CH630520A5 - Prothese d'articulation du genou. - Google Patents

Description

L'invention concerne donc une prothèse d'articulation de genou qui remplit toutes les données du cahier des charges décrit ci-dessus, permettant des mouvements articulatoires entre des positions d'extension et de flexion, comprenant un élément fémoral destiné à être fixé à l'extrémité du fémur proche du genou et un élément tibial destiné à être fixé à l'extrémité du tibia voisin du fémur, ces éléments présentant chacun deux parties d'appui espacées, en contact mutuel et articulatoire sur une certaine zone, en cours d'utilisation, un premier des éléments comportant un tenon, situé entre les deux parties d'appui de cet élément et présentant une surface de guidage, ce tenon se logeant entre les deux parties d'appui de l'autre élément, ce dernier présentant également une surface de guidage située entre ses deux parties d'appui. La prothèse est caractérisée en ce que les surfaces de guidage sont en contact mutuel pendant au moins une partie du mouvement de flexion de l'articulation, de la position d'extension vers la position de flexion, ces surfaces de guidage coopérant pendant au moins une certaine partie du mouvement de flexion de l'articulation, afin de provoquer un mouvement postérieur de l'aire de contact sur l'élément tibial.

Ce mouvement postérieur de la zone de contact est destiné à répartir la charge et l'usure sur les parties d'appui de l'élément tibial, à empêcher une limitation prématurée du mouvement de flexion par contact du fémur avec l'extrémité postérieure de l'élément tibial, et à rendre le mouvement de la prothèse à peu près identique à celui du genou naturel.

Dans une forme de réalisation de la prothèse du genou selon l'invention, le tenon est porté par l'élément tibial et il coopère avec un boîtier intercondylien porté par l'élément fémoral. Cette forme de réalisation offre une stabilité convenable dans le cas d'une détérioration modérée du genou humain, sans exiger le volume ni les limitations des prothèses articulées ou sans demander l'enlèvement d'une quantité d'os naturel aussi grande pour être implantée.

Un autre avantage de la prothèse du genou selon l'invention, concernant les formes des parties d'appui fémoral et tibial, dans la direction latérale, est qu'elle permet d'affectuer des mouvements plus doux vers l'intérieur et vers l'extérieur.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels:

la fig. 1 est une vue en perspective éclatée de la prothèse selon l'invention dans son application à une articulation du genou gauche, cette vue montrant les éléments fémoral et tibial de la prothèse;

la fig. 2 est une élévation éclatée de la prothèse montrée sur la fig. 1;

la fig. 3 est une vue postérieure éclatée de la prothèse représentée sur la fig. 1 ;

la fig. 4 est une vue antérieure éclatée de la prothèse représentée sur la fig. 1 ;

la fig. 5 est une vue en plan sur le dessus de l'élément fémoral de la prothèse représentée sur la fig. 1 ;

la fig. 6 est une vue en plan par le dessous de l'élément fémoral de la prothèse représentée sur la fig. 1 ;

la fig. 7 est une vue en plan par le dessus de l'élément tibial de la prothèse représentée sur la fig. 1 ;

la fig. 8 est une vue en plan par le dessous de l'élément tibial de la prothèse représentée sur la fig. 1 ;

la fig. 9 est une coupe longitudinale partielle, passant par l'axe central des fig. 5 et 7, de la prothèse représentée sur la fig. 1, cette coupe montrant l'emboîtement des éléments fémoral et tibial dans la position d'extension complète du genou, cette vue montrant également en partie les os voisins;

les fig. 10A à 10F sont des coupes transversales schématiques de la prothèse représentée sur la fig. 1, montrant les éléments fémoral et tibial enclenchés l'un avec l'autre, dans six positions relatives différentes, comprises entre une position d'extension complète et une position de flexion complète du genou;

la fig. 11 est une coupe partielle suivant la ligne 11-11 de la fig. 9;

la fig. 12 est une vue en plan par le dessus de l'élément tibial de la prothèse représentée sur la fig. 1, montrant la zone de contact des parties d'appui et le mouvement de cette zone sous l'effet d'une rotation autour d'un axe longitudinal, et la fig. 13 est une coupe transversale schématique, analogue à celle de la fig. 10F, d'une variante de la prothèse du genou gauche selon l'invention, montrant l'emboîtement des éléments fémoral et tibial lorsque le genou est en position de flexion complète.

