CH672060A5

CH672060A5 -

Info

Publication number: CH672060A5
Application number: CH3996/86A
Authority: CH
Inventors: Michael Anthony Tuke; Michael Alexander Reyk Freeman
Original assignee: Finsbury Instr Ltd
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1986-10-07
Publication date: 1989-10-31
Also published as: GB8524823D0; GB8623617D0; GB2181354A; GB2181354B

Description

DESCRIPTION

L'invention concerne un implant orthopédique, plus particulièrement un implant destiné à venir en contact direct avec une partie osseuse adjacente, tel qu'un implant de hanche ou de genou.

L'utilisation pour remplacer ou renforcer tout ou partie d'un os dans le corps humain ou animal est bien connue, par exemple dans les opérations de remplacement d'articulation de hanche ou de genou. Dans tous les cas où l'implant, qui est habituellement en métal, est en contact avec la partie osseuse restante, il est important que les matériaux constitutifs de l'implant et de l'os soient compatibles et il est hautement souhaitable que l'os se greffe sur l'implant afin de conférer stabilité et résistance à l'articulation remplacée et de limiter la détérioration ultérieure de la partie osseuse restante.

Divers procédés ont été proposés pour favoriser l'intégration de l'implant avec l'os adjacent. Un procédé, qui est actuellement favorablement considéré, implique l'application sur une partie de la surface de l'implant, tel qu'un implant de hanche, d'un revêtement constitué de billes frfttées d'un métal identique à celui de l'implant ou compatible avec lui. Le but de ce procédé est de rendre la surface poreuse afin de favoriser la greffe osseuse à l'intérieur des pores. Toutefois, ce procédé présente plusieurs inconvénients, comme indiqué ci-dessous.

Tout d'abord, il est en soi difficile, et par conséquent onéreux, de fabriquer de tels implants avec une adhésion suffisante des billes sur la surface de l'implant. Le procédé d'application implique un chauffage important au voisinage du point de fusion des matériaux utilisés, ce qui peut affecter défavorablement les propriétés du matériau. Ainsi, parmi les matériaux couramment utilisés pour la fabrication d'implants, les alliages ou cobalt/chrome présentent des réactions défavorables lors du traitement thermique alors que les alliages au titane sont enclins aux problèmes de fatigue, et la présence de défauts superficiels, même minimes, peut avoir un effet considérable. Il n'est pas possible de régler la géométrie superficielle du produit revêtu de billes et il est donc impossible de fournir des implants de dimension précise et de porosité contrôlée. Le fait de réaliser un ajustage de précision de l'implant dans l'os avec une utilisation minimale des techniques de cimentation présente des avantages. Toutefois, un tel ajustage de précision ne peut pas être obtenu avec des implants ayant une géométrie de surface imprécise. En outre, des examens aux rayons X ont révélé que certaines des billes superficielles peuvent migrer à partir de l'implant et être noyées dans l'os, ce qui est clairement indésirable. L'utilisation de billes superficielles augmente également considérablement la surface totale du métal à nu au voisinage de l'os, par exemple d'un facteur pouvant atteindre la valeur 10. Par conséquent, les problèmes de toxicité intrinsèque entre l'os et l'implant sont considérablement accrus. En outre, la surface sur laquelle les billes sont appliquées est souvent plus élevée que la valeur idéale: ainsi, les billes ont été appliquées sur une zone relativement grande de la surface de l'implant avec les difficultés qui en résultent lors de la récupération de l'implant au cas où celle-ci devient nécessaire.

Les alternatives à l'utilisation de billes frittées comprennent la fixation externe, par exemple par la chaleur et par soudage de tampons de treillis, par exemple en titane, sur des parties de l'implant, ou le soudage de matrices rigides sur les côtés de l'implant. De tels tampons et matrices, appliqués séparément, sont facilement endommagés et sujets à la plupart des difficultés indiquées ci-dessus. On a également proposé des implants ayant des parties en creux peu profondes, de surface relativement grande, qui peuvent être remplies d'os en poudre dans le but de promouvoir la croissance osseuse, comme indiqué, par exemple, dans la demande de brevet européen N° 85 302 469.3. Toutefois, ces parties en creux peuvent bien se limiter à un effet superficiel en ce qui concerne l'encouragement de la greffe de l'os sur l'implant, en particulier dans le cas du traitement de patients âgés ayant des os malades.

La présente invention a pour but de fournir des implants capables d'assurer, lors de leur utilisation, une fixation relativement forte et réglable entre l'implant et l'os adjacent, de façon à faciliter l'utilisation de techniques d'ajustage de précision.

