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WO2025141277A1 - Nouvelle prothèse de genou - Google Patents

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Publication number
WO2025141277A1
WO2025141277A1 PCT/FR2024/051776 FR2024051776W WO2025141277A1 WO 2025141277 A1 WO2025141277 A1 WO 2025141277A1 FR 2024051776 W FR2024051776 W FR 2024051776W WO 2025141277 A1 WO2025141277 A1 WO 2025141277A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lateral
medial
axis
flank
support element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/FR2024/051776
Other languages
English (en)
Inventor
Michel Bercovy
Luc Kerboull
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2025141277A1 publication Critical patent/WO2025141277A1/fr
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/38—Joints for elbows or knees
    • A61F2/389—Tibial components
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
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    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/38—Joints for elbows or knees
    • A61F2/3886—Joints for elbows or knees for stabilising knees against anterior or lateral dislocations

Definitions

  • kinematic requirement the functioning of the prosthesis must be as close as possible to the kinematics of the normal knee in order to be comfortable for the patient in all physical activities.
  • This kinematics was updated by IWAKI in 2000 (IWAKI et al. J. Bone Joint Surg. Vol 87-B.NO.8., November 2000) and includes a displacement, of the order of 3mm from front to back, of the medial femoral condyle in the medial cavity of the insert as opposed to a displacement of the lateral condyle in the lateral cavity of the order of 20mm and of 15 to 20° +/- 5° in rotation around a medial axis.
  • a knee prosthesis consists of three parts: a femoral implant fitted onto the lower end of the femur after resection, a fixed tibial implant supported on the upper surface of the tibia after resection, supporting an articular insert intended to articulate with the femoral implant.
  • the shapes of the articular insert differ from one type of prosthesis to another and characterize the functioning of the prosthesis.
  • the bearing surface for the femoral implant whether on the tibial implant (two-part prosthesis) or on the articular insert (three-part prosthesis) generally has two hollow cavities, called lateral and medial.
  • the lateral condyle has two rays in the sagittal plane received in the lateral cavity of the tibia itself comprising 2 rays in the sagittal plane which, by a set of cams with the sagittal rays of the lateral condyle, allows the forward movement of the tibia during the flexion extension movement.
  • the lateral cavity has a flat surface and the medial condyle has two mediolateral radii of curvature with posterior femoral lugs in notches of the insert.
  • the invention particularly aims to improve comfort for the person wearing the prosthesis, by promoting unconstrained kinematics of the prosthesis's operation, which best meets all physiological and tribological requirements, but which also ensures good stability of the prosthetic joint.
  • the present invention relates to total knee prostheses comprising a femoral implant and a support element for the femoral implant, wherein:
  • the support element is intended to be positioned on the tibia side and comprises an upper surface on which are arranged a medial cavity for receiving the medial condyle and a lateral cavity for receiving the lateral condyle, said cavities having a concave profile being separated by a boss extending on the upper surface between the two cavities, said denture being inserted into the intercondylar notch when the femoral implant is resting on the upper surface of the support element, with the medial cavity seen from above which has an ovoid shape with a small medio-lateral axis and a large antero-posterior axis, characterized in that, in a horizontal plane, said denture extends along a curved generatrix having a concavity oriented towards the medial cavity of said support element, said denture having a lateral flank and a medial flank connected by a vertex which define, together, along the entire length of the generatrix of the denture, a section whose external profile is convex
  • the total knee prostheses according to the invention therefore comprise a support element for a femoral implant of a total knee prosthesis, said femoral implant comprising two condyles, called medial condyle and lateral condyle, delimiting between them an intercondylar notch, the external profiles of the two condyles being convex in shape, said support element being intended to be positioned on the tibia side and comprising an upper surface on which are arranged a medial cavity for receiving the medial condyle and a lateral cavity for receiving the lateral condyle, said medial and lateral cavities having a concave profile and being separated by a boss extending on the upper surface between the two cavities, which is inserted into the intercondylar notch when the femoral implant is resting on the upper surface of the support element.
  • the support element present in the knee prostheses there is no flat/flat surface, nor any angulation between the boss and the medial and lateral cavities. This makes it possible to meet the tribological criterion and thus minimize wear of the prosthesis. Furthermore, the support element and the condyles do not have any lugs or pins. The cavities and the condyles have curved profiles which present a continuous variation, in all directions. This also makes it possible to minimize wear of the prosthesis and the feeling of the patient who does not perceive any catching or sudden stopping of the movement of his knee. In the context of the invention, the guidance of the movement of the femoral implant during flexion and extension movements is therefore essentially ensured by the shape of the proposed boss.
  • Cm is the center of the radius Rm of the medial flank of the dent and Cl is the center of the radius RI of the lateral flank of the dent;
  • the centers Cm and Cl of the radii of curvature of the medial flank and the lateral flank of the dent are located in an area which is a square with side length equal to 2Lmax, extending outward from the medial cavity from a point located at the interior of the medial cavity on the medio-lateral axis A2 at a distance of 14 from Lmax +/- 2mm from M, said square being cut in its middle by the medio-lateral axis A2.
  • the medial and lateral flanks of the boss have parallel curvatures, which correspond to concentric arcs of circles.
  • the center Cm of the radius of curvature Rm of the medial flank and the center Cl of the radius of curvature RI of the lateral flank are the same and located on the axis A2 in M +/-2mm.
  • the maximum width Ib of the section of the bossing decreases along its generator from the anterior part to the posterior part of the support element. This contributes, in particular, to limiting the forward movement of the femoral implant during knee flexion.
  • the anteroposterior stability of the knee prosthesis is further promoted, as well as the backward rolling during knee flexion known as "roll-back".
  • the dent therefore has medial and lateral flanks which are divergent.
  • the centers Cm and Cl of the medial and lateral flanks of the dent are not confused.
  • the centers of the radii of curvature Rm of the medial flank and RI of the lateral flank of the dent are separated and located inside a square of 14 of Lmax on the side of which M is the center.
  • Cm the center of the radius of curvature Rm of the medial flank is on the axis A2 in M +/- 2mm and Cl the center of the radius of curvature RI of the lateral flank is in this square of 1 4 of Lmax on the side in front of M, so for example at a distance of 1/8th of Lmax or in another configuration
  • Cl the center of the radius of curvature RI of the lateral flank of the dent is located in M +/- 2mm and Cm, the center of the radius of curvature of the medial flank of the dent is located in this square of 1 4 of Lmax on the side towards the rear of M at a distance of 1/8th of Lmax.
  • Cm the center of the radius of curvature Rm of the medial flank of the dent and Cl the center of the radius of curvature RI of the lateral flank of the dent are located in a square of side 1/4 Lmax of which M is the center, Cm being located on A2 towards the medial side at a distance of 1/8 of Lmax +/- 2mm and Cl being located in this square in front of Cm on a parallel to A1, at a distance of 1/8Lmax +/- 2mm.
  • Cm the center of the radius of curvature Rm of the medial flank of the dent and Cl the center of the radius of curvature RI of the lateral flank of the dent are located in a square of side 1 Lmax of which M is the center, Cm being located on A2 towards the medial side at a distance of 1/4 Lmax +/- 2mm and Cl being located in this square in front of Cm on a parallel to A1, at a distance of % Lmax +/- 2mm.
  • the bump is raised towards the anterior part and/or towards the posterior part of the support element.
  • the upper surface of the support element according to the invention may have the shape of a saddle curved towards the medial part or of a hyperbolic paraboloid curved towards the medial part in the horizontal plane.
  • the lowest points of the medial and lateral cavities are located behind the A2 axis.
  • the contact between the boss and the condyles at the level of the intercondylar notch ensures the guidance of the movement of the femoral implant during this flexion with a displacement of the contact zone of the lateral condyle in the lateral cavity from the anterior part to the posterior part of the support element, which corresponds to a displacement over a portion of an arc of a circle.
  • the displacement of the contact area of the lateral condyle into the lateral socket advantageously corresponds to a movement, in particular, over a portion of a circular arc corresponding to an arc of approximately 20°+/-5°.
  • the portion of the arc of a circle on which the contact zone of the lateral condyle in the lateral cavity moves along a vertical axis has its center in the zone between a parallel to A1 passing through a point located at a distance of 1/4Lmax from M+/-2mm in the medial cavity and a parallel to A1 passing through a point located on A2 outside the medial cavity at a distance of Lmax +/-2mm from M, and limited in front by a parallel to A2 at a distance of 1/2Lmax and also behind by a parallel to A2 at a distance of 1/2Lmax.
  • the external profile of the intercondylar notch is congruent with the external profile of the boss, and this in any support position of the femoral implant on the upper surface of the support element, when the latter moves in flexion from an extension position to a maximum flexion position.
  • the condyles have an external profile in the sagittal plane, the generator of which is a spiral, in particular the medial condyle has an external profile in the sagittal plane, the generator of which is a logarithmic spiral which is inscribed in the external profile in the sagittal plane of the lateral condyle whose generating spiral has a radius with a lower decrease than that of the generator of the external profile of the medial condyle.
  • the medial cavity seen from above has an ovoid shape with a small medio-lateral axis and a large antero-posterior axis and has in the sagittal plane passing through its large antero-posterior axis a curvature corresponding in the same plane to that of the medial condyle segment in contact with said medial cavity when the femoral implant is in the extension position.
  • rotation also called flexion displacement
  • the section of the denture has a convex external profile with a radius of curvature R20 and the section of the notch has a concave external profile with a radius of curvature R10, with the radii of curvature R20 and R10 being substantially identical, with sufficient clearance to avoid tightening between the femoral implant and the support element at the level of the denture.
  • substantially identical is meant that it is an adjustment with clearance because there must be no tightening.
  • the space between the denture and the intercondylar notch is, in particular, between 1 and 2 mm, knowing that the weight of the patient and therefore the pressure can reduce the clearance.
  • the denture is raised towards the anterior part and/or towards the posterior part of the support element.
  • the intercondylar notch and the denture of the support element can have external profiles which have congruent shapes, which are inscribed in two hyperbolic paraboloids.
  • the denture of the support element can be inscribed in a hyperbolic paraboloid curved in the horizontal plane in the shape of a crescent with medial concavity, the external profiles of the denture and the intercondylar notch having congruent shapes of curved hyperbolic paraboloids with medial concavity.
  • the upper surface of the support element may have a circumference which has a symmetrical shape with respect to the anteroposterior axis A1 or the upper surface of the support element may have a circumference which has a non-symmetrical shape with respect to the anteroposterior axis A1, with, in particular, a lateral circumference smaller than the medial circumference.
  • said articular insert will be fixed to the tibial implant, the fixing being able to be done by any suitable attachment means, in particular by removable fitting such as a direct assembly of the elastic fitting type or an indirect assembly using in particular screwing.
  • the tibial implant comprises on its upper surface, a housing and the articular insert comprises a lower face intended to be placed by reversible fitting in said housing.
  • the support element may directly constitute the tibial implant.
  • the support element will comprise in the lower part, a support surface intended to rest on the end of the tibia, if necessary after resection.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of a support element of a right knee prosthesis according to the invention, highlighting the curved nature of the boss extending between the two medial and lateral cavities.
  • Figure 2A represents a schematic perspective view from below of an example of a femoral implant of a knee prosthesis according to the invention, which comprises two medial and lateral condyles delimiting between them an intercondylar notch which constitutes an opening between the two condyles.
  • the intercondylar notch has parallel edges and is adapted to a support element as shown in Figure 4D and the condyles are connected to each other only by a connection located in the anterior part of the femoral implant, at the level of the lower part of the trochlea, and more precisely at the level of the condylotrochlear groove.
  • Figure 2B is a view similar to Figure 2A, but illustrates another femoral implant variant in which the intercondylar notch forms a seamless connecting bridge with the two condyles, which extends from the anterior portion of the femoral implant to its posterior portion.
  • the intercondylar notch in each bearing position, has an external profile which faces the bearing element whose shape is congruent with the external profile of the boss of the bearing element of Figure 1.
  • This view is enlarged compared to that shown in Figure 3.
  • the intercondylar notch has diverging edges towards the anterior portion of the implant and is adapted to a bearing element as shown in Figure 1.
  • Figure 3 is a schematic perspective view, from the anterior part of the prosthesis, representing the femoral implant in the support position on the support element, when the prosthesis is in the extension position.
  • Figure 4A is a schematic perspective view similar to Figure 1 of the bearing element of Figure 3, highlighting the contact area (shown in gray) between the femoral implant and the bearing element, according to the bearing position shown in Figure 3, but according to a view from the posterior part of the bearing element.
  • the gray area schematically represents the location of the contact area between the two parts, when the intercondylar notch forms a seamless connecting bridge. with the two condyles, which extends from the anterior part of the femoral implant to its posterior part.
  • Figure 4B is a schematic sectional view along the horizontal plane shown in Figure 3, of the prosthesis in the position shown in Figure 3, from a top view, with the knee in extension.
  • the hatched area represents the contact area between the two condyles and the support element, whether the intercondylar notch is empty as in Figure 2A or continuous forming a seamless connecting bridge with the two condyles as in Figure 2B.
  • the gray area schematically represents the location of the contact area between the notch and the intercondylar notch, when the latter forms a seamless connecting bridge with the two condyles, which extends from the anterior part of the femoral implant to its posterior part, knowing that in reality this contact area follows the external profile of the notch.
  • Figure 4C is a schematic top view of an example of the upper surface of a support element according to the invention, showing its circumference and the axes A1 and A2 and the distance Lmax, in particular.
  • the circumference of the support element is symmetrical with respect to the axis A1.
  • the centers of the medial and lateral cavities are C1 and C2.
  • Figure 4D is a schematic top view of an example of the upper surface of a support element according to the invention, showing a dent which has an identical section along its generator.
  • the references 208 and 209 here represent the flanks of the dent, at the level of the widest part of the dent, that is to say at the base of its section, which corresponds to the change in curvature corresponding to the start of the cavities.
  • the centers Cm of the medial flank 208 and Cl of the lateral flank 209 of the dent are both located on A2 at M +/- 2 mm.
  • Figure 4E corresponds to a schematic view of another example of embodiment of a support element according to the invention, in which the maximum width Ib of the section of the dent decreases along its generator from the anterior part towards the posterior part of the support element.
  • the two centers Cm and Cl are inside a rectangle with center M and side 1/4 of Lmax.
  • the center Cm of the medial radius of the dent is located on A2 at a distance 1/8 Lmax +/-2mm from M
  • the center Cl of the lateral radius of the dent is located in front of A2 on a parallel A'2 to A2 at a distance dl of 1/8 Lmax +/-2mm from M.
  • Figure 4F corresponds to a schematic view of a preferred embodiment of a support element according to the invention, in which the maximum width Ib of the section of the dent decreases along its generator from the front part towards the rear part of the support element.
  • the center Cm is on A2 at a distance of 1/4 of Lmax +/- 2mm from M and the center Cl is on A’2 parallel to A2 in front, at a distance dl of 1/4 Lmax +/-2mm.
  • Figure 5 is a schematic perspective view, from the anterior part of the prosthesis, representing the femoral implant in the support position on the support element, when the prosthesis is in the flexion position corresponding to an angle of approximately 120° between the femur and the tibia.
  • Figure 6A is a schematic perspective view similar to Figure 4A of the support element of Figure 5, highlighting the contact zone (shown in gray) between the femoral implant and the support element, according to the support position shown in Figure 5 (flexion corresponding to an angle of approximately 120° between the femur and the tibia), when the intercondylar notch forms a seamless connecting bridge with the two condyles, which extends from the anterior part of the femoral implant to its posterior part.
  • Figure 6B is a schematic sectional view along the horizontal plane shown in Figure 3, of the prosthesis shown in Figure 5 (therefore in the maximum flexion position), from a top view.
  • the hatched area schematically represents the location of the contact zone between the bump and the intercondylar notch, as well as between the medial 8 and lateral 9 condyles and the medial 18 and lateral 19 cavities when the intercondylar notch forms a seamless connecting bridge with the two condyles, and extends from the anterior part of the femoral implant to its posterior part, knowing that in reality this contact zone follows the external profile of the bump. What is in dotted lines corresponds to the position in Figure 4B.
  • Figure 7 is a schematic sectional view of the knee prosthesis of the preceding figures when the latter is in the extended position, according to a sagittal plane made at the level of the medial condyle and the medial cavity; the femoral implant and the support element are shown at a distance from each other for greater clarity.
  • the low point 200 of the medial cavity 18 is located behind the median axis IXB.
  • Figure 9C is a schematic sectional view of Figure 7, along the frontal plane IXC shown in Figure 6B, when the knee prosthesis is in a flexion position corresponding to an angle of 120°, with the femoral implant and the support element in contact with each other.
