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CA 02505701 2010-10-06
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ANCILLAIRES D'ENLEVEMENT DE MATIERE OSSEUSE ET PROCÉDÉ DE FABRICATION
La présente invention se rapporte à des instruments ou
ancillaires servant à l'enlèvement de matières osseuses pour la chirurgie de
la
prothèse de hanche ou du genou, en particulier à une râpe pour la pose d'une
prothèse de hanche et à un bloc de coupe pour la pose d'une prothèse de
genou. La présente invention se rapporte également à un kit d'ancillaires pour
chirurgien, notamment pour la pose d'une prothèse de hanche comportant
une râpe suivant l'invention et/ou pour la pose d'une prothèse de genou
comportant un bloc de coupe suivant l'invention.
Les râpes, les blocs de coupe ou autres ancillaires pour
l'enlèvement de matières osseuses sont bien connus dans le domaine. Ces
ancillaires doivent être suffisamment durs et résistants à l'usure pour
pouvoir
attaquer de l'os ou supporter les contraintes élevées résultant de l'action
d'une lame, avec laquelle ils coopèrent, sur de l'os. Jusqu'à maintenant, on a
toujours utilisé des matériaux métalliques qui sont suffisamment résistant à
l'usure pour attaquer l'os. Qui plus est, ils peuvent être réutiliser après re
stérilisation à l'autoclave.
Cependant, ces ancillaires sont coûteux à fabriquer, tant par le
matériau utilisé que par la technique de fabrication (usinage). En outre, il
n'est
pas souhaitable, pour des raisons de sécurité pour les patients, qu'une râpe
ou un bloc de coupe de ce genre soient réutilisés une deuxième fois par un
chirurgien après que celui-ci ait effectué lui-même une nouvelle
stérilisation,
en particulier en raison du risque lié à des infections telles que celle de
Kreuztfeld Jacob.
L'invention vise à surmonter ces inconvénients en proposant un
ancillaire pour l'enlèvement de matière osseuse, pour la chirurgie de pose de
prothèse, notamment une râpe pour la pose d'une prothèse de hanche et/ou
un bloc de coupe pour la. pose d'une prothèse de genou, qui soit plus simple à
fabriquer, moins coûteux et convienne mieux à la réalisation d'ancillaires à
utilisation unique.
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la
Suivant un premier aspect, l'invention concerne une râpe pour éliminer une
partie d'os d'un os, comportant des saillies réalisées en matière plastique
qui
viennent en contact avec la partie d'os et la râper, la matière plastique
ayant été
exposée aux rayons (3 et y et étant suffisamment dure pour l'élimination d'os
de
hanche, et lorsque la râpe est placée dans un autoclave à au moins 137 C, la
râpe
se détériore d'elle-même et ne peut plus être utilisée.
Suivant un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé pour fabriquer
une râpe pour éliminer une partie d'os d'un os, comportant les étapes dans
lesquelles:
on prend un corps ayant la forme d'une râpe et comportant des saillies
réalisées en matière plastique destinées à venir en contact avec la partie
d'os et la
râper, lorsque la râpe est utilisée pour éliminer la partie d'os; et
on expose la matière plastique aux rayons R ou y pour effectuer une
stérilisation,
la matière plastique étant suffisamment dure pour éliminer la partie d'os de
l'os,
lorsque la râpe est utilisée, et lorsque la râpe est placée dans un autoclave
à au
moins 137 C, la râpe se détériore d'elle-même et ne peut plus être utilisée.
Le procédé selon l'invention tel que défini ci-dessus peut également
comporter une étape qui consiste à noyer au moins un insert en un matériau
plus dur
que l'os dans la matière plastique. Il est aussi possible que le au moins un
insert soit
totalement noyé dans la matière plastique.
L'invention concerne donc un dispositif ancillaire, plus particulièrement
une râpe telle que définie précédemment.
Ainsi lorsque l'on chauffe l'ancillaire, par exemple dans un
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autoclave pour tenter de le "restériliser", à une température Ti de par
exemple
137 , les inserts métalliques se détachent irréversiblement du corps et
l'ancillaire ne peut plus être utilisé. On est sûre, ainsi qu'un nouvel
ancillaire
bien stérilisé devra être pris pour une future opération.
En fabriquant ces ancillaires en grande partie en matières
plastiques, on facilite grandement le processus de fabrication (un procédé de
moulage par injection est maintenant possible) et on diminue le coût de la
matière. Jusqu'à maintenant, on pensait que la matière plastique ne convenait
pas pour la fabrication de tels ancillaires, aussi bien pour des raisons de
io dureté que par le fait que l'on pensait préférable de pouvoir réutiliser
l'ancillaire. Cependant, comme la matière plastique utilisée est suffisamment
dure, elle conviendra pour enlever la matière ou supporter les contraintes
liées à l'action d'une lame sur la matière osseuse. En outre, en réalisant
l'ancillaire en matière plastique, on augmente les capacités de fabriquer un
ancillaire à utilisation unique, dit jetable .
