WO2004078074A1 - Prothese du genou - Google Patents

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WO2004078074A1
WO2004078074A1 PCT/FR2004/000218 FR2004000218W WO2004078074A1 WO 2004078074 A1 WO2004078074 A1 WO 2004078074A1 FR 2004000218 W FR2004000218 W FR 2004000218W WO 2004078074 A1 WO2004078074 A1 WO 2004078074A1
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femoral prosthesis
face
prosthesis
fixing base
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Patrick Hechard
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Patrick Hechard
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Definitions

  • the present invention relates to knee prostheses. More particularly, the invention relates to a femoral prosthesis, as well as a knee prosthesis comprising a tibial prosthesis and a femoral prosthesis.
  • knee prostheses comprising a femoral prosthesis comprising a mounting base.
  • This mounting base has a mounting face adapted to be rigidly attached to a resected distal end of the femur.
  • This femoral prosthesis consists of a single piece of biocompatible metal alloy and the tibial support element forms a movable plate on a tibial component rigidly mounted on the tibia of a patient.
  • the tibial support element consists for example of a biocompatible plastic material.
  • the present invention aims in particular to overcome the drawback mentioned above, in a relatively economical manner.
  • a femoral prosthesis which, in addition to the characteristics already mentioned, is characterized in that the fixing base has a bearing face and that the femoral prosthesis further comprises an intermediate piece between the mounting base and the ball joint, this intermediate piece comprising on the one hand, a trochleenne articulation surface adapted to cooperate with a rear face of the ball joint and on the other hand, a sliding face adapted to allow movement by sliding of the intermediate piece on the bearing face of the mounting base and to allow centering of the patella relative to the femur.
  • a movable intermediate piece is interposed between the fixation base, rigidly secured to the femur, and a tibial component consisting of the tibial glenae, if the wearer of the femoral prosthesis has kept his tibia intact, or a tibial element of prosthesis, with or without movable plate, if this wearer is fitted with a total prosthesis.
  • the mobility of the intermediate piece allows a displacement of the ball joint and therefore a centering thereof in bending.
  • centering is meant a positioning of the patella which minimizes the stresses exerted by the patella on the femoral prosthesis.
  • the intermediate piece is also interchangeable.
  • the mobility of the intermediate piece makes it possible to minimize the shearing forces which occur, during walking, on the femoral prosthesis.
  • the size of the intermediate piece can be adapted to the size of the patella and the patellar angle, whether the patella is retained or resurfaced.
  • the intermediate part of the femoral prosthesis is guided on the bearing face, parallel to a median axis cl " C ⁇ C ci S. p
  • the intermediate piece of the femoral prosthesis is guided by a slide comprising two slide elements extending parallel to the median-lateral axis, each of these slide elements being located respectively on the mounting base and on the intermediate piece. ;
  • the intermediate piece also includes a condylar contact face adapted to cooperate with a tibial surface; and -
  • the intermediate part comprises a material chosen from polyethylene, a ceramic, a metal or another biocompatible material.
  • the invention is a knee prosthesis comprising a tibial prosthesis and a femoral prosthesis having at least one of the characteristics mentioned above.
  • FIG. 1 is a sectional view, in an anteroposterior plane, of a distal end of femur provided with an embodiment of a femoral prosthesis according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic representation similar to that of Figure 1, of a variant of the femoral prosthesis shown in Figure 1;
  • FIG 3 schematically shows a front view of a total knee prosthesis comprising a femoral prosthesis such as that illustrated in Figures 1 and 2;
  • FIG. 4 is a schematic section in the plane marked IV-IV in Figure 3, of a femoral prosthesis such as those shown in Figures 1 to 3;
  • FIG. 5 schematically represents a third embodiment of a prosthesis according to the invention.
  • FIG. 6 schematically shows a second embodiment of a prosthesis according to the invention, corresponding to a unicompartmental prosthesis.
  • a first embodiment of a femoral prosthesis is described below in relation to the figures 1 to 4.