  • the femoral implant and the support element are shown at a distance and the contact area shown in gray, in the case where the intercondylar notch forms a bridge which extends from one to the other of the condyles and extends from the anterior part 52 to the posterior part 53 of the femoral implant 2.
  • the intercondylar notch is an empty space as exemplified in FIG. 2A, the part 210 does not exist and the contact between the insert 100 and the femoral component 2 is made only at the level of the flanks 208 and 209 of the eminence.
  • Figure 11 A is a schematic view along a sagittal plane, of the lateral condyle according to Figure 8 in contact with the lateral cavity, when the knee prosthesis is in the extended position.
  • Figure 11B is a schematic view along a sagittal plane, of the lateral condyle according to Figure 8 in contact with the lateral cavity, similar to Figure 10A, but when the knee prosthesis is in the maximum flexion position, corresponding to an angle of approximately 120°.
  • the femoral implant 2 comprises on a lower face 700 which faces the support element 100, two condyles, respectively a medial condyle 8 and a lateral condyle 9, delimiting between them an intercondylar notch 10 which delimits a space existing between the two condyles.
  • intercondylar notch 10 connects seamlessly with the two medial and lateral condyles 8 and 9 and forms a connecting bridge 170 which extends from one to the other of the condyles and extends from the anterior part 52 (more precisely from the condylotrochlear groove 160) to the posterior part 53 of the femoral implant 2.
  • a connecting bridge 170 which extends from one to the other of the condyles and extends from the anterior part 52 (more precisely from the condylotrochlear groove 160) to the posterior part 53 of the femoral implant 2.
  • FIG. 10 which faces the support element 100 is concave in shape.
  • Figure 9B which shows a sectional view in a frontal plane of the femoral implant 2, opposite the support element 100.
  • the two medial and lateral condyles 8, 9 of the femoral implant 2 form bumps. They are shaped in such a way that their section, along a sagittal plane, has the shape of a spiral, the radius of curvature of which decreases from the anterior part 52 of the femoral implant 2 forming the femoral trochlea 1 10 towards the posterior part 53 of the femoral implant 2.
  • the support element 100 has an upper surface 41, in which two cavities are provided: a medial cavity 18 for receiving the medial condyle 8 and a lateral cavity 19 for receiving the lateral condyle 9.
  • Each of the cavities has a concave profile, regardless of the vertical plane considered.
  • the two medial 18 and lateral 19 cavities are separated by a bump 20 which extends from the anterior part 42 to the posterior part 43 of the support element 100, taking a curved shape.
  • the bump 20 is located in the central part of the support element 100.
  • the bump 20 connects seamlessly with the two medial 18 and lateral 19 cavities.
  • the bump 20 has, in top view, a curvature 180 oriented towards the medial cavity 18.
  • the medial flank 208 and the lateral flank 209 have, in a horizontal plane, an external profile in the form of an arc of a circle, with the lateral flank 209 having a radius of curvature greater than the radius of curvature of the medial flank 208.
  • the radius of curvature will depend on the width of the implant.
  • the length of each flank 208 and 209 is different and depends on the radius of the profile of said flank.
  • the boss 20 will ensure the reception of the intercondylar notch 10. That is to say that it is configured so that when the femoral implant 2 is supported on the support element 100, with a contact between the medial cavity 18 and the medial condyle 8, on the one hand and a contact between the lateral cavity 19 and the lateral condyle 9, on the other hand, there is also a contact, at the same time, between the medial flank 208 of the boss 20 and the part 108 of the medial condyle 8 which delimits the intercondylar notch 10 and between the lateral flank 209 of the boss 20 and the part 109 of the lateral condyle 9 which delimits the intercondylar notch 10, as can be seen in FIG. 4A.
  • these contact zones 183 and 193 move, but there is contact, in any flexion position, between the medial flank 208 of the bump 20 and the part 108 of the medial condyle 8 which delimits the intercondylar notch 10 and between the lateral flank 209 of the bump 20 and the part 109 of the lateral condyle 19 which delimits the intercondylar notch 10, which allows the guidance and control of the movement of the lateral condyle 9, in the lateral cavity 19.
  • the dent 20 has a section (cross-section, i.e. a section taken in a vertical plane which is perpendicular to its generator) whose external profile facing the femoral implant 2 is convex.
  • the respective external profiles 181 and 191 of the two medial 18 and lateral 19 cavities are concave in shape and the external profile 201 of the bump 20 is convex in shape and forms an arc of a circle.
  • the boundary between the bump 20 and each cavity can be defined as the point of change of convex/concave curvature.
  • this external profile 201 of the bump 20 has the shape of an arc of a circle.
  • the bump 20 is a half-torus or a portion of a half-torus which is curved and whose section can be constant or variable. If the section is constant, the medial flank
  • Figure 4D shows a schematic view of an embodiment of the dent 20 in which the medial 208 and lateral 209 flanks have parallel curvatures in a horizontal plane, which therefore correspond to concentric arcs of a circle. It can thus be considered that the section of the dent 20 is identical along its generator.
  • the medial 208 and lateral 209 flanks which are visible are represented at the base of the section of the dent 20, that is to say at the level of the change in curvature corresponding to the start of each medial 18 and lateral 19 cavity.
  • the medial flank 208 has its minimum radius of curvature Rrn min and the lateral flank
  • the 209 has its maximum radius of curvature Rl max .
  • Rl max the center Cm of the radius of curvature Rm of the medial flank 208, as well as its minimum radius of curvature Rm min and the center Cl of the radius of curvature RI of the lateral flank 209, as well as its maximum radius of curvature Rl max are coincident with M (+/- 2mm).
  • the radius of curvature Rm of the medial flank 208, as well as its minimum radius of curvature Rrn min is between the distance separating the points M and a (+/- 2mm) and the distance separating the points M and y (+/- 2mm) and the radius of RI of the lateral flank 209, as well as its maximum radius of curvature Rl max of the lateral flank 209 is between the distance separating the points M and 5 (+/- 2mm) and the distance separating the points M and p (+/- 2mm).
  • FIG 4C shows a schematic top view of the circumference of the upper surface 41 of the support element 100.
  • the upper surface 41 has a maximum width located on a medio-lateral axis A2 and an antero-posterior axis A1 extends perpendicular to the medio-lateral axis A2 by intersecting the medio-lateral axis A2 in its middle A.
  • A1 and A2 are perpendicular and the circumference of the upper surface 41 is symmetrical with respect to the axis A1.
  • Point a is located on axis A2, in medial cavity 18, at a distance 3Lmax/4 from M, point y is located on axis A2, in medial cavity 18, at a distance 7Lmax/8 from M, point 8 is located on axis A2, in lateral cavity 19, at a distance 9Lmax/8 from M and point
  • 3 is located on axis A2, in lateral cavity 19, at a distance 5Lmax/4 from M.
  • the geometric center of medial cavity 18 is denoted C1 and the geometric center of lateral cavity 19 is denoted C2.
  • the width of the intercondylar notch 10 and its shape are adapted to those of the boss 20 to allow contact, both, between the medial flank 208 of the boss 20 and the part 108 of the medial condyle 8 which delimits the intercondylar notch 10 and between the lateral flank 209 of the boss 20 and the part 109 of the lateral condyle 9 which delimits the intercondylar notch 10 when the femoral implant is in the support position on the upper surface 41 of the support element 100 and moves in flexion from an extension position to a maximum flexion position, and thus ensures the guidance of the movement of the femoral implant 2, during this femoral movement.
  • the maximum radius of curvature Rrn max of the medial flank 208 has its center Cm on the medio-lateral axis A2 at a distance Lmax/8 +/- 2mm from M
  • the minimum radius of curvature Rl min of the lateral flank 209 has its center Cl on an axis A'2 parallel to the axis A2, but offset from the latter.
  • the axis A'2 is located between the medio-lateral axis A2 and the anterior part of the support element, with the distance di between the medio-lateral axis A2 and the axis A'2 which is equal to Lmax/8, in this example.
  • Figure 4F shows a schematic view of another embodiment of the boss 20 in which the medial 208 and lateral 209 flanks have non-parallel curvatures in a horizontal plane, and which correspond to a reduction in the width Ib of the boss 20 of the anterior part 42, towards the posterior part of the support element 100.
  • the minimum radius of curvature Rrn min of the medial flank 208 has its center Cm on the medio-lateral axis A2 at a distance Lmax/4 +/-2mm from M
  • the maximum radius of curvature Rl max of the lateral flank 209 has its center Cl vertically above Cm on an axis A'2 parallel to the axis A2, but offset from the latter.
  • the dent is on the medial sides
  • the width of the intercondylar notch 10 and its shape being adapted to those of the bump 20 to allow contact, at the same time, between the medial flank 208 of the bump 20 and the part 108 of the medial condyle 8 which delimits the intercondylar notch 10 and between the lateral flank
  • the geometry choices for the support element 100 illustrated by figures 4A to 4F are given for purely illustrative purposes and many other construction choices can be adopted by those skilled in the art, depending on the size of the prosthesis adapted to the size and weight of the patient on which it is to be implanted.
  • the centers Cm and Cl can in particular be placed in the so-called center zone as illustrated in Figure 4C, zone limited by A2 at the bottom, a parallel to A2 tangent to the anterior edge of the support element in front, a parallel to A1 passing through M and a parallel to A1 crossing A2 at a distance Lmax from M.
  • a central bump 20 which extends in a horizontal plane along a curved generatrix with a concavity 180 oriented towards the medial cavity 18 of the support element 100, with the lateral flank 209 of the bump 20 which has a radius of curvature which is greater than the radius of curvature of the medial flank 208 of the boss 20, cooperates with the intercondylar notch 10, to guide the movement of the lateral condyle 9 in the lateral cavity 19.
  • the dimensions of the central boss 20 and of the intercondylar notch 10 are chosen to ensure contact between the boss 20 and the medial 8 and lateral 9 condyles at the level of this intercondylar notch 10, throughout the flexion movement when the femoral implant 2 is in the support position on the upper surface 41 of the support element 100 and moves in flexion from an extension position to a maximum flexion position.
  • guiding the movement of the femoral implant 2 during this flexion is possible with a displacement of the contact zone of the lateral condyle 9 in the lateral cavity 19 from the anterior part 42 to the posterior part 43 of the support element 100, which corresponds to a displacement over a portion of a circular arc of 15° +/- 5°.
  • the medial cavity 18 has, in top view, an ovoid shape, as illustrated in FIGS. 4A, 4B, 6A and 6B, the major axis of the ovoid extending along the anteroposterior axis of the medial cavity 18.
  • the lateral cavity 19 has, for its part, generally, in top view, a crescent-type shape, as highlighted in FIGS. 4A, 4B, 4D to 4F, 6A and 6B.
  • the upper surface 41 of the support element 100 has the shape of a bean, the concave zone 44 of which is located at the level of the posterior part 43.
  • the concave zone 44 particularly promotes the preservation of the posterior cruciate ligament where appropriate.
  • the posterior end of the bump 20 is therefore located at the level of this concave zone 44.
  • FIGS. 3 and 5 show the femoral implant of Figure 2B supported on the surface 41 of the support element 100 of Figure 1, in two different positions, respectively in the extension position (0° angle) and in the maximum flexion position (120° angle) of the knee prosthesis.
  • the boss 20 and the intercondylar notch 10 have congruent shapes which fit together with play, as is apparent from figures 9A to 9C.
  • the principle of the invention is the same without this congruence, given that the guidance is ensured by the contact maintained throughout the flexion movement between the medial flank 208 of the boss 20 and the part 108 of the medial condyle 8 which delimits the intercondylar notch 10, on the one hand, and between the lateral flank 209 of the boss 20 and part 109 of the lateral condyle 9 which delimits the intercondylar notch 10, on the other hand.
  • the intercondylar notch 10 when viewed from below, has a curvature oriented towards the medial condyle 8.
  • the medial leg 108 (located on the medial condyle 8 side) of the intercondylar notch 10 has a concave profile, in a horizontal plane and the lateral leg 109 (located on the lateral condyle 9 side) has a convex profile.
  • the external profile of the bump 20 corresponds exactly but in a hollow and mirrored manner to the external profile of the intercondylar notch 10 which separates the medial 8 and lateral 9 condyles.
  • the convex external profile 201 of the bump 20 and the concave external profile 101 of the intercondylar notch 10 form arcs of circles with radii of curvature R20 and R10 respectively which are substantially identical.
  • the movement of the lateral condyle 9 in the lateral cavity 19 is accompanied by a rotation of the latter around its transverse axis, during flexion of the prosthesis.
  • the path of a point which follows the intercondylar notch 10 is shorter than the path followed by a point located on the lateral condyle 9 resting in the lateral cavity 19.
  • the convex external profiles 201a and 201b of the boss 20 and the concave external profiles 101a and 101b of the intercondylar notch 10 are not arcs of a circle, but have an ovoid shape, because the section is not taken perpendicular to the generatrix of the boss 20.
  • the curvature of the boss 20 and the contact zones between the latter and the intercondylar notch 10 which ensure, on the one hand, the stability of the prosthesis and on the other hand kinematics conforming to the natural movement of the knee, when the constituent elements (femoral implant 2 and support element 100, in particular) of the knee prosthesis 1 according to the invention pass from an extension position to a flexion position, and this up to a maximum flexion position.
  • the femoral implant 2 bears on the upper bearing surface 41 of the bearing element 100, with a bearing of the surface of the intercondylar notch 10, on the surface of the bulge 20, or more precisely with a bearing at least between the medial flank 208 of the bulge 20 and the part 108 of the medial condyle 8 which delimits the intercondylar notch 10, on the one hand, and between the lateral flank 209 of the bulge 20 and the part 109 of the lateral condyle 9 which delimits the intercondylar notch 10, on the other hand.
  • This ensures both guidance and stability of the femoral element during its relative rotational movement, with guidance and stability not being dissociated.
  • the curved boss 20 allows for asymmetric rotation of the two medial 8 and lateral 9 condyles: the curved boss 20 allows for guiding the rotational movement of the femoral implant 2, the medial condyle 8 and the lateral condyle 9 following the guidance of the intercondylar notch 10 on the curved boss 20, like a monorail train which follows the curvature of its central rail.
  • the central boss 20 which cooperates with the intercondylar notch 10 of the femoral implant 2.
  • the central boss 20 and the intercondylar notch 10 may be congruent both at the lateral 208 and medial 209 flanks and possibly but not necessarily at the apex 210 of the boss 20. This further facilitates the control of the movement of the femoral implant 2.
  • the contact zones 182 and 192 respectively of the two medial 8 and lateral 9 condyles in the two medial 18 and lateral 19 cavities are connected by an isthmus 202 corresponding to the contact surface between the boss 20 and the intercondylar notch 10 of the femoral implant.
  • the isthmus 202 is an isthmic surface which follows the external profile of the bossing and therefore extends, not only on the summit 210 of the latter, but also on its medial 208 and lateral 209 flanks.
  • the contact area between the dent 20 and the intercondylar notch 10 moves back and forth over the dent when the knee prosthesis 1 bends from its fully extended position (0° angle) to its maximum flexion position (120° angle or more).
  • the contact is made on the flanks of the dent (medial contact area 183 at the medial flank 208 and lateral contact area 193 at the lateral flank 209), with a back and forth movement of the contact area 193 on the lateral flank 209 of the dent 20.
  • the contact may extend to the apex 210 of the dent 20, when the intercondylar notch 10 forms a connecting bridge 170.
  • the surface area of this contact zone 300 decreases from the extension position to the maximum flexion position.
  • the contact surface area of the lateral condyle 9 in the lateral cavity 19 is less than the contact surface area of a position with less flexion, and may even take the form of an almost linear surface in certain configurations.
  • the contact area of the lateral condyle 9 in the lateral cavity 19 is lower than when the condyle is in an extension position, as can be seen in FIG. 11 B, in particular.
  • the lateral 8 and medial 9 condyles have, in the sagittal plane, an external profile which is a turn whose radius decreases continuously (according to the mathematical definition: for each mm towards the rear, the radius decreases by E).
  • the 2 profiles of the medial 8 and lateral 9 condyles have the shape of a turn;
  • the turn of the medial condyle 8 is inscribed inside the turn of the lateral condyle 9.
  • the medial cavity 18 has an ovoid shape, with a small mediolateral axis and a large antero-posterior axis.
  • this medial cavity 18 has, in the sagittal plane, an antero-posterior curvature corresponding to the shape of the medial condyle 8 when the knee prosthesis is in extension.
  • the external profile 181 of the medial cavity 18 matches the shape of the external profile 82 of the medial condyle 8 with which it is in contact, when the knee prosthesis is in extension (straight extended knee corresponding to an angle between the femur and the tibia of 0°).
  • the low point 200 of the medial cavity 8 is located behind the axis A2.
  • This mobility corresponds to the difference between the anteroposterior diameter of the external profile 181 of the medial cavity 18 and the radius of curvature of the spiral corresponding to the external profile 82 of the medial condyle 8, in this position.
