FR2727856A1

FR2727856A1 - Self-lubricating hip joint prosthesis

Info

Publication number: FR2727856A1
Application number: FR9415034A
Authority: FR
Inventors: Laurent Barba; Lavirotte Jean Yves Coillard; Gerard Gacon; Jean Jacques Lalain; Michel Laurencon; Christophe Levigne; Andre Ray
Original assignee: ERAMI
Current assignee: ERAMI
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 1996-06-14
Anticipated expiration: 2014-12-07
Also published as: FR2727856B1

Abstract

The prosthesis consists of a socket (1) to receive the femoral head (2), both of which are made from a hard material - a metal or ceramic - and their shape and dimensions are such that a gap (9) is created between them. The gap allows the formation of a laminar film of synovial liquid resulting from the combination of suction and pressure phases in the acetabulum and acting as a lubricant between the socket and head. The gap between the head and socket is between about 0.005 and 0.05mm, and the polar zone of the socket has a circular recess (1a) which acts as a reservoir for the liquid.

Description

Ensemble prothétiaue auto-lubritiant pour l'articulation de la hanche. Self-lubricating prosthetic set for the hip joint.

L'invention se rattache au secteur technique des implants chirurgicaux, plus particulièrement, des prothèses totales de hanche. The invention relates to the technical sector of surgical implants, more particularly, total hip prostheses.

Un ensemble prothétique pour l'articulation de la hanche comprend, d'une manière connue, une cupule ou anneau, de forme sensiblement hémisphérique, pour être impacté dans la cavité cotyloldienne de l'os illiaque. La cupule reçoit généralement un noyau ou insert apte à recevoir la tête d'articulation sphérique de l'implant fémoral. A prosthetic assembly for the hip joint comprises, in a known manner, a cup or ring, of substantially hemispherical shape, to be impacted in the acetabular cavity of the iliac bone. The cup generally receives a core or insert capable of receiving the spherical articulation head of the femoral implant.

Dans la plupart des cas, le noyau est en polyéthylène, la tête sphérique d'articulation de l'implant fémoral étant réalisé dans un matériau dur, notamment en acier inoxydable, en céramique... Le noyau en polyéthylène est impacté directement ou par l'intermédiaire d'un insert métallique.In most cases, the core is made of polyethylene, the spherical head of articulation of the femoral implant being made of a hard material, in particular stainless steel, ceramic ... The core of polyethylene is impacted directly or by the 'through a metal insert.

Cette solution, sur le plan des concepts biomécaniques de la prothèse totale de hanche donne satisfaction. Le seul inconvénient réside dans l'usure du polyéthylène générée par les mouvements de la tête fémorale dans l'insert. Ce fluage, complété de micro-arrachements de polyéthylène, entrain, à long terme, des descellements cotyloîdiens. This solution, in terms of the biomechanical concepts of total hip replacement, is satisfactory. The only drawback lies in the wear of the polyethylene generated by the movements of the femoral head in the insert. This creep, supplemented with polyethylene micro-tearing, leads, in the long term, to acetabular loosening.

Pour remédier à ces inconvénients, on a proposé de remplacer le polyéthylène par des matériaux de dureté très élevé, notamment en métal, céramique... La tête fémorale étant dans un matériau de même nature, on obtient donc des couples métal-métal, céramique céramique... To remedy these drawbacks, it has been proposed to replace polyethylene with materials of very high hardness, in particular metal, ceramic, etc. The femoral head being made of a material of the same nature, therefore metal-metal, ceramic couples are obtained. ceramic...

Ce nouveau type de contact entraine cependant des problèmes de grippage. This new type of contact however causes seizure problems.

L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sure, efficace et rationnelle. The invention has set itself the aim of remedying these drawbacks in a simple, safe, efficient and rational manner.

Le problème que se propose de résoudre rinvenffon, est de réaliser un ensemble prothétique de l'articulation de la hanche, où la tête fémorale, généralement exécutée dans un matériau de haute dureté, peut coopérer directement dans un insert également réalisé dans un matériau de haute dureté, en ayant pour objectif d'obtenir un très bon coemcient de frottement, supprimant tout effet de grippage. The problem which rinvenffon proposes to solve is to produce a prosthetic assembly for the hip joint, where the femoral head, generally executed in a material of high hardness, can cooperate directly in an insert also produced in a material of high hardness, with the objective of obtaining a very good coemcient of friction, eliminating any seizing effect.

