FR3097118A1

FR3097118A1 - Tige d’ancrage a fixation centromedullaire pour prothese articulaire

Info

Publication number: FR3097118A1
Application number: FR1906170A
Authority: FR
Inventors: Daniel Noyer; Philippe Bauchu; Alain Cypres; Christophe Roy; Olivier Bonnard; Philippe Girardin; Bertrand Seutin; Gualter Vaz; Philip John Roberts; Arnaud Fiquet
Original assignee: GILES
Current assignee: GILES
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2039-06-11
Also published as: FR3097118B1; US20200390557A1; WO2020249880A1

Abstract

Cette tige d’ancrage pour prothèse articulaire comprend une partie métaphyso diaphysaire (1), destinée à être insérée dans le canal médullaire de l’os long de l’articulation à prothéser, et recevant une partie épiphyso-diaphysaire (2), dont la partie supérieure dépasse de l’os considéré, et destinée à recevoir à son tour un élément articulaire, et dans laquelle la partie métaphyso-diaphysaire et la partie épiphyso-diaphysaire sont indépendantes l’une de l’autre mais solidarisables l’une à l’autre. La partie épiphyso-diaphysaire (2) est reçue dans la partie métaphyso-diaphysaire (1) selon une direction parallèle à la dimension principale de ladite partie métaphyso-diaphysaire, selon une longueur de coopération desdites parties entre elles telle que le rapport de la longueur de réception de la partie épiphyso-diaphysaire (2) au sein de la partie métaphyso-diaphysaire (1) sur la longueur totale de la partie métaphyso-diaphysaire (1) est compris entre 0,5 et 0,85. La partie métaphyso-diaphysaire (1) est munie de moyens aptes à interdire toute rotation ou déplacement angulaire de la partie épiphyso-diaphysaire (2) une fois cette dernière reçue au sein de la partie métaphyso-diaphysaire (1).

Description

TIGE D’ANCRAGE A FIXATION CENTROMEDULLAIRE POUR PROTHESE ARTICULAIRE

L’invention appartient au domaine des prothèses articulaires mettant en œuvre une fixation centromédullaire, et notamment une tige d’ancrage.

Elle concerne plus particulièrement une tige fémorale pour prothèse de hanche, mais également tout autre type de prothèse articulaire avec fixation centromédullaire, comme par exemple les prothèses de genou, les prothèses d’épaule etc.

Etat antérieur de la technique

On connaît à ce jour de nombreux types de prothèses totales de hanche. De telles prothèses comportent traditionnellement une tige fémorale implantée dans le fémur, par impaction ou cimentation dans le canal médullaire du fémur concerné, et un cotyle implanté dans l’os du bassin. L’extrémité de la tige fémorale est constituée traditionnellement par un col, recevant une tête ou bille de forme générale sphérique, engagée dans ledit cotyle, ou en l’absence de ce dernier, dans la cavité cotyloïdienne. Classiquement, on positionne dans le cotyle, un insert mobile ou non, traditionnellement réalisé en polyéthylène ou en céramique, apte à favoriser la rotation de la bille ou tête sphérique en son sein, et donc le mouvement général de l’articulation.

Cette tête ou bille est le plus souvent fixée sur le col de la tige par cône, typiquement un cône morse, au niveau duquel est fixée par coincement ladite tête. Si, sur le principe, de telles prothèses ont permis des progrès significatifs par rapport aux prothèses antérieures, on se heurte néanmoins toujours à un certain nombre de difficultés.

Parmi celles-ci, l’une de ces difficultés est inhérente à la gestion de la longueur du col définitif, comprenant le col et la tête, en prolongement de la partie métaphysaire de la tige. La tête peut-être plus ou moins couvrante sur le cône afin de gérer cette longueur définitive nécessaire en fonction de la situation. La zone du cône morse qui dépasse de la tête ou de la bille vient en appui contre le rebord au niveau de l’insert en polyéthylène ou en céramique, fixé ou non dans le cotyle, notamment lors des débattements de l’articulation, venant à la longue user le matériau en regard, et en conséquence, génère des débris ou fractures ou encoches susceptibles d’entrainer un rejet de ladite prothèse ou des complications à la longue, nécessitant le remplacement de ladite prothèse.