  • This small displacement is allowed by the fact that the medial cavity has the negative shape of the medial condyle 8 when the knee is stretched to 0°, but as the radius of the spiral of the medial condyle 8 decreases slightly during flexion, it will find itself in a cavity with an anteroposterior diameter greater than it from a degree of flexion of 45°. The presence of this play provides greater comfort to the patient.
  • the curvatures of the external profiles 82 and 92 of the medial 8 and lateral 9 condyles are inscribed in the curvatures of the external profiles 181 and 191 of the corresponding cavities 18 and 19, which means that the contact zones 182 and 192 between condyles and cavities are surfaces which progressively decrease during flexion from 0 to 120° as the radius of the turns of the medial 8 and lateral 9 condyles decreases in the sagittal plane.
  • figure 11 A which shows a view along a sagittal plane of the lateral condyle 9 in the lateral cavity 19, when the knee prosthesis 1 is in extension;

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Abstract

L'invention concerne une prothèse de genou (1) qui comprend un élément d'appui (100) pour un implant fémoral d'une prothèse totale de genou, qui est destiné à être positionné coté tibia et comportant une surface supérieure (41) sur laquelle sont aménagées une cavité médiale (18) de réception du condyle médial et une cavité latérale (19) de réception du condyle latéral, avec la cavité médiale (18) vue de dessus qui a une forme ovoïde à petit axe médio-latéral et à grand axe antéro-postérieur, lesdites cavités (18, 19) étant de profil concave et séparées par une bosselure (20) située sur la surface supérieure (41) entre les deux cavités (18, 19), qui s'étend dans un plan horizontal selon une génératrice courbe présentant une concavité (180) orientée vers la cavité médiale (18), ladite bosselure (20) présentant tout le long de sa génératrice un profil externe convexe et, avec dans un plan horizontal, le flanc latéral (209) de la bosselure (20) qui présente un rayon de courbure qui est supérieur au rayon de courbure du flanc médial, ainsi que toute prothèse totale du genou correspondante.

Description

Nouvelle prothèse de genou
Domaine Technique
La présente invention concerne le domaine des prothèses articulaires, et plus particulièrement dans ce domaine particulier une nouvelle prothèse de genou.
Technique antérieure
Dans le domaine des prothèses de genou, de nombreuses propositions antérieures ont déjà été faîtes. Les modèles les plus courants de prothèses de genou, nommés communément prothèses à glissement, comportent un implant fémoral qui recouvre après résection les surfaces osseuses superficielles de l’extrémité inférieure du fémur, un implant tibial qui recouvre après résection les surfaces osseuses superficielles de l’extrémité supérieure du tibia et un insert généralement en polyéthylène de haute densité (UHMWPE). Ces prothèses conservent les ligaments latéraux, la capsule articulaire, les tendons des muscles périarticulaires, ainsi que la rotule dont la surface articulaire est en général remplacée ; les ligaments croisés sont généralement enlevés tout au moins l’antérieur, le postérieur étant parfois conservé. Les prothèses de genou ont donc pour but de se substituer à l’articulation naturelle devenue malade.
Les prothèses du genou visent à répondre à un certain nombre d’exigences que sont, notamment :
- une exigence tribologique : elles doivent subir un minimum d’usure en utilisation ce qui est déterminé par le matériau utilisé et l’absence de formes agressives notamment anguleuses ;
- une exigence cinématique : le fonctionnement de la prothèse doit être le plus proche possible de la cinématique du genou normal afin d’être confortable pour le patient dans toutes les activités physiques. Cette cinématique a été actualisée par IWAKI en 2000 (IWAKI et al. J. Bone Joint Surg. Vol 87-B.NO.8., November 2000) et comporte un déplacement, de l’ordre de 3mm d’avant en arrière, du condyle fémoral médial dans la cavité médiale de l’insert par opposition à un déplacement du condyle latéral dans la cavité latérale de l’ordre de 20mm et de 15 à 20° +/- 5° en rotation autour d’un axe médial.
C'est ce mouvement que la plupart des prothèses de genou modernes tentent de reproduire. Les prothèses de genou comportent généralement au niveau de l’implant fémoral deux bosses dites condyle latéral et condyle médial et une surface articulaire antérieure appelée trochlée articulée avec la rotule. Les deux condyles sont séparés par une partie correspondant à un manque de matière, dite échancrure intercondylienne.
Ainsi, en général, une prothèse de genou comprend trois parties : un implant fémoral emboité sur l’extrémité inférieure du fémur après résection, un implant tibial fixe appuyé sur la surface supérieure du tibia après résection, supportant un insert articulaire destiné à s’articuler avec l’implant fémoral. Les formes de l’insert articulaire diffèrent d’un type de prothèse à l’autre et caractérisent le fonctionnement de la prothèse. La surface d’appui pour l’implant fémoral, qu’il soit sur l’implant tibial (prothèse en deux parties) ou sur l’insert articulaire (prothèse en trois parties) comporte généralement deux cavités en creux, dites latérale et médiale.
C’est sur la surface d’appui pour l’implant fémoral, généralement sous la forme d’un insert, et son articulation avec l’implant fémoral que portent le plus souvent les innovations. Aussi, dans le but de permettre un mouvement physiologique de l’articulation, plusieurs solutions ont été proposées dans l’état de la technique.
Dans une configuration particulière de prothèse de genou avec insert, proposée dans la demande de brevet FR2796836, l’insert comporte à sa face supérieure entre les deux cavités médiale et latérale qui sont symétriques, une bosselure centrale (en forme de selle ou plus précisément de paraboloïde hyperbolique) symétrique, par rapport à un plan sagittal. En outre, le condyle médial et le condyle latéral ont dans le plan sagittal une forme de spirale (donc une variation continue e du rayon de la spire d’avant en arrière) et d’une courbe arrondie (de type d'une sinusoïde) dans les coupes frontales. Enfin, dans cette proposition de l’art antérieur, la forme de la cavité médiale est identique en négatif à celle du condyle médial lorsque le genou est en extension complète à 0°. Il y a donc une congruence entre le condyle médial et la cavité médiale, congruence complète lorsque le genou est en extension complète, congruence qui diminue au cours de la flexion du genou.
Dans la demande de brevet FR2932079, il existe, outre les caractéristiques précédentes un point bas (nommé en anglais « dwell point ») situé en arrière de la ligne transversale centrale marquant le milieu de l’insert.
Plusieurs inventions de prothèses ont cherché à reproduire le déplacement avec rotation asymétrique des condyles fémoraux sur l’insert et notamment lors de la flexion naturelle du genou avec une rotation selon un arc de 20° +/- 5° du condyle latéral dans la cavité latérale alors que le condyle médial ne se déplace pas d’avant en arrière et tourne sur lui-même dans la cavité médiale. Ainsi, le document GB 2253147 comporte une cavité médiale partiellement sphérique dans laquelle fonctionne en rotation un condyle médial lui-même partiellement sphérique et congruent au condyle médial. Dans cette configuration, le condyle latéral comporte deux rayons dans le plan sagittal reçus dans la cavité latérale du tibia elle- même comportant 2 rayons dans le plan sagittal qui par un jeu de cames avec les rayons sagittaux du condyle latéral permet le déplacement vers l'avant du tibia au cours du mouvement de flexion extension.
Le brevet US 6,013,103, quant à lui, propose une prothèse de genou qui comporte une cavité médiale de l’insert de forme partiellement sphérique dans laquelle s'emboite un condyle fémoral médial également sphérique et congruent avec cette cavité. La demande US 2010/036499 propose également une cavité médiale de l’insert en forme de segment de sphère dans laquelle est posé le condyle fémoral médial lui-même en forme de segment de sphère. La partie latérale de l’insert est ici plate ou convexe sans lèvre en partie postérieure. La demande US 2017/0189195 utilise un élément fémoral avec au niveau du condyle médial, deux profils convexes différents et un implant tibial avec une surface d’appui, au niveau de la cavité médiale, ayant deux profils concaves complémentaires des profils convexes du condyle médial. Ces configurations génèrent un passage d’un rayon de courbure à un autre avec un effet de marche d’escalier, ainsi qu’une possibilité d’accrochage du fait des angulations et méplats entre des rayons de courbure voisins entre les cavités et une éminence centrale. Un second mode de réalisation propose une forme de condyle médial sphérique dans une cavité médiale sphérique du type sphère dans sphère.
Le brevet US 20120095563 comporte une éminence centrale mais des cavités plates avec une angulation en V séparant le méplat de l’éminence centrale.
Dans la demande US 2016/228255, la cavité latérale comporte une surface plate et le condyle médial comporte deux rayons de courbure médiolatéraux avec des ergots postérieurs fémoraux dans des encoches de l’insert.
La présente invention a pour but de proposer une nouvelle prothèse de genou comportant un élément d’appui original pour l’implant fémoral correspondant, qui ne présente pas les inconvénients des prothèses connues de l'art antérieur notamment celles citées ci-dessus. En particulier :
• Pas d’emboitement sphère dans sphère du condyle médial dans la cavité médiale qui ne permettrait pas de déplacement d’avant en arrière,
• Pas de rotation autour d'un axe au centre de la cavité médiale,
• Pas de forme complexe avec angle ou méplats posant des problèmes tribologiques. L'invention a tout particulièrement pour objectif d'améliorer le confort pour la personne porteuse de la prothèse, en favorisant une cinématique non contrainte de fonctionnement de la prothèse, qui remplisse au mieux tous les impératifs physiologiques et tribologiques, mais qui assure également la bonne de stabilité de l'articulation prothétique.
Exposé de l’invention
Dans ce contexte, la présente invention concerne les prothèses totales de genou comportant un implant fémoral et un élément d’appui pour l’implant fémoral, dans laquelle :
- l’implant fémoral comporte deux condyles, dits condyle médial et condyle latéral délimitant entre eux une échancrure intercondylienne, les profils externes des deux condyles qui font face à l’élément d'appui étant de forme convexe,
- l’élément d’appui est destiné à être positionné coté tibia et comporte une surface supérieure sur laquelle sont aménagées une cavité médiale de réception du condyle médial et une cavité latérale de réception du condyle latéral, lesdites cavités ayant un profil concave étant séparées par une bosselure s’étendant sur la surface supérieure entre les deux cavités, ladite bosselure venant s’insérer dans l’échancrure intercondylienne lorsque l’implant fémoral est en appui sur la surface supérieure de l’élément d’appui, avec la cavité médiale vue de dessus qui a une forme ovoïde à petit axe médio-latéral et à grand axe antéro-postérieur, caractérisé en ce que, dans un plan horizontal, ladite bosselure s’étend selon une génératrice courbe présentant une concavité orientée vers la cavité médiale dudit élément d’appui, ladite bosselure présentant un flanc latéral et un flanc médial reliés par un sommet qui définissent, ensemble, tout le long de la génératrice de la bosselure, une section dont le profil externe est convexe et, notamment, en arc de cercle, avec dans un plan horizontal, le flanc latéral de la bosselure qui présente un rayon de courbure qui est supérieur au rayon de courbure du flanc médial de la bosselure, avec la présence d'aucun aplat ni d’aucune angulation entre la bosselure et les cavités médiale et latérale, l’implant fémoral étant adapté à l’élément d’appui, de sorte que lorsque l’implant fémoral est en appui sur la surface supérieure de l’élément d’appui, il existe un contact entre la cavité médiale et le condyle médial, un contact entre la cavité latérale et le condyle latéral et un contact, à la fois, entre le flanc médial de la bosselure et la partie du condyle médial qui délimite l’échancrure intercondylienne et entre le flanc latéral de la bosselure et la partie du condyle latéral qui délimite l’échancrure intercondylienne ; le contact entre la bosselure et les condyles au niveau de l’échancrure intercondylienne assurant, lorsque l’implant fémoral est en position d’appui sur la surface supérieure de élément d’appui et se déplace en flexion depuis une position d’extension jusqu’à une position de flexion maximale, le guidage du mouvement de l’implant fémoral au cours de cette flexion avec un déplacement de la zone de contact du condyle latéral dans la cavité latérale depuis la partie antérieure vers la partie postérieure de l’élément d’appui, ce qui correspond à un déplacement sur une portion d'arc de cercle.
Les prothèses totales de genou selon l’invention comprennent donc un élément d’appui pour un implant fémoral d’une prothèse totale de genou, ledit implant fémoral comprenant deux condyles, dits condyle médial et condyle latéral délimitant entre eux une échancrure intercondylienne, les profils externes des deux condyles étant de forme convexe, ledit élément d’appui étant destiné à être positionné coté tibia et comportant une surface supérieure sur laquelle sont aménagées une cavité médiale de réception du condyle médial et une cavité latérale de réception du condyle latéral, lesdites cavités médiale et latérale ayant un profil concave et étant séparées par une bosselure s’étendant sur la surface supérieure entre les deux cavités, qui vient s’insérer dans l’échancrure intercondylienne lorsque l’implant fémoral est en appui sur la surface supérieure de l’élément d’appui. L’élément d’appui selon l’invention est caractérisé par le fait que, dans un plan horizontal, ladite bosselure s’étend selon une génératrice courbe présentant une concavité orientée vers la cavité médiale dudit élément d’appui, ladite bosselure présentant un flanc latéral et un flanc médial reliés par un sommet qui définissent, ensemble, tout le long de la génératrice de la bosselure, une section dont le profil externe est convexe et, notamment, en arc de cercle, avec dans un plan horizontal, le flanc latéral de la bosselure qui présente un rayon de courbure qui est supérieur au rayon de courbure du flanc médial de la bosselure.
Dans le cadre de l’invention, par flanc médial de la bosselure, on entend son flanc situé du côté de la cavité médiale, l’autre flanc situé du côté de la cavité latérale, étant nommé flanc latéral.
Dans le cadre de l’invention, et ce quelle que soit la variante de réalisation de l’élément d’appui de la prothèse de genou selon l’invention, la cavité médiale vue de dessus a une forme ovoïde à petit axe médio-latéral et à grand axe antéro-postérieur. La cavité médiale et la cavité latérale définissent des cavités de profil externe concave dans toutes les directions. De tels choix de cavité permettent de mieux s’adapter à la forme des condyles les plus usuels.
Quelle que soit la variante de réalisation de l’élément d’appui présent dans les prothèses de genou selon l'invention, il n’y a aucun aplat/méplat, ni aucune angulation entre la bosselure et les cavités médiale et latérale. Ceci permet de répondre au critère tribologique et ainsi minimiser l’usure de la prothèse. Par ailleurs, l’élément d’appui et les condyles ne comportent aucun ergot ou pion. Les cavités et les condyles ont des profils courbes qui présentent une variation continue, dans toutes les directions. Ceci permet également de minimiser l’usure de la prothèse et le ressenti du patient qui ne perçoit pas d’accrochage ou d’arrêt brutal du mouvement de son genou. Dans le cadre de l’invention, le guidage du mouvement de l’implant fémoral lors des mouvements de flexion et d’extension est donc assuré essentiellement par la forme de la bosselure proposée.
Par ailleurs, de manière avantageuse, dans les prothèses de genou selon l’invention, il n’y a pas de discontinuité dans les courbures sagittales et frontales des condyles médial et latéral, ni de discontinuité dans les courbures de la cavité médiale et de la cavité latérale mais une variation continue du rayon définissant leur surface externe.
D’une façon générale, la surface supérieure de l’élément d’appui présente une largeur maximale située sur un axe médio-latéral A2 et un axe A1 antéro-postérieur qui s’étend perpendiculairement à l’axe médio-latéral A2 en coupant l’axe médio-latéral A2 en son milieu A, avec l’axe médio-latéral A2 qui coupe les bords périphériques des cavités médiale et latérale opposés à la bosselure, respectivement en des points M et L, avec AM=AL=Lmax. Cm est le centre du rayon Rm du flanc médial de la bosselure et Cl est le centre du rayon RI du flanc latéral de la bosselure ; Les centres Cm et Cl des rayons de courbure du flanc médial et du flanc latéral de la bosselure se trouvent dans une zone qui est un carré de côté égal à 2Lmax, s’étendant vers l’extérieur de la cavité médiale depuis un point situé à l’intérieur de la cavité médiale sur l’axe médio-latéral A2 à une distance de 14 de Lmax +/- 2mm de M, ledit carré étant coupé en son milieu par l’axe médio-latéral A2.
Selon une première variante de réalisation d’un élément d’appui présent dans une prothèse de genou selon l’invention, les flancs médial et latéral de la bosselure ont des courbures parallèles, qui correspondent à des arcs de cercles concentriques.
Selon une forme particulière de l’invention, le centre Cm du rayon de courbure Rm du flanc médial et le centre Cl du rayon de courbure RI du flanc latéral sont confondus et situés sur l’axe A2 en M +/-2mm.
