EP1267754A1 - Insert cotyloidien pour prothese totale de hanche - Google Patents

Insert cotyloidien pour prothese totale de hanche

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EP1267754A1
EP1267754A1 EP01921477A EP01921477A EP1267754A1 EP 1267754 A1 EP1267754 A1 EP 1267754A1 EP 01921477 A EP01921477 A EP 01921477A EP 01921477 A EP01921477 A EP 01921477A EP 1267754 A1 EP1267754 A1 EP 1267754A1
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EP
European Patent Office
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cup
head
alumina
polyethylene
insert according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01921477A
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German (de)
English (en)
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Jean-Paul Carret
Jean-Paul Cisterne
Michel-Henri Fessy
Emmanuel Baulot
Frédéric FARIZON
André Rambert
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Fessy Michel Henry
Societe dEtudes de Recherches et de Fabrication SAS SERF
Original Assignee
Fessy Michel Henry
Societe dEtudes de Recherches et de Fabrication SAS SERF
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Filing date
Publication date
Application filed by Fessy Michel Henry, Societe dEtudes de Recherches et de Fabrication SAS SERF filed Critical Fessy Michel Henry
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Abstract

Insert cotyloïdien comprenant une tête sphérique (2) disposée à une extrémité d'une tige médullaire, et montée articulée à l'intérieur d'un noyau, lui-même monté articulé à l'intérieur d'un composant acétabulaire. La tête sphérique (2) est réalisée en zircone et le noyau comprend une cupule intérieure (7) constituée par une cupule en alumine sur laquelle est immobilisée une cupule (8) en polyéthylène surmoulée sur la cupule en alumine (7). En outre, la tête sphérique (2) est agencée pour pouvoir être engagée sans contrainte dans la cupule (7) et retenue directement et uniquement par celle-ci.