Alternativement, il a été proposé de munir la tête ou bille d’articulation d’une jupe au niveau de sa base, c’est-à-dire au niveau de sa zone de coopération avec le cône morse. Cependant, cette solution n’est pas davantage satisfaisante dans la mesure où le bord inférieur de la jupe, en augmentant le diamètre du col, vient précocement en appui sur le rebord de l’insert en polyéthylène ou céramique, et, à la longue, on observe là encore une usure de l’insert mobile ou non, avec les mêmes conséquences que celles précédemment évoquées.

On a également proposé de mettre en œuvre une tige fémorale munie d’un col modulaire. En d’autres termes, le col est rapporté sur l’extrémité supérieure de la partie métaphysaire de la tige et est fixé sur celle-ci notamment par coincement conique ou vissage. Outre le caractère relativement délicat de la mise en œuvre d’une telle tige, on a pu observer un certain nombre de casses au niveau de l’emboîtement du col sur la partie supérieure de la partie métaphysaire de la tige, notamment en raison du bras de levier exercé à ce niveau lorsque le patient est en appui sur l’articulation.

Une autre problématique de ces tiges fémorales, concerne la nécessité pour le praticien de disposer d’une gamme étendue en stock, afin de répondre à l’anatomie et la pathologie du patient, en termes de longueur et d’angulation du col, comme l’angulation en valgus ou en varus par exemple, et de l’encombrement centromédullaire, notamment dans les cas de reprise ou reconstruction, ces trois paramètres n’étant pas liés.

Ce faisant, ce stock important nécessite d’être régulièrement renouvelé et engendre en conséquence une immobilisation financièrement non négligeable et qui plus est, n’est pas forcément présent dans le bloc au moment nécessaire.

L’objectif de la présente invention est de surmonter l’ensemble de ces différents inconvénients.

Ainsi donc, l’invention vise une tige d’ancrage pour prothèse articulaire avec fixation centromédullaire, comprenant une partie métaphyso-diaphysaire destinée à être insérée dans le canal médullaire de l’os long de l’articulation à prothéser, et par exemple du fémur pour l’articulation de la hanche, ladite partie métaphyso-diaphysaire recevant une partie épiphyso-diaphysaire, dont la partie supérieure dépasse dudit os long, et notamment du fût médullaire, et destinée à recevoir un élément articulaire, tige dans laquelle la partie métaphyso-diaphysaire et la partie épiphyso-diaphysaire sont indépendantes l’une de l’autre mais solidarisables l’une à l’autre.

Selon l’invention :
– la partie épiphyso-diaphysaire est reçue au sein de la partie métaphyso-diaphysaire selon une direction parallèle ou sensiblement parallèle à la dimension principale de ladite partie métaphyso-diaphysaire, selon une longueur de coopération desdites parties entre elles telle que le rapport de la longueur de réception de la partie épiphyso-diaphysaire au sein de la partie métaphyso-diaphysaire sur la longueur totale de la partie métaphyso-diaphysaire est compris entre 0,5 et 0,85 ;
– la partie métaphyso-diaphysaire est munie de moyens aptes à interdire toute rotation ou déplacement angulaire de la partie épiphyso-diaphysaire une fois cette dernière reçue au sein de la partie métaphyso-diaphysaire.

