FR3085265A1 - Implant femoral pour prothese uni-compartimentale du genou, et procede de fabrication d'un tel implant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un implant fémoral (1) pour prothèse uni-compartimentale du genou, ledit implant comprenant une surface interne d'ancrage (2) dans un condyle d'un fémur, et une surface externe fonctionnelle (4) destinée à être en contact avec une partie d'usure de la prothèse, ladite surface externe fonctionnelle (4) présentant : - une surface fonctionnelle distale (4b) définie par la révolution d'un arc de cercle (6) autour de son diamètre ; - une surface fonctionnelle postérieure (4a), prolongeant la surface fonctionnelle distale (4b), et définie par la révolution de l'arc de cercle (6) autour d'un axe parallèle à une corde (7) reliant deux extrémités de l'arc de cercle (6) et distinct du diamètre ; la surface fonctionnelle distale (4b) présente une section en arc de cercle (6) et présente une ligne de courbure médiane (8) inscrite dans un plan incliné (P1) par rapport au plan sagittal (P). Selon l'invention, la corde (7) reliant deux extrémités de l'arc de cercle (6) de la section de la surface fonctionnelle distale (4b) est orthogonale au plan incliné (P1).
Description
IMPLANT FEMORAL POUR PROTHESE UNI-COMPARTIMENTALE DU GENOU, ET PROCEDE DE FABRICATION D’UN TEL IMPLANT
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au secteur technique de la chirurgie orthopédique, et concerne plus particulièrement un implant fémoral pour prothèse uni-compartimentale de genou, par exemple pour une arthroplastie partielle du genou pour les patients présentant une usure localisée au niveau du condyle fémoral interne ou externe.
ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE
Dans la chirurgie orthopédique, il est connu de réaliser des prothèses uni-compartimentales de genou. Ces prothèses comprennent d’une manière générale un implant condylien métallique comprenant une surface interne d’ancrage dans un condyle d’un fémur, et une surface externe fonctionnelle, destinée à être en contact avec une partie d’usure. La surface fonctionnelle présente une courbure permettant l’articulation et les mouvements de flexion et d’extension du genou. Ces prothèses comprennent également un implant tibial comprenant une embase métallique d’ancrage avec le tibia recevant un insert fixe ou mobile en polyéthylène, communément appelé plateau tibial, et formant la partie d’usure sur laquelle est articulée l’implant condylien.
L’insert fixe est agencé entre les deux implants et est soumis à de fortes contraintes liées aux mouvements de flexion et d’extension du genou. En effet, pendant la flexion et l’extension du genou il existe un recul du fémur sur le tibia qui génère, du fait de la pression de l’implant condylien, une délamination de l’insert fixe, notamment une délamination suivant l’axe antéro-postérieur et une délamination suivant l’axe médio-latéral. En d’autres termes, lors des mouvements de flexion et d’extension du genou, le point de contact entre la surface fonctionnelle de l’implant condylien et l’insert fixe se déplace d’avant en arrière et de gauche à droite.
Aussi, pour permettre de réduire l’usure sur les inserts fixes, on utilise en implant condylien droit et symétrique pour assurer, tout au long de la flexion du genou, un point de contact sur l’insert qui se trouve dans un même plan sagittal, en évitant les mouvements suivant l’axe médio-latéral.
L’implant condylien présente donc une surface externe fonctionnelle comprenant plusieurs rayons de courbures successifs, et s’inscrit notamment dans une succession de sphères qui, lors de mouvement de flexion et d’extension du genou, roulent et glissent sur un plan. Ceci est notamment illustré par la demande de brevet FR 2 726 176.
L’implant condylien droit et symétrique permet donc de réduire l’usure et la délamination suivant l’axe médio-latéral.
Cependant, l’inconvénient réside dans le fait que les implants condyliens sont maintenant conçus pour s’adapter à la forme anatomique du patient, et comprennent des formes anatomiques ou biseautées, qui présentent le problème évoqué de délamination suivant les axes médio-latéral et antéro-postérieur.
