WO2003092557A2 - Implant cotyloidien pour prothese de hanche - Google Patents

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WO2003092557A2
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Jean-Yves Lazennec
Christiane Cruchet-Boucher
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Ceram Concept Llc
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Definitions

  • the invention relates to the technical sector of orthopedic implants for the hip joint.
  • An acetabular implant essentially comprises a metallic cup, of general hemispherical shape, intended to be impacted in the acetabular cavity of the iliac bone, according to different arrangements, in combination or not with cement.
  • the cup receives a polyethylene, ceramic, or metal core, intended to cooperate, with articulation capacity, with a femoral head of a complementary femoral implant.
  • the core can be mounted in the internal cavity of the cup, in a fixed manner or with multi-directional displacement capacity.
  • an acetabular implant comprising a cup which can receive a fixed insert or a mobile insert fixed on a mobile core, while a mobile insert receives a fixed core.
  • the solution described in this patent only allows the mounting of a core with mobility capacity or the mounting of a core fixed to an insert mounted with mobility capacity in the hemispherical cavity of the cup. It follows that the core cooperating with this femoral head is, in all cases, mounted with mobility capacity relative to the cup.
  • the problem which the invention proposes to solve is to be able, depending on the type of arthroplasty to be treated, to use the same metal cup with the possibility of obtaining dual mobility (mobile core -mobile head), or simple mobility (fixed core-mobile head), it being recalled that, in all cases, the femoral head is mounted with articulation capacity relative to the nucleus of the acetabular implant.
  • an acetabular implant for hip prosthesis remarkable in that it includes:
  • the cup delimits an internal cavity have arrangements for mounting at will, in a fixed manner, two types of insert;
  • the first type of insert has a spherical internal cavity for mounting with mobility capacity of a hemispherical core having an internal cavity capable of cooperating, with articulation capacity, with a femoral head;
  • the second type of insert has an internal cavity capable of cooperating, with articulation capacity, with a femoral head;
  • the center of the internal cavities of the inserts and of the movable core are aligned with one another, on the one hand, and aligned with the axis of symmetry of the cup, on the other hand, or else offset with respect to this axis of symmetry.
  • the first type of insert makes it possible to obtain double mobility (mobility of the nucleus and of the femoral head), while the second type of insert makes it possible to obtain a single mobility ( mobility of the femoral head).
  • the second type insert and the movable core have arrangements for mounting a ring capable of ensuring the retentivity of the femoral head.
  • This ring is split in order to be separated by elasticity in order to be positioned in arrangements of complementary shapes which have the opening of the insert or of the core.
  • the ring delimits a concave internal bearing in relation to the hemispherical external bearing of the femoral head.
  • the arrangements of the internal layer of the cavity cooperate with complementary arrangements presented by the external surface of the two types of insert to ensure a fixing by clipping effect in particular.
  • the arrangements are constituted by a series of frustoconical circular surfaces.
  • the first type of insert is ceramic
  • the second type of insert is either ceramic or polyethylene.
  • the core is either ceramic or polyethylene.
  • the inserts, the core and the femoral head are made of ceramic.
  • each of the types of inserts as well as the core and the femoral head are made of metal.
  • - Figure 1 is a view in longitudinal section before assembly of the components of the acetabular implant, in the case where the insert is of the first type for mounting with mobility capacity of a core intended to receive the femoral head, and in the case of an alignment of the different centers relative to the axis of symmetry of the cup;
  • - Figure Ibis is a view similar to Figure 1 in which the internal hemispherical cavity of the movable core, is eccentric along the axis of symmetry.
