FR2606273A1

FR2606273A1 - Improved joint prosthesis

Info

Publication number: FR2606273A1
Application number: FR8615804A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-10
Filing date: 1986-11-10
Publication date: 1988-05-13
Anticipated expiration: 2006-11-10
Also published as: FR2606273B1

Abstract

Joint prosthesis comprising a rod 1 and a neck 10, assembled together by means of two Morse cones 7, 14, with a shallow slope, fitted into each other, characterised: - on the one hand, in that the head 3 of the rod 1 comprises a first (male or female) Morse cone part 7 with a shallow slope, whose base is machined into a regular polygonal shape 8 arranged between the cone part 7 and the rod 1; - on the other hand, in that that part 17 of the neck 10 which is intended to come opposite the rod 1 comprises a second female or male Morse cone part 14, whose slope is equal to that of the first cone part 7 and whose base 13 also is machined into a regular star shape 16, in which the number of sides is a multiple of the number of sides of the polygon 8 and whose angulation is the same as that of the polygon 8; - and finally in that when the respective cone parts 7, 14 are fitted into each other, the opposing faces 5, 17 of the rod 1 and of the neck 10 make between them a residual clearance 20.

Description

PROTHESE D'ARTICULATION PERFECTIONNEE.IMPROVED JOINT PROSTHESIS.

L'invention concerne un nouveau type de prothèse d'articulation perfectionne, notamment une nouvelle pro rhèse totale de hanche à fixation primaire. The invention relates to a new type of improved joint prosthesis, in particular a new total hip prosthesis with primary fixation.

Dans la suite de la description, éventuellement les revendications, l'invention sera décrite plus particulièrement dans son application comme prothèse de hanche, étant précisé qu'il ne s'agit là qu'un mode de réalisation particulier mais néanmoins préféré. In the following description, possibly the claims, the invention will be described more particularly in its application as a hip prosthesis, it being specified that this is only a particular but nevertheless preferred embodiment.

Comme on le sait, une prothèse de hanche est essentiellement constituée de trois pièces principales, à savoir dans l'ordre
- une tige fémorale destinée à être insérée dans l'os (fémur) à renforcer
- une cupule cotyloïdienne destinée à s'engager dans la cavité cotyloïdienne de la hanche considérée
- enfin, un col prothétiqu#e, coiffé d'une sphère, reliant la tige et la cupule, destiné à assurer l'articulation proprement dite.As is known, a hip prosthesis essentially consists of three main parts, namely in order
- a femoral stem intended to be inserted into the bone (femur) to be reinforced
- an acetabular cup intended to engage in the acetabular cavity of the hip considered
- finally, a prosthetic collar # e, capped with a sphere, connecting the rod and the cup, intended to ensure the articulation proper.

L'invention concerne plus particulièrement l'assemblage de la tige et du col. The invention relates more particularly to the assembly of the rod and the neck.

On connait déjà un assemblage par emboitement au moyen de deux cones respectivement mâle et femelle à très faible pente, c'est-à-dire de l'ordre de.30 (cone de morse), portés respectivement à la tête de la tige et dans le corps du col. Ce type d'emboitement bien connu en mécanique a déjà été proposé pour la réalisation de prothèses (voir notamment brevet FR-A-1 017 927). There is already known an assembly by interlocking by means of two male and female cones respectively with a very slight slope, that is to say of the order of 30 (walrus cone), carried respectively at the head of the rod and in the body of the cervix. This type of interlocking, well known in mechanics, has already been proposed for the production of prostheses (see in particular patent FR-A-1 017 927).

Malheureusement, cette solution très attractive sur le plan théorique présente l'inconvénient d'être assez difficile à réaliser car la moindre imperfection dans l'usinage des cônes ou la moindre particule insérée entre les cônes, conduisent à un mauvais blocage qui peut entraîner des rotations du col sur la tige. C'est la raison pour laquelle sans doute, ce type d'emboitement bien cohnu en mécanique n'a pas donné toute satisfaction tant s'en faut pour la fabrication des prothèses d'articulation. Unfortunately, this solution, which is very attractive from a theoretical point of view, has the drawback of being quite difficult to achieve because the slightest imperfection in the machining of the cones or the slightest particle inserted between the cones, lead to poor blocking which can cause rotations. from the neck to the stem. This is the reason why no doubt, this type of well-cohesive interlocking in mechanics has not given all the satisfaction that is needed for the manufacture of joint prostheses.