A cet effet, l'implant selon l'invention présente les caractéristiques spécifiées dans la revendication 1.

De préférence, les parties en creux ont une profondeur égale ou supérieure à l'intervalle entre les parties saillantes. Les parties saillantes ont, de préférence, une dimension transversale de 450 à 550 um, la valeur de 500 jxm étant particulièrement favorable. L'intervalle entre les parties saillantes est de préférence de 700 à 800 |xm, la valeur de 750 |im étant particulièrement favorable. La zone modelée peut être formée de façon telle que les parties saillantes res-sortent des surfaces qui les entourent avec les bases des parties en creux au niveau de ces surfaces, ou bien les parties saillantes peuvent être au niveau des surfaces qui les entourent avec les parties en creux implantées plus profondément que ces surfaces. Bien entendu, des configurations comprises entre ces deux extrêmes sont possibles, de même qu'une combinaison de ceux-ci.

L'implant peut être muni d'une ou plusieurs zones de surface modelées selon les emplacements où l'on désire obtenir une liaison ferme entre l'os et l'implant. Toutefois, il est avantageux de placer ces zones en des emplacements facilement accessibles, en prévision du cas où la liaison doit être rompue en vue de la récupération de l'implant.

On peut avoir recours à tout procédé approprié pour former les zones de surfaces modelées. Deux procédés appropriés à cet effet consistent dans l'usinage par dépôt électrolytique (parfois désigné par le terme de «érosion par étincelage») et l'usinage électrochimique. L'implant lui-même peut être constitué par tout matériau approprié, habituellement un métal, les matériaux les plus générale2

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ment utilisés à l'heure actuelle étant les alliages cobalt/chrome et les alliages de titane.

Après la formation des zones de surface modelées, on peut conférer à la surface extérieure de l'implant, comprenant les zones modelées, un fin revêtement de nitrure de titane, de préférence par dépôt en phase vapeur, afin d'améliorer la compatibilité de l'implant avec le corps dans lequel il doit être placé. On a trouvé que les revêtements en nitrure de titane présentent l'avantage d'une dureté accrue (en particulier pour les implants en titane ou alliage de titane) et/ou d'une réduction de la vitesse de production d'ions de la matière de base de l'implant (en particulier dans le cas des alliages cobalt/chrome).

On va maintenant décrire l'invention en détail, en donnant un exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel:

la figure 1 est une vue latérale d'un implant pour hanche, selon l'invention;

les figures 2 à 4 illustrent différentes positions des parties saillantes par rapport à la surface de l'implant.

Comme on le voit à la figure 1, un implant de hanche 1 comprend une partie de tige 2 présentant une section essentiellement circulaire sur toute sa longueur mais se rétrécissant à son extrémité inférieure, et une partie en saillie en forme de coin 4 de section aplatie se terminant à son extrémité extérieure par un col 5 surmonté par une tête à boule 6. Lors de l'utilisation, la tige 2 est destinée à être logée exactement à l'intérieur d'une cavité forée de manière précise dans le fémur alors que la partie en coin 4 vient se loger exactement à l'intérieur d'une fente usinée dans la partie supérieure épaissie du fémur qui subsiste après ablation du col du fémur. La boule 6 de l'implant fait saillie à partir du fémur et forme l'articulation de hanche avec l'alvéole munie d'une acétabule recouverte d'un revêtement de matière synthétique. Il est souhaitable qu'au moins la partie inférieure de la tige 2 soit ajustée de manière précise à l'intérieur de la cavité forée dans le fémur mais qu'elle ne soit pratiquement pas greffée sur la partie osseuse adjacente dans le cas où il est nécessaire de récupérer l'implant. Dans ce but, la partie inférieure de la tige 2 au-dessous de la ligne 8 peut présenter une surface hautement polie. D'autre part, il est souhaitable que la partie en coin 4 ait un bon ajustage par immixtion avec la partie osseuse qui l'entoure et qu'un contact maximal ainsi qu'une greffé se produisent dans cette région. A cet effet, la partie en coin 4 est munie d'une zone modelée 9. Cette zone modelée présente une série à séparation fine de parties saillantes 10 séparées par des parties en creux 12. Si désiré, une zone 11, représentée en trait discontinu, peut également être munie d'une zone modelée similaire.

