WO1988001492A1 - Prothese femorale mecanique auto-bloquee et procede de mise en oeuvre - Google Patents

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WO1988001492A1
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Gilles Crespy
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    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
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    • A61F2/3662—Femoral shafts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
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    • A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
    • A61F2002/30535—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
    • A61F2002/30579—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for with mechanically expandable devices, e.g. fixation devices

Definitions

  • the invention relates to a femoral prosthesis to be implanted in the upper end . .the femur when it is necessary to replace the femoral head in the event of trauma or osteoarthritis in particular. It concerns its method of implementation.
  • each femoral prosthesis has a more or less long rod which fits into the femoral barrel. The part which emerges from it is inclined on the rod or tail by about 120 ° and serves as a base for a sphere which is intended to replace the femoral head.
  • the ideal is therefore to dispense with cement and to block the prosthesis from the start by any means.
  • This technique has in fact two drawbacks, the first being the large quantity of prostheses in stock necessary to have the size which adapts exactly to the patient's femur, and the second being the risk of bursting of the upper part of the femur due to the forced insertion of these prostheses.
  • the object of the present invention is to overcome the drawbacks described above and relates to a prosthesis whose tail has a slot into which is introduced a mechanism capable of spreading, once the prosthesis is freely placed in the medullary cavity, one of the parts constituting the tail, until the prosthesis locks against the cortices.
  • a self-locking mechanical femoral prosthesis comprising a walrus cone (3), a tail (5) having with this cone (3) an angle corresponding to the cervico-diaphyseal angle (oc), characterized in that it comprises two parts (7) and (7 ') as well as a width slot (f) (1) arranged in the tail (5) over its entire length, slot in which is introduced a mechanism capable of ensuring movement controlled lateral of one of the parts (7) said to be mobile relative to the other part (7 1 ) said to be fixed, as a function of the dimensions of the medullary cavity concerned.
  • FIG. 1 is a view of the prosthesis in the initial state of introduction into the femoral barrel
  • FIG. 2 is a section of the following prosthesis (AA);
  • FIG. 3 is a broken section along (BB) of Figure 2, the prosthesis being in the initial state of introduction into the femoral barrel;
  • FIG. 4 is also a next broken section (BB) in a configuration corresponding to a prosthesis enlarged by the internal mechanism according to the invention.
  • the prosthesis (1) object of the invention, represented in FIG. 1 in external view, takes up the same cervico-diaphyseal angle (Q), the same external profile of the prosthesis (2) and the same walrus cone (3) likely to receive a suitable head, as found in the Miiller prosthesis.
  • the upper lateral faces of the prosthesis are striated (4) to ensure better grip of the prosthesis in the femoral barrel and the general surface condition is granulated to allow rehabitation by the bone.
  • FIG. 3 the internal mechanism is shown in the initial state, before introduction of the prosthesis (1) into the femoral barrel.
  • This mechanism consists first of all of a cam rack (6) inserted into the vertical slot (f) of width (1) arranged from top to bottom in the prosthesis body up to the end of the tail ( 5), in a fixed part (7) thereof.
  • This rack (6) has a thickness equal to the width (1) of the slot (f). It will slide freely in the slot (f) by resting in the bottom of the slot (f) on the plane (p) of the part (7 ') of the tail (5).
  • cams (6, 6, 6 On the side opposite this plane (p) of friction of the rack (6), three cams (6, 6, 6 merit) are machined. These three cams (6 .., 6, 6.) have a rectangular trapezoidal shape and are uniformly distributed over the entire height of the rack (6).
  • a screw (8) placed vertically in the upper part of the body of the prosthesis (1) is screwed to press on the top (60) of the rack (6) which, trapped between the bottom (p) of the slot (f) and the pins (55) and (56), can only slide vert ent.
  • the prosthesis mechanism (1) object of the invention, also consists of a movable part (7) whose external profile (c) is complementary to the profile (d) of the prosthesis (1).
  • This movable part (7) is positioned in the slot (f) so that it slides freely but only laterally. This sliding is obtained by means of the rack (6) and the cams (6 .., 6, 6 absolutely).
  • this movable part (7) is identical to that of the rack on the side of the cams (6,, 6 ", 6") so that these two profiles of the movable part (7) and of the rack (6) come to fit one on the other.
  • the movable part (7) is in the retracted position in the prosthesis (1), the head of the screw (8) flush with the upper plane (P) of the prosthesis.
  • horizontal oblong holes (70) have been made in the most suitable areas of the mobile part (7) and cooperate with pins (75) which pass through apart the body of the prosthesis (1). They serve as a lateral guide for this mobile part (7) which can thus exit from the slot (f) laterally, without undergoing vertical movement.
  • a clearance (560) was made in the inner edge of the movable part (7) in order to clear the space occupied by the pin (56) for guiding the rack (6).
  • the prosthesis (1) is ready for use. After preparation by the surgeon of the diaphyseal cavity, the prosthesis is then inserted, free in this diaphyseal cavity. It only remains to act on the screw (8) to permanently block the prosthesis (1), object of the invention, in the femur.
  • the movable part (7) is pressed against the internal wall of the bone, ensuring the mechanical locking of the prosthesis (1) in the bone without the use of cement.
  • the prosthesis, object of the invention can thus be enlarged to the desired dimension, by means of the internal mechanism when the prosthesis (1) is freely introduced into the femur so as to block it perfectly against the cortices, according to an essential characteristic of the invention.
  • a prosthesis which corresponds, closed, to a prosthesis of 10 can take thanks to the mechanism, object of the invention, once opened the size of a prosthesis of 15.
  • Another model which would be of size 15 closed, could be adapt to particularly large medullary cavities.
  • the prosthesis is inserted free after preparation of the diaphyseal cavity.
  • Another important advantage of the femoral prosthesis, object of the invention, is that it allows immediate walking with support, which is not always the case with current prostheses without cement.
  • this type of prosthesis is reserved for the simple replacement of the femoral head in true cervical fractures of the femur, there is nothing to prevent its use in coxarthrosis surgery with a prosthetic acetabulum of the model of his choice, within the framework of a complete plasty of the cosco-femoral articulation, that is to say a total prosthesis of the hip.