Selon une deuxième variante de réalisation d’un élément d’appui présent des prothèses de genou selon l’invention, la largeur maximale Ib de la section de la bosselure est décroissante le long de sa génératrice de la partie antérieure vers la partie postérieure de l’élément d’appui. Ceci contribue, en particulier, à limiter le déplacement vers l’avant de l’implant fémoral lors de la flexion du genou. Ainsi, la stabilité antéropostérieure de la prothèse du genou est encore favorisée, -ainsi que le roulement vers l'arrière lors de la flexion du genou dit « roll-back ».
Dans cette deuxième variante, la bosselure a donc des flancs médial et latéral qui sont divergents. Ainsi, les centres Cm et Cl des flancs médial et latéral de la bosselure ne sont pas confondus.
Selon cette deuxième variante de réalisation, de manière avantageuse, les centres des rayons de courbure Rm du flanc médial et RI du flanc latéral de la bosselure sont séparés et situés à l’intérieur d’un carré de 14 de Lmax de côté dont M est le centre. Dans une première illustration, Cm le centre du rayon de courbure Rm du flanc médial est sur l’axe A2 en M+/- 2mm et Cl le centre du rayon de courbure RI du flanc latéral est dans ce carré de 14 de Lmax de coté en avant de M, donc par exemple à une distance de 1/8eme de Lmax ou bien dans une autre configuration Cl le centre du rayon de courbure RI du flanc latéral de la bosselure est situé en M +/- 2mm et Cm, le centre du rayon de courbure du flanc médial de la bosselure est situé dans ce carré de 14 de Lmax de côté vers l’arrière de M à une distance de 1/8eme de Lmax.
Dans une autre configuration avantageuse, Cm le centre du rayon de courbure Rm du flanc médial de la bosselure et Cl le centre du rayon de courbure RI du flanc latéral de la bosselure sont situés dans un carré de côté 1/4 Lmax dont M est le centre, Cm étant situé sur A2 vers le côté médial à une distance de 1/8 de Lmax +/- 2mm et Cl étant situé dans ce carré en avant de Cm sur une parallèle à A1 , à une distance de 1/8Lmax +/- 2mm.
Dans une autre configuration avantageuse, Cm le centre du rayon de courbure Rm du flanc médial de la bosselure et Cl le centre du rayon de courbure RI du flanc latéral de la bosselure sont situés dans un carré de côté 1 Lmax dont M est le centre, Cm étant situé sur A2 vers le côté médial à une distance de 1/4 Lmax +/- 2mm et Cl étant situé dans ce carré en avant de Cm sur une parallèle à A1 , à une distance de % Lmax +/- 2mm.
Selon une autre variante de réalisation, les centres Cm et Cl des rayons de courbure Rm e RI des flancs médial et latéral de la bosselure peuvent être situés dans une zone limitée par, d’un côté une parallèle à A1 passant par M, à l’opposé par une parallèle à A1 croisant A2 à une distance Lmax (=MA=ML), en avant par une parallèle à A2 tangente au bord antérieur de l’insert et en bas par A2.
Quel que soit le mode de réalisation ou la variante de l’élément d’appui présent dans la prothèse de genou de l’invention et quelle que soit la position ces centres , Cm centre du rayon du flanc médial de la bosselure et Cl centre du rayon du flanc latéral de la bosselure, le rayon de courbure minimal Rrnmin du flanc médial coupe l’axe A2 en un point qui se situe au niveau du point de transition entre le flanc médial et la cavité médiale et le rayon de courbure maximal Rlmax du flanc latéral coupe l'axe A2 en un point qui se situe au niveau du point de transition entre le flanc latéral et la cavité latérale, Rrnmin et Rlmax étant définis comme suit :
- Ririmm du flanc médial qui est compris entre le point alpha sur A2 à 3Lmax/4 +/- 2mm et le point gamma sur A2 à 7Lmax/8 +/- 2mm et est, de préférence, égal à 7Lmax/8 +/- 2mm,
- Rlmax du flanc latéral qui est compris entre le point delta sur A2 à 9Lmax/8 +/- 2mm et le point béta sur A2 à 5Lmax/4 +/- 2mm et est, de préférence, égal à 9Lmax/8 +/- 2mm.
Selon des modes de réalisation particuliers de l’élément d’appui selon l’invention, la bosselure est relevée vers la partie antérieure et/ou vers la partie postérieure de l’élément d’appui. En particulier, la surface supérieure de l’élément d’appui selon l’invention pourra avoir la forme d’une selle courbée vers la partie médiale ou d’un paraboloïde hyperbolique courbé vers la partie médiale dans le plan horizontal.
De manière avantageuse les points les plus bas des cavités médiale et latérale sont situés en arrière de l’axe A2.
Dans le cadre de l’invention, lorsque l’implant fémoral est en position d’appui sur la surface supérieure de l’élément d’appui et se déplace en flexion depuis une position d’extension jusqu’à une position de flexion maximale, le contact entre la bosselure et les condyles au niveau de l’échancrure intercondylienne assure le guidage du mouvement de l’implant fémoral au cours de cette flexion avec un déplacement de la zone de contact du condyle latéral dans la cavité latérale depuis la partie antérieure vers la partie postérieure de l’élément d’appui, ce qui correspond à un déplacement sur une portion d’arc de cercle.
Toute prothèse totale du genou qui correspond à cette définition qui a une bosselure guidante et stabilisante fait partie de l’invention. Le déplacement de la zone de contact du condyle latéral dans la cavité latérale correspond, de manière avantageuse, à un déplacement, notamment, sur une portion d’arc de cercle correspondant à un arc d’environ 20°+/-5°.
En particulier, la portion d’arc de cercle sur laquelle la zone de contact du condyle latéral dans la cavité latérale se déplace selon un axe vertical a son centre dans la zone comprise entre une parallèle à A1 passant par un point situé à une distance de 1/4Lmax de M+/-2mm dans la cavité médiale et une parallèle à A1 passant par un point situé sur A2 à l’extérieur de la cavité médiale à une distance de Lmax +/-2mm de M, et limitée en avant par une parallèle à A2 à une distance de 1/2Lmax et en arrière également à une parallèle à A2 à une distance de 1/2Lmax.
Ainsi, lors du déplacement en flexion, l’implant fémoral se déplace en rotation autour d’un axe transversal et le condyle latéral connait un déplacement avec d’une part une rotation selon un axe horizontal, dit transversal et une rotation selon un axe de rotation vertical dont le centre est situé côté médial dans la zone comprise entre une parallèle à A1 passant par un point situé à une distance de 1/4Lmax de M+/-2mm dans la cavité médiale et une parallèle à A1 passant par un point situé sur A2 à l’extérieur de la cavité médiale à une distance de Lmax +/-2mm de M, et limitée en avant par une parallèle à A2 à une distance de 1/2Lmax et en arrière également à une parallèle à A2 à une distance de 1/2Lmax.
Ainsi, le déplacement en flexion de l'implant fémoral est proche de celle du genou physiologique.
Par « environ » 20°+/-5°, on entend un arc de 15°+/-2° à 25°+/-2°. La valeur de cet arc sera, notamment, fonction de la taille de l’implant qui correspond à la taille du genou du patient sur lequel la prothèse du genou va être implantée.
Selon une variante de réalisation des prothèses du genou selon l’invention, dans un plan frontal, le profil externe de l’échancrure intercondylienne est congruent avec le profil externe de la bosselure, et ce dans toute position d’appui de l’implant fémoral sur la surface supérieure de l’élément d’appui, lorsque ce dernier se déplace en flexion depuis une position d’extension jusqu’à une position de flexion maximale.
Selon la deuxième variante de réalisation de l’élément d’appui selon l’invention, la prothèse de genou selon l’invention comprend un élément d’appui dont la largeur maximale Ib de la section de la bosselure est décroissante le long de sa génératrice de la partie antérieure vers la partie postérieure de l’élément d’appui et, du fait des formes congruentes des profils externes de la bosselure et de l’échancrure intercondylienne, la largeur maximale de l’échancrure intercondylienne, est décroissante de la partie antérieure vers la partie postérieure de l’implant fémoral.
Selon des modes de réalisation préférés des prothèses du genou selon l’invention, les condyles ont un profil externe dans le plan sagittal, dont la génératrice est une spirale, en particulier le condyle médial a un profil externe dans le plan sagittal, dont la génératrice est une spirale de type logarithmique qui est inscrite dans le profil externe dans le plan sagittal du condyle latéral dont la spirale génératrice a un rayon à plus faible décroissance que celui de la génératrice du profil externe du condyle médial. Ceci permet, en particulier, de :
- rendre plus facile et confortable la flexion du genou en diminuant la tension sur les ligaments latéraux,
- faciliter la rotation du condyle externe en flexion extrême correspondant à un angle de 120° ou plus, ce qui est un grand avantage pour l’agenouillement.
Selon d'autres modes de réalisation préférés des prothèses du genou selon l’invention, qui peuvent être combinés aux précédents, la cavité médiale vue de dessus a une forme ovoïde à petit axe médio-latéral et à grand axe antéro-postérieur et a dans le plan sagittal passant par son grand axe-antéropostérieur une courbure correspondant dans le même plan à celle du segment de condyle médial en contact avec ladite cavité médiale lorsque l’implant fémoral est en position d'extension. Ceci a, notamment pour avantage de contenir le mouvement du condyle médial dans la cavité médiale et limiter son déplacement lorsque l’implant fémoral est en position d’appui sur la surface supérieure de l’élément d’appui et se déplace en rotation (également nommé déplacement en flexion) depuis une position d’extension jusqu’à une position de flexion maximale, position dans laquelle, du fait de la décroissance du rayon du condyle un jeu de 3 mm environs va apparaitre entre le condyle médial et la cavité médiale ce qui correspond au jeu physiologique du genou. En d’autres termes depuis la position d’extension jusqu’à la position de flexion maximale, il y a un déplacement du condyle médial dans la cavité médiale de la partie antérieure vers la partie postérieure de l’élément d’appui, notamment sur une distance d’environ 3 mm.
En particulier, dans les prothèses de genou selon l'invention, la section de la bosselure a un profil externe convexe de rayon de courbure R20 et la section de l’échancrure a profil externe concave de rayon de courbure R10, avec les rayons de courbure R20 et R10 qui sont sensiblement identiques, avec un jeu suffisant pour éviter le serrage entre l’implant fémoral et l’élément d’appui au niveau de la bosselure. Par « sensiblement identiques », on entend qu’il s’agit d’un ajustement avec jeu car il ne doit pas il y avoir de serrage. L’espace compris entre la bosselure et l’échancrure intercondylienne est, notamment, entre 1 et 2 mm, sachant que le poids du patient et donc la pression peut diminuer le jeu.
De manière avantageuse dans le cadre de l’invention, dans les prothèses de genou selon l’invention, le contact entre l’élément d’appui et l’implant fémoral se fait selon une zone continue qui s'étend au niveau de la surface supérieure de l’élément d’appui, de l'une à l'autre des cavités, en passant par la bosselure.
En particulier, à chaque degré de flexion entre la position d’extension et la position de flexion maximale de l’implant fémoral, les zones de contact des deux condyles dans les deux cavités sont reliées par un isthme correspondant à la surface de contact entre la bosselure et l’échancrure intercondylienne de l’implant fémoral. En pratique, lorsque la prothèse de genou est implantée dans l’organisme d’un sujet, les zones de contact des deux condyles dans les deux cavités sont généralement des ovoïdes, de la position d’extension à une position de flexion correspondant à un angle de 100°, voire 120° ou plus, en fonction de la pression exercée sur l’implant fémoral. La pression exercée sur l’implant fémoral est, notamment, fonction du poids du sujet.
Selon des variantes de mise en œuvre des éléments d’appui et des prothèses du genou selon l’invention, la bosselure est relevée vers la partie antérieure et/ou vers la partie postérieure de l’élément d'appui. A titre illustratif, il est possible que l’échancrure intercondylienne et la bosselure de l’élément d’appui présentent des profils externes qui ont des formes congruentes, qui s’inscrivent dans deux paraboloïdes hyperboliques. En particulier, la bosselure de l’élément d’appui peut s’inscrire dans une paraboloïde hyperbolique recourbée dans le plan horizontal en forme de croissant à concavité médiale, les profils externes de la bosselure et de l’échancrure intercondylienne ayant des formes congruentes de paraboloïdes hyperboliques courbées à concavité médiale.
Quelle que soit la variante de réalisation de l’élément d’appui des prothèses selon l’invention, la surface supérieure de l’élément d’appui peut avoir une circonférence qui présente une forme symétrique par rapport à l’axe antéro-postérieur A1 ou bien la surface supérieure de l’élément d’appui peut avoir une circonférence qui présente une forme non symétrique par rapport à l’axe antéro-postérieur A1 , avec, en particulier, une circonférence latérale plus petite que la circonférence médiale.
De manière classique dans les prothèses totales de genou proposées dans l’art antérieur, l’élément d’appui selon l’invention pourra constituer un insert articulaire destiné à être interposé entre l’implant fémoral et un implant tibial destiné à être placé sur l’extrémité du tibia, le cas échéant après résection. En particulier, ledit insert articulaire pourra comporter une face inférieure destinée à être placée sur l’implant tibial, notamment par emboitement réversible, dans un logement situé sur la surface supérieure de l’implant tibial.
Les prothèses du genou selon l’invention peuvent prendre différentes formes. En particulier, l’élément d’appui est un insert articulaire destiné à être interposé entre l’implant fémoral et un implant tibial. Ainsi, en général, les prothèses du genou selon l’invention comprennent également un implant tibial destiné à être placé sur l’extrémité du tibia, le cas échéant après résection et l’élément d'appui est un insert articulaire destiné à être interposé entre l’implant fémoral et l’implant tibial. L’insert articulaire pourra être mobile en rotation autour d’un axe perpendiculaire au plateau d'appui de l’implant tibial. Mais, de manière avantageuse, ledit insert articulaire sera fixé à l’implant tibial, la fixation pouvant se faire par tout moyen d’accroche adapté, notamment par emboitage démontable tel qu’un assemblage direct de type emboîtage élastique ou un assemblage indirect à l’aide notamment de vissage. Selon un mode de réalisation particulier, l’implant tibial comprend sur sa surface supérieure, un logement et l’insert articulaire comporte une face inférieure destinée à être placée par emboitement réversible dans ledit logement.
Selon d’autres modes de réalisation, l’élément d’appui pourra directement constituer l’implant tibial. Dans ce cas, le plus souvent, l'élément d’appui comportera en partie inférieure, une surface d’appui destinée à reposer sur l’extrémité du tibia, le cas échéant après résection.
Brève description des dessins
La figure 1 est une vue schématique en perspective d’un élément d’appui d’une prothèse de genou droit selon l’invention, mettant en évidence le caractère courbe de la bosselure s’étendant entre les deux cavités médiale et latérale.
La figure 2A représente une vue schématique de dessous en perspective d’un exemple d’implant fémoral d’une prothèse de genou selon l’invention, qui comprend deux condyles médial et latéral délimitant entre eux une échancrure intercondylienne qui constitue une ouverture entre les deux condyles. Dans ce cas, l’échancrure intercondylienne est à bords parallèles et est adaptée à un élément d’appui tel que représenté sur la figure 4D et les condyles sont reliés entre eux uniquement par une liaison située en partie antérieure de l’implant fémoral, au niveau de la partie basse de la trochlée, et plus précisément au niveau de la rainure condylo-trochléenne.
La figure 2B est une vue analogue à la figure 2A, mais illustre une autre variante d’implant fémoral dans lequel l’échancrure intercondylienne forme un pont de raccordement sans discontinuité avec les deux condyles, qui s’étend de la partie antérieure de l’implant fémoral à sa partie postérieure. Dans ce cas, dans chaque position d’appui, l’échancrure intercondylienne présente un profil externe qui fait face à l’élément d’appui dont la forme est congruente avec le profil externe de la bosselure de l’élément d’appui de la figure 1. Cette vue est grossie par rapport à celle présentée sur la figure 3. L’échancrure intercondylienne est à bords divergents vers la partie antérieure de l’implant et est adaptée à un élément d’appui tel que représenté sur la figure 1 .
La figure 3 est une vue schématique en perspective, depuis la partie antérieure de la prothèse, représentant l’implant fémoral en position d’appui sur l’élément d’appui, lorsque la prothèse est en position d’extension.
La figure 4A est une vue schématique en perspective analogue à la figure 1 de l’élément d’appui de la figure 3, mettant en évidence la zone de contact (représentée en grisée) entre l’implant fémoral et l’élément d’appui, selon la position d’appui représentée sur la figure 3, mais selon une vue depuis la partie postérieure de l’élément d’appui. La zone grisée représente schématiquement la localisation de la zone de contact entre les deux pièces, lorsque l’échancrure intercondylienne forme un pont de raccordement sans discontinuité avec les deux condyles, qui s’étend de la partie antérieure de l’implant fémoral à sa partie postérieure.