L'élément fémoral 10 et l'élément tibial 11 d'une forme préférée de réalisation de la prothèse selon l'invention sont représentés sur les fig. 1 à 12. La direction antérieure est orientée vers la droite et la direction postérieure est orientée vers la gauche sur les fig. 2 et 9. La fig. 9 montre le tibia 3 et le fémur 4 de l'articulation du genou gauche, remise en état par voie chirurgicale. Les ligaments croisés de l'articulation du genou ont été coupés, mais divers autres ligaments et tendons, non représentés sur la fig. 9 par exemple les ligaments latéraux, sont généralement en bon état et maintenus en place.

L'élément 10 comporte deux parties espacées et convexes 12 d'appui, orientées vers le bas et destinées à s'articuler avec des parties complémentaires 13 d'appui présentées par l'élément tibial 11. L'élément 10 comporte également une première partie intercondy-lienne 14 de guidage disposée entre les deux parties 12 d'appui qu'elle relie, un pontet 16 reliant les extrémités antérieures des deux parties 12 d'appui à la partie 14 de guidage, et une bride 18 s'élevant au-dessus du pontet 16 et destinée à recevoir la rotule. Les brides des éléments fémoraux gauche et droit présentent de préférence des gouttières 60 (fig. 4) sur leurs faces antérieures, inclinées d'environ 6° vers la gauche et vers la droite, respectivement, de manière à permettre un guidage anatomique de la rotule. Cela constitue la seule différence entre les éléments fémoraux gauche et droit de cette forme préférée de réalisation de l'invention, et il est évidemment possible de réaliser une version totalement symétrique, présentant une gouttière non inclinée pour la rotule, de même qu'il est possible de supprimer la bride 18. Les surfaces extérieures 46 d'appui des parties fémorales 12 présentent dans des plans sagittaux, comme montré sur les fig. 2 et 9, une forme analogue à celle des condyles fémoraux naturels, la partie postérieure de cette forme correspondant à un arc de cercle. L'élément 10 est de préférence moulé d'une seule pièce en alliage métallique convenant aux implantations chirurgicales, par exemple en alliage à base de chrome et de cobalt ou en acier inoxydable. Il est préférable d'utiliser un alliage pour implantations chirurgicales à base de chrome et de cobalt, commercialisé sous la marque Vitallium par la firme Howmedica, Inc., New York, New York.

L'élément 10 est destiné à être fixé aux condyles du fémur réséqué. Des goujons coniques et nervurés 20, faisant saillie vers le haut de la face intérieure des parties 12, se logent dans des trous correspondants percés dans le fémur. Les nervures 22 assument la fonction d'une clavette améliorant la fixation de l'élément 10 au fémur au moyen d'un ciment tel que du polyméthacrylate de méthyle. Une clavette peut également être réalisée dans la surface des trous percés dans le fémur. De plus, les surfaces intérieures des parties 12 d'appui et de la bride 18 de rotule de l'élément 10 présentent des évidements 24 destinés à recevoir du ciment, des tampons d'accrochage du ciment ou, en variante, des tampons dans lesquels le tissu osseux peut croître.

La partie 14 de guidage présente une surface convexe 26 de guidage orientée vers le bas et vers l'élément tibial 11, un boîtier intercondylien 28 ouvert vers le bas et vers l'élément 11, et deux prolongements sensiblement postérieurs 30 des parois latérales 36 du boîtier 28. La surface intérieure du boîtier 28 est formée par des parois antérieure 32, supérieure 34, latérales 36 et postérieure 38. Comme représenté clairement sur la fig. 2, la partie antérieure de la surface 26 de guidage, c'est-à-dire la partie orientée vers la droite à son point le plus bas sur la fig. 2, coïncide avec la paroi postérieure 38 du boîtier 28. Cette paroi postérieure 38 dépasse sur une faible distance 62 au-dessus de l'extrémité antérieure de la surface 26,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

630520

4

comme montré sur la fig. 2, avant d'atteindre sa liaison avec la paroi supérieure 34 du boîtier 28.

L'élément tibial 11 comprend deux parties concaves et espacées 13 d'appui, orientées vers le haut et destinées à recevoir les parties fémorales 12 d'appui, et une seconde partie intercondylienne 15 de guidage disposée entre les deux parties d'appui 13 et les reliant. Les éléments tibiaux gauche et droit sont interchangeables dans cette forme de réalisation. La partie 15 de guidage comprend un pontet 17 qui relie directement les deux parties 13 d'appui sur toute leur longueur, dans la direction antéropostérieure, et un tenon intercondylien 19 destiné à se loger dans l'espace intercondylien de l'élément fémoral. La forme des surfaces extérieures 21 des parties 13 d'appui, considérées dans des plans sagittaux comme montré sur les fig. 2, 9 et 10, coïncide étroitement avec celle des parties médiane et antérieure des surfaces 46 des parties d'appui fémorales 12, de manière à répartir sensiblement les charges dans l'articulation artificielle du genou en position d'extension. La fig. 9 montre clairement cette similarité entre les formes, dans des plans sagittaux, des surfaces de contact 21 et 46 lorsque le genou est en extension. L'élément tibial 11 est de préférence réalisé en polymère à haute densité, compatible du point de vue biologique, par exemple en polyéthylène à haut poids moléculaire. Bien qu'il soit préférable d'utiliser un élément fémoral métallique et un élément tibial en matière plastique, cette disposition peut être inversée, de sorte que l'élément tibial peut être métallique et l'élément fémoral en matière plastique. De plus, d'autres matériaux de construction peuvent être utilisés pour l'un ou l'autre des éléments, par exemple du carbone pyrolytique ou vitreux, ou bien une céramique.