En d’autres termes, l’invention consiste non plus à disposer, comme par exemple dans le cas d’une prothèse de hanche dite modulaire, d’une tige fémorale constituée d’éléments assemblés l’un à l’autre en zone supérieure de la tige proprement dite, et plus exactement de la partie métaphysaire sur la partie diaphysaire notamment au moyen d’une vis ou équivalent, c’est à dire par un assemblage proximo-distal, mais à prévoir une solidarisation selon l’axe diaphysaire du fémur, c’est-à-dire selon l’axe de transfert des contraintes s’exerçant sur ledit fémur, de telle sorte à bénéficier d’une zone de coopération mécanique entre les deux éléments constitutifs de la tige bien supérieure, permettant en premier lieu de disposer d’une partie épiphyso-diaphysaire adaptable susceptible de présenter toutes les déclinaisons nécessaires au praticien en fonction de la pathologie et de l’anatomie rencontrées, sans engendrer le risque de rupture du col (dans le cas d’une prothèse de hanche) ou de la partie extrême de ladite partie épiphyso-diaphysaire en raison du caractère unitaire de cette partie , et en second lieu, de promouvoir la résistance mécanique nécessaire à l’ensemble de la prothèse ainsi reconstituée en privilégiant les conditions d’une soudure à froid des deux parties concernées, et ainsi disposer d’un composant final monobloc. Cette optimisation est en outre renforcée par la longueur de coopération des deux parties constitutives de la tige, dans la mesure où, dès lors que l’on respecte le rapport précité, on répartit de manière plus uniforme les contraintes s’exerçant sur la tige ainsi réalisée, et corollairement on s’expose moins à des risques de casses de ladite tige.

On a ainsi pu observer que si le rapport précité était inférieur à 0,5, la longueur de coopération des parties de la tige entre elles était insuffisant pour aboutir au résultat recherché, à savoir, l’uniformisation des contraintes s’exerçant sur la tige.

En revanche, si ce rapport est supérieur à 0,85, on n’obtient pas de réels résultats significatifs en termes de résistance mécanique de la tige, et on complexifie en outre inutilement la réalisation de la partie métaphyso-diaphysaire.

Selon l’invention, la solidarisation de la partie épiphyso-diaphysaire au sein de la partie métaphyso-diaphysaire est effectuée par coincement mécanique et ou par soudure à froid. A cet effet, il peut être envisagé la réalisation de la tige proprement dite en peropératoire, c’est-à-dire en dehors du patient. On évite ce faisant tous les problèmes de souillure de la connectique par les liquides comme le sang par exemple, le praticien choisissant les parties épiphyso-diaphysaire et métaphyso-diaphysaire les mieux adaptées à la morphologie du canal médullaire de l’os à prothéser, et ce, indépendamment l’une de l’autre. La solidarisation de ces deux parties peut, par exemple, être réalisée au moyen d’une presse extrêmement simple à réaliser et à mettre en œuvre en milieu stérile.

Selon l’invention, les moyens aptes à interdire toute rotation ou déplacement angulaire de la partie épiphyso-diaphysaire une fois cette dernière reçue au sein de la partie métaphyso-diaphysaire sont constitués d’ailes ou ailettes émanant d’une face, notamment en zone supérieure de la partie métaphyso-diaphysaire.

Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, la coopération entre la partie épiphyso-diaphysaire et la partie métaphyso-diaphysaire est réalisée par un assemblage du type à queue d’aronde, la partie épiphyso-diaphysaire étant pourvue sur une face d’une excroissance, par exemple linéaire, s’étendant selon toute sa hauteur, ladite excroissance étant apte à coopérer avec un évidement de forme complémentaire ménagé au sein de la partie métaphyso-diaphysaire. Ce mode de coopération peut être inversé, c’est-à-dire que l’excroissance peut être positionnée sur la partie métaphyso-diaphysaire, et l’évidement complémentaire au sein de la partie épiphyso-diaphysaire.

Typiquement, la section transversale de cette coopération est circulaire ou sensiblement circulaire, mais peut être trapézoïdale ou tout autre forme permettant cette solidarisation propice à une soudure à froid des deux parties en question.

Brève description des figures

La manière dont l’invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatif, à l’appui des figures annexées et en relation avec une tige fémorale pour prothèse de hanche.

La figure 1 est une représentation schématique en perspective d’un premier mode de réalisation de l’invention.

La figure 2 est une représentation schématique en vue latérale et en mode désassemblé de la tige fémorale de la figure 1.

La figure 3 est une représentation schématique en perspective vue de trois-quarts avant de la partie métaphyso-diaphysaire de la tige fémorale de la figure 1.

