pour orienter angulairement autour de l'axe X5-X'5 la tige fémorale 1 par rapport au fémur, afin de positionner convenablement le col 3, on entraîne l'impacteur 10 dans un large mouvement de rotation autour de l'axe X5-X'5, tout en conservant le contact entre les surfaces arrondies 174 et 194 et les surface incurvées 44 et 64. Ce mouvement, représenté par la double flèche F3 à la figure 5, permet de faire tourner la tige fémorale 1 autour de l'axe X5-X'5, dans le canal médullaire. Le couple de rotation fourni par l'impacteur 10 est transmis par les surfaces planes 172 et 192 des bras 17 et 19 à la tige fémorale 1, par l'intermédiaire des surfaces planes 42 et 62 des encoches 4 et 6. Les surfaces planes 172 et 192 des bras 17 et 19 ainsi que les surfaces planes 42 et 62 des encoches 4 et 6 constituent ainsi des surfaces de guidage en rotation. La forme globale de la partie diaphysaire 5 de la tige fémorale 1, ainsi que celle du col 3 est donnée uniquement à titre d'exemple. D'autres géométries peuvent être envisagées pour la tige fémorale 1. La liaison entre le col 3 et la tête fémorale peut être réalisée autrement que par la portion tronconique 32. Par exemple, la tête peut être vissée au col 3. En variante, la tête fémorale et la tige fémorale 1 peuvent être d'une seule pièce. La forme globale de l'impacteur 10 est donnée uniquement à titre d'exemple.

D'autres géométries peuvent être envisagées, notamment pour le manche 12 et la poignée 14. En variante, la base des cylindres des surfaces incurvées 44 et 64 des encoches 4 et 6 peut ne pas être une portion de cercle, mais par exemple une portion d'ellipse ou de parabole. Dans ce cas, la géométrie des surfaces arrondies 174 et 194 des bras 17 et 19 peut être choisie identique à celle des surfaces incurvées 44 et 64 des encoches 4 et 6, de manière à assurer le contact entre les surfaces arrondies 174 et 194 des bras 17 et 19 et les surfaces incurvées 44 et 64 des encoches 4 et 6, lorsque l'impacteur 10 est mis en place sur la tige fémorale 1. En alternative, la géométrie des surfaces incurvées 44 et 64 peut différer de celle des surfaces arrondies 174 et 194. Par exemple, pour des surfaces arrondies 174 et 194 cylindriques à section circulaire, les surfaces incurvées 44 et 64 peuvent être elliptiques ou paraboliques. En variante, le côté convexe des surfaces incurvées 44 et 64 des encoches 4 et 6 peut être tourné à l'opposé de la partie diaphysaire 5. Dans ce cas, le côté concave des surfaces arrondies 174 et 194 des bras 17 et 19 est tourné à l'opposé du manche 12.

En variante, l'impacteur 10 peut être composé de plusieurs pièces assemblées entre elles.

En outre, les variantes décrites ci-dessus peuvent être combinées entre elles.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1.- Tige fémorale (1) pour prothèse de hanche, destinée à être introduite dans le canal médullaire d'un fémur, la tige fémorale (1) comprenant une partie diaphysaire (5) raccordée à un col (3) qui s'étend le long d'un axe longitudinal (X3-X'3) incliné par rapport à un axe longitudinal (X5-X'5) de la partie diaphysaire (5), le col (3) comprenant deux encoches (4, 6), situées de part et d'autre d'un plan médian longitudinal (P1) de la tige fémorale (1) qui passe par les axes (X3-X'3, X5-X'5) du col (3) et de la partie diaphysaire (5), la tige fémorale (1) étant caractérisée en ce que chacune des encoches (4, 6) comprend à la fois une surface plane (42, 62) de guidage en rotation (F3) et une surface incurvée (44, 64) d'appui pour l'impaction (F2).
2. 2.- Tige fémorale (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les encoches (4, 6) sont symétriques, l'une par rapport à l'autre, par rapport au plan (P1).
3. 3.- Tige fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface incurvée (44, 64) de chaque encoche (4, 6) est raccordée à la surface plane (42, 62) de cette encoche (4, 6). 20
4. 4.- Tige fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le côté convexe de la surface incurvée (44, 64) de chaque encoche (4, 6) est tourné en direction de la partie diaphysaire (5).
5. 5.- Tige fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisée en ce que la surface incurvée (44, 64) de chaque encoche (4,
6. 6) comprend une partie en forme de portion de cylindre centrée sur un axe géométrique (Al) sensiblement perpendiculaire au plan (P1). 6.- Tige fémorale (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que la base des 30 cylindres est circulaire.
7. 7.- Tige fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les surfaces planes (42, 62) des encoches (4, 6) sont sensiblement parallèles au plan (P1). 35
8. 8.- Tige fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface plane (42, 62) et la surface incurvée (44, 64) de chaque encoche (4, 6) sont distinctes et successives suivant une direction perpendiculaire au plan (P1).
9. 9.- Ensemble chirurgical pour prothèse de hanche, caractérisé en ce qu'il comprend une tige fémorale (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et un outil de pose (10) pourvu d'une fourche (16) qui comprend deux bras (17, 19), chaque bras (17, 19) comprenant à la fois une surface plane (172, 192) de guidage en rotation (F3) et une surface arrondie (174, 194) d'impaction, qui sont conçues pour que, lorsque l'outil de pose (10) est mis en place sur la tige fémorale (1), les surfaces planes (172, 192) des bras (17, 19) soient en contact avec les surfaces planes (42, 62) des encoches (4, 6), et les surfaces arrondies (174, 194) des bras (17, 19) soient en contact avec les surfaces incurvées (44, 64) des encoches (4, 6).
10. 10.- Ensemble chirurgical selon la revendication 9, caractérisé en ce que la fourche (16) est en une seule pièce.