Pour pallier cet inconvénient de délamination de l’insert fixe, il est connu de mettre en œuvre une prothèse uni-compartimentale comprenant un insert monté mobile sur l’embase d’ancrage de l’implant tibial et sur un axe antéro postérieur, de sorte que le recul du fémur entraîne un recul postérieur de l’insert mobile.
De cette manière, cette mobilité permet de réduire significativement l’usure et la délamination de l’insert.
Cependant, la mise en place de cet insert mobile implique des coupes osseuses plus importantes pour permettre la mise en place, d’une embase d’ancrage tibial suffisamment résistante, comprenant notamment une épaisseur relativement importante de l’ordre de 3 à 4 mm, d’un insert épais d’environ 7 mm minimum, et d’un implant condylien de 6 mm, soit un total de 16 à 17 mm, contrairement aux prothèses à insert fixe plat qui permet une épaisseur d’embase de 1 à 2 mm, une épaisseur d’insert de 6 mm, et un implant condylien de 6 mm, soit un total de 13 à 14 mm, avec, par conséquent, un geste plus conservateur pour le capital osseux, sans risque de luxation. En effet, en cas d’instabilité de la prothèse à insert mobile, il peut être constaté des luxations d’insert par dé-coaptation.
Un autre inconvénient de cet état de la technique est que le condyle prothétique présente la même épaisseur sur ses deux côtés avec notamment un risque de surépaisseur au niveau de la trochlée et donc de conflit entre la surface fonctionnelle distale et la rotule osseuse du genou.
Aussi, pour limiter ce risque, il est connu de déplacer latéralement et de sous-dimensionner le condyle, ce qui réduit le risque de conflit avec la rotule osseuse. Cependant, l’inconvénient qui en résulte est une plus faible couverture de la tranche osseuse, et donc le risque d’enfoncement de l’implant dans le spongieux de l’os, mais aussi une répartition de la charge qui n’est pas centrée sur l’insert tibial, entraînant des risques de descellements tibiaux.
Une autre solution pour éviter le conflit avec la rotule consiste à réaliser un implant fémoral comprenant une surface fonctionnelle externe sphérique, ou constituée de deux sphères tangentes. Dans le cas de la surface sphérique, le condyle est beaucoup plus court dans sa zone distale supprimant ainsi le risque de conflit avec la rotule, mais en revanche avec un sacrifice osseux beaucoup plus important au niveau de l’encoche supérieure nécessaire à l’implantation d’un tel condyle.
Il est également connu de la demande de brevet FR3 042 109 qui décrit un implant condylien comprenant une surface externe fonctionnelle présentant :
une surface fonctionnelle distale définie par la révolution d’un arc de cercle autour de son diamètre ;
une surface fonctionnelle postérieure, prolongeant la surface fonctionnelle distale, et définie par la révolution de l’arc de cercle autour d’un axe parallèle à une corde reliant deux extrémités de l’arc de cercle et distinct du diamètre ;
Ainsi, cette solution consiste à réaliser un implant fémoral avec une surface fonctionnelle externe constituée de la succession de deux formes sphériques tangentes pour obtenir l’avantage des deux solutions précédentes avec une surface fonctionnelle postérieure présentant un certain rayon de courbure, et avec une surface fonctionnelle distale sphérique avec un rayon plus grand que celui de la surface postérieure.
Cette solution présente des avantages particuliers, cependant, l’implant présente une épaisseur trop importante au niveau de la trochlée, entraînant également des risques de conflits avec la rotule osseuse.
EXPOSE DE L’INVENTION
L’un des buts de l’invention est donc de remédier aux inconvénients précités en proposant un implant fémoral pour prothèse uni-compartimentale de genou, permettant de réduire l’usure dudit insert en évitant les mouvements de délaminations suivant l’axe médio-latéral, tout en évitant les risques de conflits avec la rotule osseuse.
