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CA 02400955 2002-08-22
COTYLE PROTHÉTIQUE EXPANSIBLE
La présente invention concerne, d'une manière générale, la mise en place et le
maintien d'un cotyle prothétique dans une cavité osseuse. L'invention trouve
une
application particulièrement avantageuse à la pose de cotyle dans le cadre de
prothèse
de hanche sans ciment.
On connaît des implants acétabulaires comprenant un cotyle hémisphérique du
type à
blocage par compression "press fit". Ce type de cotyle est implanté dans une
cavité
osseuse préalablement fraisée par simple impaction ou compression. Avec une
telle
insertion sous pression du cotyle dans la cavité osseuse, il n'est
malheureusement pas
possible de procéder à l'entrée graduelle du cotyle dans la cavité, ce qui
permettrait de
corriger les erreurs de positionnement. De ce fait, plusieurs cotyles à
blocage par
compression sont inadéquatement implantés sans qu'il ne soit possible de
rectifier la
situation tout en préservant l'intégrité des tissus osseux bordant le cotyle
prothétique.
Les difficultés du positionnement du cotyle dans facétébulum du patient sont
causées
principalement par l'installation du cotyle dans l'os avec un niveau de
contraintes
élevé pour obtenir une meilleure stabilité de l'implant.
De plus, la configuration de la partie hémisphérique du cotyle peut endommager
la
surface osseuse lors de l'implantation forcée à l'aide d'un impacteur-
orienteur. Par
surcroît, des vis doivent souvent être installées dans l'os pour assurer la
stabilité
primaire de (implant.
Dans cette perspective, l'un des objectifs de la présente invention est de
réaliser un
cotyle pouvant être inséré et retiré à volonté d'une cavité osseuse destinée à
le
recevoir.
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Un autre objectif de la présente invention est de réaliser un cotyle qui
présente une
flexibilité radiale pouvant en permettre (insertion libre dans une cavité
osseuse.
Un autre objectif de la présente invention est de permettre le
repositionnement d'un
cotyle inséré hors position.
Un autre objectif de la présente invention est de réaliser un cotyle pouvant
être
librement inséré dans une cavité osseuse, sans endommager les tissus bordant
cette
dernière.
Ces objectifs, de même que les autres objectifs qui apparaîtront mieux par la
suite,
sont remplis par un implant acétabulaire comprenant un cotyle aménageant une
cavité
interne recevant un noyau à emmanchement conique, ledit cotyle étant
expansible et
rétractable radialement respectivement de par (insertion et le retrait dudit
noyau.
Selon une réalisation préférentielle de la présente invention, le cotyle est
découpé en
secteurs par des fentes orientées suivant des plans méridionaux.
Suivant une caractéristique de (invention, le nouveau concept de
positionnement
consiste à insérer un cotyle flexible de même diamètre ou avec une légère
contrainte
par rapport au fraisage du cotyle osseux. Le noyau conique est enfoncé
graduellement
dans le cotyle, jusqu'à (obtention d'un positionnement assez rigide pour
permettre la
vérification de l'inclinaison et de l'antéversion. On peut, à ce stade,
repositionner le
cotyle à sa position nominale, avec une variation de moins de cinq degrés.
L'enfoncement maximum du noyau conique permet l'expansion radiale de la paroi
flexible du cotyle. L'installation d'éléments de fixation permet de sécuriser
le
positionnement du noyau conique dans le cotyle.
Le remplacement d'un cotyle expansible et rétractable est grandement facilité
en
retirant le noyau conique, ce qui a pour effet de libérer les contraintes de
la cavité
osseuse.
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L'invention est expliquée ci-après plus en détails à (aide des dessins annexés
dans
lesquels:
La Fig. 1 est une vue en perspective, partiellement en sections, d'un implant
comprenant un cotyle expansible et rétractable, et un noyau selon une
réalisation
préférentielle de la présente invention.
La Fig. 2 est une vue en perspective, partiellement en coupe, représentant
l'assemblage du cotyle expansible et rétractable.
La Fig. 3 représente le cotyle assemblé selon sa position nominale.
La Fig. 4 est une vue d'élévation en coupe du cotyle.
La Fig. 5 est une vue en coupe partielle du noyau conique.
La Fig. 6 est une vue en coupe agrandie représentant l'expansion radiale du
cotyle par
le noyau.
Les Fig. 1 et 2 illustrent un implant acétabulaire 10 comprenant un cotyle
expansible
et rétractable 12 ménageant une cavité interne 14, dans laquelle vient
s'engager un
noyau 16 destiné à recevoir, dans son logement 18, une tête fémorale non-
représentée.
Le cotyle 12 présente un profil extérieur généralement hémisphérique destiné à
venir
se fixer dans le cotyle osseux préalablement préparé avec des fraises
hémisphériques
dont le diamètre est connu. Selon une caractéristique de la présente
invention, le
cotyle prothétique 12 est dimensionné pour rentrer librement, ou avec une
légère
pression, dans le cotyle osseux. L'encrage du cotyle 12 dans la cavité osseuse
est
subséquemment assuré par l'expansion radiale du cotyle 12 résultant de
(insertion du
noyau 16 dans la cavité interne 14 du cotyle 12.