L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise une prothèse du type en question qui soit facile à mettre en place, rigide dans toute son architecture, et présente un serrage sûr et également anti-rotatoire. The invention overcomes these drawbacks. It aims at a prosthesis of the type in question which is easy to put in place, rigid throughout its architecture, and has a secure and also anti-rotational tightening.

Cette prothèse d'articulation du type comprenant
une tige destinée à être insérée dans l'os à ren
forcer
un col coopérant avec ladite tige destinée à assu
rer l'articulation proprement dite, et dans laquelle l'assemblage de la tige et du col est réalisé au moyen de deux cônes de morse à faible pente emboités l'un dans l'autre, se caractérise
- d'une part, en ce que la tête de la tige comporte une première partie conique (mâle ou femelle) de morse à faible pente dont la base présente un usinage polygonal régulier disposé entre la partie conique et la tige
- d'autre part, en ce que la partie du col destinée à venir en regard de la tige comporte une seconde partie conique (femelle ou mâle) de morse dont la pente est égale à celle de la première partie conique et dont la base présente également un usinage en étoile régulière dont le nombre de côtés est un multiple du nombre de côtés du polygone et dont l'angulation est la même que celle de ce polygone
- et enfin, en ce que lorsque les parties coniques respectives sont emboitées l'une dans l'autre, les faces en regard de la tige et du col ménagent entre elles un jeu résiduel.This joint prosthesis of the type comprising
a rod intended to be inserted into the bone to be ren
force
a collar cooperating with said rod intended to assu
rer the articulation proper, and in which the assembly of the rod and the neck is carried out by means of two cones of walrus with low slope fitted one inside the other, is characterized
- on the one hand, in that the head of the rod has a first conical part (male or female) of walrus with a slight slope, the base of which has a regular polygonal machining disposed between the conical part and the rod
- on the other hand, in that the part of the neck intended to come opposite the rod comprises a second conical part (female or male) of walrus whose slope is equal to that of the first conical part and whose base has also a regular star machining whose number of sides is a multiple of the number of sides of the polygon and whose angulation is the same as that of this polygon
- And finally, in that when the respective conical parts are fitted one inside the other, the facing faces of the rod and the neck provide residual play between them.

En d'autres termes, l'invention consiste à associer l'assemblage par cônes de morse à faible pente qui assure une bonne rigidité de l'ensemble avec un assemblage par polygones réguliers et étoile qui facilite la mise en place et l'orientation de l'antérversion du col, tout en ménageant entre la tige et le col un jeu ou un espace résiduel de sorte que l'on est sûr que les cônes respectifs sont parfaitement emboités, ce qui évite alors toute rotation de la tige sur le col. In other words, the invention consists in associating the assembly by walrus cones with a slight slope which ensures good rigidity of the assembly with an assembly by regular polygons and star which facilitates the positioning and orientation of anterversion of the neck, while leaving between the rod and the neck a clearance or a residual space so that one is sure that the respective cones are perfectly fitted, which then prevents any rotation of the rod on the neck.

Avantageusement, en pratique
- la tige présente un filetage qui se rapporte à la base de la tête de la tige qui comporte un hexagone réqulier puis un cône de morse mâle à faible pente
- -le col comporte un alésage conique femelle de morse dont la pente e-st comme déjà dit égale à celle du cône mâle de la tige, la base de cet alésage, destinée à venir en regard de la base de la tige, présentant un usinage en étoile régulière, par exemple à dix-huit ou à vingtquatre branches, et dont l'angulation au sommet est de 1200 pour coïncider avec l'hexagone de la tige
- l'angle au sommet des cônes de morse faible pente est compris entre 2 et 50 ; en effet, si cet angle au sommet est inférieur à 20, l'effet de bloquage est incertain, alors que si cet angle excède 5 , l'emboitement se fait généralement dans de mauvaises conditions avantageusement, l'angle au sommet est voisin de 30
- le jeu résiduel caractéristique entre la tige et le col doit être d'au moins 0,2 millimètre et avantageu sement inférieur à un millimètre , en effet, si ce jeu est inférieur a 0,2 millimètre, on a encore trop de risques d'appuis des faces en regard, appuis qui gêneront alors l'emboitement et par là empêcheront le blocage , si au contraire, ce jeu résiduel excède un millimètre, on réduit inutilement les surfaces en contact entre le polygone et l'étoile, ce qui diminue l'efficacité de la coopération de ces deux moyens de réglage et de serrage.Advantageously, in practice
- the rod has a thread which relates to the base of the head of the rod which comprises a requlier hexagon then a male walrus cone with slight slope
- The neck has a female conical walrus bore whose e-st slope as already said equal to that of the male cone of the rod, the base of this bore, intended to come opposite the base of the rod, having a regular star machining, for example with eighteen or twenty-four branches, and whose angulation at the top is 1200 to coincide with the hexagon of the rod
- the angle at the top of the gently sloping walrus cones is between 2 and 50; indeed, if this angle at the top is less than 20, the blocking effect is uncertain, while if this angle exceeds 5, the nesting is generally done in poor conditions advantageously, the angle at the top is close to 30
- the characteristic residual clearance between the rod and the neck must be at least 0.2 millimeter and advantageously less than one millimeter, indeed, if this clearance is less than 0.2 millimeter, there is still too much risk d support of the facing faces, supports which will then interfere with the nesting and thereby prevent blocking, if on the contrary, this residual clearance exceeds one millimeter, the surfaces in contact between the polygon and the star are unnecessarily reduced, which decreases the effectiveness of the cooperation of these two adjustment and tightening means.