  • the femoral prosthesis 1 As shown in FIGS. 1, the femoral prosthesis 1 according to the invention comprises a fixing base 2 and an intermediate piece 3.
  • the mounting base 2 is fixed to a resected distal end of a femur 4 in a manner known to those skilled in the art.
  • the mounting base 2 consists of a biocompatible metal alloy also known to those skilled in the art, such as 316 L stainless steel or a chromium-cobalt-molybdenum alloy.
  • the mounting base 2 has a mounting face 5 adapted to be rigidly fixed to the femur 4, as well as a bearing face 6.
  • the bearing face 6 comprises a succession of planes
  • the intermediate piece 3 is made of a biocompatible plastic material also known to those skilled in the art, such as those generally used for tibial prosthesis trays for example (polypropylene, thermoplastic elastomer, etc.).
  • the intermediate part 3 comprises an articulation face 7 and a sliding face 8.
  • the articulation face 7 comprises a trochleenne articulation surface 7a and a condylar articulation surface 7b.
  • the trochleenne articulation surface 7a has a shape adapted to cooperate with the rear face 16 of a ball joint 14 (not shown in FIGS. 1 and 2).
  • the trochlear articulation surface 7a continues towards the distal end of the femur 4 fitted with the femoral prosthesis 1, through the condylar articulation surface 7b.
  • the sliding face 8 comprises a succession of planes, each of these planes corresponding respectively to the planes 6a, 6b, 6c, 6d and 6e of the support face 6 of the fixing base 2.
  • the respective planes of the support face 6 and of the sliding face 8 are adapted to allow movement of the intermediate piece 3 along a median-lateral axis X, perpendicular to the anteroposterior plane of the femur 4.
  • the sliding or sliding of the intermediate piece 3 on the mounting base 2 is guided by a slide 9 having two slide elements, for example in dovetail.
  • Each of these slide elements extends parallel to the median-lateral axis X.
  • One of these elements is for example formed projecting on the plane 6c of the support face 6 of the fixing base 2.
  • the another slide element has a complementary gutter shape hollowed out in the intermediate piece 3.
  • the condylar articulation surface 7b is adapted to cooperate with a tibial surface.
  • This tibial surface is for example made up of the tibial gleni if the wearer of the femoral prosthesis has kept his tibia intact.
  • a total prosthesis 10 comprising a femoral prosthesis 1 and a tibial prosthesis 17 mounted on a tibia 13 in a manner known to those skilled in the art.
  • the tibial surface 11 corresponds to the surface of a plateau 12 situated in correspondence with the condyles.
  • the plate 12 can be mobile, as in LCS type prostheses, well known to those skilled in the art (LCS being the acronym of the English expression “Low Contraint System”).
  • the mobility of the intermediate piece 3, along the median-lateral axis X allows adequate positioning of the ball 14 relative to the femur 4. Indeed, the ball 14 is held by ligaments (not shown) which tend, in particular in flexion, to place the ball 14 in a particular position. As shown in FIG. 4, the intermediate piece 3 can follow the movement of the ball joint 14, in particular along the median-lateral axis X.
  • the complementarity of the trochleenne articulation surface 7b and of the rear face 16 of the ball joint 14 may be sufficient to keep the intermediate piece 3 in position on the fixing base 2.
  • stops 15 can limit the movement of the intermediate piece 3 on the bearing face 6 of the fixing base 2.
  • the mobility of the intermediate piece 3 also makes it possible to compensate for the stresses which are exerted in the frontal plane of the femoral prosthesis 1.
  • FIG. 5 A second embodiment of a prosthesis according to the invention is shown in FIG. 5. According to this embodiment, it is a femoral prosthesis.
  • Figure 5 shows this prosthesis seen from above.
  • the mounting base 2 and the intermediate part 3 are shown in profile in the inset of FIG. 5.
  • This embodiment differs from the different variants of the embodiment described in relation to FIGS. 1 to 4, essentially by the fact that the fixing base 2 has a groove 20 allowing movement of the intermediate piece 3, along the axis median-lateral X (see arrow F 'in Figure 5).