Suivant un perfectionnement de l'invention, la dureté de la
matière plastique est choisie proche de celle de la matière osseuse, par
exemple de 5 à 30% plus élevée.
En réalisant ainsi la râpe ou le bloc de coupe en une telle
matière, on s'assure que l'ancillaire ne peut être utilisé que pour une seule
opération, la matière s'usant rapidement pendant l'opération de sorte que
l'ancillaire s'est trop dégradé à la fin de l'opération pour pouvoir être
réutilisé
pour une autre opération.
Suivant un perfectionnement de l'invention, la matière plastique
est choisie. de manière à se détériorer à ou delà d'une température Ti
comprise entre 50 C et 200 C de préférence entre 70 et 150 en particulier à
ou au delà d' une température égale à 137 . On s'assure ainsi que le
chirurgien, s'il réalise une stérilisation par autoclave, et notamment une
stérilisation à au moins 137 C pour s'assurer que tous les prions sont bien
éliminés, verra son bloc de coupe ou sa râpe se détériorer et ne pourra plus
les utiliser.
En effet, la première stérilisation s'effectue par exposition aux
rayons y ou R. Elle n'est possible qu'une seule fois. En effet, une deuxième
exposition détériore la matière plastique par développement de radicaux
libres. Ainsi, la seule possibilité de re-stériliser après une première
utilisation
était jusqu'à maintenant le passage en autoclave. Suivant ce
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perfectionnement, ceci n'est plus possible puisque l'ancillaire dans
l'autoclave
se détériore et s'auto détruit. Ainsi, on ne peut plus réutiliser
l'ancillaire, d'une
manière légale, le chirurgien pouvant toujours réutiliser l'ancillaire sans re-
stériliser, mais bien évidemment à ses risques et périls professionnels.
Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré, la
matière plastique est une matière thermoplastique, notamment une matière
polyvinylique, polyoléfine, polyamide ou analogue, et la détérioration
s'effectue en particulier par ramollissement.
Ces matériaux ne sont pas structurellement très solides. Malgré
io tout, ils conviennent parfaitement à l'utilisation en tant que râpe ou bloc
de
coupe pour l'enlèvement de matières, ce qui a priori peut paraître surprenant,
sachant que l'on pourrait s'attendre à ce qu'une râpe ou un bloc de coupe soit
réalisée en un matériau ayant une certaine dureté et une certaine résistance
mécanique. Il s'avère cependant que cette râpe ou ce bloc de coupe ayant au
moins en partie une matière thermoplastique convienne parfaitement à
l'utilisation. En outre, la matière thermoplastique se dégradant par
ramollissement à 137 C, voire à une température inférieure à 137 , on est
certain que le chirurgien ne pourra pas réutiliser ces ancillaires. Enfin,
comme
ils sont en grande partie en matière plastique, ils sont peu coûteux et par
conséquent peuvent être réalisés à grande échelle et être jetés sans que cela
implique des coûts de fonctionnement trop élevés.
La présente invention vise également un kit pour chirurgien de
pose de prothèse, notamment de hanche ou de genoux, comportant une râpe
suivant l'invention et d'autres ancillaires également en matière plastique, ou
un kit comportant un bloc de coupe suivant l'invention et un ou plusieurs
autres ancillaires également en matière plastique, le kit étant emballé sous
vide ou sous atmosphère stérile.
Suivant un perfectionnement de l'invention, l'ancillaire comporte
au moins un insert en un matériau notablement plus dur que la matière
plastique, par exemple un métal, l'insert étant noyé au moins partiellement
dans la matière plastique, et étant en contact direct avec la matière
plastique.
Ainsi, lorsque par exemple la matière plastique se ramollit (cas
du thermoplastique) ou se détériore par décomposition (plastique
thermodurcissable), le contact avec l'insert se rompt, ce dernier peut
notamment se détacher du corps de l'ancillaire ou prendre une position non
opérationnelle et l'ancillaire devient inutilisable.
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Suivant un perfectionnement de l'invention, l'ancillaire comporte
une partie en un matériau à mémoire de forme, plus dur que la matière
plastique, le matériau à mémoire de forme prenant au delà d'une température
donnée Ti, une première forme, et en dessous de cette température donnée
Ti une seconde forme, la première forme étant telle que lorsque la
température dépasse Ti et que le matériau prend de lui même cette première
forme il s'en suit une destruction au moins partielle de l'ancillaire.
La figure 1 représente une râpe suivant l'invention, pour la
découpe d'un os pour la pose d'une prothèse de hanche.
La figure 2 représente un bloc de coupe pour la coupe d'un os
du fémur ou du tibia.
La figure 3 représente un kit suivant l'invention.
La figure 4 représente une variante du bloc de la figure 2.
La figure 5 représente une variante de la râpe de la figure 1.
La figure 6 représente une fraise pour cotyle suivant l'invention.