L'invention et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple donné ci-après et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels
- la figure 1 montre en coupe sagitale une prothèse totale de hanche conforme à l'invention.The invention and the advantages which result therefrom will emerge more clearly from the example given below and which is illustrated by the appended diagrams in which
- Figure 1 shows in sagital section a total hip prosthesis according to the invention.

- la figure 2 montre également en coupe sommaire un col prothétique conforme à l'invention. - Figure 2 also shows in summary section a prosthetic neck according to the invention.

- la figure 3 est une vue en coupe selon l'axe III
III' de la figure 1 alors que la figure 4 est une vue en coupe longitudinale de la tête de la tige.- Figure 3 is a sectional view along axis III
III 'of Figure 1 while Figure 4 is a longitudinal sectional view of the head of the rod.

- la figure 5 est une vue en coupe de la base du col selon l'axe V-V' de la figure 1. - Figure 5 is a sectional view of the base of the neck along the axis V-V 'of Figure 1.

- enfin la figure 6 est une vue agrandie de l'emboitement des cônes respectifs et col caractéristique de l'invention. - Finally Figure 6 is an enlarged view of the socket of the respective cones and characteristic neck of the invention.

La prothèse totale de hanche selon l'invention se compose tout d'abord d'une tige fémorale (1) filetée (2) dont la tête (3) est plus large que la pointe (4). Selon une caractéristique décrite dans le brevet fR-A-2 839 093 du Demandeur, la section longitudinale de la tige (1) a une forme de tulipe à rayon variable progressif non linéaire et contenu dans le profil d'un polynome de degré 3. Selon une caractéristique de l'invention, la base (5) de la tête (3) de la tige (1) comporte un hexagone régulier (6) puis un cône de morse mâle (7) dont l'angle au sommet est de 3 . Cet hexagone (6) est formé de six pans élémentaires (8) à 1200. Le col prothétique (10) comporte une tête (11) sur laquelle vient s'emboiter la tête de frottement (12) qui coopère avec la cupule. The total hip prosthesis according to the invention consists first of all of a threaded femoral rod (1) (2) whose head (3) is wider than the tip (4). According to a characteristic described in patent FR-A-2 839 093 of the Applicant, the longitudinal section of the rod (1) has a tulip shape with a non-linear progressive variable radius and contained in the profile of a degree 3 polynomial. According to a characteristic of the invention, the base (5) of the head (3) of the rod (1) comprises a regular hexagon (6) then a male walrus cone (7) whose angle at the top is 3 . This hexagon (6) is formed of six elementary hexes (8) to 1200. The prosthetic neck (10) comprises a head (11) on which the friction head (12) which engages with the cup fits.

Selon une caractéristique de l'invention, le col (10) comporte dans la partie (13) un regard de la tige un alésage conique (14) à faible pente de morse dont l'angle au sommet est également de 3". De manière connue, l'assemblage du col (10) sur la tige (1) est effectué au moyen d'une vis (15) de coaptation. According to a characteristic of the invention, the neck (10) comprises in the part (13) a look of the rod a conical bore (14) with a low walrus slope whose angle at the top is also 3 ". known, the assembly of the neck (10) on the rod (1) is carried out by means of a coaptation screw (15).