  • the groove 20 has flanges 21 serving as a stop for the travel of the intermediate piece along the median-lateral axis X.
  • This embodiment is particularly well suited to the case where the trochlear angle is very acute.
  • FIG. 6 A third embodiment of a prosthesis according to the invention is shown in Figure 6. According to this embodiment, it is a unicompartmental prosthesis.
  • Figure 6 shows a front knee joint.
  • the tibial plateau is covered by a plateau 12 ′, as in internal or external unicompartmental prostheses already known to those skilled in the art.
  • a condyle 18 in correspondence with the plate 12 ', are mounted a mounting base 2' and an intermediate piece 3 '.
  • the mounting base 2 'and the intermediate piece 3' are shown in profile in the insert of Figure 6.
  • the intermediate piece 3 ' has a condylar articulation surface 27b reproducing the shape of a part of the anatomical condyle and a trochlear articulation surface 27a reproducing the shape of part of the trochlea.
  • the bearing face 6 could have a shape different from that described in relation to FIGS. 1 and 2 and have a shape allowing displacements of the intermediate piece 3 with more degrees of freedom and in particular in additional directions with respect to the median-lateral axis indicated above.

Abstract

Prothèse fémorale (1) comprenant un socle de fixation (2) et une pièce intermédiaire (3) adaptée pour être interposée entre le socle de fixation (2) et une rotule (14). Cette pièce intermédiaire (3) est mobile par rapport au socle de fixation (2) pour permettre notamment un centrage de la rotule (14) par rapport au fémur (4).

Description

Prothèse du genou
La présente invention est relative aux prothèses de genou. Plus particulièrement, l'invention concerne une prothèse fémorale, ainsi qu'une prothèse de genou comportant une prothèse tibiale et une prothèse fémorale.
On connaît déjà de telles prothèses de genou comportant une prothèse fémorale comprenant un socle de fixation. Ce socle de fixation comporte une face de fixation adaptée pour être rigidement fixée à une extrémité distale réséquée de fémur.
Le document EP-A-0 732 092 décrit un exemple d'une telle prothèse fémorale comportant en outre une surface d'articulation. Cette surface d'articulation incluant une paire de parties condyliennes adaptées pour coopérer avec un élément porteur tibial. Bien que ce ne soit pas spécifiquement décrit dans ce document, la surface d'articulation comporte également une partie trochleenne ou poulie trochleenne qui permet une articulation de la rotule sur le fémur.
Cette prothèse fémorale est constituée d'une pièce monobloc en alliage métallique biocompatible et l'élément porteur tibial forme un plateau mobile sur un composant tibial rigidement monté sur le tibia d'un patient. L'élément porteur tibial est constitué par exemple d'une matière plastique biocompatible.
L'une des principales complications survenant avec ce type de prothèse de genou est liée à un défaut de centrage de la rotule sur la partie trochleenne.
Une solution pour éviter ce type de complications consisterait à reproduire, avec la prothèse fémorale, de la manière la plus fidèle possible le modèle anato ique du fémur du patient. Mais la reproduction d'une prothèse de fémur à partir de coupes tomodensitométriques serait particulièrement onéreuse.
La présente invention a notamment pour but de pallier l'inconvénient mentionné ci-dessus, de manière relativement économique.
A cet effet, on prévoit selon l'invention, une prothèse fémorale qui, outre les caractéristiques déjà mentionnées, est caractérisée par le fait que le socle de fixation comporte une face d'appui et que la prothèse fémorale comprend en outre une pièce intermédiaire entre le socle de fixation et la rotule, cette pièce intermédiaire comportant d'une- part, une surface d'articulation trochleenne adaptée pour coopérer avec une face postérieure de rotule et d'autre part, une face de glissement adaptée pour permettre un déplacement par glissement de la pièce intermédiaire sur la face d' appui du socle de fixation et pour permettre un centrage de la rotule par rapport au fémur . Grâce à l'invention, une pièce intermédiaire mobile est interposée entre le socle de fixation, rigidement solidaire du fémur, et un composant tibial constitué des glènes tibiales, si le porteur de la prothèse fémorale a conservé son tibia intact, ou un élément tibial de prothèse, avec ou sans plateau mobile, si ce porteur est appareillé d'une prothèse totale. La mobilité de la pièce intermédiaire autorise un déplacement de la rotule et donc un centrage de celle-ci en flexion. On entend par "centrage", un positionnement de la rotule qui minimise les contraintes exercées par la rotule sur la prothèse fémorale. L'invention permet donc de pallier l'inconvénient précité des prothèses de l'art antérieur, de manière simple et économique, parce que permettant d'obtenir une plus grande tolérance aux écarts dimensionnels par rapport à l'anatomie du patient, et ceci quelque soit le composant tibial correspondant.