La figure 4B est une vue schématique en coupe selon le plan horizontal présenté figure 3, de la prothèse selon la position représentée sur la figure 3, depuis une vue de dessus, le genou étant en extension. La zone hachurée représente la zone de contact entre les deux condyles et l’élément d’appui, que l’échancrure intercondylienne soit vide comme dans la figure 2A ou continue formant un pont de raccordement sans discontinuité avec les deux condyles comme dans la figure 2B. La zone grisée représente schématiquement la localisation de la zone de contact entre la bosselure et l’échancrure intercondylienne, lorsque cette dernière forme un pont de raccordement sans discontinuité avec les deux condyles, qui s’étend de la partie antérieure de l’implant fémoral à sa partie postérieure, sachant qu’en réalité cette zone de contact suit le profil externe de la bosselure.
La figure 4C est une vue schématique de dessus d’un exemple de la surface supérieure d’un élément d’appui selon l’invention, faisant apparaitre sa circonférence et les axes A1 et A2 et la distance Lmax, notamment. Dans cet exemple de réalisation, la circonférence de l’élément d’appui est symétrique par rapport à l’axe A1. Les centres des cavités médiales et latérales sont C1 et C2. Les différents repères sur l’axe médio-latéral A2 sont Lmax = AM = AL ; alpha sur l’axe A2 est situé à 3/4 de Lmax depuis M ; gamma sur l'axe A2 est situé à 7/8 de Lmax depuis M ; delta sur l’axe A2 est situé à 9/8 de LMax depuis M ; béta sur l’axe A2 est situé à à 5/4 de LMax depuis M ; Une zone, nommée zone des centres, représente une zone où les centres des rayons Rm et RI des flancs Médial (Rm) et latéral (RI) de la bosselure peuvent être placés selon différentes variantes de l’invention. Cette zone est limitée par l’axe A2, une parallèle à A2 tangente au bord antérieur de l’insert, une parallèle à A1 passant par M et une parallèle à A1 croisant l’axe A2 en M’ à une distance Lmax de M (MM’ = AM=Lmax).
La figure 4D est une vue schématique de dessus d’un exemple de la surface supérieure d’un élément d’appui selon l’invention, faisant apparaitre une bosselure qui présente une section identique le long de sa génératrice. Les références 208 et 209 représentent ici les flancs de la bosselure, au niveau de la partie la plus large de la bosselure, c’est-à-dire à la base de sa section, qui correspond au changement de courbure correspondant au commencement des cavités. Les centres Cm du flanc médial 208 et Cl du flanc latéral 209 de la bosselure sont tous deux situés sur A2 en M +/- 2 mm.
La figure 4E correspond à vue schématique d’un autre exemple de réalisation d’un élément d’appui selon l’invention, dans lequel la largeur maximale Ib de la section de la bosselure est décroissante le long de sa génératrice de la partie antérieure vers la partie postérieure de l’élément d’appui. Ici les deux centres Cm et Cl sont à l’intérieur d’un rectangle de centre M et de côté 1/4 de Lmax. Dans cet exemple, le centre Cm du rayon médial de la bosselure est situé sur A2 à une distance 1/8 Lmax +/-2mm de M, et le centre Cl du rayon latéral de la bosselure est situé en avant de A2 sur une parallèle A’2 à A2 à une distance dl de 1/8 Lmax +/-2mm de M.
La figure 4F correspond à une vue schématique d’un mode de réalisation préférentiel d’un élément d’appui selon l’invention, dans lequel la largeur maximale Ib de la section de la bosselure est décroissante le long de sa génératrice de la partie antérieure vers la partie postérieure de l’élément d’appui. Ici le centre Cm est sur A2 à une distance de 1/4 de Lmax +/- 2mm de M et le centre Cl est sur A’2 parallèle à A2 en avant, à une distance dl de 1/4 Lmax +/-2mm.
La figure 5 est une vue schématique en perspective, depuis la partie antérieure de la prothèse, représentant l’implant fémoral en position d’appui sur l’élément d’appui, lorsque la prothèse est en position de flexion correspondant à un angle d’environ 120° entre le fémur et le tibia.
La figure 6A est une vue schématique en perspective analogue à la figure 4A de l’élément d’appui de la figure 5, mettant en évidence la zone de contact (représentée en grisée) entre l’implant fémoral et l’élément d’appui, selon la position d’appui représentée sur la figure 5 (flexion correspondant à un angle d’environ 120° entre le fémur et le tibia), lorsque l’échancrure intercondylienne forme un pont de raccordement sans discontinuité avec les deux condyles, qui s’étend de la partie antérieure de l’implant fémoral à sa partie postérieure.
La figure 6B est une vue schématique en coupe selon le plan horizontal présenté sur la figure 3, de la prothèse représentée sur la figure 5 (donc en position de flexion maximale), depuis une vue de dessus. La zone hachurée représente schématiquement la localisation de la zone de contact entre la bosselure et l’échancrure intercondylienne, ainsi qu’entre les condyles médial 8 et latéral 9 et les cavités médiales 18 et latérale 19 lorsque l’échancrure intercondylienne forme un pont de raccordement sans discontinuité avec les deux condyles, et s’étend de la partie antérieure de l’implant fémoral à sa partie postérieure, sachant qu’en réalité cette zone de contact suit le profil externe de la bosselure. Ce qui est en pointillés correspond à la position de la figure 4B.
La figure 7 est une vue schématique en coupe de la prothèse de genou des figures précédentes lorsque cette dernière est en position d’extension, selon un plan sagittal réalisé au niveau du condyle médial et de la cavité médiale ; l’implant fémoral et l’élément d’appui sont représentés à distance l’un de l’autre pour plus de clarté. Ici le point bas 200 de la cavité médiale 18 est situé en arrière de l’axe médian IXB.
La figure 8 est une vue schématique en coupe selon un plan sagittal mettant en évidence le caractère en spirale des profils externes d’un condyle médial et d’un condyle latéral selon un des modes de réalisation préférée de l'invention, dans lequel le condyle médial s’inscrit à l’intérieur du condyle latéral. La figure 9A est une vue schématique en coupe de la prothèse de genou représentée en vue éclatée sur la figure 7, selon le plan frontal IXA présenté sur la figure 4B, lorsque la prothèse de genou est en position d’extension, avec l’implant fémoral et l’élément d’appui en contact l’un de l’autre. Pour faciliter la compréhension, l'implant fémoral et l’élément d’appui sont représentés légèrement à distance. La zone grisée représente schématiquement la localisation de la zone de contact entre l’implant fémoral et l’élément d’appui, lorsque ces derniers sont au contact l’un de l'autre.
La figure 9B est une vue schématique en coupe de la prothèse de genou représentée en vue éclatée sur la figure 7, selon le plan frontal IXB présenté sur la figure 4B, lorsque la prothèse de genou est en position d’extension, avec l’implant fémoral et l’élément d’appui en contact l’un de l’autre. La zone grisée représente schématiquement la localisation de la zone de contact entre l’implant fémoral et l’élément d’appui, lorsque ces derniers sont au contact l’un de l’autre, dans le cas où l’échancrure intercondylienne forme un pont qui s’étend de l’un à l’autre des condyles et s’étend de la partie antérieure à la partie postérieure de l’implant fémoral. Pour faciliter la compréhension, l’implant fémoral et l’élément d’appui sont représentés à distance et la zone de contact représentée en grisée.
La figure 9C est une vue schématique en coupe de la Figure 7, selon le plan frontal IXC représenté sur la figure 6B, lorsque la prothèse de genou est en position de flexion correspondant à un angle de 120°, avec l’implant fémoral et l’élément d’appui en contact l’un de l’autre. Pour faciliter la compréhension, l’implant fémoral et l’élément d’appui sont représentés à distance et la zone de contact représentée en grisée, dans le cas où l’échancrure intercondylienne forme un pont qui s’étend de l’un à l’autre des condyles et s’étend de la partie antérieure 52 à la partie postérieure 53 de l’implant fémoral 2. Dans le cas où l’échancrure intercondylienne est un espace vide comme exemplifié sur la figure 2A, la partie 210 n’existe pas et le contact entre l’insert 100 et le composant fémoral 2 se fait uniquement au niveau des flancs 208 et 209 de l’éminence.
La figure 10A est une vue schématique selon un plan sagittal, du condyle médial conforme à la figure 8 en contact avec la cavité médiale, lorsque la prothèse de genou est en position d’extension.
La figure 10B est une vue schématique selon un plan sagittal, du condyle médial conforme à la figure 8 en contact avec la cavité médiale, analogue à la figure 10A, mais lorsque la prothèse de genou en position de flexion maximale, correspondant à un angle d’environ 120°.
La figure 11 A est une vue schématique selon un plan sagittal, du condyle latéral conforme à la figure 8 en contact avec la cavité latérale, lorsque la prothèse de genou est en position d’extension. La figure 11 B est une vue schématique selon un plan sagittal, du condyle latéral conforme à la figure 8 en contact avec la cavité latérale, analogue à la figure 10A, mais lorsque la prothèse de genou en position de flexion maximale, correspondant à un angle d’environ 120°.
La figure 12 est une vue schématique en perspective d’une prothèse selon l’invention dans laquelle l’élément d’appui est un insert articulaire interposé entre l’implant fémoral et un implant tibial.
Description des modes de réalisation
Une prothèse de genou est destinée à être implantée chez un individu pour se substituer à son genou détérioré par la maladie. Aussi, les différents éléments de cette dernière sont définis par référence à son utilisation, c’est-à-dire lors du fonctionnement du genou prothétique une fois que l'implant fémoral est positionné sur l’extrémité du fémur et l’élément d’appui sur l’extrémité du tibia d’un sujet respectivement. L’implant fémoral est destiné à être adapté après résection sur l’épiphyse basse fémorale. L’élément d’appui est destiné à être adapté, directement ou indirectement, après résection sur l’épiphyse haute tibiale. Lorsque l’élément d’appui est adapté, indirectement, après résection sur l’épiphyse haute tibiale, dans ce cas, il correspondra à un insert articulaire positionné entre l’implant fémoral et un implant tibial et c’est l’implant tibial qui sera adapté sur l’épiphyse haute tibiale. De manière conventionnelle, dans le domaine des prothèses de genou, les dénominations suivantes sont utilisées :
- la position d’extension, correspond au cas où la prothèse de genou est en une position qui correspond au genou tendu, c’est-à-dire que le fémur et le tibia qui viennent, respectivement, en prolongement de l’implant fémoral et de l’élément d’appui forment un angle de 0°;
- les positions de flexion, correspondent au cas où le genou est plié, c'est-à-dire que le fémur et le tibia qui viennent, respectivement, en prolongement de l’implant fémoral et de l’élément d’appui forment un angle non nul. La position de flexion maximale correspond généralement à un angle égal ou supérieur à 120°;
- la partie antérieure de la prothèse (et donc les parties antérieures de l’implant fémoral et de l’élément d’appui) correspond à la partie qui est positionnée, lorsque la prothèse est implantée chez un individu, vers la face avant de l’individu ; la partie postérieure de la prothèse (et donc les parties postérieures de l’implant fémoral et de l’élément d’appui) correspond à la partie qui est positionnée, lorsque la prothèse est implantée chez un individu, vers la face arrière de l’individu ;
- Les parties (cavité, condyle ...), dites médiales, de la prothèse correspondent aux parties qui vont être positionnées côté entre-jambe de l’individu et les parties (cavité, condyle ...), dites latérales, de la prothèse correspondent aux parties qui vont être positionnées côté extérieur de la jambe de l’individu ; - Les plans sagittaux et frontaux s’entendent au sens anatomique. Aussi, un plan sagittal s’étend perpendiculairement à un plan frontal. Un plan sagittal s’étend entre la partie antérieure et la partie postérieure de la prothèse, alors qu’un plan frontal s’étend entre l’extrémité latérale et l’extrémité médiale de la prothèse. Un plan horizontal ou transversal s’étend perpendiculairement aux plans sagittal et frontal.
Dans le cadre de l’invention, un profil ou une forme convexe s’entend d’un profil ou d’une forme qui est courbée vers l'extérieur de la pièce considérée (implant fémoral, élément d’appui), un profil ou une forme concave s’entend d’un profil ou d’une forme qui est courbée vers l'intérieur de la pièce considérée (implant fémoral, élément d’appui). Par ailleurs, lorsqu’il est question de profil ou forme concave ou convexe, cela exclut des points de changement de courbure. Par ailleurs, la notion de concavité ou convexité peut correspondre à un rayon de courbure variable, mais de manière avantageuse, le rayon de courbure sera constant et ledit profil courbe ou ladite forme concave ou convexe correspondra à un arc de cercle.
Tel que cela ressort des figures et, notamment de la figure 3, l’objet de l’invention concerne une prothèse totale 1 du genou comprenant classiquement un implant fémoral 2 et un élément d’appui 100 qui sera positionné côté tibia. L’élément d’appui 100 fait également l’objet de l’invention. Dans la description qui va suivre, l’accent va être mis sur les spécificités de l’invention, et seule la partie supérieure de l’élément d’appui va être représentée, sachant que la partie inférieure pourra correspondre à celle classiquement présente dans un implant tibial (formant à lui seul l’élément d’appui) ou bien à celle classiquement présente dans un insert articulaire venant coopérer avec un implant tibial, qui sera positionné, sur le tibia, le plus souvent après résection. Dans les prothèses de genou selon l’invention, classiquement, l’implant fémoral et l’implant tibial sont tous deux de préférence constitués d’un alliage métallique inoxydable biocompatible, et l’insert articulaire, sera généralement en une matière plastique, tel que le polyéthylène. Cependant, un ou plusieurs éléments de la prothèse peuvent également être constitués de céramique d’alumine ou d’alumine et de zircone, ou de résines biocompatibles par exemple. De manière préférée, l’élément d'appui constituera un insert articulaire qui sera posé sur un implant tibial, ce qui permet une meilleure accroche à l’os du tibia. Si l’insert articulaire est en une matière plastique, généralement en polyéthylène haute densité enrichi en Vitamine E, l’implant tibial et l’implant fémoral seront, généralement métalliques. Si l’insert articulaire est en céramique, l’implant fémoral, sera, alors, avantageusement en céramique.
De manière classique, l’implant fémoral 2 présente en vue de côté comme représenté partiellement sur les figures 3, 5 et 12, notamment, une forme sensiblement en U non symétrique entre les branches duquel est délimité un logement 500 de fixation sur l’épiphyse inférieure du fémur, en particulier par emboîtement de deux ergots saillants 600, visibles sur les figures 7, 9B et 12. De tels ergots sont optionnels, la mise en place et la fixation de l’implant fémoral 2 sur l’épiphyse du fémur pouvant se faire par emboitement élastique en force ou bien par cimentage.
Comme cela ressort de la figure 2A, l'implant fémoral 2 comporte sur une face inférieure 700 qui fait face à l’élément d’appui 100, deux condyles, respectivement un condyle médial 8 et un condyle latéral 9, délimitant entre eux une échancrure intercondylienne 10 qui délimite un espace existant entre les deux condyles. Comme cela est visible sur la figure 2A, mais est plus apparent sur la figure 12, qui illustre un autre mode de réalisation, de manière classique, au niveau de la partie antérieure 52 de l’implant fémoral 2, une trochlée fémorale 110 s’étend dans le prolongement antérieur des deux condyles 8, 9 respectivement médial et latéral et comporte deux joues médiale 120 et latérale 130 prolongeant le profil externe des condyles 8 et 9 respectivement médial et latéral. Les deux joues de trochlée 120, 130 sont réunies par une gorge de trochlée 150 s’étendant dans le prolongement antérieur de l’échancrure intercondylienne 10.
Sur l’exemple présenté sur la figure 2A, le condyle médial 8 et le condyle latéral 9 sont séparés par un vide de matière qui correspond à l’échancrure intercondylienne 10. Le condyle médial 8 et le condyle latéral 9 délimitent l’échancrure intercondylienne 10, au niveau de leurs parties 108 et 109, respectivement. Le condyle médial 8 et le condyle latéral
9 ne sont reliés qu’au niveau de la partie antérieure 52 de l’implant fémoral 2. La liaison entre le condyle médial 8 et le condyle latéral 9, située en partie antérieure 52 de l’implant fémoral 2, se fait au niveau de la partie basse de la gorge de trochlée 150, et plus précisément au niveau de la rainure condylo-trochléenne 160.