Pour résoudre un tel problème, rinsert et la tête fémorale sont exécutés dans un matériau de haute dureté et sont adaptés en forme et dimensions pour créer un jeu fonctionnel apte à permettre la formation d'un film laminaire de liquide synovial résultant de la combinaison des phases d'aspiration et de refoulement dans lacétabulum, de sorte que ledit liquide fait office de lubrifiant entre rinsert et la tête. To solve such a problem, the insert and the femoral head are executed in a material of high hardness and are adapted in shape and dimensions to create a functional clearance able to allow the formation of a laminar film of synovial fluid resulting from the combination of the phases. suction and discharge in the acetabulum, so that said liquid acts as a lubricant between the insert and the head.

La solution mise en oeuvre selon l'invention, résulte de la combinaison des phases d'aspiration et de refoulement dans racétabulum, résultant, soit de la pression générée par le poids du corps, soit de la contraction des muscles périarticulaires, le liquide synovial étant utilisé comme liquide auto-lubrifiant. The solution implemented according to the invention results from the combination of the aspiration and delivery phases in the racetabulum, resulting either from the pressure generated by the body weight, or from the contraction of the periarticular muscles, the synovial fluid being used as a self-lubricating liquid.

Pour résoudre le problème posé d'obtenir un film de liquide lubrifiant et constant, entre l'insert et la tete, le fond de rinsert, au niveau de sa zone polaire, présente un agencement apte à faire office de réserve de liquide synovial. To solve the problem of obtaining a film of lubricating and constant liquid, between the insert and the head, the bottom of the rinsert, at its polar zone, has an arrangement capable of acting as a reserve of synovial liquid.

L'agencement est constitué par un évidement circulaire constituant un réservoir. The arrangement consists of a circular recess constituting a reservoir.

Compte-tenu de ces dispositions, L'insert et la tète fémorale peuvent être réalisés en métal ou en céramique ou autre matériau de haute dureté, permettant ainsi de résoudre les inconvénients liés à rusure, dans le cas du polyéthylène et de supprimer tout effet de grippage dans le cas d'un contact métal-métal ou céramiquecéramique. .. In view of these provisions, the insert and the femoral head can be made of metal or ceramic or other material of high hardness, thus making it possible to resolve the drawbacks associated with wear, in the case of polyethylene and to eliminate any effect of seizure in the case of metal-metal or ceramic-ceramic contact. ..

L'invention est exposée, ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale à caractère schématique de l'ensemble prothétique selon l'invention, en phase d'aspiration.The invention is set out below in more detail using the appended drawings, in which:
Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of the prosthetic assembly according to the invention, in the suction phase.

La figure 2 est une vue correspondant à la figure 1 en phase de refoulement. Figure 2 is a view corresponding to Figure 1 in the discharge phase.

La figure 3 est une vue en plan de l'insert. Figure 3 is a plan view of the insert.

L'ensemble prothétique, comprend, de manière parfaitement connue, un implant cotyloîdien et un implant fémoral. L'implant cotyloîdien est constitué par un insert ou anneau (1), présentant tout type d'agencement, pour être impacté et fixé dans la cavité cotyloidienne de l'os illiaque. L'insert (1) reçoit avec capacité d'articulation, la tête sphérique (2) de l'implant fémoral, de tout type connu et approprié. The prosthetic assembly includes, in a perfectly known manner, a cotyloid implant and a femoral implant. The acetabular implant consists of an insert or ring (1), having any type of arrangement, to be impacted and fixed in the acetabular cavity of the iliac bone. The insert (1) receives with articulation capacity, the spherical head (2) of the femoral implant, of any known and appropriate type.

L'insert (1) est réalisé dans un matériau de haute dureté, par exemple en métal, en céramique... II en est de même en ce qui concerne la tête sphérique d'articulation (2). The insert (1) is made of a material of high hardness, for example metal, ceramic ... It is the same with regard to the spherical joint head (2).

Selon l'invention, L'insert (1) et la tête (2) sont adaptés en forme et dimension, pour créer un jeu fonctionnel (i) apte à permettre la formation d'un film laminaire de liquide synovial (3) résultant de la pombinaison des phases d'aspiration et de refoulement de l'acétabulum. According to the invention, the insert (1) and the head (2) are adapted in shape and size, to create a functional clearance (i) capable of allowing the formation of a laminar film of synovial fluid (3) resulting from pombination of the suction and delivery phases of the acetabulum.

Le liquide synovial (3) fait office de liquide auto-lubrifiant entre rinsert (1) et la tête (2).The synovial fluid (3) acts as a self-lubricating fluid between the insert (1) and the head (2).

A titre indicatif nullement limitatif, le jeu fonctionnel entre l'insert (1) et la tête (2), est de 0,005 mm à 0,05 mm, en fonction des matériaux utilisés. De meme, afin d'obtenir un film auto-lubrifiant (3) suffisant et constant, le fond de l'insert métallique est agencé pour constituer une réserve de liquide synovial. Par exemple, L'insert (1) présente au niveau de sa zone polaire, une cavité (la) faisant office de réservoir. As a non-limiting indication, the functional clearance between the insert (1) and the head (2) is 0.005 mm to 0.05 mm, depending on the materials used. Likewise, in order to obtain a sufficient and constant self-lubricating film (3), the bottom of the metal insert is arranged to constitute a reserve of synovial fluid. For example, the insert (1) has at its polar zone, a cavity (la) serving as a reservoir.