La pièce intermédiaire est aussi interchangeable.
Ceci permet, en cas d'usure, de la remplacer indépendamment de son socle de fixation qui peut rester en place sur le fémur. Cette disposition simplifie l'intervention chirurgicale nécessaire pour pallier une éventuelle usure.
Par ailleurs, la mobilité de la pièce intermédiaire permet de minimiser les forces de cisaillement qui interviennent, lors de la marche, sur la prothèse fémorale.
On évite ainsi les problèmes de descellement de la prothèse fémorale sur l'os.
En outre, la taille de la pièce intermédiaire peut être adaptée à la taille de la rotule et à l'angle rotulien, que la rotule soit conservée ou resurfacée.
Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- la pièce intermédiaire de la prothèse fémorale est guidée sur la face d'appui, parallèlement à un axe médian- cl"CθC ci S. p
- la pièce intermédiaire de la prothèse fémorale est guidée grâce à une glissière comprenant deux éléments de glissière s' étendant parallèlement à l'axe médian-latéral, chacun de ces éléments de glissière étant situé respectivement sur le socle de fixation et sur la pièce intermédiaire ;
- le déplacement de la pièce intermédiaire sur la face d'appui du socle de fixation est limité par des butées ;
- la pièce intermédiaire comporte également une face de contact condylienne adaptée pour coopérer avec une surface tibiale ; et - la partie intermédiaire comprend un matériau choisi parmi le polyéthylène, une céramique, un métal ou un autre matériau biocompatible.
Selon un autre aspect, l'invention est une prothèse de genou comportant une prothèse tibiale et une prothèse fémorale ayant au moins l'une des caractéristiques mentionnées ci-dessus.
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de plusieurs modes de réalisation.
L'invention sera également mieux comprise à l'aide des dessins, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe, dans un plan antéropostérieur, d'une extrémité distale de fémur munie d'un mode de réalisation d'une prothèse fémorale conforme à la présente invention ;
- la figure 2 est une représentation schématique analogue à celle de la figure 1, d'une variante de la prothèse fémorale représentée sur la figure 1 ; - la figure 3 représente schématiquement vue de face une prothèse totale de genou comportant une prothèse fémorale telle que celle illustrée par les figures 1 et 2 ;
- la figure 4 est une coupe schématique dans le plan marqué IV-IV sur la figure 3, d'une prothèse fémorale telle que celles représentées sur les figures 1 à 3 ; la figure 5 représente schématiquement un troisième mode de réalisation d'une prothèse selon l'invention ; et
- la figure 6 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation d'une prothèse selon l'invention, correspondant à une prothèse unicompartimentale .
Un premier mode de réalisation d'une prothèse fémorale est décrit ci-dessous en relation avec les figures 1 à 4.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
Comme représenté sur les figures 1, la prothèse fémorale 1 selon l'invention comprend un socle de fixation 2 et une pièce intermédiaire 3.
Le socle de fixation 2 est fixé sur une extrémité distale réséquée d'un fémur 4 d'une manière connue de l'homme du métier. Le socle de fixation 2 est constitué d'un alliage métallique biocompatible également connu de l'homme du métier, tel que de l'acier inoxydable 316 L ou un alliage chrome-cobalt-molybdène. Le socle de fixation 2 comporte une face de fixation 5 adaptée pour être rigidement fixée au fémur 4, ainsi qu'une face d'appui 6. La face d'appui 6 comporte une succession de plans
6a, 6b, 6c, 6d et 6e. Ces plans 6a, 6b, 6c, 6d et 6e sont perpendiculaires au plan antéropostérieur du fémur 4.