Il est également possible que l’échancrure intercondylienne 10 se raccorde sans discontinuité avec les deux condyles médial et latéral 8 et 9 et forme un pont de raccordement 170 qui s’étend de l’un à l’autre des condyles et s’étend de la partie antérieure 52 (plus précisément depuis la rainure condylo-trochléenne 160) à la partie postérieure 53 de l’implant fémoral 2. Un tel mode de réalisation est présenté sur la figure 2B. Bien que cela ne soit pas très visible sur cette figure, le profil externe 101 de l’échancrure intercondylienne
10 qui fait face à l’élément d’appui 100 est de forme concave. Cela ressort, par contre, sur la figure 9B, qui présente une vue en coupe dans un plan frontal de l’implant fémoral 2, en face de l’élément d’appui 100. Les deux condyles médial et latéral 8, 9 de l’implant fémoral 2 forment des bosses. Ils sont conformés de telle sorte que leur section, selon un plan sagittal, a la forme d’une spire, dont le rayon de courbure est décroissant de la partie antérieure 52 de l’implant fémoral 2 formant la trochlée fémorale 1 10 vers la partie postérieure 53 de l’implant fémoral 2.
Comme cela ressort de la figure 1 , l’élément d’appui 100 comporte une surface supérieure 41 , dans laquelle sont aménagées deux cavités : une cavité médiale 18 de réception du condyle médial 8 et une cavité latérale 19 de réception du condyle latéral 9. Chacune des cavités à un profil concave, quel que soit le plan vertical considéré. Les deux cavités médiale 18 et latérale 19 sont séparées par une bosselure 20 qui s’étend de la partie antérieure 42 jusqu’à la partie postérieure 43 de l’élément d’appui 100, en prenant une forme courbée. Ainsi, la bosselure 20 se trouve en partie centrale de l’élément d’appui 100. La bosselure 20 se raccorde sans discontinuité avec les deux cavités médiale 18 et latérale 19. La bosselure 20 a, en vue de dessus, une courbure 180 orientée vers la cavité médiale 18. En d’autres termes, dans un plan horizontal ou en vue de dessus, le flanc médial 208 (situé côté cavité médiale 18) de la bosselure 20 a un profil concave, et le flanc latéral 209 (situé côté cavité latérale 19) a un profil convexe. Dans un plan horizontal ou en vue de dessus, la bosselure 20 s’étend donc selon une génératrice courbe dont la concavité est orientée vers la cavité médiale 18. En particulier, le flanc médial 208 et le flanc latéral 209 sont reliés par un sommet 210 et le flanc médial 208, le flanc latéral 209 et le sommet 210 forment, ensemble, dans un plan sagittal, un profil externe de forme convexe. Le flanc médial 208 et le flanc latéral 209 ont dans un plan horizontal, un profil externe en arc de cercle, avec le flanc latéral 209 qui présente un rayon de courbure supérieur au rayon de courbure du flanc médial 208. Le rayon de courbure va dépendre de la largeur de l’implant. La longueur de chaque flanc 208 et 209 est différente et dépend du rayon du profil dudit flanc.
La bosselure 20 va assurer la réception de l’échancrure intercondylienne 10. C’est-à-dire qu’elle est configurée pour que lorsque l’implant fémoral 2 est en appui sur l’élément d’appui 100, avec un contact entre la cavité médiale 18 et le condyle médial 8, d’une part et un contact entre la cavité latérale 19 et le condyle latéral 9, d’autre part, il existe également un contact, à la fois, entre le flanc médial 208 de la bosselure 20 et la partie 108 du condyle médial 8 qui délimite l'échancrure intercondylienne 10 et entre le flanc latéral 209 de la bosselure 20 et la partie 109 du condyle latéral 9 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10, comme cela est visible sur la figure 4A. La figure 4A représente la zone de contact entre l’implant fémoral 2 de la figure 2B et l’élément d’appui 100 présenté sur la figure 1 , lorsque l’implant fémoral 2 est en appui sur l’élément d’appui 100 en position d’extension comme présentée sur la figure 3. La Figure 4B, qui est une vue schématique en coupe à la base de la section de la bosselure 20 (coupe IVB de la figure 3), met en évidence les zones de contact 183 et 193, entre les flancs médial et latéral 208 et 209 de la bosselure 20 et les parties 108 et 109 des condyles médial et latéral 8 et 9 qui délimitent l’échancrure intercondylienne 10. Lors du déplacement relatif en flexion de l’implant fémoral 2 par rapport à l’élément d’appui 100, ces zones de contact 183 et 193 se déplacent, mais il existe un contact et ce dans n’importe quelle position en flexion, entre le flanc médial 208 de la bosselure 20 et la partie 108 du condyle médial 8 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10 et entre le flanc latéral 209 de la bosselure 20 et la partie 109 du condyle latéral 19 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10, ce qui permet d’assurer le guidage et le contrôle du déplacement du condyle latéral 9, dans la cavité latérale 19.
La bosselure 20 présente une section (section droite transversale, c’est-à-dire une section prise dans un plan vertical qui est perpendiculaire à sa génératrice) dont le profil externe faisant face à l’implant fémoral 2 est convexe.
Comme cela est plus apparent sur la figure 9B, qui est une vue en coupe selon un plan frontal, les profils externes respectifs 181 et 191 des deux cavités médiale 18 et latérale 19 sont de forme concave et le profil externe 201 de la bosselure 20 est de forme convexe et forme un arc de cercle. Ainsi, la frontière entre la bosselure 20 et chaque cavité peut être définie comme le point de changement de courbure convexe/concave. Dans le cadre de l’invention, il n’y a aucun aplat ni aucune angulation entre la bosselure 20 et les cavités médiale 18 et latérale 19.
En particulier, ce profil externe 201 de la bosselure 20 a la forme d’un arc de cercle. En d’autres termes, la bosselure 20 est un demi-tore ou une portion de demi-tore qui est courbé et dont la section peut être constante ou variable. Si la section est constante, le flanc médial
208 et le flanc latéral 209 forment dans un plan horizontal des arcs de cercle concentriques. Un tel mode de réalisation est illustré sur la figure 4D dans laquelle les deux centres sont en M+/-2mm.
La Figure 4D présente une vue schématique d’un mode de réalisation de la bosselure 20 dans laquelle les flancs médial 208 et latéral 209 ont des courbures parallèles dans un plan horizontal, qui correspondent donc à des arcs de cercle concentriques. On peut ainsi considérer que la section de la bosselure 20 est identique le long de sa génératrice. Sur la Figure 4D, les flancs médial 208 et latéral 209 qui sont visibles sont représentés au niveau de la base de la section de la bosselure 20, c’est-à-dire au niveau du changement de courbure correspondant au début de chaque cavité médiale 18 et latérale 19. Ainsi, à ce niveau, le flanc médial 208 présente son rayon de courbure minimal Rrnmin et le flanc latéral
209 présente son rayon de courbure maximal Rlmax. Dans l’exemple illustré, le centre Cm du rayon de courbure Rm du flanc médial 208, ainsi que son rayon de courbure minimal Rmmin et le centre Cl du rayon de courbure RI du flanc latéral 209, ainsi que son rayon de courbure maximal Rlmax sont confondus avec M (+/- 2mm). Le rayon de courbure Rm du flanc médial 208, ainsi que son rayon de courbure minimal Rrnmin est compris entre la distance séparant les points M et a (+/- 2mm) et la distance séparant les points M et y (+/- 2mm) et le rayon de RI du flanc latéral 209, ainsi que son rayon de courbure maximal Rlmax du flanc latéral 209 est compris entre la distance séparant les points M et 5 (+/- 2mm) et la distance séparant les points M et p (+/- 2mm).
Pour comprendre la figure 4D, il convient tout d’abord de se référer à la figure 4C, qui présente une vue schématique de dessus de la circonférence de la surface supérieure 41 de l’élément d’appui 100. La surface supérieure 41 présente une largeur maximale située sur un axe médio-latéral A2 et un axe A1 antéro-postérieur s’étend perpendiculairement à l’axe médio-latéral A2 en coupant l’axe médio-latéral A2 en son milieu A. L’axe médio-latéral A2 coupant les bords périphériques 308 et 309 des cavités médiale 18 et latérale 19 opposés à la bosselure 20, respectivement en des points M et L, avec AM=AL=Lmax. Dans l’exemple illustré A1 et A2 sont perpendiculaires et la circonférence de la surface supérieure 41 est symétrique par rapport à l’axe A1 . Le point a est situé sur l’axe A2, dans la cavité médiale 18, à une distance 3Lmax/4 de M, le point y est situé sur l’axe A2, dans la cavité médiale 18, à une distance 7Lmax/8 de M, le point 8 est situé sur l’axe A2, dans la cavité latérale 19, à une distance 9Lmax/8 de M et le point |3 est situé sur l’axe A2, dans la cavité latérale 19, à une distance 5Lmax/4 de M. Le centre géométrique de la cavité médiale 18 est noté C1 et le centre géométrique de la cavité latérale 19 est noté C2.
La largeur de l'échancrure intercondylienne 10 et sa forme sont adaptées à celles de la bosselure 20 pour permettre un contact, à la fois, entre le flanc médial 208 de la bosselure 20 et la partie 108 du condyle médial 8 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10 et entre le flanc latéral 209 de la bosselure 20 et la partie 109 du condyle latéral 9 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10 lorsque l’implant fémoral est en position d’appui sur la surface supérieure 41 de élément d’appui 100 et se déplace en flexion depuis une position d’extension jusqu’à une position de flexion maximale, et ainsi assure le guidage du mouvement de l’implant fémoral 2, lors de ce déplacement fémoral. Ainsi, dans le cas d’un élément d’appui 100 ayant une bosselure à flancs médial 208 et latéral 209 parallèles (comme sur la figure 4D), un implant fémoral 2 adapté aura une échancrure intercondylienne 10 délimitée par des parties 108 et 109 des condyles qui, dans un plan horizontal, s’étendent selon des arcs de cercle concentriques. Un tel exemple d’implant fémoral 2 est présenté sur la figure 2A.
La Figure 4E présente une vue schématique d’un autre mode de réalisation de la bosselure 20 dans laquelle les flancs médial 208 et latéral 209 ont des courbures non parallèles dans un plan horizontal, et qui correspondent à une diminution de la largeur Ib de la bosselure 20 de la partie antérieure 42, vers la partie postérieure de l’élément d’appui 100. La largeur Ib de la bosselure est prise selon la section de la bosselure, donc perpendiculairement à sa génératrice et correspond à la largeur au niveau de la base de la section (ce qui est donc la largeur maximale de ladite section). Sur l’exemple illustré sur cette figure, le rayon de courbure maximal Rrnmax du flanc médial 208 a son centre Cm sur l’axe médio-latéral A2 à une distance Lmax/8 +/- 2mm de M, et le rayon de courbure minimal Rlmin du flanc latéral 209 a son centre Cl sur un axe A’2 parallèle à l’axe A2, mais décalé par rapport à ce dernier. L’axe A’2 est situé entre l’axe médio-latéral A2 et la partie antérieure de l'élément d’appui, avec la distance di entre l’axe médio-latéral A2 et l'axe A’2 qui est égale à Lmax/8, dans cet exemple.
La Figure 4F présente une vue schématique d’un autre mode de réalisation de la bosselure 20 dans laquelle les flancs médial 208 et latéral 209 ont des courbures non parallèles dans un plan horizontal, et qui correspondent à une diminution de la largeur Ib de la bosselure 20 de la partie antérieure 42, vers la partie postérieure de l’élément d’appui 100. Sur l’exemple illustré sur cette figure, le rayon de courbure minimal Rrnmin du flanc médial 208 a son centre Cm sur l’axe médio-latéral A2 a une distance Lmax/4 +/-2mm de M, et le rayon de courbure maximal Rlmax du flanc latéral 209 a son centre Cl à la verticale de Cm sur un axe A’2 parallèle à l’axe A2, mais décalé par rapport à ce dernier. L’axe A’2 est situé entre l’axe médio-latéral A2 et la partie antérieure 42 de l’élément d’appui, avec la distance d, entre l’axe médio-latéral A2 et l’axe A’2 qui est égale à Lmax/4 +/- 2mm, dans cet exemple.
Dans ces deux modes de réalisation des figures 4E et 4F, la bosselure est à flancs médial
208 et latéral 209 divergents vers la partie antérieure 42 de l’élément d’appui 100. La largeur de l’échancrure intercondylienne 10 et sa forme étant adaptées à celles de la bosselure 20 pour permettre un contact, à la fois, entre le flanc médial 208 de la bosselure 20 et la partie 108 du condyle médial 8 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10 et entre le flanc latéral
209 de la bosselure 20 et la partie 109 du condyle latéral 9 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10 lorsque l’implant fémoral est en position d'appui sur la surface supérieure 41 de élément d’appui 100 et se déplace en flexion depuis une position d’extension jusqu’à une position de flexion maximale, et ainsi assurer le guidage du mouvement de l’implant fémoral 2, lors de ce déplacement fémoral, dans le cas d’un élément d’appui dont la bosselure est à flancs médial 208 et latéral 209 divergents vers la partie antérieure 42 de l’élément d’appui 100, un implant fémoral 2 adapté aura également une échancrure intercondylienne 10 délimitée par des parties 108 et 109 de condyles qui divergent vers la partie antérieure 52 de l’implant fémoral 2. Un tel exemple d’implant fémoral 2 est présenté sur la figure 2B.
Les choix de géométrie pour l’élément d’appui 100 illustrés par les figures 4A à 4F sont donnés à titre purement illustratif et bien d’autres choix de construction peuvent être adoptés par l’homme du métier, en fonction de la taille de la prothèse adaptée à la taille et au poids du patient sur laquelle elle doit être implantée. Les centres Cm et Cl peuvent notamment être placés dans la zone dite des centres telle quelle est illustrée dans la figure 4C, zone limitée par A2 en bas, une parallèle à A2 tangente au bord antérieur de l’élément d’appui en avant, une parallèle à A1 passant par M et une parallèle à A1 croisant A2 à une distance Lmax de M. La présence d’une bosselure centrale 20 qui s’étend dans un plan horizontal selon une génératrice courbe avec une concavité 180 orientée vers la cavité médiale 18 de l’élément d’appui 100, avec le flanc latéral 209 de la bosselure 20 qui présente un rayon de courbure qui est supérieur au rayon de courbure du flanc médial 208 de la bosselure 20, coopère avec l’échancrure intercondylienne 10, pour guider le déplacement du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19. Les dimensions de la bosselure centrale 20 et de l’échancrure intercondylienne 10 sont choisies pour assurer le contact entre la bosselure 20 et les condyles médial 8 et latéral 9 au niveau de cette échancrure intercondylienne 10, tout au long du mouvement en flexion lorsque l’implant fémoral 2 est en position d’appui sur la surface supérieure 41 de l'élément d’appui 100 et se déplace en flexion depuis une position d’extension jusqu’à une position de flexion maximale. Ainsi, le guidage du mouvement de l’implant fémoral 2 au cours de cette flexion est possible avec un déplacement de la zone de contact du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19 depuis la partie antérieure 42 vers la partie postérieure 43 de l’élément d’appui 100, ce qui correspond à un déplacement sur une portion d’arc de cercle de 15° +/- 5°.
De manière avantageuse, la cavité médiale 18 a, en vue de dessus, une forme ovoïde, comme illustré sur les figures 4A, 4B, 6A et 6B, le grand axe de l’ovoïde s’étendant selon l’axe antéropostérieur de la cavité médiale 18. La cavité latérale 19 a, quant à elle, généralement, en vue de dessus, une forme de type croissant, comme mis en évidence sur les figures 4A, 4B, 4D à 4F, 6A et 6B.
Comme cela ressort de ces figures, en vue de dessus, la surface supérieure 41 de l’élément d’appui 100 a la forme d’un haricot dont la zone concave 44 se trouve au niveau de la partie postérieure 43. La zone concave 44 favorise notamment la conservation du ligament croisé postérieur le cas échéant. L’extrémité postérieure de la bosselure 20 se trouve donc au niveau de cette zone concave 44.
Il existe une coopération entre la surface supérieure 41 de l’élément d’appui 100 et la face inférieure 700 de l’implant fémoral 2. Lorsque l’implant fémoral 2 est en appui sur la surface supérieure 41 de l'élément d’appui 100, il existe un contact entre la cavité médiale 18 et le condyle médial 8, un contact entre la cavité latérale 19 et le condyle latéral 9 et un contact entre la bosselure 20 et l’échancrure intercondylienne 10. Les figures 3 et 5 présentent l’implant fémoral de la figure 2B en appui sur la surface 41 de l’élément d’appui 100 de la figure 1 , dans deux positions différentes, respectivement en position d’extension (angle 0°) et en position maximale de flexion (angle 120°) de la prothèse de genou.