Le modelage peut être obtenu par tout moyen approprié, après fabrication de l'implant, par exemple par usinage par électrodéposition ou par usinage électrochimique et le modelage fait partie intégrante de l'implant proprement dit. Le modelage peut fournir des

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parties saillantes 10 qui s'élèvent au-dessus du niveau normal de la surface 13, comme représenté à la figure 2, ce qui laisse des parties en creux 12 entre elles, dont les bases sont au niveau de la surface 13. En variante, comme représenté à la figure 3, les sommets des parties saillantes 10 peuvent être au niveau de la surface 13 avec les bases des parties en creux 12 placées au-dessous du niveau de la surface. Bien entendu, des configurations intermédiaires, telles que celles représentées à la figure 4, sont possibles.

Les parties saillantes représentées aux figures 1 à 4 ont une configuration cylindrique. De nombreuses autres configurations sont possibles. En particulier, les parties saillantes peuvent avoir une section carrée, plutôt que circulaire.

Il est hautement souhaitable que la hauteur x des parties saillantes 10 (c'est-à-dire la profondeur des parties taillées en creux) soit aussi grande ou plus grande que l'intervalle entre ces parties. Bien entendu, les dimensions des parties 10 et des parties taillées en creux 12 seront choisies de façon à conférer une résistance maximale à l'ajustage par immixtion entre l'implant et l'os adjacent. Ainsi, des valeurs convenables pour l'intervalle y sont comprises entre 200 et 2000 |im, de préférence de 250 à 1000 |im et plus particulièrement de 700 à 800 |xm, alors que le diamètre z des parties 10 peut être avantageusement de 200 à 2000 |im, de préférence 400 à 1000 |im et plus particulièrement 450 à 550 um. Des valeurs convenables pour la hauteur x des parties saillantes sont de 250 à 1500 p.m. On comprendra que l'utilisation d'un implant ayant une partie de surface modelée, comme décrit ci-dessus, permet une implantation précise avec ajustage par immixtion sans nécessiter de ciment. En raison du fait que le modelage est usiné dans la matière constitutive de l'implant, on est maître de la géométrie de surface et il n'y a pas de danger de détachement de particules de l'implant. L'usinage peut être effectué par des procédés impliquant un dégagement de chaleur minimal et on peut ainsi éviter des effets défavorables sur le matériau constitutif de l'implant. Les parties saillantes 10, tout en étant conçues pour favoriser le contact avec l'os et la greffe, n'augmentent pas la surface de contact métal-os plus que nécessaire. En outre, il est possible de régler la dimension des pores (c'est-à-dire l'intervalle entre les parties saillantes) de façon à obtenir un espace maximum pour la pénétration de l'os avec une quantité minimale de métal, ainsi que pour régler la profondeur de pénétration de l'os.

On peut réaliser de manière simple le positionnement précis des zones modelées en des emplacements qui sont faciles à atteindre en prévision du cas où l'on doit rompre le greffage pour la récupération de l'implant.

Bien que la description ci-dessus concerne un implant de hanche, on comprendra facilement que l'invention peut être appliquée à d'autres implants dans lesquels se produit un contact avec l'os, tels que les implants pour articulation de genou et les plaques utilisées dans d'autres parties du corps, telles que les coudes, les épaules et même les dents.

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1 feuille dessins

Claims

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1. Implant orthopédique, caractérisé en ce qu'il présente au moins une zone de surface, agencée dë manière à pouvoir, lors de son utilisation, être en contact avec une partie osseuse, cette zone ayant une configuration modelée composée d'une pluralité de parties saillantes ayant une dimension transversale de 400 à 2000 |im séparées les unes des autres par des parties en creux, l'intervalle entre les parties saillantes adjacentes étant de 250 à 2000 |im et la hauteur des parties saillantes étant de 250 à 1500 |im, les sommets des parties saillantes et les fonds des parties en creux étant chacun sous la forme d'une surface aplatie.

2. Implant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties saillantes ont une hauteur au moins égale à l'intervalle entre elles.

3. Implant selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les parties saillantes ont une dimension transversale de 450 à 550 um.

4. Implant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'intervalle entre les parties saillantes adjacentes est de 700 à 800 p.m.

5. Implant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est en métal.

6. Implant selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins une zone de surface modelée a une configuration obtenue par usinage, par dépôt électrolytique ou par usinage électrochimique.

7. Implant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la surface extérieure de l'implant, comprenant une ou plusieurs zones de surface modelées, est munie d'un revêtement de nitrure de titane.

8. Implant selon l'une des revendications précédentes, destiné à être implanté dans un fémur, caractérisé en ce qu'il comprend une tige et une partie cunéiforme aplatie surmontée par une tête à boule faisant saillie à partir de celle-ci.

9. Implant selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie cunéiforme aplatie est munie d'une zone de surface modelée.

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