La pièce intermédiaire 3 est constituée d'un matériau plastique biocompatible également connu de l'homme du métier, tel que ceux généralement utilisés pour les plateaux de prothèses tibiales par exemple (polypropylène, élastomère thermoplastique, etc.).
La pièce intermédiaire 3 comporte une face d'articulation 7 et une face de glissement 8. La face d'articulation 7 comporte une surface d'articulation trochleenne 7a et une surface d'articulation condylienne 7b. La surface d'articulation trochleenne 7a a une forme adaptée pour coopérer avec la face postérieure 16 d'une rotule 14 (non représentée sur les figures 1 et 2). La surface d'articulation trochleenne 7a se poursuit vers l'extrémité distale du fémur 4 appareillé de la prothèse fémorale 1, par la surface d'articulation condylienne 7b.
La face de glissement 8 comporte une succession de plans, chacun de ces plans correspondant respectivement aux plans 6a, 6b, 6c, 6d et 6e de la face d'appui 6 du socle de fixation 2. Les plans respectifs de la face d'appui 6 et de la face de glissement 8 sont adaptés pour permettre un déplacement de la pièce intermédiaire 3 selon un axe médian- latéral X, perpendiculaire au plan antéropostérieur du fémur 4.
Selon une variante illustrée sur la figure 2, le glissement ou coulissement de la pièce intermédiaire 3 sur le socle de fixation 2 est guidé par une glissière 9 comportant deux éléments de glissière, par exemple en queue d'aronde. Chacun de ces éléments de glissière s'étend parallèlement à l'axe médian-latéral X. L ' un de ces éléments est par exemple formé en saillie sur le plan 6c de la face d'appui 6 du socle de fixation 2. L'autre élément de glissière a une forme de gouttière complémentaire creusée dans la pièce intermédiaire 3.
La surface d'articulation condylienne 7b est adaptée pour coopérer avec une surface tibiale. Cette surface tibiale est par exemple constituée des glènes tibiales si le porteur de la prothèse fémorale a conservé son tibia intact.
Par contre, si le porteur est appareillé d'une prothèse totale 10 comportant une prothèse fémorale 1 et une prothèse tibiale 17 montée sur un tibia 13 d'une manière connue de l'homme du métier. Comme représenté sur la figure 3, la surface tibiale 11 correspond à la surface d'un plateau 12 situé en correspondance des condyles . Le plateau 12 peut être mobile, comme dans les prothèses de type LCS, bien connues de l'homme du métier (LCS étant l'acronyme de l'expression anglo-saxonne « Low Contraint System ») .
La mobilité de la pièce intermédiaire 3, selon l'axe médian-latéral X (voir flèche F sur la figure 3) permet un positionnement adéquat de la rotule 14 par rapport au fémur 4. En effet, la rotule 14 est maintenue par des ligaments (non représentés) qui tendent, en particulier en flexion, à placer la rotule 14 dans une position particulière. Comme représenté sur la figure 4, la pièce intermédiaire 3 peut suivre le déplacement de la rotule 14, en particulier selon l'axe médian-latéral X.
La complémentarité de la surface d'articulation trochleenne 7b et de la face postérieure 16 de la rotule 14 peut être suffisante pour maintenir la pièce intermédiaire 3 en position sur le socle de fixation 2. Cependant, bien que ce ne soit pas indispensable, des butées 15 peuvent limiter le déplacement de la pièce intermédiaire 3 sur la face d'appui 6 du socle de fixation 2.
La mobilité de la pièce intermédiaire 3 permet également une compensation des contraintes qui s'exercent dans le plan frontal de la prothèse fémorale 1.