Description

INSERT COTYLOÏDIEN POUR PROTHESE TOTALE DE HANCHE
La présente invention a pour objet un insert cotyloïdien pour prothèse totale de hanche. La détérioration de la cavité cotyioïdienne implique fréquemment la mise en place d'une prothèse totale de hanche. Une telle prothèse comprend, d'une part, un élément fémoral présentant une tige médullaire destinée à être fixée à l'os à l'intérieur du fémur, et dont l'extrémité libre est munie d'une tête sphérique et, d'autre part, un élément cotyloïdien destiné à être engagé et fixé dans la cavité cotyioïdienne. L'élément cotyloïdien délimite une cavité sphérique recevant, avec possibilité de pivotement, la tête sphérique de l'élément fémoral.
Un élément cotyloïdien connu, notamment par le document FR 2 710 836, est constitué par un noyau en matériau favorisant le glissement, le plus souvent en polyethylene de haute densité, qui délimite la cavité dans laquelle la tête sphérique est montée pivotante. Ce noyau en polyethylene est inséré dans une cupule métallique fixée dans la cavité cotyioïdienne. L'essentiel des mouvements est obtenu par pivotement de la tête sphérique à l'intérieur du noyau. Cependant, dans certains mouvements de grande amplitude, la cupule en polyethylene peut également pivoter à l'intérieur de la cupule métallique. Il est ainsi possible d'obtenir une double mobilité de la tête sphérique par rapport à la cavité cotyioïdienne.
La demande de brevet FR 99 08 1 94 décrit une prothèse totale de hanche, dans laquelle les surfaces en contact de la tête et du noyau sont réalisées dans des matériaux à frottement dur.
Le but de l'invention est de fournir une prothèse totale de hanche permettant de réaliser une double mobilité, d'une part, de la tête sphérique par rapport au noyau et, d'autre part, du noyau par rapport à la cavité cotyioïdienne, qui limite les risques de luxation et qui dispose d'une longévité importante.
A cet effet, dans la prothèse qu'elle concerne, du type comprenant une tête sphérique disposée à une extrémité d'une tige médullaire destinée à être fixée à l'os à l'intérieur du fémur, et montée articulée à l'intérieur d'un noyau, lui-même monté articulé à l'intérieur d'un composant acétabulaire constitué par exemple par une cupule métallique fixée dans la cavité cotyioïdienne, la tête sphérique est réalisée en zircone et le noyau comprend une cupule intérieure qui, destinée au montage de la tête sphérique, est constituée par une cupule en alumine sur laquelle est immobilisée une cupule en polyethylene surmoulée sur la cupule en alumine, et en ce que la tête sphérique est agencée pour pouvoir être engagée sans contrainte dans la cupule intérieure et pour pouvoir être retenue directement dans cette cupule, sans action de la cupule extérieure en polyethylene.
La rétention de la tête dans la cupule est assurée par la cupule intérieure sans mise en œuvre d'une quelconque rétention élastique par la cupule extérieure en polyethylene.
Afin d'assurer une surface portante maximale de la tête sphérique et d'assurer la rétention de celle-ci, la cupule en alumine comporte, depuis son fond et en direction de son ouverture, une portion de surface sphérique de même rayon que celui de la tête de l'élément fémoral, s'étendant sur plus d'une demi-sphère, et prolongée en dessous de son plan équatorial par une portion cylindrique de diamètre inférieur à celui de la tête de l'élément fémoral.
Afin de permettre l'introduction de la tête à l'intérieur de la cupule en alumine, la tête comporte, sur une partie de sa surface, au moins une zone de retrait de matière par rapport à la surface sphérique, correspondant à une réduction de diamètre à une valeur inférieure au diamètre de l'entrée de la cupule intérieure, afin de permettre le passage sans effort de la tête dans l'entrée de la celle-ci, dans une position dans laquelle l'axe de montage de la tête sur le col d 'une tige fémorale est incliné par rapport à l'axe de l'entrée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la cupule en polyethylene comporte un retour recouvrant au moins partiellement le bord de la cupule en alumine délimitant l'ouverture de celle-ci. Ce retour de la cupule en polyethylene sert de butée au col de la tige fémorale lors d'inclinaisons importantes de celle-ci.
Afin de ne pas limiter excessivement les mouvements du col de la tige fémorale, le retour de la cupule en polyethylene comprend une entrée de forme générale conique s'évasant vers l'extérieur. Afin d'assurer une excellente tenue de la cupule en polyethylene sur la cupule en alumine, celle-ci comporte un certain nombre de méplats ménagés sur sa périphérie et comporte au moins une rainure annulaire et périphérique perpendiculaire à son axe.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la tête en zircone comporte un évidemment tronconique avec une conicité de l'ordre de 4°, permettant son montage sur un col de conicité correspondante appartenant à une tige fémorale. Cette faible conicité permet de générer des forces de frottement importantes s'opposant à l'expulsion de la tête en zircone de la portée du col fémoral, sans avoir besoin pour cela d'une force d'impaction axiale importante, qui serait préjudiciable à la bonne tenue mécanique de la tête en zircone.
Cet insert peut être monté dans une cupule métallique fixée dans la cavité cotyioïdienne par des pattes ou des plots, ou engagé en force dans cette cavité. Une telle prothèse possède les avantages de la double mobilité, ainsi que les avantages d'un frottement dur, zircone- alumine, présentant un taux d'usure faible, et évitant les relargages de polyethylene, comme tel est le cas lorsque la tête de la prothèse est engagée dans une cupule en polyethylene. Il en résulte une durée de vie de la prothèse considérablement augmentée par rapport à une prothèse comportant un frottement métal-polyéthylène ou alumine-polyéthylène, tout en évitant les inconvénients résultant du relargage des particules de polyethylene à l'intérieur de l'organisme.
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet insert :
Figure 1 est une vue en perspective éclatée des différentes pièces constitutives de cet insert ;
Figure 2 est une vue en coupe du noyau selon la ligne ll-ll de figure 1 ; Figure 3 est une vue en coupe au cours de la phase d'introduction de la tête de la prothèse à l'intérieur du noyau ;
Figure 4 est une vue en coupe de la prothèse en position implantée.