L'élément 11 est destiné à être fixé sur l'extrémité supérieure du tibia réséqué. Il comporte une broche relativement longue 23, faisant saillie vers le bas et destinée à se loger et à être fixée au moyen d'un ciment dans un trou correspondant réalisé par le chirurgien dans l'extrémité supérieure du tibia. Les pans de la broche 23 et la surface inférieure des parties 13 d'appui présentent respectivement une toile

25 et des évidements 61 destinés à recevoir du ciment, des tampons d'accrochage du ciment ou des tampons permettant une croissance des tissus et améliorant ainsi la fixation. D'autres procédés de fixation de l'élément tibial à l'extrémité supérieure réséquée du tibia peuvent également être utilisés. Par exemple, les parties 13 et 15 peuvent être logées et supportées par un plateau tibial métallique pouvant comprendre une broche orientée vers le bas. Le plateau tibial peut être fixé au tibia au moyen d'un ciment, par croissance du tissu osseux ou de toute autre manière connue.

Le fonctionnement de la prothèse 1 du genou selon l'invention, dont l'élément fémoral 10 est enclenché avec l'élément tibial 11, sera à présent expliqué en regard des fig. 9 et 10A à 10F qui sont des coupes transversales montrant les deux éléments enclenchés l'un avec l'autre, dans différents stades d'un mouvement articulatoire les faisant passer d'une position d'extension complète à une position de flexion complète. La surface 26 coopère à tous les stades avec la surface 27, que le genou soit en extension ou en flexion, de manière à empêcher un mouvement antérieur (par exemple un glissement) de l'élément fémoral 10 par rapport à l'élément tibial 11. De plus, comme montré sur les fig. 10A à 10F, lorsque la flexion du genou commence, la surface convexe 26 de guidage porte contre la surface postérieure 27 du tenon intercondylien 19. Les surfaces 26 et 27 en contact coopèrent pour provoquer un mouvement postérieur de la zone de contact des parties 12 sur les parties 13 d'appui lors de l'accroissement de la flexation du genou. Il est important de noter que les parties intercondyliennes 14 et 15 de guidage des éléments fémoral et tibial ne supportent sensiblement aucune charge, la plus grande partie de la charge étant portée par les parties d'appui 12 et 13, contrairement à la prothèse du genou décrite dans le brevet US N° 3840905 précité.

Dans la forme de réalisation montrée sur les fig. 1 à 12, la surface

26 présente, dans les plans sagittaux, la forme d'un arc de cercle sous-tendant un angle d'environ 180°, et la surface 27, qui coopère avec cette surface 26, est inclinée vers le bas, dans la direction postérieure.

Comme montré d'une manière exagérée sur la fig. 10A, le centre 64 de l'arc définissant la surface 26 est décalé, dans les plans sagittaux, du centre 100 de l'arc de cercle définissant sensiblement les parties postérieures des surfaces 46, également dans les plans sagittaux. Par conséquent, lorsque le genou fléchit et que l'élément 10, représenté successivement sur les fig. 10A à 10E, tourne dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre par rapport à l'élément 11, le contact de la surface excentrée 26 avec la surface 27 assure le guidage de la zone de Contact des surfaces d'appui 46 des parties d'appui fémorales 12 postérieurement sur les surfaces 21 des parties d'appui tibiales 13.

11 est possible de donner avec précision, par une conception exacte de la configuration et de la position des surfaces 26,27 et 46, l'amplitude souhaitée à ce déplacement postérieur au fur et à mesure de la flexion du genou.