La figure 4 est une vue latérale d’un second mode de réalisation de la tige fémorale de l’invention.

La figure 5 est une représentation schématique en vue latérale et en mode désassemblé de la tige fémorale de la figure 4.

La figure 6 est une représentation schématique en perspective vue de trois-quarts avant de la partie métaphyso-diaphysaire de la tige fémorale de la figure 4.

La figure 7 illustre schématiquement un autre mode de solidarisation de la tige fémorale de l’invention en mode assemblé.

La figure 8 est une vue de la prothèse fémorale de la figure 7 en éclaté.

La figure 9 illustre schématiquement différentes variations de la partie métaphyso-diaphysaire pour une même partie épiphyso-diaphysaire de la tige fémorale conforme à l’invention.

La figure 10 illustre schématiquement différentes variations de la partie épiphyso-diaphysaire pour une même partie métaphyso-diaphysaire de la tige fémorale conforme à l’invention.

Description détaillée de l’invention

Bien que la description qui suit soit plus particulièrement orientée vers une tige pour prothèse fémorale de hanche, il est bien entendu que l’invention a vocation à s’appliquer à tout type de prothèse articulaire induisant une fixation centromédullaire d’une tige, et notamment une prothèse d’épaule, une prothèse de genou, etc.

On a donc représenté en relation avec les figures 1 à 3 un premier mode exemplatif de réalisation d’une tige pour prothèse fémorale de hanche.

Fondamentalement, cette tige est constituée de deux parties distinctes ayant vocation à être solidarisées l’une à l’autre, respectivement une partie métaphyso-diaphysaire (1), et une partie épiphyso-diaphysaire (2) que l’on observe mieux sur la figure 2, en dehors de la plaie. L’ensemble, au préalable solidarisé, de préférence, sur table stérile et en-dehors du patient, est destiné à être introduit selon les techniques classiques dans le canal médullaire du fémur, après préparation osseuse du chirurgien notamment au moyen de râpe(s). Ladite partie épiphyso-diaphysaire (2) présente par construction un col prothétique (3), muni en son extrémité libre d’un cône morse (4) sur lequel vient s’emmancher par coincement une tête ou bille, elle-même destinée à être reçue dans la cavité cotyloïdienne de l’articulation considéré ou dans un cotyle ou cupule, préalablement fixé dans ladite cavité cotyloïdienne. Cependant, ladite tête peut également être usinée monobloc sur la partie épiphyso-diaphysaire (voir figure 10), ce de manière connue.

Selon une caractéristique essentielle de l’invention, la coopération de la partie épiphyso-diaphysaire (2) avec la partie métaphyso-diaphysaire (1) en vue de constituer la tige proprement dite, est réalisée selon l’axe diaphysaire du fémur et selon une longueur de coopération telle que le rapport de la longueur d’insertionBde la partie épiphyso-diaphysaire (2) au sein de la partie métaphyso-diaphysaire sur la longueur totaleAde la partie métaphyso-diaphysaire est voisin de 0,6. On a illustré au sein de la figure 6 ce rapport de longueurs.

En adoptant ce mode de coopération, et dans le cas de l’exemple décrit d’une prothèse de hanche, lesdites parties (1, 2) constitutives de la tige coopèrent entre elles selon le plan, médio-latéral de l’articulation considérée, au demeurant schématisé par le référentiel (X, Y) sur la figure 2.

Selon une caractéristique essentielle de l’invention, une fois la partie épiphyso-diaphysaire introduite au sein de la partie métaphyso-diaphysaire, elle est bloquée en rotation par rapport à l’axe diaphysaire de la partie métaphyso-diaphysaire. Ce blocage résulte de la présence d’ailes latérales (8, 9) émanant de l’une des faces de ladite partie métaphyso-diaphysaire, et en l’espèce de l’extrados. Ce faisant, une fois la tige ainsi constituée en place au sein du canal médullaire du fémur, elle demeure correctement orientée compte tenu du débattement souhaité dans le plan médio-latéral.