A cet effet, il a été mis au point un implant fémoral pour prothèse uni-compartimentale du genou, ledit implant comprenant une surface interne d’ancrage dans un condyle d’un fémur, et une surface externe fonctionnelle destinée à être en contact avec une partie d’usure de la prothèse, ladite surface externe fonctionnelle présentant :
une surface fonctionnelle distale définie par la révolution d’un arc de cercle autour de son diamètre ;
une surface fonctionnelle postérieure, prolongeant la surface fonctionnelle distale, et définie par la révolution de l’arc de cercle autour d’un axe parallèle à une corde reliant deux extrémités de l’arc de cercle et distinct du diamètre.
Par ailleurs, la surface fonctionnelle distale présente une section en arc de cercle et présente une ligne de courbure médiane inscrite dans un plan incliné, par exemple d’un angle compris entre 10° et 15°, par rapport au plan sagittal, notamment défini par une ligne de courbure médiane de la surface fonctionnelle postérieure.
Selon l’invention, la corde reliant deux extrémités de l’arc de cercle de la section de la surface fonctionnelle distale est orthogonale au plan incliné.
Ainsi, la surface externe fonctionnelle de l’implant condylien présente une courbure qui permet une cinématique et un comportement rhéologique identiques dans toutes les positions successives du mouvement de flexion-extension et sans mouvement suivant l’axe médiolatéral.
L’invention permet donc de réaliser des implants condyliens de forme anatomique pour assurer une couverture osseuse optimale sans dégrader les performances en termes d’usure. L’invention trouve une application aussi bien pour les prothèses uni-compartimentales que pour les prothèses bi-compartimentales ou tri-compartimentales de genou.
Par ailleurs, étant donné que la corde reliant deux extrémités de la surface fonctionnelle distale en arc de cercle est orthogonale au plan incliné, cela permet à la surface fonctionnelle distale de réaliser une vrille ou une torsion en s’éloignant de la surface fonctionnelle postérieure. Ainsi, du fait de la vrille, l’un des côtés de l’implant se trouve abaissé par rapport à l’autre ce qui définit une face d’une surface réduite. C’est ce côté abaissé qui vient en regard de la rotule osseuse, sans risque de conflit.
Bien entendu, l’ancrage de l’implant fémoral dans le fémur peut se faire de toute manière appropriée, par exemple au moyen de plots d’ancrage agencés sur la surface interne dudit implant fémoral.
L’invention vise également à fournir un procédé de fabrication d’un tel implant. D’une manière connue, le procédé comprend :
une étape de conception virtuelle de la surface externe fonctionnelle ;
une étape de conception virtuelle de la surface interne d’ancrage ;
une étape de fabrication de l’implant ;
avec l’étape de conception virtuelle de la surface externe fonctionnelle réalisée par :
la révolution d’un arc de cercle autour d’un axe parallèle à une corde reliant deux extrémités de l’arc de cercle et distinct du diamètre, de manière à former une surface fonctionnelle postérieure (4a) ;
puis par le prolongement de la surface fonctionnelle postérieure (4a) par la révolution de l’arc de cercle autour de son diamètre, de manière à former une surface fonctionnelle distale, la révolution étant réalisée en suivant une ligne de courbure médiane inscrite dans un plan incliné par rapport au plan sagittal.
Selon l’invention, le procédé est remarquable en ce que la révolution permettant de former la surface fonctionnelle distale est réalisée en maintenant la corde orthogonale au plan incliné.
En d’autres termes, ladite révolution permettant de former la surface fonctionnelle postérieure est réalisée en maintenant, tout au long de la surface, la corde orthogonale à un plan médian du volume prothétique orthogonal à une face postérieure, et la révolution permettant de former la surface fonctionnelle distale est réalisée en maintenant, tout au long de la surface, la corde orthogonale au plan incliné.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est réalisée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective arrière illustrant une conception virtuelle de la surface fonctionnelle externe de d’un implant fémoral selon l’invention, confondue avec une surface fonctionnelle d’un implant fémoral de l’art antérieur, représentée en transparence ;
- la figure 2 est une vue schématique similaire à celle de la figure 1, la surface fonctionnelle externe étant représentée vue de face ;
- la figure 3 est une vue schématique similaire à celle de la figure 1, la surface fonctionnelle externe étant représentée vue arrière ;
- la figure 4 est une vue schématique en perspective arrière de l’implant fémoral selon l’invention, coopérant avec un plateau tibial.