Abstract

Prothèse fémorale mécanique auto-bloquée et son procédé d'implantation. La queue (5) de la prothèse (1) est séparée en deux parties (7) et (7'), ainsi qu'une fente (f) dans laquelle est introduite une crémaillère (6). Le profil de cette dernière coopère avec le profil interne de la partie mobile (7) de telle sorte que lorsque la crémaillère subit, sous l'action d'une vis (8), un déplacement vertical, elle entraîne un mouvement latéral de la partie mobile (7), donc un élargissement de la queue (5) de la prothèse qui assure le blocage de celle-ci dans l'os. L'invention s'applique notamment au remplacement de la tête fémorale et à la chirurgie de la coxarthrose.

Description

PROTHESE FEMORALE MECANIQUE AUTO-BLOQUEE ET PROCEDE DE MISE EN OEUVRE.
L'invention concerne une prothèse fémorale à implanter dans l'extrémité supérieure ..du fémur quand il y a lieu de remplacer la tête fémorale en cas notamment de traumatisme ou d'arthrose. Elle concerne son procédé de mise en œuvre. En général, chaque prothèse fémorale comporte une tige plus ou moins longue qui s'encastre dans le fût fémoral. La partie qui en émerge est inclinée sur la tige ou queue d'environ 120° et sert d'embase à une sphère qui est destinée à remplacer la tête fémorale.
Des milliers d'opérations de la sorte sont effectuées chaque année, opérations qui redonnent une vie normale à des invalides. Pour cela, une grande variété, quant à la forme et quant à la conception, de prothèses existe mais ces prothèses présentent certains inconvénients.
Au départ, on s'est contenté d'une tige standard qu'on bloquait dans la diaphyse fémorale avec du ciment, mais le ciment perd à la longue ses propriétés mécaniques et presque toutes les prothèses fémorales de ce type finissent par se desceller au fil des années.
L'idéal est donc de se passer de ciment et de bloquer la prothèse d'emblée par un moyen quelconque.
Certaines tentatives ont été faites en implantant des prothèses ajustées recouvertes de micro-aspérités, enfoncées à force, remplissant le fémur au maximum et qui sont réhabitées par l'os dans les mois qui suivent l'opération.
Cette technique présente en fait deux inconvénients, le premier étant la grande quantité de prothèses en stock nécessaire pour avoir la taille qui s'adapte exactement au fémur du malade, et le second étant le risque d'éclatement de la partie supérieure du fémur dû à l'enfoncement en force de ces prothèses.
Des compromis ont été trouvés tels que la prothèse auto-bloquante du type "Mϋller" qui est universellement connue. Sa forme est spécialement étudiée mais elle utilise malgré tout une mince couche de ciment.
La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précédemment exposés et concerne une prothèse dont la queue comporte une fente dans laquelle est introduit un mécanisme capable d'écarter, une fois la prothèse mise en place librement dans la cavité médullaire, l'une des pièces constituant la queue, jusqu'à ce que la prothèse se bloque contre les corticales. Elle concerne plus précisément une prothèse fémorale mécanique auto-bloquée comportant un cône morse (3), une queue (5) présentant avec ce cône (3) un angle correspondant à l'angle cervico-diaphysaire (oc), caractérisée en ce qu'elle comporte deux parties (7) et (7') ainsi qu'une fente (f) de largeur (1) aménagée dans la queue (5) sur toute sa longueur, fente dans laquelle est introduit un mécanisme capable d'assurer un déplacement latéral contrôlé de l'une des parties (7) dite mobile par rapport à l'autre partie (71) dite fixe, en fonction des dimensions de la cavité médullaire concernée.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles:
- la figure 1 est une vue de la prothèse à l'état initial d'introduction dans le fût fémoral;
- la figure 2 est une section de cette prothèse suivant (AA);
- la figure 3 est une coupe brisée suivant (BB) de la figure 2, la prothèse étant à l'état initial d'introduction dans le fût fémoral;
- la figure 4 est également une coupe brisée suivant (BB) dans une configuration correspondant à une prothèse élargie par le mécanisme interne conforme à l'invention.
Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les mêmes références sur toutes les figures.