La coopération entre la partie épiphyso-diaphysaire (2) et la partie métaphyso-diaphysaire (1) est avantageusement réalisée par coincement mécanique et/ou par soudure à froid, après introduction d’une excroissance (5) s’étendant sensiblement tout le long d’une face latérale (10) de la partie épiphyso-diaphysaire, au sein d’un évidement (6, 7) de forme complémentaire ménagé au sein de la partie métaphyso-diaphysaire (1). Typiquement, il est mis en œuvre un assemblage du type à queue d’aronde. A cet effet, et avantageusement, la section transversale de la partie en excroissance (5) de la partie épiphyso-diaphysaire est typiquement circulaire, ainsi qu’on peut observer par exemple sur la figure 3.

Ce faisant, en raison d’une part, de la longueur de la zone de coopération entre la partie épiphyso-diaphysaire et la partie métaphyso-diaphysaire (1), et en l’espèce selon sensiblement toute la hauteur de la partie épiphyso-diaphysaire (2), et d’autre part, de la réception et du maintien latéral de la partie épiphyso-diaphysaire (2) entre les ailes latérales supérieures (8, 9) de la partie métaphyso-diaphysaire, on dispose d’une répartition des forces de contrainte selon une surface très nettement augmentée par rapport aux tiges fémorales modulaires de l’état antérieur de la technique. La partie épiphyso-diaphysaire étant monobloc, de fait, on s’affranchit de manière drastique des risques de casse des cols prothétiques, tel qu’on peut l’observer sur lesdits dispositifs de l’état antérieur de la technique.

On a représenté en relation avec les figures 4 à 6 un second mode de réalisation de l’invention. Le principe sous-tendu par ce second mode est strictement identique à celui décrit en relation avec les figures 1 à 3, à l’exception toutefois d’ailes latérales supérieures plus réduites au niveau de la partie diaphysaire. Ce mode de réalisation est plus simple à réaliser, mais ne modifie pas le principe général sous-tendu par la présente invention. On a également représenté au sein de la figure 6 le rapport des longueurs respectives de la partie épiphyso-diaphysaire et métaphyso-diaphysaire, en faisant notamment figurer la zone de réception inférieure de ladite partie épiphyso-diaphysaire. La longueurBcorrespond dans les faits à la hauteur totale de la partie épiphyso-diaphysaire.

On a représenté en relation avec les figures 7 et 8 un autre mode de réalisation de l’invention. Pour l’essentiel, ce mode est équivalent au mode de réalisation précédent, à la différence près cependant, que l’évidement (11) est ménagé au sein de la partie épiphyso-diaphysaire (2), qui est donc introduit sur une excroissance (10) de forme complémentaire s’étendant au sein de la partie métaphyso-diaphysaire (1). Dans cette forme de réalisation, les moyens aptes à bloquer toute rotation de la partie épiphyso-diaphysaire une fois solidarisée à la partie métaphyso-diaphysaire (1) sont constitués de surfaces sensiblement planes (12, 13) s’étendant parallèlement ou sensiblement parallèlement à l’évidement (11), lesdites surfaces coopérant avec la surface interne (14) de la zone supérieure de la partie métaphyso-diaphysaire.

En raison du principe général sous-tendant la présente invention, il devient possible pour le praticien de composer et calibrer la tige fémorale en fonction de l’anatomie et de la pathologie spécifiques du patient. Il peut notamment à loisir choisir la partie métaphyso-diaphysaire de la tige, typiquement avec un extrados variable suivant la taille à mettre en œuvre, et lui assembler une partie épiphyso-diaphysaire indépendante, notamment en termes de longueur du col, d’angle du col.

Cette modularité a été illustrée notamment au niveau des figures 9 et 10.

Autrement dit, quelle que soit la taille de l’extrados employé (partie métaphyso-diaphysaire), on peut décliner plusieurs longueurs de col pour la partie épiphyso-diaphysaire, faisant dès lors disparaître la nécessité d’une gamme de têtes fémorales étendue. Ce faisant, le praticien peut choisir la partie épiphyso-diaphysaire la mieux adaptée de telle sorte que le cône morse, recevant la bille fémorale, soit entièrement couvert et non débordant, qui comme visé supra, permet alors de s’affranchir des risques d’usure de l’insert en polyéthylène notamment dans le cadre des prothèses de hanche à double mobilité.