L'invention n'est pas limitée aux configurations particulières de la surface 26 de guidage, du tenon intercondylien 19 et des surfaces d'appui 46 de la forme de réalisation montrée sur les fig. 1 à 12. Cependant, les configurations de ces éléments doivent être telles que le contact entre la surface convexe de guidage et la surface postérieure du tenon intercondylien produise un mouvement postérieur de la zone de contact de l'élément fémoral sur l'élément tibial au fur et à mesure de la progression de la flexion du genou. Ainsi, par exemple, la surface 26 de guidage peut présenter, dans des plans sagittaux, la forme d'une courbe centrée sensiblement sur le même point, dans des plans sagittaux, que le centre de l'arc de cercle définissant sensiblement les parties postérieures des surfaces 26, cette courbe ayant un rayon croissant de son extrémité antérieure vers son extrémité postérieure (c'est-à-dire formant une spirale). Pendant le mouvement de flexion du genou, la surface 26 de guidage, qui est évidemment en contact avec le tenon intercondylien 19, assume la fonction d'une came qui guide la zone de contact de l'élément fémoral 10 postérieurement sur l'élément tibial 11. Il n'est pas nécessaire que la partie de la surface postérieure 27 du tenon 19 en contact avec la surface 26 de guidage soit inclinée vers le bas dans la direction postérieure, lorsqu'elle est considérée dans les plans sagittaux. Ainsi, par exemple, la surface postérieure du tenon intercondylien peut, dans certains cas, coïncider avec un plan frontal. L'inclinaison vers le bas dans la direction postérieure de la surface 27, montrée sur les fig. 1 à 12, est cependant préférée, en particulier lorsque la distance séparant la partie des surfaces 46 en contact avec l'élément tibial 11 et la surface

26 de guidage diminue au cours de la flexion du genou. Cette diminution oblige le point de contact de la surface 26 de guidage avec le tenon 19 à descendre et, par conséquent, étant donné que la surface

27 est inclinée vers le bas et dans la direction postérieure, la zone de contact des surfaces 26 avec les surfaces 21 est déplacée obligatoirement dans une direction postérieure. Il n'est évidemment pas nécessaire que la surface postérieure du tenon 19 soit plane. Enfin, il n'est pas toujours nécessaire que les surfaces 46 des parties fémorales

12 d'appui aient, dans des plans sagittaux, la même forme que celle des condyles fémoraux humains, bien qu'une telle forme soit préférée. Par conséquent, les surfaces d'appui peuvent en fait présenter, dans des plans sagittaux, une forme circulaire sur toute leur longueur, de leur extrémité antérieure à leur extrémité postérieure, le guidage vers l'arrière de leur zone de contact avec l'élément tibial étant assuré, par exemple, par une surface excentrée 26 de guidage, comme décrit précédemment. En variante, les surfaces fémorales d'appui peuvent présenter, dans des plans sagittaux, la forme d'une spirale dont le rayon diminue de l'extrémité antérieure vers l'extrémité postérieure. Il est évident à l'homme de l'art que de nombreuses autres combinaisons de configuration des surfaces 26,27 et 46 sont possibles pour permettre le guidage vers l'arrière de la zone de contact des parties d'appui 12 sur les parties 13 d'appui au fur et à mesure de la progression du mouvement de flexion du genou artificiel.

De plus, quelle que soit la configuration des surfaces 26,27 et 46 utilisées pour assurer le guidage de la zone de contact vers l'arrière, comme décrit ci-dessus, il-n'est pas nécessaire, dans le cadre de l'invention, que la partie 14 de guidage de l'élément fémoral 10

5

10

15

20

25

30

35

.40

45

50

55

60

65

5

630 520

comporte un boîtier intercondylien. Ainsi, par exemple comme montré sur la fig. 2, les parois 32, 34 et 36 peuvent être supprimées ou remplacées par des éléments de configuration différente, n'entrant jamais en contact avec le tenon intercondylien 19. Il est évidemment préférable que la partie 14 de guidage comporte un boîtier intercondylien tel que celui représenté en 28 sur la fig. 2, afin d'augmenter la stabilité au cours de mouvements indésirés. Selon l'aspect le plus large de l'invention, le tenon intercondylien n'est pas nécessaire, seules les surfaces de guidage présentées respectivement par l'élément fémoral et l'élément tibial étant indispensables. Il n'est pas nécessaire que ces surfaces de guidage soient toujours disposées dans les régions intercondyliennes des éléments, et la surface de guidage présentée par l'élément fémoral peut ne pas être toujours convexe.

Bien que les surfaces 21 d'appui de l'élément tibial 11 présentent une concavité orientée sensiblement vers le haut dans des plans sagittaux, ces surfaces peuvent être modifiées selon l'invention par la présence de zones aplaties situées sensiblement au milieu des parties 13 d'appui et quelque peu sur leur côté postérieur, ces parties étant considérées dans des plans sagittaux. La présence de ces surfaces partiellement aplaties permet un roulement plus aisé de l'élément fémoral sur l'élément tibial lors de la flexion du genou. De plus, pour réduire l'usure de la surface convexe 26 de guidage sur le tenon intercondylien 19, la surface 27 peut être profilée de manière à présenter une concavité (lorsqu'elle est considérée dans des plans sagittaux) tournée vers la surface convexe 26 de guidage, ce qui accroît la zone de contact entre ces surfaces 26 et 27.