La prothèse représentée au dessin comprend une tête sphérique 2 montée à une extrémité d'une tige médullaire, non représentée au dessin, destinée à être fixée à l'os à l'intérieur du fémur. La tête 2 est montée sur la tige médullaire par l'intermédiaire d'un col conique 3 solidaire de la tige, avec un cône de conicité de l'ordre de 4°, engagé dans un évidement 4 de la tête 2. La tête 2 présente, sur sa face extérieure, deux zones 5 de retrait de matière disposées symétriquement, et centrées sur un plan perpendiculaire à l'entrée de l'évidement 4. La tête 2 est destinée à être montée articulée à l'intérieur d'un noyau 6 comprenant une cupule en alumine 7 sur laquelle est surmoulée une cupule en polyethylene de haute densité 8. La figure 1 est une vue très schématique et théorique, dans la mesure où la cupule 8 n'existe pas en tant que telle et de façon indépendante, puisqu'elle est surmoulée sur la cupule 7. La cupule 7, qui est en alumine, comprend, sur sa face extérieure, plusieurs méplats 9 ainsi qu'une rainure annulaire périphérique 10. Les méplats 9 et la rainure 10 visent à assurer un excellent blocage de la cupule en polyethylene 8 sur la cupule en alumine 7. La cupule en polyethylene présente un retour 12 recouvrant partiellement le bord de la cupule 7 délimitant l'ouverture de celle-ci. Le retour 1 2 comporte une entrée conique 1 3 évasée vers l'extérieur.
La cupule en alumine présente, depuis son fond et en direction de son entrée ou ouverture, une portion de surface sphérique 14 de même rayon que celui de la tête 2 de l'élément fémoral s'étendant sur plus d'une demi-sphère et prolongée par une portion cylindrique 1 5 de diamètre inférieur à celui de la tête de l'élément fémoral.
Il est pourtant possible d'introduire la tête 2 en zircone à l'intérieur de la cupule 7 en alumine grâce aux zones de retrait de matière que comporte la tête. Ces zones de retrait de matière procurent en effet, à leur niveau, une section qui est inférieure à la section de l'entrée de la cupule 7 dans sa portion cylindrique 1 5. Après engagement dans une position dans laquelle l'ouverture de l'évidement tronconique 4 est sensiblement perpendiculaire à l'entrée de la cupule 7, la tête peut être basculée avant montage du col conique 3. Une fois ce montage effectué, la tête de la prothèse ne peut plus être retirée de la cupule en alumine 7.
Cet insert peut être monté dans une cupule métallique 1 6, par exemple une cupule engagée en force et maintenue grâce à des crans 1 7 dans l'os 1 8 dans laquelle est ménagée la cavité cotyioïdienne. Il peut être noté que, comme montré à la figure 4, le retour 1 2 de la cupule 8 en polyethylene forme butée pour le col 3 de la tige médullaire, lorsque sont effectués des mouvements de grande amplitude.
Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un insert cotyloïdien pour prothèse totale de hanche, dont la durée de vie est très importante, dans la mesure où les frottements se font entre le zircone de la tête sphérique et l'alumine d'une cupule, la mobilité étant augmentée grâce à la possibilité de pivotement de la cupule en polyethylene à l'intérieur de la cupule métallique 16 fixée dans le bassin. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet insert cotyloïdien, décrit ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que les moyens de blocage de la cupule en polyethylene sur la cupule en alumine pourraient être différents et constitués non pas par des méplats et par une rainure mais par des cavités en creux, que le retour de la cupule en polyethylene pourrait avoir une forme différente, que la cupule en alumine pourrait posséder un chanfrein au niveau de son entrée, ou encore que la cupule en polyethylene pourrait être montée dans une cupule métallique fixée autrement qu'en force dans la cavité cotyioïdienne, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Insert cotyloïdien pour prothèse totale de hanche du type comprenant une tête sphérique (2) disposée à une extrémité d'une tige médullaire destinée à être fixée à l'os à l'intérieur du fémur, et montée articulée à l'intérieur d'un noyau, lui-même monté articulé à l'intérieur d'un composant acétabulaire constitué par exemple par une cupule métallique fixée dans la cavité cotyioïdienne, caractérisé en ce que la tête sphérique (2) est réalisée en zircone et le noyau comprend une cupule intérieure (7) qui, destinée au montage de la tête sphérique (2), est constituée par une cupule en alumine sur laquelle est immobilisée une cupule (8) en polyethylene surmoulée sur la cupule en alumine (7), et en ce que la tête sphérique est agencée pour pouvoir être engagée sans contrainte dans la cupule intérieure (7) et pour pouvoir être retenue directement dans cette cupule (7), sans action de la cupule extérieure (8) en polyethylene.
2. Insert cotyloïdien selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la cupule en alumine (7) comporte, depuis son fond et en direction de son ouverture, une portion de surface sphérique ( 14) de même rayon que celui de la tête (2) de l'élément fémoral, s'étendant sur plus d'une demi- sphère, et prolongée en dessous de son plan équatorial par une portion cylindrique (1 5) de diamètre inférieur à celui de la tête de l'élément fémoral.
3. Insert cotyloïdien selon l'une des revendications 1 t 2, caractérisé en ce que la tête (2) comporte, sur une partie de sa surface, au moins une zone (5) de retrait de matière par rapport à la surface sphérique, correspondant à une réduction de diamètre à une valeur inférieure au diamètre de l'entrée de la cupule intérieure (7), afin de permettre le passage sans effort de la tête dans l'entrée de celle-ci, dans une position dans laquelle l'axe de montage de la tête sur le col d 'une tige fémorale est incliné par rapport à l'axe de l'entrée.
4. Insert cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cupule (8) en polyethylene comporte un retour ( 1 2) recouvrant au moins partiellement le bord de la cupule (7) en alumine délimitant l'ouverture de celle-ci.
5. Insert cotyloïdien selon la revendication 4, caractérisé en ce que le retour ( 1 2) de la cupule (8) en polyethylene comprend une entrée (1 3) de forme générale conique s'évasant vers l'extérieur.
6. Insert cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cupule (7) en alumine comporte un certain nombre de méplats (9) ménagés sur sa périphérie.
7. Insert cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cupule (7) en alumine comporte au moins une rainure annulaire et périphérique (10) perpendiculaire à son axe.
8. Insert cotyloïdien selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la tête (2) en zircone comporte un évidemment tronconique (4) avec une conicité de l'ordre de 4°, permettant son montage sur un col (3) de conicité correspondante appartenant à une tige fémorale.
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