Un deuxième mode de réalisation d'une prothèse selon l'invention est représenté sur la figure 5. Selon ce mode de réalisation, il s'agit d'une prothèse fémorale. La figure 5 représente cette prothèse vue de dessus.
Le socle de fixation 2 et la pièce intermédiaire 3 sont représentés de profil dans l'encart de la figure 5.
Ce mode de réalisation se distingue des différentes variantes du mode de réalisation décrit en relation avec les figures 1 à 4, essentiellement par le fait que le socle de fixation 2 comporte une gorge 20 permettant un déplacement de la pièce intermédiaire 3, selon l'axe médian-latéral X (voir flèche F' sur la figure 5) . La gorge 20 comporte des rebords 21 faisant office de butée au débattement de la pièce intermédiaire selon l'axe médian-latéral X.
Ce mode de réalisation est particulièrement bien adapté au cas où l'angle trochléen est très aigu.
Un troisième mode de réalisation d'une prothèse selon l'invention est représenté sur la figure 6. Selon ce mode de réalisation, il s'agit d'une prothèse unicompartimentale .
La figure 6 représente une articulation de genou vue de face.
Dans ce cas, le plateau tibial est recouvert par un plateau 12', comme dans les prothèses unicompartimentales internes ou externes déjà connues de l'homme du métier. Sur un condyle 18, en correspondance du plateau 12', sont montés un socle de fixation 2' et une pièce intermédiaire 3' . Le socle de fixation 2' et la pièce intermédiaire 3' sont représentés de profil dans l'encart de la figure 6. La pièce intermédiaire 3' comporte une surface d'articulation condylienne 27b reproduisant la forme d'une partie du condyle anatomique et une surface d'articulation trochleenne 27a reproduisant la forme d'une partie de la trochlée.
Les modes de réalisation de l'invention tel que décrit ci-dessus peut comporter de nombreuses variantes. En particulier, la face d'appui 6 pourrait avoir une forme différente de celle décrite en relation avec les figures 1 et 2 et avoir une forme permettant des déplacements de la pièce intermédiaire 3 avec plus de degrés de liberté et en particulier selon des directions supplémentaires par rapport à l'axe médian-latéral indiqué ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS
1. Prothèse fémorale comprenant un socle de fixation (2), comportant une face de fixation (5) adaptée pour être rigidement fixée à une extrémité distale réséquée de fémur (4) caractérisée par le fait que le socle de fixation (2) comporte une face d'appui (6) et qu'elle comprend en outre une pièce intermédiaire (3) entre le socle de fixation (2) et une rotule (14), cette pièce intermédiaire (3) comportant d'une part, une surface d'articulation trochleenne 7a adaptée pour coopérer avec une face postérieure (16) de la rotule (14) et d'autre part, une face de glissement (8) adaptée pour permettre un déplacement par glissement de la pièce intermédiaire (3) sur la face d'appui (6) du socle de fixation (2) et pour permettre un centrage de la rotule (14) par rapport au fémur (4) .
2. Prothèse fémorale selon la revendication 1, dans laquelle la pièce intermédiaire (3) est guidée sur la face d'appui (6), parallèlement à un axe médian-latéral (X).
3. Prothèse fémorale selon la revendication 2, dans laquelle la pièce intermédiaire (3) est guidée grâce à une glissière (9) comprenant deux éléments de glissière s' étendant parallèlement à l'axe médian-latéral (X), chacun de ces éléments de glissière étant situé respectivement sur le socle de fixation (2) et sur la pièce intermédiaire (3) .
4. Prothèse fémorale selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le déplacement de la pièce intermédiaire (3) sur la face d'appui (6) du socle de fixation (2) est limité par des butées (15) .
5. Prothèse fémorale selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la pièce intermédiaire (3) comporte également une surface d'articulation condylienne (7b) adaptée pour coopérer avec une surface tibiale (11) .
6. Prothèse fémorale selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la partie intermédiaire (3) comprend un matériau choisi parmi le polyethylene, une céramique et un métal
7. Prothèse de genou comportant une prothèse tibiale (17) et une prothèse fémorale (1) selon l'une des revendications précédentes.
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