  • - Figure 2 is a longitudinal sectional view before assembly of the main components of the acetabular implant, in the case of an insert of the second type intended to directly receive the femoral head, and in the case of an alignment of the different centers with respect to the axis of symmetry of the cup;
  • - Figure 3 is a longitudinal sectional view of the entire acetabular implant according to the embodiment of Figure 1
  • Figure 4 is a bottom view corresponding to Figure 3;
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the entire acetabular implant according to the embodiment illustrated in Figure 2;
  • Figure 6 is a bottom view corresponding to Figure 5;
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view before assembly of the components of the acetabular implant, in the case where the insert is of the first type for mounting with mobility capacity of a core intended to receive the femoral head and in the case of a shift of the centers relative to the axis of symmetry of the cup;
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view before assembly of the main components of the acetabular implant, in the case of an insert of the second type intended to receive the femoral head directly and in the case of a shift of the centers relative to to the axis of symmetry of the cup;
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the entire acetabular implant according to the embodiment of Figure 7;
  • Figure 10 is a bottom view corresponding to Figure 9;
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the entire acetabular implant according to the embodiment illustrated in Figure 8;
  • Figure 12 is a bottom view corresponding to Figure 11;
  • FIG. 13 is, on a larger scale, a longitudinal sectional view of the retention ring alone;
  • Figure 14 is a top view corresponding to Figure 13.
  • the acetabular implant comprises a common metal cup (1) of generally hemispherical shape.
  • This cup (1) has any type of arrangement to be fixed in the acetabular cavity iliac bone with or without cement.
  • This cup (1) delimits an internal cavity (la) having arrangements for mounting at will, at the operator's choice of two types of insert (2) or (3).
  • the insert of the first type (2) has a spherical internal cavity (2a) for mounting, with mobility capacity, a hemispherical core (4) which itself has a concave hemispherical internal cavity (4a) for mounting , with articulation capacity, of a femoral head (T) presented by the corresponding femoral implant.
  • double mobility is obtained by the multidirectional displacement capacity of the core (4) in the cavity (2a) of the insert (2) and the femoral head ( T) being in the internal cavity (4a) of the core (4).
  • the insert of the second type (3) has an internal cavity (3a) capable of cooperating with capacity for articulation with the femoral head (T). According to this embodiment ( Figures 2, 5 and 6), mobility is ensured by the multidirectional movement of the head (T) in the cavity (3a) of the insert
  • the insert (3) of the second type (and possibly the insert (2)), as well as the movable core (4) may have arrangements (3d) and (4b), for mounting a ring. (5) capable of ensuring the retentivity of the femoral head (T).
  • a stepped circular bearing surface is formed concentrically with the cavities (3a) and (4a), the circular bearing surface having a diameter greater than that of said cavities.
  • the ring (5) has a profile external in accordance with that illustrated in FIG. 13 and is split at (5a) to be spaced apart by elasticity so as to be put in place at the level of the stepped circular bearings (3d) and (4b). Holes (5b) allow the introduction of beaks that a clamp can have.
  • the internal surface (5c) of the ring (5) is concave in relation to the external hemispherical surface of the femoral head
  • the ring provides a damping effect between the femoral head and the bottom of the cavity of the movable core (4).
  • the diameters of the cavities (3a) and (4a) are established according to a dimensional range corresponding to the diameters of the femoral heads.
  • the internal cavity (la) of the cup (1) has arrangements for the fixed mounting of any of the types of inserts (2) and (3). To this end, these arrangements cooperate with complementary arrangements presented by the external face of the insert (2) and of the insert (3), in particular for ensuring the fixing by clipping effect.
  • these arrangements are constituted, for an insert (2) by a series of frustoconical circular bearings (2b) and (2c) and for the insert (3), by a series of bearings tapered circulars (3b) and (3c).
  • the attachment of the insert (2) or of the insert (3) in the internal cavity (la) of the cup (1) can be carried out by d 'other complementary forms of assembly and by any known and appropriate means.
  • the insert of the first type (2) is made of ceramic
  • the insert of the second type (3) is made of ceramic or polyethylene.
  • the core (4) can be either ceramic or polyethylene.
  • the metal cup (1) may have any coating and / or external surface treatment.
  • the insert, the movable core and the femoral head are made of ceramic.
  • An all-metal construction of the acetabular implant is also planned (first or second type insert, nucleus and femoral head if necessary).