La prothèse (1), objet de l'invention, représentée sur la figure 1 en vue extérieure, reprend le même angle cervico-diaphysaire (Q ), le même profil externe de la prothèse (2) et le même cône morse (3) susceptible de recevoir une tête adaptée, tels qu'on les retrouve dans la prothèse de Miiller. Les faces latérales supérieures de la prothèse sont striées (4) pour assurer une meilleure tenue de la prothèse dans le fût fémoral et l'état de surface général est granité pour permettre la réhabitation par l'os.
La ressemblance avec une prothèse de l'art connu s'arrête là. En effet, une des caractéristiques importantes de l'invention réside dans le fait que la partie opposée au cône morse (3) de la prothèse, c'est-à- dire la queue (5), comporte une fente (f) de largeur (1). Dans cette fente, on introduit une crémaillère à cames (6) coopérant avec une partie mobile (7) de la queue (5) destinée à se déplacer latéralement suivant (F) sous l'action de la poussée verticale de la crémaillère (6). Des pions de guidage (55,56) sont prévus s nsi que des stries (4), comme cela a été dit précédemment.
Ce mécanisme interne de la prothèse, objet de l'invention, est plus clairement représenté sur les figures 3 et 4.
Sur la figure 3, le mécanisme interne est montré à l'état initial, avant introduction de la prothèse (1) dans le fût fémoral.
Ce mécanisme est tout d'abord constitué d'une crémaillère à cames (6) introduite dans la fente verticale (f) de largeur (1) aménagée de haut en bas dans le corps de prothèse jusqu'à l'extrémité de la queue (5), dans une partie fixe (7) de celle-ci. Cette crémaillère (6) a une épaisseur égale à la largeur (1) de la fente (f). Elle va coulisser librement dans la fente (f) en prenant appui dans le fond de la fente (f) sur le plan (p) de la partie (7') de la queue (5).
Sur le côté opposé à ce plan (p) de frottement de la crémaillère (6), trois cames (6 , 6 , 6„) sont usinées. Ces trois cames (6.. , 6 , 6.) ont une forme trapézoïdale rectangle et sont uniformément réparties sur toute la hauteur de la crémaillère (6).
Pour maintenir cette crémaillère (6) appliquée contre le fond (p) de la fente (f) sans entraver son libre glissement vertical, deux pions (55) et (56) situés au sommet et à la base de la prothèse traversent de part en part le corps et la queue (5) de celle-ci.
Une vis (8) placée verticalement dans la partie supérieure du corps de la prothèse (1) vient par vissage appuyer sur le sommet (60) de la crémaillère (6) qui, prisonnière entre le fond (p) de la fente (f) et les pions (55) et (56), ne peut que glisser verticale ent. Le mécanisme de la prothèse (1), objet de l'invention, est également constitué par une partie mobile (7) dont le profil extérieur (c) est complémentaire au profil (d) de la prothèse (1).
Cette partie mobile (7) est positionnée dans la fente (f) de telle manière qu'elle glisse librement mais seulement latéralement. Ce glissement est obtenu grâce à la crémaillère (6) et aux cames (6.. , 6 , 6„).
Pour cela, le profil intérieur de cette partie mobile (7) est identique à celui de la crémaillère du côté des cames (6, , 6„, 6„) de telle sorte que ces deux profils de la partie mobile (7) et de la crémaillère (6) viennent s'emboîter l'un sur l'autre. A l'état initial (figure 3), la partie mobile (7) se trouve en position rentrée dans la prothèse (1), la tête de la vis (8) affleurant le plan supérieur (P) de la prothèse.
Afin d'éviter tout mouvement vertical de cette partie mobile (7), des trous oblongs horizontaux (70) ont été pratiqués dans les zones les mieux appropriées de la partie mobile (7) et coopèrent avec des pions (75) qui traversent de part en part le corps de la prothèse (1). Ils servent de guide latéral à cette partie mobile (7) qui peut ainsi sortir de la fente (f) latéralement, sans subir de mouvement vertical. Un dégagement (560) a été pratiqué dans le bord intérieur de la partie mobile (7) afin de dégager l'espace occupé par le pion (56) de guidage de la crémaillère (6).