Dans la forme de réalisation représentée sur les fig. 1 à 12, lorsque le genou artificiel est en position d'extension, le boîtier intercondylien 28 loge le tenon intercondylien 19 de manière à permettre un coulissement libre. Autrement dit, le tenon 19 n'est pas maintenu par friction à l'intérieur du boîtier 28. Dans la forme de réalisation montrée sur les fig. 1 à 12, à titre nullement limitatif, les parois supérieure 34, latérales 36 et antérieure 32 du boîtier 28 et les surfaces correspondantes supérieure 29, latérales 31 et antérieure 33 du tenon 19 sont sensiblement planes et orthogonales, la paroi antérieure 32 et la surface 33 étant sensiblement parallèles à des plans frontaux. L'homme de l'art peut noter que d'autres surfaces, par exemple des surfaces courbes ou inclinées, peuvent remplacer les surfaces orthogonales et planes montrées sur les fig. 1 à 12. De très faibles jeux existent entre la surface 27 et la paroi 38, entre la surface 29 et la paroi 34 et entre la surface 33 et la paroi 32 lorsque le genou est en position d'extension complète. Les jeux compris entre les surfaces 31 et les parois 36 sont légèrement plus grands. La paroi supérieure 34 du boîtier 28 coopère avec la surface supérieure 29 du tenon 19 de manière à empêcher une rotation du tibia dans le plan sagittal par rapport au fémur, sensiblement au-delà de la position d'extension complète (c'est-à-dire une rotation du fémur dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport au tibia), au-delà de la position montrée sur la fig. 9. La paroi antérieure 32 du boîtier 28 coopère avec la surface antérieure 33 du tenon 19 pour s'opposer au mouvement postérieur de l'élément fémoral 10 par rapport à l'élément tibial 11 lorsque le genou est en extension. Cependant, pendant la flexion du genou artificiel et alors que les surfaces 26 et 27 sont en contact, la paroi 32 se soulève du tenon 19 et ne gêne donc pas le guidage souhaité de l'élément fémoral 10 vers l'arrière, sur l'élément tibial 11, comme décrit précédemment. Les parois 36 et leur prolongement coopèrent avec les surfaces 31 du tenon 19 pour limiter le mouvement latéral de l'élément fémoral 10 par rapport à l'élément tibial 11. Il est évidemment souhaitable de permettre une certaine liberté limitée de mouvement latéral entre les éléments 10 et 11. Les parois 38 et 32 du boîtier 28 coopèrent avec les surfaces 27 et 33 du tenon 19 pour limiter la rotation de l'élément tibial 11 par rapport à l'élément fémoral 10 autour de l'axe longitudinal du tibia lorsque le genou est en extension. Cependant, cette limitation est réduite lorsque le genou est en flexion et que la paroi 32 est soulevée de la surface 33. Après un certain degré de flexion (environ 45°), cette limitation imposée au mouvement de rotation disparaît totalement. La surface postérieure 27 du tenon 19 peut évidemment être sensiblement plane, mais il est préféré que cette surface 27 présente une convexité transversale, de manière à faciliter la rotation de l'élément tibial par rapport à l'élément fémoral autour de l'axe longitudinal du tibia lorsque le genou n'est pas en extension complète. Dans une autre variante, la surface convexe 26 de guidage peut être arrondie de manière à présenter une concavité dans des plans sensiblement longitudinaux par rapport à cette surface, afin d'accroître son aire de contact avec une surface postérieure 27 présentée par le tenon 19 et ayant une convexité transversale, ce qui réduit l'usure des deux surfaces portant l'une contre l'autre.

Quelle que soit la conception exacte du tenon intercondylien 19 ou du boîtier intercondylien 18, l'interaction des parties intercondyliennes 14 et 15 de guidage apporte, en plus du guidage souhaité de l'élément fémoral vers l'arrière sur l'élément tibial lors de la flexion du genou, une stabilité très souhaitable envers des mouvements indésirés et des déboîtements du genou artificiel, sans pour autant rendre la prothèse du genou selon l'invention trop contraignante, gênante ou inconfortable lors de son utilisation dans le corps du patient. L'accroissement de stabilité compense la perte des ligaments croisés qui doivent être sectionnés, mais qui sont fréquemment devenus déjà inutilisables dans les cas de détérioration modérée de l'articulation naturelle du genou, par exemple sous l'effet de l'arthrite.