  • the centers (01) of the insert of the first type (2), (02) of the core (4) and (03) of the insert of the second type (3) are aligned with each other and along the axis of symmetry (x-x ') of the cup (1) ( Figure 1 to 6).
  • the centers (01) of the insert of the first type (2), (02) of the core (4) and (03) of the insert of the second type (3 ) are aligned and offset with respect to the axis of symmetry (x-x ') of the cup (1) ( Figures 7 to
  • this simple or dual mobility reduces the risk of dislocation and avoids any conflict by ensuring automatic refocusing.

Abstract

Cet implant comprend : - une cupule métallique (1) de forme générale hémisphérique apte à être fixée dans le fond de la cavité cotyloïdienne de l'os iliaque ; - la cupule (1) délimite une cavité interne (1a) présentant des agencements pour le montage à volonté, d'une manière fixe, de deux types d'insert (2) et (3) ;- le premier type d'insert (2) présente une cavité interne sphérique (2a) pour le montage avec capacité de mobilité d'un noyau hémisphérique (4) présentant une cavité interne (4a) apte à coopérer avec capacité d'articulation avec une tête fémorale (T) ; - le deuxième type d'insert (3) présente une cavité interne (3a) apte à coopérer avec capacité d'articulation, avec une tête fémorale ; - le centre des cavités internes des inserts (2) et (3) et du noyau (4) mobile sont alignés entre eux, d'une part, et alignés ou décalés par rapport à l'axe de symétrie de la cupule, d'autre part.

Description

Implant cotyloïdien pour prothèse de hanche
L'invention se rattache au secteur technique des implants orthopédiques pour l'articulation de la hanche.
Un implant cotyloïdien comprend, pour l'essentiel, une cupule métallique, de forme générale, hémisphérique, destinée à être impactée dans la cavité cotyloïdienne de l'os iliaque, selon différents agencements, en combinaison ou non avec du ciment. Généralement, la cupule reçoit un noyau en polyéthylène, en céramique, ou en métal, destiné à coopérer, avec capacité d'articulation, avec une tête fémorale d'un implant fémoral complémentaire. Le noyau peut être monté dans la cavité interne de la cupule, d'une manière fixe ou avec capacité de déplacement multi directionnel.
Bien évidemment, le caractère mobile ou fixe du noyau par rapport à la cupule métallique, nécessite des agencements différents*. Autrement dit, il n'est pas possible d'utiliser la même cupule métallique pour le montage d'un noyau mobile ou le montage d'un noyau fixe. Par exemple, selon l'enseignement du brevet FR 2.795.302, on connaît un implant cotyloïdien comprenant une cupule qui peut recevoir un insert fixe ou un insert mobile fixé sur un noyau mobile, tandis qu'un insert mobile reçoit un noyau fixe. La solution décrite dans ce brevet permet seulement le montage d'un noyau avec capacité de mobilité ou le montage d'un noyau fixé à un insert monté avec capacité de mobilité dans la cavité hémisphérique de la cupule. Il en résulte que le noyau coopérant avec cette tête fémorale est, dans tous les cas, monté avec capacité de mobilité par rapport la cupule. A partir de cet état de la technique, le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir, en fonction du type d'arthroplastie à traiter, utiliser la même cupule métallique avec la possibilité d'obtenir une double mobilité (noyau mobile-tête mobile), ou une simple mobilité (noyau fixe-tête mobile), étant rappelé que, dans tous les cas, la tête fémorale est montée avec capacité d'articulation par rapport au noyau de l'implant cotyloïdien.
Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un implant cotyloïdien pour prothèse de hanche remarquable en ce qu'il comprend :
- une cupule métallique de forme générale hémisphérique apte à être fixée dans le fond de la cavité cotyloïdienne de l'os iliaque ; - la cupule délimite une cavité interne présentent des agencements pour le montage à volonté, d'une manière fixe, de deux types d'insert ;
- le premier type d'insert présente une cavité interne sphérique pour le montage avec capacité de mobilité d'un noyau hémisphérique présentant une cavité interne apte à coopérer, avec capacité d'articulation, avec une tête fémorale ;
- le deuxième type d'insert présente une cavité interne apte à coopérer, avec capacité d'articulation, avec une tête fémorale ;
- le centre des cavités internes des inserts et du noyau mobile sont alignés entre eux, d'une part, et alignés avec l'axe de symétrie de la cupule, d'autre part ou bien décalés par rapport à cet axe de symétrie. Compte tenu de ces dispositions, il en résulte que le premier type d'insert permet d'obtenir la double mobilité (mobilité du noyau et de la tête fémorale), tandis que le deuxième type d'insert permet d'obtenir une seule mobilité (mobilité de la tête fémorale).
On observe que, dans le cas d'une excentration, cette dernière permet de latéraliser l'ensemble prothétique.
On prévoit également d'excentrer, selon l'axe de symétrie, la cavité interne hémisphérique du noyau mobile.
Selon une autre caractéristique, l'insert de deuxième type et le noyau mobile présentent des agencements pour le montage d'une bague apte à assurer la rétentivité de la tête fémorale. Cette bague est fendue afin d'être écartée par élasticité pour être positionnée dans des agencements de formes complémentaires que présente l'ouverture de l'insert ou du noyau. La bague délimite une portée interne concave en relation avec la portée externe hémisphérique de la tête fémorale.
Pour résoudre le problème posé d'assurer la fixation de chacun des types d'insert dans la cupule métallique, les agencements de la couche interne de la cavité coopèrent avec des agencements complémentaires que présente la surface externe des deux types d'insert pour assurer une fixation par effet de clipage notamment.
Avantageusement, les agencements sont constitués par une série de portée circulaires tronconiques. A partir de ce concept de base, le premier type d'insert est en céramique, tandis que l'insert du deuxième type est soit en céramique, soit en polyéthylène. Le noyau, quant à lui, est soit en céramique, soit en polyéthylène.
Dans une forme de réalisation avantageuse, les inserts, le noyau et la tête fémorale, sont réalisés en céramique.
On prévoit également que chacun des types d' inserts ainsi que le noyau et la tête fémorale soient réalisés en métal.
L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale avant montage des composants de l'implant cotyloïdien, dans le cas où l'insert est du premier type pour le montage avec capacité de mobilité d'un noyau destiné à recevoir la tête fémorale, et dans le cas d'un alignement des différents centres par rapport à l'axe de symétrie de la cupule ; - la figure Ibis est une vue semblable à la figure 1 dans laquelle la cavité hémisphérique interne du noyau mobile, est excentrée selon l'axe de symétrie.
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale avant montage des principaux composants de l'implant cotyloïdien, dans le cas d'un insert du deuxième type destiné à recevoir directement la tête fémorale, et dans le cas d'un alignement des différents centres par rapport à l'axe de symétrie de la cupule ; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble de l'implant cotyloïdien selon la forme de réalisation de la figure 1
- la figure 4 est une vue de dessous correspondant à la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble de l'implant cotyloïdien selon la forme de réalisation illustrée figure 2 ;
- la figure 6 est une vue de dessous correspondant à la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue en coupe longitudinale avant montage des composants de l'implant cotyloïdien, dans le cas où l'insert est du premier type pour le montage avec capacité de mobilité d'un noyau destiné à recevoir la tête fémorale et dans le cas d'un décalage des centres par rapport à l'axe de symétrie de la cupule ;
- la figure 8 est une vue en coupe longitudinale avant montage des principaux composants de l'implant cotyloïdien, dans le cas d'un insert du deuxième type destiné à recevoir directement la tête fémorale et dans le cas d'un décalage des centres par rapport à l'axe de symétrie de la cupule ;
- la figure 9 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble de l'implant cotyloïdien selon la forme de réalisation de la figure 7 ;
- la figure 10 est une vue de dessous correspondant à la figure 9 ;
- la figure 11 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble de l'implant cotyloïdien selon la forme de réalisation illustrée figure 8 ;
- la figure 12 est une vue de dessous correspondant à la figure 11 ;
- la figure 13 est, à une échelle plus importante, une vue en coupe longitudinale de la bague de rétention seule ;
- la figure 14 est une vue de dessus correspondant à la figure 13.