EXPOSE DETAILLE DE L’INVENTION
L’invention concerne implant fémoral (1) , et plus particulièrement un implant condylien, pour prothèse uni-compartimentale de genou, par exemple pour une arthroplastie partielle du genou pour un patient présentant une usure localisée au niveau du condyle fémoral interne ou externe.
En référence à la figure 4, l’implant fémoral (1) est métallique et comprend une surface interne (2), comprenant par exemple des plots d’ancrage (3), pour l’ancrage en tant que tel de l’implant fémoral (1) dans un condyle d’un fémur, et une surface externe fonctionnelle (4), destinée à être en contact avec une partie d’usure tibiale (5).
La partie d’usure (5), est constituée par un insert en polyéthylène monté, par exemple, d’une manière fixe ou mobile sur une embase d’ancrage (5a) dans un tibia.
La surface fonctionnelle (4) est destinée à être articulée sur cet insert fixe notamment pour les mouvements de flexion et d’extension du genou.
En référence aux figures 1 à 3, la surface fonctionnelle (4) est constituée d’une surface fonctionnelle postérieure (4a), prolongée par une surface fonctionnelle distale (4b). La surface fonctionnelle postérieure (4a) et la surface fonctionnelle distale (4b) présentant des courbures différentes afin de réduire l’usure et éviter les mouvements de délamination de l’insert suivant l’axe médio-latéral lors des mouvements de flexion et d’extension du genou.
A cet effet, la surface fonctionnelle distale (4b) est définie par la révolution d’un arc de cercle (6) autour de son diamètre.
La surface fonctionnelle postérieure (4a), quant à elle, prolonge la surface fonctionnelle distale (4b), et est définie par la révolution du même arc de cercle (6), mais cette fois-ci autour d’un axe, distinct du diamètre, et parallèle à une corde (7) reliant deux extrémités de l’arc de cercle (6).
La configuration spécifique de la surface fonctionnelle (4) de l’implant fémoral (1) selon l’invention permet une cinématique et un comportement rhéologique identiques quelle que soit la forme dudit implant condylien (1), et sans mouvement de délamination de l’insert suivant l’axe médio-latéral.
L’invention permet donc de réaliser un implant fémoral (1) de forme anatomique pour assurer une couverture osseuse optimale sans dégrader les performances en termes d’usure.
A cet effet, la surface fonctionnelle distale (4b), qui présente une section en arc de cercle (6), présente une ligne de courbure médiane (8) inscrite dans un plan incliné (PI) par rapport au plan sagittal (P), notamment par rapport au plan défini par une ligne de courbure médiane (8a) de la surface fonctionnelle postérieure (4a). Le plan (PI) est par exemple incliné d’un angle compris entre 10° et 15° par rapport au plan sagittal (P).
Selon une caractéristique essentielle, la corde (7) reliant deux extrémités de l’arc de cercle (6) de la section de la surface fonctionnelle distale (4b) est orthogonale au plan incliné (PI). Ainsi, cela permet de faire vriller la surface fonctionnelle distale (4b), notamment du côté intérieur de l’implant (1), en regard avec la rotule osseuse.
De cette manière, et en référence aux figures 1 à 4, l’implant fémoral est abaissé du côté de la rotule et permet d’éviter les risques de conflits avec celle-ci. Les figures 1 à 3 représentent, en transparence, une surface fonctionnelle (9) d’un implant fémoral de l’art antérieur. La figure 2 par exemple, illustre bien le volume (10) et l’espace libéré par la forme particulière de la surface fonctionnelle distale (4b) de l’implant (1) selon l’invention.