Dans l’exemple illustré sur ces figures, la bosselure 20 et l’échancrure intercondylienne 10 ont des formes congruentes qui s’emboitent avec jeu, comme cela ressort des figures 9A à 9C. Mais, le principe de l'invention est le même sans cette congruence, étant donné que le guidage est assuré par le contact maintenu tout au long du mouvement en flexion entre le flanc médial 208 de la bosselure 20 et la partie 108 du condyle médial 8 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10, d’une part, et entre le flanc latéral 209 de la bosselure 20 et la partie 109 du condyle latéral 9 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10, d’autre part.
Comme cela ressort de la figure 2A et de la figure 2B, l’échancrure intercondylienne 10, a en vue de dessous, une courbure orientée vers le condyle médial 8. En d’autres termes, la jambe médiale 108 (située côté condyle médial 8) de l’échancrure intercondylienne 10 a un profil concave, dans un plan horizontal et la jambe latérale 109 (située côté condyle latéral 9) a un profil convexe. En particulier, comme cela ressort des figures 9A à 9C, le profil externe de la bosselure 20 correspond exactement mais en creux et en miroir au profil externe de l’échancrure intercondylienne 10 qui séparent les condyles médial 8 et latéral 9. En particulier, comme cela ressort sur la figure 9B, dans un plan s’étendant perpendiculairement à la génératrice de la bosselure, le profil externe 201 convexe de la bosselure 20 et le profil externe 101 concave de l’échancrure intercondylienne 10 forment des arcs de cercle de rayons de courbure R20 et R10 respectivement qui sont sensiblement identiques.
Par ailleurs, le déplacement du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19, s’accompagne d’une rotation de ce dernier autour de son axe transversal, lors de la flexion de la prothèse. Ainsi, lors du déplacement en flexion de l’implant fémoral 2, le trajet d’un point qui suit l’échancrure intercondylienne 10 est plus court que le trajet que suit un point situé sur le condyle latéral 9 en appui dans la cavité latérale 19. Sur les figures 9A et 9C, les profils externes 201a et 201 b convexes de la bosselure 20 et les profils externes 101 a et 101b concaves de l’échancrure intercondylienne 10 ne sont pas des arcs de cercle, mais ont une forme ovoïde, car la coupe n’est pas prise perpendiculairement à la génératrice de la bosselure 20.
Selon l’invention, c’est la courbure de la bosselure 20 et les zones de contact entre cette dernière et l’échancrure intercondylienne 10 qui assurent, d’une part, la stabilité de la prothèse et d’autre part une cinématique conforme au mouvement naturel du genou, lorsque les éléments constitutifs (implant fémoral 2 et élément d’appui 100, notamment) de la prothèse de genou 1 selon l’invention passent d’une position d’extension à une position de flexion, et ce jusqu’à une position de flexion maximale. Selon l’invention, dans n’importe quelle position de la prothèse de genou 1 , l’implant fémoral 2 prend appui sur la surface supérieure d’appui 41 de l’élément d’appui 100, avec un appui de la surface de l’échancrure intercondylienne 10, sur la surface de la bosselure 20, ou plus précisément avec un appui au moins entre le flanc médial 208 de la bosselure 20 et la partie 108 du condyle médial 8 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10, d’une part, et entre le flanc latéral 209 de la bosselure 20 et la partie 109 du condyle latéral 9 qui délimite l’échancrure intercondylienne 10, d’autre part. Cela assure, à la fois, le guidage et la stabilité de l’élément fémoral lors de son déplacement relatif en rotation, le guidage et la stabilité n’étant pas dissociés. La figure 9B met en évidence le caractère congruent des deux profils externes de l’échancrure intercondylienne 10 et de la bosselure 20 avec contact ou la présence de jeu. Dans l’exemple illustré sur la figure 2B et les figures 9A à 9C, notamment, l’appui et donc le contact entre les deux profils externes de l’échancrure intercondylienne 10 et de la bosselure 20 se fait tant au niveau des parties 108 et 109 des condyles délimitant l’échancrure intercondylienne 10, qu’au niveau du sommet 210 du profil externe de l’échancrure intercondylienne 10. Lorsque l’échancrure est ouverte comme sur la figure 2, le contact entre les condyles 8 et 9 et la bosselure se fait au niveau des faces de cette dernière en 108 et en 109.
La bosselure 20 courbée permet d’assurer une rotation asymétrique des deux condyles médial 8 et latéral 9 : la bosselure 20 courbée permet de guider le mouvement en rotation de l’implant fémoral 2, le condyle médial 8 et le condyle latérale 9 suivant le guidage de l’échancrure intercondylienne 10 sur la bosselure 20 courbée, à la manière d’un train monorail qui suit la courbure de son rail central.
Ainsi, lorsque l’implant fémoral 2 est en position d’appui sur la surface supérieure 41 de élément d’appui 100 et se déplace en rotation (mouvement en flexion) depuis une position d’extension illustrée sur la figure 3 jusqu’à une position de flexion maximale illustrée sur la figure 5, l’échancrure intercondylienne 10 et la bosselure 20, de par leur forme, voire leur congruence, assurent le guidage du mouvement de l'implant fémoral 2 au cours de cette rotation avec un déplacement de la zone de contact du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19 depuis la partie antérieure 42 vers la partie postérieure 43 de l’élément d’appui 100. Ainsi, au cours du mouvement de la prothèse de genou 1 selon l’invention, le condyle latéral 9 de l’implant fémoral 2 décrit, en plus de sa rotation autour de son axe transversal, une rotation autour d’un axe vertical qui est situé côté médial qui traverse une zone comprise entre une parallèle à A2 passant par un point situé à une distance de 1/4Lmax de M+/-2mm dans la cavité médiale et une parallèle à A2 passant par un point situé sur A2 à l’extérieur de la cavité médiale à une distance de Lmax +/-2mm de M, et limitée en avant par une parallèle à A2 à une distance de 1/2Mmax et en arrière également à une parallèle à A2 à une distance de 1/2Lmax.
En particulier, la zone de contact du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19 se déplace selon une trajectoire courbe, comme cela ressort de la comparaison :
- des figures 4A et 4B, d’une part, qui présentent respectivement une vue de dessus de la surface 41 et une vue en coupe de dessus qui met donc en évidence les zones de contact 183 et 193 de la bosselure 20 et de l’échancrure intercondylienne 10 entre le flanc médial 208 de la bosselure 20 et la jambe médiale 108 de l’échancrure intercondylienne 10 et entre le flanc latéral 209 de la bosselure 20 et la jambe latérale 109 de l’échancrure intercondylienne 10, lorsque la prothèse de genou est en extension ; est matérialisée en grisé la surface de contact 300 avec l’implant fémoral 2, lorsque l’échancrure intercondylienne 10 est pleine et forme un pont de raccordement 170 entre les deux condyles comme dans la figure 2B et en hachuré la zone de contact entre les deux condyles médial et latéral lorsque l’échancrure intercondylienne est continue entre les deux condyles comme dans la figure 2B ainsi que lorsque l’échancrure intercondylienne est un espace vide entre les deux condyles comme dans la figure 2A.
- des figures 6A et 6B, d’autre part, qui présentent respectivement une vue de dessus de la surface 41 et une vue en coupe de dessus qui met donc en évidence les zones de contact 183 et 193 de la bosselure 20 et de l’échancrure intercondylienne 10 entre le flanc médial 208 de la bosselure 20 et la jambe médiale 108 de l’échancrure intercondylienne 10 et entre le flanc latéral 209 de la bosselure 20 et la jambe latérale 109 de l’échancrure intercondylienne 10, lorsque la prothèse de genou est en flexion maximale. Est matérialisée en hachuré la surface de contact 300 avec l’implant fémoral 2, lorsque l’échancrure intercondylienne 10 est pleine et forme un pont de raccordement 170 entre les deux condyles.
En particulier, il ressort de ces figures que le déplacement de la zone de contact 192 du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19 peut prendre la forme d’une portion d’arc de cercle d’environ 20°+/-5. Cette rotation se fait autour d’un axe vertical qui traverse une zone comprise entre une parallèle à A1 passant par un point situé à une distance de 1/4Lmax de M+/-2mm dans la cavité médiale et une parallèle à A1 passant par un point situé sur A2 à l’extérieur de la cavité médiale à une distance de Lmax +/-2mm de M, et limitée en avant par une parallèle à A2 à une distance de 1/2Mmax et en arrière également à une parallèle à A2 à une distance de 1/2Mmax. Il convient de noter qu’étant donné que le condyle latéral 9 se déplace dans la cavité latérale 19, l’axe transversal autour duquel l’implant fémoral 2 se déplace en rotation n’est pas fixe et connait un mouvement vers l’arrière en projection dans un plan horizontal.
La bosselure 20, de par sa courbure orientée vers la cavité médiale 18 (profil médial concave et profil latéral convexe, en vue de dessus), assure le guidage de l’implant fémoral 2, lorsque ce dernier est en rotation autour de son axe transversal et autorise un déplacement asymétrique des condyles 8 et 9. En effet, entre la position d’extension et la position de flexion maximale de la prothèse, la zone de contact 182 du condyle médial 8 se déplace seulement de quelques millimètres d’avant en arrière ou d’arrière en avant dans la cavité médiale 18, alors que la zone de contact 192 du condyle latéral 9 se déplace selon une trajectoire courbe, dans la cavité latérale 19, et ce depuis la partie antérieure 42, vers la partie postérieure 43 de l’élément d’appui 100, comme cela ressort, notamment des figures 3 à 6.
Ainsi, contrairement aux solutions proposées notamment dans le document US 2017/0189195, ainsi que dans la demande US 2010/036499 ce n’est pas la coopération des cavités et des condyles de forme sphériques avec emboîtement sphère dans sphère qui assure le guidage de la rotation, mais la bosselure centrale 20 qui coopère avec l’échancrure intercondylienne 10 de l’implant fémoral 2. Selon certains modes de réalisation, la bosselure centrale 20 et l’échancrure intercondylienne 10 peuvent être congruentes à la fois au niveau des flancs latéral 208 et médial 209 et éventuellement mais de façon non obligatoire du sommet 210 de la bosselure 20. Ceci facilite encore le contrôle du déplacement de l’implant fémoral 2. La congruence s’apprécie dans chaque position de l’implant fémoral 2 en appui sur la surface 41 de l’élément d’appui 100. C’est-à-dire qu'à chaque position de déplacement en flexion de la position d’extension à la position de flexion maximale, il existe un contact entre l’échancrure intercondylienne 10 et la bosselure 20, au niveau des flancs latéral 208 et médial 209 et éventuellement du sommet 210 lorsque l’échancrure intercondylienne 10 est pleine. Cependant, un jeu est présent entre les deux pièces, et en particulier au niveau de la bosselure 20, pour éviter le serrage entre les deux pièces. Il convient, également, de remarquer que dans les prothèses de genou 1 de l’invention, et comme cela est illustré sur les figures, il n’y a aucune butée, ni pion, ni ergot ni engrenage dans les cavités médiale 18 et latérale 19. Il n’y a pas non plus de méplats, ni d’angulations dans les cavités médiale 18 et latérale 19. Les condyles latéral 8 et médial 9 ont, chacun, un profil qui est en tout point convexe, c'est-à-dire qu’ils ne comprennent pas un changement brutal de courbure définissant deux profils convexes différents, comme c’est le cas, notamment, dans la demande US 2017/0189195. De même, les deux cavités médiale 18 et latérale 19 ont, chacune, un profil qui est en tout point concave, c’est-à-dire qu’ils ne comprennent pas un changement brutal de courbure définissant deux profils concaves différents, comme, notamment, c’est le cas dans la demande US 2017/0189195.
La bosselure 20 courbée et le fait que le profil externe de l’échancrure intercondylienne 10 épouse le profil externe de bosselure 20 courbée, au moins au niveau des flancs médial 208 et latéral 209 de bosselure 20 lors du déplacement en flexion de l’implant fémoral 2, permet à la fois une stabilisation transversale, une stabilisation antéropostérieure et une stabilisation rotatoire, le condyle médial 8 le condyle médial 8 (ou plus précisément sa partie 108 qui constitue une jambe de l’échancrure intercondylienne 10) de l'implant fémoral 2 étant bloqué dans la rotation par son contact avec les parties antérieure et postérieure du flanc médial 208 de la bosselure 20 courbée sur lesquelles il vient en butée.
Le long de sa génératrice, la largeur maximale Ib de la section de la bosselure 20 peut être constante tout le long de la bosselure. Il est également possible, comme dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 10B, que la largeur Ib soit décroissante de la partie antérieure 42 vers la partie postérieure 43 de l’élément d’appui 100. Dans ce cas, en cas de formes congruentes des profils externes de la bosselure 20 et de l’échancrure intercondylienne 10, la largeur de l’échancrure intercondylienne 10, est également décroissante de la partie antérieure 52 vers la partie postérieure 53 de l’implant fémoral 2. Pour permettre le mouvement en flexion, lorsqu’elle est pleine et forme un pont de raccordement 170 entre les deux condyles, la hauteur de l’échancrure intercondylienne 10 augmentera également de de la partie antérieure 52 vers la partie postérieure 53 de l’implant fémoral 2.
De manière avantageuse dans certains modes de réalisation de l’invention où l’échancrure intercondylienne 10 est pleine, et comme cela ressort notamment des figures 4A et 6A, le contact entre l’élément d’appui 100 et l’implant fémoral 2 se fait selon une zone continue 300 qui s'étend au niveau de la surface supérieure 41 de l'une à l'autre des cavités médiale 18 et latérale 19, en passant par la bosselure 20. En particulier, à chaque degré de flexion entre la position d’extension et la position de flexion maximale de l’implant fémoral 2, les zones de contact 182 et 192 respectivement des deux condyles médial 8 et latéral 9 dans les deux cavités médiale 18 et latérale 19 sont reliées par un isthme 202 correspondant à la surface de contact entre la bosselure 20 et l'échancrure intercondylienne 10 de l’implant fémoral. Plus précisément, l’isthme 202 est une surface isthmique qui suit le profil externe de la bosselure et s’étend donc, non seulement sur le sommet 210 de cette dernière, mais également sur ses flancs médial 208 et latéral 209.
Par ailleurs, la zone de contact entre la bosselure 20 et l’échancrure intercondylienne 10 se déplace d’avant en arrière sur la bosselure lorsque la prothèse 1 de genou plie de sa position d’extension complète (angle de 0°) à sa position de flexion maximale (angle de 120° ou plus). Le contact se fait sur les flancs de la bosselure (zone de contact médiale 183 au niveau du flanc médial 208 et zone de contact latérale 193 au niveau du flanc latéral 209), avec un déplacement d’avant en arrière de la zone de contact 193 sur le flanc latéral 209 de la bosselure 20. Le contact peut s’étendre au sommet 210 de la bosselure 20, lorsque l’échancrure intercondylienne 10 forme un pont de raccordement 170.
La surface de cette zone de contact 300, notamment continue, diminue de la position d’extension jusqu’à la position de flexion maximale. En particulier, en position de flexion maximale, la surface de contact du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19 est inférieure à la surface de contact d’une position à une flexion moindre, et peu même prendre dans certaines configurations la forme d’une surface presque linéaire. Lorsque le genou est fléchi au-delà de 120° la zone de contact du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19 est plus basse que lorsque le condyle est dans une position d’extension, comme cela est visible sur la figure 11 B, notamment.
Comme illustré sur la figure 8, selon une forme de réalisation préférentielle, les condyles latéral 8 et médial 9 ont, dans le plan sagittal, un profil externe qui est une spire dont le rayon décroit de façon continue (selon la définition mathématique : à chaque mm vers l’arrière, le rayon décroit de E). Les 2 profils des condyles médial 8 et latéral 9 ont la forme d’une spire ; La spire du condyle médial 8 est inscrite à l’intérieur de la spire du condyle latéral 9. Dans les exemples illustrés, la cavité médiale 18 présente une forme ovoïde, à petit axe médio- latéral et à grand axe antéro-postérieur. De manière préférée, cette cavité médiale 18 a dans le plan sagittal, une courbure antéro-postérieure correspondant à la forme du condyle médial 8 lorsque la prothèse de genou est en extension. De manière avantageuse et comme illustré sur la figure 10A, le profil externe 181 de la cavité médiale 18 épouse la forme du profil externe 82 du condyle médial 8 avec lequel il est en contact, lorsque la prothèse de genou est en extension (genou tendu droit correspondant à un angle entre le fémur et le tibia de 0°). Sur cette figure, tout comme sur la figure 7, le point bas 200 de la cavité médiale 8 se trouve en arrière de l’axe A2.