Selon l'invention, l'implant cotyloïdien comprend une cupule métallique commune (1) de forme générale hémisphérique. Cette cupule (1) présente toute type d'agencement pour être fixé dans la cavité cotyloïdienne de l'os iliaque avec ou non du ciment. Cette cupule (1) délimite une cavité interne (la) présentant des agencements pour le montage à volonté, au choix de l'opérateur de deux types d'insert (2) ou (3).
Le choix du type d'insert (2) ou (3) dépend de la volonté et de la nécessité d'augmenter le diamètre de la tête et d'obtenir une double mobilité ou une simple mobilité.
L'insert du premier type (2) présente une cavité interne sphérique (2a) pour le montage, avec capacité de mobilité, d'un noyau hémisphérique (4) qui présente lui-même une cavité interne concave hémisphérique (4a) pour le montage, avec capacité d'articulation, d'une tête fémorale (T) que présente l'implant fémoral correspondant. Dans cette forme de réalisation, (figures 1 à 3 et 4), la double mobilité est obtenue par la capacité de déplacement multidirectionnel du noyau (4) dans la cavité (2a) de l'insert (2) et de la tête fémorale (T) étant dans la cavité interne(4a) du noyau (4).
L'insert du deuxième type (3) présente une cavité interne (3a) apte à coopérer avec capacité d'articulation avec la tête fémorale (T). Selon cette forme de réalisation (figures 2, 5 et 6), la mobilité est assurée par le déplacement multidirectionnel de la tête (T) dans la cavité (3a) de l'insert
(3).
A noter que l'insert (3) du deuxième type (et éventuellement l'insert (2)), ainsi que le noyau mobile (4) peuvent présenter des agencements (3d) et (4b), pour le montage d'une bague (5) apte à assurer la rétentivité de la tête fémorale (T). Par exemple, une portée circulaire étagée est formée concentriquement aux cavités (3a) et (4a), la portée circulaire étant de diamètre supérieur à celui desdites cavités. La bague (5) présente un profil externe conforme à celui illustré figure 13 et est fendue en (5a) pour être écartée par élasticité pour être mise en place au niveau des portées circulaires étagées (3d) et (4b). Des trous (5b) permettent l'introduction de becs que peut présenter une pince. La portée interne (5c) de la bague (5) est concave en relation avec la portée externe hémisphérique de la tête fémorale
(T). La bague assure un effet amortisseur entre la tête fémorale et le fond de la cavité du noyau mobile (4).
On observe également que les diamètres des cavités (3 a) et (4a) sont identiques pour recevoir la même tête fémorale (T) de diamètre déterminé.
Bien évidemment, les diamètres des cavités (3a) et (4a) sont établis selon une gamme dimensionnelle correspondant aux diamètres des têtes fémorales
(T).
La cavité interne (la) de la cupule (1) présente des agencements pour le montage, d'une manière fixe, de l'un quelconque des types d'inserts (2) et (3). Dans ce but, ces agencements coopèrent avec des agencements complémentaires que présente la face externe de l'insert (2) et de l'insert (3), notamment pour assurer la fixation par effet de clipage. Dans ce but, dans la forme de réalisation illustrée, ces agencements sont constitués, pour un insert (2) par une série de portées circulaires tronconiques (2b) et (2c) et pour l'insert (3), par une série de portées circulaires tronconiques (3b) et (3c).