Afin de réalisée cette forme particulière de surface externe fonctionnelle, il convient, lors de la conception virtuelle de l’implant de réaliser :
une révolution d’un arc de cercle (6) autour d’un axe, distinct du diamètre et parallèle à une corde (7) reliant deux extrémités de l’arc de cercle (6), de manière à former la surface fonctionnelle postérieure (4a) ;
puis de prolonger la surface fonctionnelle postérieure (4a) par la révolution de l’arc de cercle (6) autour de son diamètre, de manière à former une surface fonctionnelle distale (4b), la révolution étant réalisée en suivant la ligne de courbure médiane (8) inscrite dans le plan incliné (PI) par rapport au plan sagittal (P) et en maintenant la corde (7) orthogonale au plan incliné (PI).
D’une manière connue, le procédé de fabrication comprend également une étape de conception virtuelle de la surface interne d’ancrage, et une étape de fabrication de l’implant (1).
Il ressort de ce qui précède, que l’invention fournit bien un implant fémoral (1) supprimant les risques de conflits avec la rotule, tout en ayant un bon centrage et une très bonne couverture, ainsi qu’en permettant de réduire l’usure dudit insert en évitant les mouvements de délaminations suivant l’axe médio-latéral.
Claims (4)
- REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d’un implant fémoral (1) pour prothèse uni-compartimentale du genou, ledit implant (1) comprenant une surface interne d’ancrage dans un condyle d’un fémur, et la surface externe fonctionnelle (4) destinée à être en contact avec une partie d’usure de la prothèse, le procédé comprend :une étape de conception virtuelle de la surface externe fonctionnelle (4) ;une étape de conception virtuelle de la surface interne d’ancrage (2) ; une étape de fabrication de l’implant (1) ;avec l’étape de conception virtuelle de la surface externe fonctionnelle (4) réalisée par : la révolution d’un arc de cercle (6) autour d’un axe distinct du diamètre de l’arc et parallèle à une corde (7) reliant deux extrémités de l’arc de cercle (6), de manière à former une surface fonctionnelle postérieure (4a) ;puis par le prolongement de la surface fonctionnelle postérieure (4a) par la révolution de l’arc de cercle (6) autour de son diamètre, de manière à former une surface fonctionnelle distale (4b), la révolution étant réalisée en suivant une ligne de courbure médiane (8) inscrite dans un plan incliné (PI) par rapport au plan sagittal (P) ;caractérisé en ce que la révolution permettant de former la surface fonctionnelle distale (4b) est réalisée en maintenant la corde (7) orthogonale au plan incliné (PI).
- 2. Implant fémoral (1) pour prothèse uni-compartimentale du genou, ledit implant comprenant une surface interne d’ancrage (2) dans un condyle d’un fémur, et une surface externe fonctionnelle (4) destinée à être en contact avec une partie d’usure de la prothèse, ladite surface externe fonctionnelle présentant :une surface fonctionnelle distale (4b) définie par la révolution d’un arc de cercle (6) autour de son diamètre ;une surface fonctionnelle postérieure (4a), prolongeant la surface fonctionnelle distale (4b), et définie par la révolution de l’arc de cercle (6) autour d’un axe parallèle à une corde (7) reliant deux extrémités de l’arc de cercle (6) et distinct du diamètre ;la surface fonctionnelle distale (4b) présente une section en arc de cercle (6) et présente une ligne de courbure médiane (8) inscrite dans un plan incliné (PI) par rapport au plan sagittal (P), caractérisé en ce que la corde (7) reliant deux extrémités de l’arc de cercle (6) de la section de la surface fonctionnelle distale (4b) est orthogonale au plan incliné (Pi).
- 3. Implant (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le plan (PI) est incliné d’un angle compris entre 10° et 15° par rapport au plan sagittal (P).
- 4. Implant selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que la 5 surface interne (2) comprend des plots d’ancrage (3).
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