A la figure 1, il est représenté une râpe 1 pour une prothèse de
hanche. Elle est constituée d'une poignée 2 de préhension de forme
cylindrique courbée et d'une partie 3 de râpe hérissée d'aspérités pour
frotter
l'os pour le réduire en poudre.
La partie 3 de râpe s'encliquète à une extrémité de la poignée 2
par un système d'encliquetage.
La partie 3 de râpe est en matière plastique, notamment en
polyéthylène basse ou haute densité (PEBD, PEHD), en polypropylène, en
polyacétal, en PVC, etc.
Le PEBD se ramollit à 104 C et fond à 108 - 120 C, sa dureté
Shore D étant de 45-55.
Le PEHD se ramollit à 123-127 C et fond à 125-135 C, sa
dureté Shore D étant égale à 65-70.
Le PP se ramollit à 149 C et fond à 170 C, pour une dureté
Shore de 80.
La poignée 2 est en matière plastique, par exemple en PEHD..
Suivant une autre forme de réalisation, représentée à la figure,
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les aspérités de la partie 3 de râpe sont formées par des inserts 4 en
matériau
plus dur, notamment en métal, qui font saillis de la matière plastique, en y
étant noyés pour une grande partie.
Pour former la râpe 3, on effectue un moulage par coulée ou
5 injection dans un moule, les inserts 4 étant positionnés préalablement à
l'injection dans la position que l'on souhaite q'ils aient dans le volume de
matière plastique final, puis on coule la matière plastique dans le moule et
on
laisse refroidir pour obtenir la râpe finale.
Les inserts augmentent aussi la rigidité de la râpe. Lorsque l'on
io introduit la râpe dans un autoclave en vue d'une nouvelle stérilisation, la
matière plastique se ramollit au delà de Ti et les inserts se détache de la
matière plastique. La râpe n'est plus utilisable. Dans le cas d'une râpe sans
inserts (les aspérités sont en matière plastique plus dure que l'os) la râpe
est
également inutilisable, les aspérités ayant tendance à disparaître lorsque la
1s matière plastique ramollit.
Suivant une autre forme de l'invention, la râpe 3 est formée par
coulage ou injection de matière plastique en enrobant au moins partiellement,
et de préférence complètement, une tige 5 en un matériau plus dur,
notamment en un métal à mémoire de forme. Avant de couler la matière
20 plastique , on porte à haute température (supérieure à Te, qui est
inférieure à
137 C) la tige et on lui donne une forme donnée, par exemple recourbée en
U, telle que lorsque la tige 5 se déforme pour prendre la forme donnée en
question, elle brise la matière, notamment plastique, moins dure qu'elle, qui
l'entoure et la râpe est inutilisable.
25 . A la figure 2, il est représenté un bloc de coupe 6 pour une
prothèse de genou. Ce bloc 6 est constitué d'un corps 7 de forme
parallélépipédique percé de deux alésages 8 pour fixation par vis à l'os à
couper, et comporte deux fentes 9, dites horizontales, et deux fentes 11
inclinées, par lesquelles peuvent être enfilées des lames de coupe pour
3o réaliser la résection des os en vue d'installer la prothèse, les fentes 9
et/ou 11
étant choisies en fonction de l'angle d'attaque de la coupe souhaité.
Le bloc de coupe est en matière- plastique, notamment en
PEBD, PEHD, PP ou analogue.
Il est formé par moulage par injection. De la même manière que
35 pour la râpe décrite précédemment, on peut prévoir des inserts métalliques,
avec ou sans mémoire de forme, noyés au moins partiellement dans la masse
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de la matière plastique. Comme on le voit à la figure 4, les insert 10
métalliques, en forme de fils, sont disposés de part et d'autre des ouvertures
des fentes 9 et 11, en vue de soutenir des lames insérées dans les fentes lors
de leur action de coupe sur l'os.
A la figure 3, il est représenté un plateau emballé sous vide par
un film plastique scellé sur les bords du plateau. Dans ce plateau, il est
emballé plusieurs ancillaires dits jetables, certains d'entre eux ou
préférablement tous, étant en partie ou entièrement en une ou plusieurs
matières qui se détériore au delà d'une température Ti comprise entre 50 C
1o et 200 C, de préférence entre 70 C et 150 C, en particulier à ou au delà
de
137 .
La dureté de l'os est fonction de l'application, du patient, et
notamment de son âge. En fonction de la destination de chaque ancillaire,
15 suivant par exemple qu'il est destiné à attaquer de l'os spongieux (moins
dur)
ou cortical (plus dur), on choisira une matière plastique adaptée.
A la figure 6, il est représenté une râpe pour cotyle, ou fraise 20
à cotyle. S
La fraise 20 comporte une tige 21 et une tête hémisphérique 22.
20 Des lames 23 en métal sont noyées dans la masse en matière plastique de la
tête 22 et en font saillie en forme de nervures, en vue d'attaquer l'os. On
peut
également, à la place des lames, former les nervures 23 en matière plastique
plus dure que l'os, par moulage dans un moule approprié, c'est-à-dire ayant
des gorges correspondant aux nervures.