On renvoie aux figures 1 et 2, montrant le principe de fonctionnement, selon rinvention. Reference is made to FIGS. 1 and 2, showing the operating principle, according to the invention.

Lors du relachement de l'articulation de la hanche, qui se produit lors de la marche ou pendant le sommeil, L'implant fémoral est soumis à une force (F1) dirigée vers le bas, qui a tendance à provoquer la décoaptation de la tête fémorale (2), par rapport à l'insert (1) (figure 1). Ce mouvement de décoaptation crée un effet d'aspiration du liquide synovial à l'intérieur de l'acétabulum. During the relaxation of the hip joint, which occurs during walking or during sleep, The femoral implant is subjected to a force (F1) directed downwards, which tends to cause decoaptation of the head femoral (2), relative to the insert (1) (Figure 1). This decoaptation movement creates a suction effect of the synovial fluid inside the acetabulum.

Inversement, la mise en appui de la jambe est liée à la contraction des muscles périarticulaires, de sorte que le liquide synovial (3), emprisonné dans le réservoir (la). est soumis à une force de pression (F2), et va s'écouler, par le jeu fonctionnel, entre la tête (2) et le fond de l'insert (1), constituant ainsi un film lubrificateur (figure 2). Conversely, the support of the leg is linked to the contraction of the periarticular muscles, so that the synovial fluid (3), trapped in the reservoir (la). is subjected to a pressing force (F2), and will flow, through the functional clearance, between the head (2) and the bottom of the insert (1), thus constituting a lubricating film (Figure 2).

II en résulte que le mouvement cydique de la marche peut etre comparé à un mouvement de pompe hydraulique. L'utilisation du liquide physiologique supprime tout risque de grippage entre les contacts résultant de la coopération de la tête fémorale dans le fond de insert (1). II est donc possible d'utiliser des matériaux de très haute dureté, permetlant un polisssge très poussé. As a result, the cydic movement of the step can be compared to a hydraulic pump movement. The use of physiological fluid eliminates any risk of seizure between the contacts resulting from the cooperation of the femoral head in the bottom of the insert (1). It is therefore possible to use very high hardness materials, allowing very advanced polishing.

Les avantages ressortent bien de la description. The advantages are apparent from the description.

Claims

REVENDICATIONS

-1- Ensemble prothétique pour l'articulation de la hanche comprenant un insert ou anneau (1) recevant une tête fémorale (2), caractérisé en ce que l'insert (1) et la tête (2) sont exécutés dans un matériau dur et sont adaptés en forme et dimensions pour créer un jeu fonctionnel apte à permettre la formation d'un film laminaire de liquide synovial (3) résultant de la combinaison des phases d'aspiration et de refoulement dans l'acétabulum de sorte que ledit liquide fait office de lubrifiant entre l'insert (1) et la tête (2).-1- Prosthetic assembly for the hip joint comprising an insert or ring (1) receiving a femoral head (2), characterized in that the insert (1) and the head (2) are made of a hard material and are adapted in shape and size to create a functional clearance capable of allowing the formation of a laminar film of synovial fluid (3) resulting from the combination of the suction and delivery phases in the acetabulum so that said liquid makes as a lubricant between the insert (1) and the head (2).

-2- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond de l'insert (1), au niveau de sa zone polaire, présente un agencement (la) apte à faire office de réserve de liquide synovial (3).-2- An assembly according to claim 1, characterized in that the bottom of the insert (1), at its polar zone, has an arrangement (la) capable of acting as a reserve of synovial fluid (3).

-3- Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agencement (la) est constitué par un évidement circulaire constituant un réservoir.-3- The assembly of claim 2, characterized in that the arrangement (la) is constituted by a circular recess constituting a reservoir.

4- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert (1) et la tête fémorale (2) sont en métal. 4- An assembly according to claim 1, characterized in that the insert (1) and the femoral head (2) are made of metal.

-5- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert (1) et la tête fémorale (2) sont en céramique.-5- The assembly of claim 1, characterized in that the insert (1) and the femoral head (2) are ceramic.

-6- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le jeu fonctionnel entre la tête (2) et l'insert (1) est compris entre 0,005 mm et 0,05 mm environ. -6- The assembly of claim 1, characterized in that the functional clearance between the head (2) and the insert (1) is between 0.005 mm and 0.05 mm approximately.