Ainsi assemblée avec son mécanisme interne selon l'invention, la prothèse (1) est prête à l'utilisation. Après préparation par le chirurgien de la cavité diaphysaire, la prothèse est alors enfoncée, libre dans cette cavité diaphysaire. Il ne restera plus qu'à agir sur la vis (8) pour bloquer définitivement la prothèse (1), objet de l'invention, dans le fémur.
C'est ce que montre la figure 4 où l'on voit la vis (8) enfoncée dans son logement, sur une certaine longueur prise arbitrairement et à titre d'exemple.
En la vissant, la base de cette vis (8) attaque le sommet (60) de la crémaillère (6) qui, en se déplaçant verticalement, repousse vers l'extérieur la partie mobile (7) par glissement l'un sur l'autre des plans (600) et (700) de chaque came (6 , 6 , 63).
Les pions (75) empêchant tout mouvement vertical de la partie mobile (7), celle-ci ne peut . que s'écarter latéralement par glissement des trous oblongs (70) sur les pions (75).
Ainsi, par un simple enfoncement de la vis (8), la partie mobile (7) vient se plaquer contre la paroi interne de l'os, assurant le blocage mécanique de la prothèse (1) dans l'os sans utilisation de ciment.
La prothèse, objet de l'invention, peut ainsi être élargie à la dimension souhaitée, au moyen du mécanisme interne lorsque la prothèse (1) est introduite librement dans le fémur de manière à la bloquer parfaitement contre les corticales, selon une caractéristique essentielle de l'invention.
Les contraintes étant réparties uniformément sur toute la hauteur du fémur, il n'y a pas à craindre d'usure prématurée des zones portantes; au contraire, on sait que les corticales mises en contrainte s'épaississent et se fortifient donnant un aspect radiologique très rassurant. Il n'y a pas de risque de voir la prothèse mal posée en varus avec conflit entre l'extrémité de la queue -de la prothèse et la corticale externe et possibilité de fracture de fatigue soit du fémur, soit de la queue de la prothèse, le serrage de la vis et l'écartement des deux pièces de la queue devant remettre automatiquement la prothèse dans l'axe exact de la cavité médullaire. On remarque que "l'épaule de prothèse" (coin supéro-externe) est plus proéminente que dans les prothèses classiques dites de "Miiller", de telle sorte qu'elle vient littéralement s'incruster dans les masses spongieuses du trochanter.
Avec en stock un ou deux types de prothèses selon l'invention, on peut opérer à peu près tous les malades. Une prothèse qui correspond, fermée, à une prothèse de 10, peut prendre grâce au mécanisme, objet de l'invention, une fois ouverte la taille d'une prothèse de 15. Un autre modèle qui serait de taille 15 fermé, pourrait s'adapter aux cavités médullaires particulièrement larges.
Puisqu'on ne cherche pas à mettre ces prothèses en force, il n'y a donc pas de risque d'éclatement du fémur. La prothèse est enfoncée libre après une préparation de la cavité diaphysaire.
De nombreux problèmes rencontrés avec les prothèses actuelles sont ainsi résolus, et en particulier:
- l'absence de ciment; - la suppression d'un stock de nombreuses prothèses coûteuses de toutes tailles,
- la suppression du risque d'éclatement du fémur dû à l'enfoncement à force de la prothèse.
Un autre avantage important de la prothèse fémorale, objet de l'invention, est qu'elle autorise la marche immédiate avec appui, ce qui n'est pas toujours le cas avec les prothèses actuelles sans ciment.
Dans la prothèse réalisée conformément à l'invention, il n'y a pas de pièce particulièrement fragile, pas d'axe recevant des contraintes, pas de ressort notamment, et pas de pièces en mouvement. Il s'agit de masses métalliques glissant l'une sur l'autre, usinées de façon très précise afin d'éliminer tout jeu, Une fois en place, elles ne bougeront plus. De plus, elle est réalisée dans une variante préférée, mais non limitative, en titane qui semble à l'heure actuelle le matériau le mieux adapté aux implants prothétiques de la hanche.
Enfin, si dans un premier temps, ce type de prothèse est réservé au remplacement simple de la tête fémorale dans les fractures cervicales vraies du fémur, rien ne s'oppose à son utilisation dans la chirurgie de la coxarthrose avec un cotyle prothetique du modèle de son choix, dans le cadre d'une plastie complète de l'articulation cosco-fémorale, c'est- à-dire une prothèse totale de la hanche.