La fig. 13 représente une variante de la prothèse du genou selon l'invention comportant un élément fémoral 50 et un élément tibial 51. L'utilisation de cette forme de réalisation est plus appropriée lorsqu'il est demandé une stabilité supérieure à celle offerte par la forme de réalisation montrée sur les fig. 1 à 12. La seconde partie intercondylienne 55 de guidage comprend, outre un tenon intercondylien 59 et un pontet reliant les deux parties d'appui 53, une gouttière tibiale et courbe 81, présentant une concavité orientée vers le haut et disposée postérieurement par rapport au tenon 59, de manière à recevoir la surface convexe 66 de guidage présentée par l'élément fémoral 50 afin d'empêcher un déboîtement postérieur de l'élément fémoral 50 par rapport à l'élément tibial 51. La surface convexe 66 de guidage sous-tend un angle d'environ 240° dans des plans sagittaux, de manière que la zone postérieure de la surface supérieure 83 de la gouttière 81 entre en contact avec une surface convexe et courbe dans le cas où le genou artificiel en cours de flexion menace de se déboîter dans la direction postérieure. Le rayon de courbure de la surface 83 de la gouttière 81 est suffisamment grand pour ne pas gêner le mouvement postérieur souhaité de la zone de contact des parties fémorales 52 d'appui sur les parties tibiales 53 d'appui lors de la progression du mouvement de flexion du genou. Les moyens utilisés pour assurer ce mouvement arrière guidé et souhaité sont sensiblement identiques à ceux décrits précédemment pour la forme de réalisation montrée sur les fig. 1 à 12. Dans une forme de réalisation non représentée, la surface convexe 66 de guidage sous-tend un angle de 360° et équivaut donc à un axe porté par l'élément fémoral 50.

Un autre aspect de la prothèse perfectionnée du genou selon l'invention (montré en particulier sur les fig. 11 et 12) concerne la forme des surfaces 46 des parties fémorales 12 d'appui considérées suivant des coupes transversales passant par ces deux parties, et la forme des surfaces correspondantes 21 des parties tibiales 13 d'appui considérées en coupe transversales passant par ces deux parties, ainsi que la relation de ces formes. Cet aspect supplémentaire de l'invention est tout à fait général et n'est pas limité aux formes de réalisation montrées sur les fig. 1 à 13 ni à toute autre conception particulière de prothèse du genou. La présence d'un tenon intercondylien ou d'un boîtier intercondylien, par exemple, n'est pas nécessaire. Cet aspect de l'invention peut s'appliquer à toute prothèse du genou comprenant un élément fémoral et un élément tibial, de préférence réalisés respectivement en métal et en matière plastique et destinés à être fixés respectivement aux extrémités adjacentes du fémur et du tibia, l'élément fémoral comprenant deux parties condyliennes, convexes et sensiblement parallèles d'appui, reliées l'une à l'autre et sensiblement symétriques par rapport à un plan longitudinal, et l'élément tibial comprenant deux parties condyliennes concaves et sensiblement

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

630520

6

parallèles d'appui, reliées l'une à l'autre et à peu près symétriques par rapport à ce même plan longitudinal, les parties d'appui tibiales étant destinées à recevoir les parties d'appui fémorales pour permettre l'articulation du genou dans le plan sagittal.

Comme représenté sur les fig. 3 et 11, chacune des surfaces 46 des parties fémorales d'appui 12 présente une zone 40 située latéralement à l'intérieur et présentant une convexité extérieure et une zone 42 située latéralement à l'extérieur et présentant une convexité extérieure d'un rayon de courbure supérieur à celui de la zone 40. Les deux zones extérieures 42 sont définies dans le plan de la fig. 11 (c'est-à-dire un plan transversal passant par les deux parties 12) par des arcs du même cercle 102 de rayon RF et dont le centre appartient au plan longitudinal de symétrie indiqué par l'axe central 104 sur la fig. 11. Chacune des surfaces 21 des parties tibiales 13 d'appui comprend une zone 35 située latéralement à l'intérieur et concave vers l'extérieur, et une zone 37 située latéralement à l'extérieur et présentant une concavité orientée vers l'extérieur et d'un rayon de courbure supérieur à celui de la zone 35 (fig. 4). Les deux zones extérieures 37 sont définies dans le plan de la fig. 11 (c'est-à-dire un plan transversal passant par les deux parties 13) par des arcs du même cercle 106 de rayon RT et dont le centre appartient au plan longitudinal de symétrie indiqué sur la fig. 11. Enfin, les rayons RF et Rx sont constants sur toute la longueur des parties fémorales et tibiales 12 et 13 d'appui, respectivement, dans la direction antéropostérieure, et RT est légèrement supérieur à RF. Le résultat de cette nouvelle configuration est qu'une rotation de l'élément tibial 11 par rapport à 5 l'élément fémoral 10 autour de l'axe longitudinal du tibia est facilitée par la proximité entre l'aire de contact (régions 39 sur la fig. 12) des parties fémorales d'appui 12 sur les parties tibiales d'appui 13 et l'axe longitudinal du tibia, et la prothèse permet un léger mouvement vers l'intérieur ou vers l'extérieur (d'environ plus ou moins 3°) sans que io l'une des surfaces fémorales d'appui 46 se soulève de la surface tibiale correspondante 21 d'appui.