Bien évidemment, sans pour cela sortir du cadre de l'invention, la fixation de l'insert (2) ou de l'insert (3) dans la cavité interne (la) de la cupule (1) peut s'effectuer par d'autres formes complémentaires d'assemblage et par tout moyen connu et approprié. Avantageusement, l'insert du premier type (2) est en céramique, tandis que l'insert du deuxième type (3) est en céramique ou en polyéthylène. Le noyau (4) peut être indifféremment en céramique ou en polyéthylène. De même, la cupule métallique (1) peut présenter tout revêtement et/ou traitement de surface externe.
A partir de ce concept de base, dans une forme de réalisation préférée, l'insert, le noyau mobile et la tête fémorale, sont en céramique. On prévoit également une réalisation entièrement métallique de l'implant cotyloïdien (insert premier ou deuxième type, noyau et tête fémorale éventuellement).
Compte tenu des caractéristiques à la base de l'invention, les centres (01) de l'insert du premier type (2), (02) du noyau (4) et (03) de l'insert du deuxième type (3), sont alignés entre eux et selon l'axe de symétrie (x-x') de la cupule (1) (figure 1 à 6). Ou bien pour permettre un montage latéralisé de l'implant cotyloïdien, les centres (01) de l'insert du premier type (2), (02) du noyau (4) et (03) de l'insert du deuxième type (3), sont alignés et décalés par rapport à l'axe de symétrie (x-x') de la cupule (1) (figures 7 à
12).
On prévoit également, comme le montre la figure Ibis, d'excentrer, selon l'axe de symétrie (x-x'), la cavité interne (4a) du noyau mobile (4).
Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle qu'avec la même cupule métallique, il est possible d'utiliser deux types d'insert pour obtenir un montage à double mobilité avec un noyau inteπnédiaire ou à simple mobilité, sans noyau intermédiaire.
En outre, cette simple ou double mobilité réduit les risques de luxation et évite tout conflit en assurant un recentrage automatique.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
-1- Implant cotyloïdien pour prothèse de hanche, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une cupule métallique (1) de forme générale hémisphérique apte à être fixée dans le fond de la cavité cotyloïdienne de l'os iliaque ;
- la cupule (1) délimite une cavité interne (la) présentant des agencements pour le montage à volonté, d'une manière fixe, de deux types d'insert (2) et (3) ;
- le premier type d'insert (2) présente une cavité interne sphérique (2a) pour le montage avec capacité de mobilité d'un noyau hémisphérique (4) présentant une cavité interne (4a) apte à coopérer avec capacité d'articulation avec une tête fémorale (T) ; - le deuxième type d'insert (3) présente une cavité interne (3a) apte à coopérer avec capacité d'articulation, avec une tête fémorale ;
- le centre des cavités internes des inserts (2) et (3) et du noyau (4) mobile sont alignés entre eux, d'une part, et alignés ou décalés par rapport à l'axe de symétrie de la cupule, d'autre part.
-2- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le centre de la cavité interne (4a) du noyau mobile (4) est excentré selon son axe de symétrie.
-3- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert de deuxième type (3) et le noyau mobile (4) présentent des agencements pour le montage d'une bague (5) apte à assurer la rétentivité de la tête fémorale. -4- Implant selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bague (5) est fendue afin d'être écartée par élasticité pour être positionnée dans des agencements de formes complémentaires que présente l'ouverture de l'insert ou du noyau, la bague délimitant une portée interne concave en relation avec la portée externe hémisphérique de la tête fémorale.
-5- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agencements de la cavité interne (la) de la cupule (1) coopèrent avec des agencements complémentaires que présente la surface externe des deux types d'insert (2) et (3) pour assurer une fixation par effet de clipage.
-6- Implant selon la revendication 5, caractérisé en ce que les agencements sont constitués par une série de portée circulaires tronconiques.
-7- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert du premier type (2), le noyau (4) et la tête fémorale sont en céramique.
-8- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (4) est en polyéthylène.
-9- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert du deuxième type (3) est en céramique.
-10- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert du deuxième type est en polyéthylène.
-11- Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les inserts du premier type (2), du deuxième type (3), et le noyau (4) sont métalliques.
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