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Le cotyle expansible 12 est réalisé en matériaux biocompatibles, tels le
polyéthylène à
haute densité ou encore en titane, ce qui permettrait de réduire la section
flexible. Le
cotyle 12 comporte un rebord périphérique 20 délimitant (entrée de la cavité
interne
14. Ce rebord 20 possède une surface interne tronconique 22 (Fig. 4) ayant,
par
exemple, une conicité de quatre degrés. Tel que représenté par les Fig. 1 et
2, le
rebord 20 présente une épaisseur accrue. La surface interne 22 du rebord 20 se
prolonge en une surface interne 24, suivant le profile d'une sphère et se
termine par un
fond plat 26 ménageant un trou central 28.
Le cotyle 12 est découpé en secteurs par des fentes 30 orientées suivant des
plans
méridionaux. Selon (exemple illustré, six fentes 30 sont uniformément espacées
le
long de la circonférence du cotyle 12 et ont une pénétration vers le fond de
(ordre de
45° à partir du plan d'ouverture du cotyle 12. Toujours selon cette
réalisation
préférentielle, les fentes 30 définissent entre elles un angle de 60°.
Les fentes 30 ont
pour but de faciliter l'expansion radiale du cotyle 12 par le noyau 16. Des
rainures
circonférentielles 32 sont ménagées sur la surface externe 34 de la partie
flexible du
cotyle 12 pour assurer une bonne prise du cotyle dans la cavité osseuse après
que le
cotyle 12 a été radialement dilaté. Les rainures 32 sont, d'une part,
parallèles entre
elles et, d'autre part, parallèles au plan d'ouverture équatorial du cotyle
12. Les
rainures 32 sont disposées sur la partie hémisphérique à des profondeurs qui
varient
selon (épaisseur de la paroi du cotyle. Ä titre d'exemple, les rainures 32
peuvent être
distribuées sur prés de 45° de profondeur à partir du plan d'ouverture
du cotyle 12.
Selon la réalisation illustrée à la Fig. 4, une première rainure 32 pourrait
être localisée
à 7.5°, une deuxième à 15°, une troisiëme à 22.5°, une
quatrième à 30°, une cinquième
à 37.5° et une sixième à 45°.
Des trous filetés 35 sont ménagés au centre de chaque segment, dont les axes
sont
parallèles à la surface conique 22, pour recevoir des vis 36 (Fig. 2) en vue
de sécuriser
le noyau 16 dans le cotyle 12.
Le noyau 16 peut être composé de polyéthylène à haute densité et,
préférablement,
d'un alliage chrome-cobalt, pour une friction métal sur métal, avec la tête
fémorale de
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la prothèse. Le noyau 16 comporte une portion tronconique 38 ayant une
conicité
légèrement supérieure à celle de la surface interne 22 du cotyle 12. Par
exemple, pour
la conicité de la portion tronconique 38 qui est de 6°, une conicité de
4 à 5° de la
surface interne 22, permet de répartir la pression en priorité sur le rebord
përiphérique. Tel qu'illustré à la Fig. 6, l'angle de 6° de la portion
tronconique 38 du
noyau 16 permet l'expansion radiale du cotyle 12, jusqu'à 1 mm sur une
distance de
9.5 mm, en enfonçant le noyau 16 à la profondeur maximale dans le cotyle 12,
soit
moins de IO mm. La réduction de l'angle de la surface interne (de 4 à
5° ) du cotyle
12, permet au cône (de 6°) d'appuyer prioritairement sur le rebord
périphérique
interne du cotyle expansible, afin de maximiser la déformation sur le rebord
périphérique externe et ainsi obtenir une meilleure rétention primaire du
cotyle 12.
Le modèle représenté à la Fig. 5 comporte une rainure extérieure
circonférentielle 39
s'étendant au-dessus de la portion tronconique 38. La rainure 39 permet au
noyau 16
d'être retenu fermement par un impacteur-orienteur utilisé lors de
l'installation. Cette
rainure 39 pourra servir éventuellement si on devait enlever le cotyle 12 pour
le
réorienter.
Tel qu'illustré à la Fig. l, la surface annulaire de dessus de la portion
tronconique 38
agit comme un épaulement pour qu'une portion de la tête des vis 36 prenne
appui et
ainsi prévienne le retrait du noyau 16.
Selon les procédures d'installation, la cavité osseuse est fraisée au
préalable. Par
après, le cotyle 12, dans sa position non-sollicitée est inséré librement ou
sous une
légère pression dans la cavité osseuse. Tel qu'illustré à la Fig. 3,
(inclinaison et
fantéversion du cotyle 12 devraient être respectivement de 40° et de
15°. Après avoir
procédé à l'insertion du cotyle 12, le noyau I6 monté sur un impacteur-
orienteur est
alors graduellement introduit dans le cotyle 12 jusqu'à l'obtention d'un
positionnement
assez rigide pour permettre la vérification de l'inclinaison et de
fantéversion. On
peut, à ce stade, repositionner le cotyle 12 à sa position nominale, avec une
variation
de moins de 5°. Une fois la position validée, le noyau 16 est enfoncé
jusqu'à la
profondeur maximale permettant ainsi un engagement ferme de la paroi du cotyle
12
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avec les tissus osseux délimitant le cotyle osseux. Finalement, les vis 36
sont vissées
dans le cotyle 12 pour sécuriser le positionnement du noyau 16 dans le cotyle
12.
Au besoin, le cotyle 12 peut être repositionné ou remplacé en retirant les vis
36 et le
noyau 16. Ceci permet au cotyle 12 de se rétracter radialement vers sa
position
initiale. Par la suite, le cotyle 12, libre de contraintes, peut être
facilement retiré de la
cavité osseuse.