Les termes antérieur, postérieur, supérieur, inférieur, etc., utilisés dans le présent mémoire pour indiquer une certaine direction, ont trait aux positions des éléments fémoral et tibial en extension, sauf dans le cas où le contexte indique clairement qu'il en est autrement.

Les éléments fémoral et tibial de la prothèse du genou selon l'invention peuvent être mis en place et fixés dans le corps d'un patient après que les condyles naturels détériorés ont été éliminés et 20 que les extrémités du fémur et du tibia ont été réséquées par la mise en œuvre de procédés bien connus. Les deux éléments s'assemblent aisément et n'ont pas à être emboîtés élastiquement l'un dans l'autre.

R

4 feuilles dessins

Claims (12)

1. 630520

   2

   REVENDICATIONS

   1. Prothèse d'articulation du genou permettant des mouvements articulatoires entre deux positions d'extension et de flexion, comportant un élément fémoral destiné à être fixé à l'extrémité du fémur proche du genou, un élément tibial destiné à être fixé à l'extrémité du tibia proche du fémur, ces éléments comprenant chacun deux parties d'appui espacées, les parties d'appui des deux éléments étant en contact suivant une certaine aire et pouvant exécuter des mouvements articulatoires entre elles en cours d'utilisation, un premier des éléments comportant un tenon situé entre les deux parties d'appui de cet élément et présentant une surface de guidage, ce tenon se logeant, en cours d'utilisation, entre les deux parties d'appui du second élément, ce dernier présentant également une surface de guidage située entre ses deux parties d'appui, caractérisée en ce que les surfaces de guidage (26,27) sont en contact mutuel pendant au moins une partie du mouvement de flexion de l'articulation, de la position d'extension vers la position de flexion, ces surfaces de guidage (26, 27) coopérant pendant au moins une certaine partie du mouvement de flexion de l'articulation, afin de provoquer un mouvement postérieur de l'aire de contact sur l'élément tibial (11).
2. 2. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces de guidage (26,27) coopèrent également pour empêcher un mouvement antérieur de l'élément fémoral (10) par rapport à l'élément tibial (11).
3. 3. Prothèse selon la revendication 2, caractérisée en ce que les surfaces de guidage (26,27) ne supportent sensiblement pas de charge.
4. 4. Prothèse selon la revendication 3, caractérisée en ce que le tenon (19) et le second élément (11) présentent chacun une seconde surface de guidage (33,32), ces secondes surfaces de guidage (33, 32) coopérant l'une avec l'autre lorsque l'articulation de genou est en position d'extension, afin d'empêcher un mouvement postérieur de l'élément fémoral (10) par rapport à l'élément tibial (11).
5. 5. Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second élément est l'élément fémoral (10), le tenon (19) étant situé entre les parties d'appui de l'élément tibial (11) et se logeant entre les parties d'appui de l'élément fémoral (10).
6. 6. Prothèse selon la revendication 5, caractérisée en ce que la surface de guidage (27) du tenon (19) est orientée à peu près dans la direction postérieure, la surface de guidage (26) de l'élément fémoral (10) présentant une convexité orientée vers la surface de guidage (27) présentée par le tenon (19).
7. 7. Prothèse selon la revendication 6, caractérisée en ce que les parties d'appui (12) de l'élément fémoral (10) ont une zone postérieure convexe dont le centre de courbure est décalé par rapport à celui de la surface convexe de guidage (26) présentée par l'élément fémoral (10).
8. 8. Prothèse selon la revendication 7, caractérisée en ce que la surface convexe de guidage (26) présentée par l'élément fémoral (10) constitue au moins une partie de la surface d'un cylindre circulaire dont l'axe longitudinal porte le centre de courbure (64) de ladite surface convexe de guidage (26) de l'élément fémoral (10).
9. 9. Prothèse selon la revendication 8, caractérisée en ce que le tenon (19) présente une extrémité supérieure (29) de laquelle ladite surface de guidage (27) de ce tenon (19) part vers le bas et vers le côté postérieur.
10. 10. Prothèse selon la revendication 6, caractérisée en ce que la surface de guidage (27) du tenon (19) est convexe dans la direction latérale de l'articulation, de manière à faciliter une rotation entre les éléments (10,11) autour de l'axe du tibia lorsque l'articulation n'est pas en extension.
11. 11. Prothèse selon la revendication 6, caractérisée en ce que la surface de guidage du tenon (59) est la surface antérieure (83) d'une gouttière concave (81) orientée vers le haut, cette gouttière (81) comprenant une partie de paroi postérieure, la surface convexe de guidage (66) de l'élément fémoral (50) étant logée dans ladite gouttière (81) et la partie de paroi postérieure de cette dernière empêchant tout déboîtement postérieur de l'élément fémoral (50).
12. 12. Prothèse selon la revendication 11, caractérisée en ce que la gouttière (81) présente une courbure suffisante pour permettre ledit mouvement postérieur de l'aire de contact.