Selon une autre caractéristique de l'invention, la base (13) de la tige (10) comporte juste avant le cône femelle d'emboitement (14) une étoile (16) destinée à coopérer avec l'hexagone (6). Cette étoile (16) montrée en détail à la figure 5 comporte vingt-quatre branches (6 x 4 = 24) dont l'angulation au sommet est de 120 pour coïncider avec l'angle au sommet des pans (8) de l'hexagone (6). La référence (18) désigne une gorge de dégagement de l'outil taillant les branches de l'étoile (16). According to another characteristic of the invention, the base (13) of the rod (10) comprises just before the female socket cone (14) a star (16) intended to cooperate with the hexagon (6). This star (16) shown in detail in Figure 5 has twenty-four branches (6 x 4 = 24) whose angulation at the top is 120 to coincide with the angle at the top of the sides (8) of the hexagon (6). The reference (18) designates a release groove for the tool cutting the branches of the star (16).

Selon la troisième caractéristique de l'invention, lorsque les deux cônes respectifs mâle (7) et femelle (14) sont parfaitement emboités, les faces en regard de la tige (1) et du col (10), à savoir respectivement (5) et (17) ménagent entre elles un jeu résiduel (20) de l'ordre de 0,5 millimètre. According to the third characteristic of the invention, when the two respective male (7) and female (14) cones are perfectly fitted, the opposite faces of the rod (1) and the neck (10), namely respectively (5) and (17) provide between them a residual clearance (20) of the order of 0.5 millimeter.

De la sorte, on est sûr que lorsque ce jeu résiduel caractéristique (20) existe, les cônes d'emboitement (7, 14) coopèrent parfaitement. In this way, it is certain that when this characteristic residual clearance (20) exists, the interlocking cones (7, 14) cooperate perfectly.

Dans le brevet européen EP-A-0000549, on a déjà décrit un système d'emboitement par polygone et étoile coopérant avec des parties coniques mâle et femelle. Dans cette solution, les parties coniques mâle et femelle présentent un angle au sommet appréciable,de l'ordre de 15 , qui résulte du fait que ces parties coniques ne participent pas au serrage,mais servent seulement d'organes centreurs. Ainsi, ces parties coniques ne participent pas à la rigidité de l'assemblage -qu'il faut d'ailleurs consolider par une vis d'arrêt. In the European patent EP-A-0000549, a system of interlocking by polygon and star has already been described cooperating with male and female conical parts. In this solution, the male and female conical parts have an appreciable apex angle, of the order of 15, which results from the fact that these conical parts do not participate in tightening, but only serve as centering members. Thus, these conical parts do not participate in the rigidity of the assembly - which must moreover be consolidated by a stop screw.

L'invention pallie ces inconvénients en combinant l'assemblage polygone-étoile avec un assemblage par cônes de morse mais en prévoyant de manière critique que dans la coopération de ces deux types d'assemblage, il faut en outre ménager un espace résiduel entre les deux parties à assembler. The invention overcomes these drawbacks by combining the polygon-star assembly with an assembly by walrus cones but by providing critically that in the cooperation of these two types of assembly, it is also necessary to provide a residual space between the two. parts to assemble.

Les prothèses selon l'invention présentent de nombreux avantages par rapport à celles connues à ce jour, notamment celles décrites dans la demande de brevet allemande ,-A- 2 839 093 du Demandeur. On peut citer
- une meilleure facilité de mise en place et de
positionnement grâce à l'étoile
- une meilleure rigidification de l'ensemble puisque
les cônes participent à cette fonction
- la sécurité d'avoir un serrage anti-rotatoire
- la sécurité de réaliser un serrage sûr par l'abs
cence d'appuis des faces de la tige et du col en
regard.The prostheses according to the invention have numerous advantages over those known to date, in particular those described in the German patent application, -A- 2 839 093 of the Applicant. We can cite
- better ease of installation and
positioning with the star
- better stiffening of the whole since
the cones participate in this function
- the security of having an anti-rotational tightening
- the security of carrying out a secure tightening by the abs
cence of support of the faces of the rod and the neck in
look.

De la sorte, ces prothèses d'articulation peuvent être utilisées avec succès, notamment pour la réalisation de prothèses de hanche. In this way, these joint prostheses can be used successfully, in particular for the production of hip prostheses.