On conçoit de fait tout l’intérêt de la tige conforme à l’invention qui permet tout à la fois une adaptabilité, un réglage, une composition, un calibrage et une dimension, fonction de la pathologie et de l’anatomie rencontrées par le praticien, y compris en peropératoire et non pas, comme dans l’état antérieur de la technique, à partir des seules radios prises en préalable.

Outre cette modularité optimisée, l’invention permet en outre de réduire de manière significative le stock nécessaire dans la gamme de prothèses à mettre en œuvre.

Claims

Tige d’ancrage pour prothèse articulaire avec fixation centromédullaire, comprenant une partie métaphyso diaphysaire (1), destinée à être insérée dans le canal médullaire de l’os long de l’articulation à prothéser, et recevant une partie épiphyso-diaphysaire (2), dont la partie supérieure dépasse de l’os considéré, et destinée à recevoir à son tour un élément articulaire, et dans laquelle la partie métaphyso-diaphysaire et la partie épiphyso-diaphysaire sont indépendantes l’une de l’autre mais solidarisables l’une à l’autre, caractérisée :
– en ce que la partie épiphyso-diaphysaire (2) est reçue dans la partie métaphyso-diaphysaire (1) selon une direction parallèle ou sensiblement parallèle à la dimension principale de ladite partie métaphyso-diaphysaire, selon une longueur de coopération desdites parties entre elles telle que le rapport de la longueur de réception de la partie épiphyso-diaphysaire (2) au sein de la partie métaphyso-diaphysaire (1) sur la longueur totale de la partie métaphyso-diaphysaire (1) est compris entre 0,5 et 0,85 ; et
– en ce que la partie métaphyso-diaphysaire (1) est munie de moyens aptes à interdire toute rotation ou déplacement angulaire de la partie épiphyso-diaphysaire (2) une fois cette dernière reçue au sein de la partie métaphyso-diaphysaire (1).
Tige d’ancrage pour prothèse articulaire avec fixation centromédullaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que la solidarisation de la partie épiphyso-diaphysaire (2) et de la partie métaphyso-diaphysaire (1) est réalisée par coincement mécanique et/ou par soudure à froid.
Tige d’ancrage pour prothèse articulaire avec fixation centromédullaire selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens aptes à interdire toute rotation ou déplacement angulaire de la partie épiphyso-diaphysaire (2) une fois cette dernière reçue au sein de la partie métaphyso-diaphysaire (1) sont constitués d’ailes ou ailettes (8, 9) émanant d’une face, notamment en zone supérieure de la partie métaphyso-diaphysaire.
Tige d’ancrage pour prothèse articulaire avec fixation centromédullaire selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens aptes à interdire toute rotation ou déplacement angulaire de la partie épiphyso-diaphysaire (2) une fois cette dernière reçue au sein de la partie métaphyso-diaphysaire (1) sont constitués de surfaces sensiblement planes (12, 13) coopérant avec la surface interne (14) de la zone supérieure de la partie métaphyso-diaphysaire.
Tige d’ancrage pour prothèse articulaire avec fixation centromédullaire selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la coopération entre la partie épiphyso-diaphysaire (2) et de la partie métaphyso-diaphysaire (1) est réalisée par un assemblage du type à queue d’aronde, l’une desdites parties étant pourvue d’une excroissance, avantageusement linéaire (5, 10) apte à coopérer avec un évidement (6, 7 ; 11) de forme complémentaire ménagé au sein de l’autre partie.
Tige d’ancrage pour prothèse articulaire avec fixation centromédullaire selon la revendication 5, caractérisée en ce que la section transversale de l’excroissance avantageusement linéaire (5, 11) est circulaire ou sensiblement circulaire, trapézoïdale ou de toute autre forme permettant la solidarisation des deux parties épiphyso-diaphysaire métaphyso-diaphysaire.