Il n’y a ainsi aucune mobilité antéro-postérieure dans la cavité médiale 18 lorsque le genou est tendu en extension complète. Dans cette position, selon une coupe sagittale présentée sur la figure 10A s’étendant selon le grand axe de la cavité médiale 18, le contact avec condyle médial 8, se fait sur toute la surface de la cavité. La figure 10B qui représente une coupe analogue à celle de la figure 10A, mais lorsque la prothèse de genou est en position de flexion correspondant à un angle de 120° met en évidence que le condyle médial 8 se déplace peu dans la cavité médiale 18. Ce déplacement qui a lieu de la partie postérieure 43, vers la partie antérieure 42, ou de la partie antérieure 42, vers la partie postérieure 43, est, de manière avantageuse, de 3 à 5 mm au plus. Cette mobilité correspond à la différence entre le diamètre antéropostérieur du profil externe 181 de la cavité médiale 18 et le rayon de courbure de la spire correspondant au profil externe 82 du condyle médial 8, dans cette position. Ce faible déplacement est autorisé par le fait que la cavité médiale a la forme en négatif du condyle médial 8 lorsque le genou est tendu à 0°, mais comme le rayon de la spirale du condyle médial 8 diminue légèrement lors de la flexion, il va se trouver dans une cavité de diamètre antéro-postérieur plus grand que lui à partir d’un degré de flexion de 45°. La présence de ce jeu confère un meilleur confort au patient.
Par ailleurs, pour un angle de flexion donné, dans le plan sagittal, les courbures des profils externes 82 et 92 des condyles médial 8 et latéral 9 sont inscrites dans les courbures des profils externes 181 et 191 des cavités 18 et 19 correspondantes, ce qui fait que les zones de contact 182 et 192 entre condyles et cavités sont des surfaces qui diminuent progressivement au cours de la flexion de 0 à 120° au fur et mesure de la diminution du rayon des spires des condyles médial 8 et latéral 9 dans le plan sagittal.
A l’inverse, la zone de contact 192 du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19 se déplace grandement d’avant en arrière, comme cela ressort de la comparaison :
- de la figure 11 A qui présente une vue selon un plan sagittal du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19, lorsque la prothèse de genou 1 est en extension ; et
- de la figure 11 B qui présente une vue selon un plan sagittal du condyle latéral 9 dans la cavité latérale 19, lorsque la prothèse de genou 1 est en flexion maximale. Concernant le condyle latéral 9 et la cavité latérale 19 la concavité de la cavité latérale 19 peut avoir son point le plus bas en arrière de l’axe A2 médio-latéral, le lieu des points de contact les plus bas depuis l’avant (position d’extension complète) jusqu’à l’arrière (position de flexion maximale) suivant la courbure de rotation du condyle parallèle au flanc 209 de la bosselure 10.
Il convient de noter que les éléments d’appui 100 et implants fémoraux 2 illustrés sur les figures correspondent à des prothèses pour un genou droit. Les éléments d’appui 100 et implants fémoraux 2 pour un genou gauche correspondent à leur symétrique dans un miroir.
Sur la figure 12 les autres parties d’une prothèse de genou 1 selon l’invention sont représentées, dans le cas d’une prothèse de genou dans laquelle l’élément d’appui est un insert articulaire 4. Dans un tel cas, l’élément d’appui 100 qui est un insert articulaire 4 vient s’interposer entre l’implant fémoral 2 et un implant tibial 3. L’implant tibial 3 comporte au moins un plateau 21 d’appui destiné à reposer par sa surface inférieure 212 sur l’extrémité du tibia, le cas échéant après résection.
L’insert 4 qui correspond à un élément d’appui 100 selon l’invention, quant à lui, prend appui par une face inférieure 45 sur la surface supérieure du plateau 21 de l’implant tibial 3. L’assemblage entre les deux peut se faire par emboitement réversible, notamment selon un encliquetage élastique, dans un logement 211 , situé sur la surface supérieure du plateau 21 comme représenté sur la figure 12.
L’implant tibial 3, quant à lui, comporte également une tige médullaire 240 d’ancrage s’étendant depuis la face inférieure 212 du plateau 21 et destinée à venir reposer contre une surface épiphysaire réséquée du tibia (non représenté).

Claims

Revendications
1 Prothèse totale de genou (1) comportant un implant fémoral (2) et un élément d’appui (100) pour l’implant fémoral (2), dans laquelle :
- l’implant fémoral (2) comporte deux condyles (8, 9), dits condyle médial (8) et condyle latéral (9) délimitant entre eux une échancrure intercondylienne (10), les profils externes des deux condyles (8, 9) qui font face à l’élément d’appui (100) étant de forme convexe,
- l’élément d’appui (100) est destiné à être positionné coté tibia et comporte une surface supérieure (41) sur laquelle sont aménagées une cavité médiale (18) de réception du condyle médial (8) et une cavité latérale (19) de réception du condyle latéral (9), lesdites cavités (18, 19) ayant un profil concave et étant séparées par une bosselure (20) s’étendant sur la surface supérieure (41 ) entre les deux cavités (18, 19), ladite bosselure (20) venant s’insérer dans l’échancrure intercondylienne (10) lorsque l’implant fémoral (2) est en appui sur la surface supérieure (41 ) de l’élément d’appui (100), avec la cavité médiale (18) vue de dessus qui a une forme ovoïde à petit axe médio-latéral et à grand axe antéro-postérieur, caractérisé en ce que, dans un plan horizontal, ladite bosselure (20) s’étend selon une génératrice courbe présentant une concavité (180) orientée vers la cavité médiale (18) dudit élément d’appui (100), ladite bosselure (20) présentant un flanc latéral (209) et un flanc médial (208) reliés par un sommet (210) qui définissent, ensemble, tout le long de la génératrice de la bosselure (20), une section dont le profil externe est convexe et, notamment, en arc de cercle, avec dans un plan horizontal, le flanc latéral (209) de la bosselure (20) qui présente un rayon de courbure qui est supérieur au rayon de courbure du flanc médial (208) de la bosselure (20), avec la présence d’aucun aplat ni d’aucune angulation entre la bosselure (20) et les cavités médiale (18) et latérale (19), l’implant fémoral (2) étant adapté à l’élément d’appui, de sorte que lorsque l’implant fémoral (2) est en appui sur la surface supérieure (41) de l’élément d’appui (100), il existe un contact entre la cavité médiale (18) et le condyle médial (8), un contact entre la cavité latérale (19) et le condyle latéral (9) et un contact, à la fois, entre le flanc médial (208) de la bosselure (20) et la partie (108) du condyle médial (8) qui délimite l’échancrure intercondylienne (10) et entre le flanc latéral (209) de la bosselure (20) et la partie (109) du condyle latéral (9) qui délimite l’échancrure intercondylienne (10) ; le contact entre la bosselure et les condyles (8, 9) au niveau de l’échancrure intercondylienne (10) assurant, lorsque l’implant fémoral est en position d’appui sur la surface supérieure (41) de élément d’appui (100) et se déplace en flexion depuis une position d’extension jusqu’à une position de flexion maximale, le guidage du mouvement de l’implant fémoral (2) au cours de cette flexion avec un déplacement de la zone de contact (192) du condyle latéral (9) dans la cavité latérale (19) depuis la partie antérieure (42) vers la partie postérieure (43) de l’élément d’appui (100), ce qui correspond à un déplacement sur une portion d’arc de cercle.
2 Prothèse (1) selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la surface supérieure (41) de l’élément d’appui (100) présente une largeur maximale située sur un axe médio-latéral A2 qui coupe les bords périphériques (308 et 309) des cavités médiale (18) et latérale (19) opposés à la bosselure (20), respectivement en des points M et L, la distance entre M et L étant égale à 2Lmax, les centres Cl et Cm des rayons de courbure du flanc latéral (209) et du flanc médial (208) de la bosselure (20) se trouvent dans une zone qui est un carré de côté égal à 2Lmax, s’étendant vers l’extérieur de la cavité médiale depuis un point situé à l’intérieur de la cavité médiale sur l’axe médio-latéral A2 à une distance de 14 de Lmax +/- 2mm de M, ledit carré étant coupé en son milieu par l’axe médio-latéral A2.
3 Prothèse (1 ) selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les flancs médial (208) et latéral (209) de la bosselure (20) ont des courbures parallèles, qui correspondent à des arcs de cercle concentriques, la surface supérieure (41) de l’élément d’appui (100) présentant une largeur maximale située sur un axe médio-latéral A2 et un axe antéro-postérieur A1 s’étendant perpendiculairement à l’axe médio-latéral A2 en coupant l’axe médio-latéral A2 en son milieu A et l’axe médio-latéral A2 coupant les bords périphériques (308 et 309) des cavités médiale (18) et latérale (19) opposés à la bosselure (20), respectivement en des points M et L, avec AM=AL=Lmax, les centres des rayons de courbure Cm et Cl du flanc médial (208) et du flanc latéral (209) étant confondus et situés sur l’axe A2 et sur un segment [M - 2 mm ; M + 2 mm], le rayon de courbure minimal Rrnmin du flanc médial (208) au niveau du point de transition entre le flanc médial et la cavité médiale et le rayon de courbure maximal Rlmax du flanc latéral (209) au niveau du point de transition entre le flanc latéral et la cavité latérale étant définis comme suit :
- Rrnmin du flanc médial (208) qui est compris entre 3Lmax/4 +/- 2mm et 7Lmax/8 +/- 2mm et est, de préférence, égal à 7Lmax/8 +/- 2mm, Rlmax du flanc latéral (209) qui est compris entre 9Lmax/8 +/- 2mm et 5Lmax/4 +/- 2mm et est, de préférence, égal à 9Lmax/8 +/- 2mm. Prothèse (1 ) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la largeur maximale Ib de la section de la bosselure (20) est décroissante le long de sa génératrice de la partie antérieure (42) vers la partie postérieure (43) de l’élément d’appui (100). Prothèse (1 ) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les flancs médial (208) et latéral (209) de la bosselure (20) ont des courbures parallèles, qui correspondent à des arcs de cercle concentriques. Prothèse (1 ) selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que, en vue de dessus, la surface supérieure (41 ) de l’élément d’appui (100) présentant une largeur maximale située sur un axe médio-latéral A2 et un axe A1 antéro-postérieur s’étendant perpendiculairement à l’axe médio-latéral A2 en coupant l’axe médio- latéral A2 en son milieu A et l’axe médio-latéral A2 coupant les bords périphériques (308 et 309) des cavités médiale (18) et latérale (19) opposés à la bosselure (20), respectivement en des points M et L, le centre des rayons de courbure du flanc médial (208) et du flanc latéral (209) se trouvant dans un carré de 1/2 Lmax de côté avec M qui est le centre du carré. Prothèse (1 ) selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que, en vue de dessus, la surface supérieure (41 ) de l’élément d’appui (100) présentant une largeur maximale située sur un axe médio-latéral A2 et un axe A1 antéro-postérieur s’étendant perpendiculairement à l’axe médio-latéral A2 en coupant l’axe médio- latéral A2 en son milieu A et l’axe médio-latéral A2 coupant les bords périphériques (308 et 309) des cavités médiale (18) et latérale (19) opposés à la bosselure (20), respectivement en des points M et L, le centre des rayons de courbure du flanc médial (208) et du flanc latéral (209) se trouvant dans un carré de % Lmax+/- 2mm de côté avec M qui est le centre du carré. Prothèse (1 ) selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le rayon de courbure minimal Rmmin du flanc médial (208) au niveau du point de transition entre le flanc médial et la cavité médiale a son centre Cm sur l’axe médio-latéral A2 en M, et le rayon de courbure maximal Rlmax du flanc latéral (209) au niveau du point de transition entre le flanc latéral et la cavité latérale a son centre Cl sur l’axe A’2, avec l’axe A’2 qui est situé entre l’axe médio-latéral A2 et la partie antérieure (42) de l’élément d’appui (100), avec la distance dl entre l’axe médio-latéral A2 et l’axe A’2 qui est égale à Lmax/8 +/- 2mm, ou bien le rayon de courbure maximal Rlmax du flanc latéral (209) a son centre Cl sur l’axe médio-latéral A2 en M, et le rayon de courbure minimal Rmmin du flanc médial (208) a son centre Cm sur l'axe A’2, avec l’axe A’2 qui est situé entre l’axe médio-latéral A2, et la partie postérieure (43) de l’élément d’appui (100), avec la distance dl entre l’axe médio-latéral A2 et l’axe A’2 qui est égale à Lmax/8 +/- 2mm.
9 Prothèse (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu’au niveau du point de transition entre le flanc médial et la cavité médiale, le rayon de courbure Rmmin coupe l’axe A2 sur un segment qui est compris entre 3Lmax/4 partant de M +/- 2mm et 7Lmax/8 partant de M +/- 2mm et le coupe, de préférence, en 7Lmax/8 partant de M +/- 2mm et, au niveau du point de transition entre le flanc latéral et de la cavité latérale, le rayon de courbure Rlmax coupe l’axe A2 sur un segment qui est compris entre 9Lmax/8 partant de M +/- 2mm et 5Lmax/4 partant de M +/- 2mm et le coupe, de préférence, en 9Lmax/8 partant de M +/- 2mm.
10 Prothèse (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la surface supérieure (41) de l’élément d’appui (100) a une circonférence qui présente une forme symétrique par rapport à l’axe antero-postérieur A1 .
11 Prothèse (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la surface supérieure (41) de l’élément d’appui (100) a une circonférence qui présente une forme non symétrique par rapport à l’axe antero-postérieur A1 , avec une circonférence latérale plus petite que la circonférence médiale.
12 Prothèse (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 , caractérisée en ce que la bosselure (20) est relevée vers la partie antérieure (42) et/ou vers la partie postérieure (43) de l’élément d’appui (100).
13 Prothèse (1 ) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que l’élément d’appui (100) constitue un insert articulaire (4) destiné à être interposé entre l’implant fémoral (2) et un implant tibial (3) destiné à être placé sur l’extrémité du tibia, le cas échéant après résection, ledit insert articulaire (4) comportant une face inférieure (45) destinée à être placée sur l’implant tibial (3), en particulier, par emboitement réversible dans un logement (211) situé sur la surface supérieure de l’implant tibial (3).
14 Prothèse selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que dans un plan frontal, le profil externe (101) de l’échancrure intercondylienne (10) est de forme concave, et l’échancrure intercondylienne (10) forme un pont de raccordement (170) sans discontinuité avec les deux condyles (8, 9), qui s'étend de la partie antérieure (52) de l’implant fémoral (2) à sa partie postérieure (53).
15 Prothèse selon la revendication 14, caractérisée en ce que dans un plan frontal, lorsque l’implant fémoral (2) est en position d’appui sur la surface supérieure (41 ) de l’élément d’appui (100) et se déplace en flexion depuis une position d’extension jusqu’à une position de flexion maximale, le profil externe (101) de l’échancrure intercondylienne (10) est congruent avec le profil externe de la bosselure (20).
16 Prothèse selon la revendication 15, caractérisée en ce que l’élément d’appui (100) est conforme à la revendication 4, c’est-à-dire que la largeur maximale Ib de la section de la bosselure (20) est décroissante le long de sa génératrice de la partie antérieure (42) vers la partie postérieure (43) de l’élément d’appui (100) et, du fait des formes congruentes des profils externes de la bosselure (20) et de l’échancrure intercondylienne (10), la largeur maximale de l’échancrure intercondylienne (10), est décroissante de la partie antérieure (52) vers la partie postérieure (53) de l’implant fémoral (2).
17 Prothèse selon l’une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que la section de la bosselure (20) a un profil externe (201 ) convexe de rayon de courbure R20 et la section de l’échancrure intercondylienne (10) a profil externe (101 ) concave de rayon de courbure R10, avec les rayons de courbure R20 et R10 qui sont sensiblement identiques, avec un jeu suffisant pour éviter le serrage entre l’implant fémoral (2) et l’élément d’appui (100) au niveau de la bosselure (20).
18 Prothèse selon l’une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce que le contact entre l’élément d’appui (100) et l’implant fémoral (2) se fait selon une zone continue (300) qui s'étend au niveau de la surface supérieure (41 ) de l’élément d’appui (100), de l'une à l'autre des cavités (18, 19), en passant par la bosselure (20). 19 Prothèse selon l’une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée en ce que les condyles (8, 9) ont un profil externe (82, 92) dans le plan sagittal, dont la génératrice est une spirale. 20 Prothèse selon l’une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisée en ce que la cavité médiale (18) a dans le plan sagittal passant par son grand axe- antéropostérieur une courbure correspondant dans le même plan à celle du segment de condyle médial en contact (8) avec ladite cavité médiale (18) lorsque l’implant fémoral (2) est en position d’extension.
21 Prothèse selon l’une des revendications 1 à 20, caractérisée en ce qu’en vue de dessus, la surface supérieure (41 ) de l’élément d’appui (100) présente une largeur maximale située sur un axe médio-latéral A2 et les cavités médiale (18) et latérale (19) ont leur point le plus bas qui est situé entre l’axe médio-latéral A2 et la partie postérieure (43) de l’élément d’appui (100).
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