Claims

REVENDICATIONS

1/ Prothèse d'articulation du type comprenant 1 / Articulation prosthesis of the type comprising

une tige (1) destinée à être insérée dans l'os à a rod (1) intended to be inserted into the bone to

renforcer to reinforce

un col (10) coopérant avec ladite tige (1), desti a neck (10) cooperating with said rod (1), intended

né à assurer l'articulation proprement dite, et dans lequel l'assemblage de la tige (1) et du col (10) est réalisé au moyen de deux cônes (7,14) de morse à faible pente emboités l'un dans l'autre, caractérisé born to ensure the articulation proper, and in which the assembly of the rod (1) and the neck (10) is carried out by means of two cones (7,14) of walrus with low slope fitted one in the other, characterized

- d'une part, en ce que la tête (3) de la tige (1) comporte une première partie conique (7) (mâle ou femelle) de morse à faible pente, dont la base présente un usinage polygonal (8) régulier disposé entre la partie conique (7) et la tige (1) - on the one hand, in that the head (3) of the rod (1) comprises a first conical part (7) (male or female) of walrus with a slight slope, the base of which has regular polygonal machining (8) disposed between the conical part (7) and the rod (1)

- d'autre part, en ce que la partie (17) du col (10) destinée à venir en regard de la tige (1) comporte une seconde partie conique (14) femelle ou mâle de morse dont la pente est égale à celle de la première partie conique (7) et dont la base (13) présente également un usinage étoile (16) régulière dont le nombre de côtés est un multiple du nombre de côtés du polygone (8) et dont 1'angu- lation est la même que celle de ce polygone (8) - on the other hand, in that the part (17) of the neck (10) intended to come opposite the rod (1) comprises a second conical part (14) female or male of walrus whose slope is equal to that of the first conical part (7) and whose base (13) also has a regular star machining (16) whose number of sides is a multiple of the number of sides of the polygon (8) and whose angulation is the same as that of this polygon (8)

- et enfin, en ce que lorsque les parties coniques respectives (7,14) sont emboitées l'une dans l'autre, les faces en regard (5,17) de la tige (1) et du col (10) ménagent entre elles un jeu --résiduel (20). - And finally, in that when the respective conical parts (7,14) are fitted one inside the other, the opposite faces (5,17) of the rod (1) and the neck (10) provide between they a - residual game (20).

2/ Prothèse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige (1) présente un filetage (2) qui se raccorde à la base (5) de la tête (3) de la tige (1) qui comporte un hexagone (6) à six pans (8) réguliers puis un cône mâle (7) de morse à faible pente. 2 / Prosthesis according to claim 1, characterized in that the rod (1) has a thread (2) which is connected to the base (5) of the head (3) of the rod (1) which comprises a hexagon (6 ) with hexagon (8) regular then a male cone (7) of walrus with a slight slope.

3/ Prothèse selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le col (10) comporte un alésage conique femelle (14) de morse dont la pente est égale à celle du cône mâle (7) de la tige (1), la base de cet alésage conique femelle (14) destinée à venir en regard (5) de la tige (1) comporte un usinage en étoile régulière (16) à dix-huit ou vingt-quatre branches et dont l'angulation entre les branches au sommet est de 120 . 3 / Prosthesis according to one of claims 1 to 2, characterized in that the neck (10) has a female conical bore (14) of walrus whose slope is equal to that of the male cone (7) of the rod (1 ), the base of this female conical bore (14) intended to come opposite (5) of the rod (1) comprises a regular star machining (16) with eighteen or twenty-four branches and whose angulation between the branches at the top is 120.

4/ Prothèse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'angle au sommet des cônes de morse (7,14) est compris entre 2 et 50 et de préférence voisin de 3 . 4 / Prosthesis according to one of claims 1 to 3, characterized in that the angle at the top of the walrus cones (7,14) is between 2 and 50 and preferably close to 3.

5/ Prothèse selon l'une des r-vendications 1 à 4, caractérisée en ce que le jeu résiduel (20) entre la base (5) de la tige (1) et la base (17) du col (10) est compris entre 0,2 et un millimètre et de préférence voisin de 0,5millimètre. 5 / Prosthesis according to one of the r-vendications 1 to 4, characterized in that the residual clearance (20) between the base (5) of the rod (1) and the base (17) of the neck (10) is included between 0.2 and a millimeter and preferably around 0.5 millimeters.