Claims

REVENDICATIONS
1) Prothèse fémorale mécanique ' auto-bloquée comportant un cône morse (3), une queue (5) présentant avec ce cône (3) un angle correspondant à l'angle cervico-diaphysaire (oc), caractérisée en ce que la queue (5) comporte deux parties dont une mobile (7), ainsi qu'une fente (f) réalisée dans la partie fixe (7'), fente dans laquelle est introduit un mécanisme capable d'assurer un déplacement latéral contrôlé de l'une des parties (7) dite mobile par rapport à l'autre partie (7') dite fixe, en fonction des dimensions de la cavité médullaire concernée.
2) Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mécanisme est constitué d'une crémaillère (6) dont une face s'appuit sur le fond (p) de la fente (f) et la face opposée comporte une pluralité de cames (6.. , 6., 6_), cette crémaillère étant destinée à coopérer avec la partie mobile (7) qui présente une pluralité de plans de glissement (700) correspondant aux plans (600) des cames (6.. , 6 , 6 ) de telle sorte que tout déplacement vertical de la crémaillère (6) entraîne un déplacement latéral selon (F) de la partie mobile (7).
3) Prothèse selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le déplacement vertical de la crémaillère (6) est assuré au moyen d'une vis (8) s'appuyant sur l'extrémité haute (60) de cette crémaillère (6).
4) Prothèse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un jeu de pions (55,56) empêche tout déplacement latéral de la crémaillère.
5) Prothèse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une combinaison de pions (75) coulissant dans des trous oblongs
(70), répartie sur toute la hauteur de la queue (5) empêche tout déplacement vertical de la partie mobile (7).
6) Prothèse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les profils extérieurs (c) et (d) des deux parties (7) et (7') sont complémentaires.
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