    Il est souvent nécessaire, dans le traitement d'articulations du genou humain malades ou endommagées, en particulier dans le cas de lésions résultant d'une arthrite, de procéder à une remise en état chirurgicale comprenant la mise en place d'une prothèse. Les prothèses du genou actuellement utilisées appartiennent en général à l'une de deux catégories:

    La première de ces catégories comprend les prothèses des surfaces condyliennes, telles que celles décrites dans les brevets US Nos 3728742 et 3774244, utilisées dans les cas de détériorations relativement légères de l'articulation du genou. Ces prothèses comprennent des paires espacées d'éléments d'appui artificiels, condy-liens, fémoral et tibial, destinés à s'articuler les uns sur les autres.

    Elles laissent une certaine liberté de mouvements de rotation et de translation, sont relativement légères, ne demandent qu'une résection minimale de l'os naturel pour être implantées et n'exigent pas de couper les ligaments croisés.

    La seconde catégorie comprend les dispositifs articulés du type à rotule qui établissent une articulation directe entre les éléments fémoral et tibial de la prothèse. Ces dispositifs permettent d'obtenir une stabilité importante dans les cas de détérioration grave de l'articulation du genou, mais ils sont beaucoup plus lourds et restrictifs que les prothèses de la première catégorie et exigent une résection importante de l'os naturel pour être implantés. Des exemples de prothèses de cette seconde catégorie sont décrits dans les brevets US N°* 3837009 et 3868730.

    Dans le cas d'une détérioration moyenne et d'une certaine instabilité, il devient nécessaire d'utiliser une prothèse de genou associant les caractéristiques souhaitables des prothèses des deux catégories décrites ci-dessus, c'est-à-dire la liberté importante des mouvements de rotation et de translation, la résection minimale de l'os naturel pour la mise en place et le poids relativement faible des prothèses de la première catégorie, et le degré important de stabilité envers les mouvements indésirables et les déboîtements, apporté par les prothèses du type articulé.

    De plus, dans le cas des prothèses du genou considérées en général, il est souhaitable de réduire les pressions de contact et l'usure des zones d'appui portant les unes contre les autres. Une pression excessive peut provoquer une déformation des zones d'appui, alors qu'une usure excessive peut entraîner le passage de quantités importantes de matières prothétiques dans le système physiologique (voir l'article de Swanson, S. et Freeman, M., «The Scientific Basis of Joint Replacement», John Wiley et Sons, chapitre 3,1977).

    Le brevet US N° 3840905 décrit une prothèse d'articulation du genou dans laquelle les éléments fémoral et tibial présentent sensiblement la forme de selles et sont en contact l'un avec l'autre suivant sensiblement une zone intercondylienne d'appui.

    On a cherché à mettre au point une nouvelle prothèse d'articulation du genou, permettant des mouvements articulés entre des positions d'extension et de flexion et comprenant un premier élément et un second élément qui présentent chacun une zone d'appui. En cours d'utilisation, les zones d'appui de ces éléments doivent être en contact de manière à permettre des mouvements d'articulation. Chacun des éléments doit présenter une surface de guidage. Les surfaces de guidage des deux éléments sont à désigner pour être en contact pendant au moins une partie de mouvement de flexion de l'articulation, de la position d'extension vers la position de flexion. Les surfaces de guidage doivent agir l'une sur l'autre pendant au moins une partie importante du mouvement de flexion de l'articula5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    65

    3

    630 520

    tion, afin de provoquer un mouvement de la zone de contact. Ces surfaces de guidage ne devraient supporter sensiblement aucune charge.