Questions sur la prothèse

A. Les possibilités de chirurgie alternative à la PTH

a. La chirurgie conservatrice:

Elle est de moins en moins pratiquée au fur et à mesure que les prothèses progressent. La correction d’un défaut anatomique, par une butée ou une ostéotomie de hanche, peut retarder l’évolution arthrosique dans des cas précis.

Les suites de ces interventions sont longues et imposent un tri très sévère. Notamment il faut faire un scanner pour diagnostiquer des pincements mêmes très localisés qui sont facteurs de mauvais résultats.

b. Les arthroplasties à cupule.

Elles correspondent à la remise au goût du jour de techniques anciennes, «ancêtres » des PTH. Elle ambitionne de sacrifier moins d’os. Mais il existe un risque d’échec fémoral (bascule de la cupule fémorale) et les voies d’abord utilisées sont plutôt maxi invasive. L’économie osseuse est donc uniquement fémorale, là où justement les échecs sont très rares.

Des publications récentes ont révélé des complications potentielles sérieuses en réaction aux particules métalliques, avec l’utilisation de têtes prothétiques de grand diamètre, que ce soit avec ces arthroplasties à cupules ou sur des prothèses totales. Certains modèles ont été retirés du marché.

Double cupule de resurfaçage type BHR (2)
Double cupule de resurfaçage type BHR

Double cupule de resurfaçage type BHR (1)

Arthrose post-traumatique, avec antécédents d'infection
Arthrose post-traumatique, avec antécédents d’infection
Arthroplastie par double cupule de resurfaçage
Arthroplastie par double cupule de resurfaçage

B. PTH : comment fait-on ? Principe de la technique chirurgicale

Une intervention complète est filmée au chapitre ASIA video de l’intervention

Voici les étapes.

1. La programmation permet de prévoir quel implant et quelle taille seront utilisés. Elle peut être réalisée sur des radiographies à échelle précise ou sur image numérisée, avec un logiciel spécial.

Planification par calque sur la radiographie
Planification par calque sur la radiographie
Planification par logiciel informatique
Planification par logiciel informatique

2. Abord de la hanche (plusieurs possibilités ont été évoquées au paragraphe de la technique ASIA)

3. Préparation du cotyle

4. Coupe du col du fémur et ablation de la tête. Calibrage du fémur pour fixer la tige porteuse du col et de la tête.

Luxation
A- Luxation

 

Coupe du col
B- Coupe du col

 

Préparation du col du fémur
C- Préparation du fémur

 

C. En quoi est la prothèse ?

a. Historique

La PTH à plus de 60 ans. Elle a beaucoup évolué dans sa forme, les matériaux utilisés, la fixation.

Judet 1948-1950
Judet 1948-1950 

 

Thompson 1950 | Moore 1952

En 1946, les frères Judet implantent la 1ère prothèse de hanche ; tête en acrylique et petite queue dans le col fémoral. D’autres modèles suivent, en raison des échecs par usure rapide ou bascule des implants dont la fixation était mal assurée.

De très nombreux modèles vont apparaître, en Europe et en Amérique. Certains ont plus marqué :

  • Prothèses fémorales de Thompson et de Moore, très longtemps utilisées dans les fractures du col du fémur
  • Prothèse totale de Charnley qui apporte deux progrès décisifs ; une fixation fiable grâce au ciment acrylique et le principe de « low friction arthroplasty », faible frottement entre les deux surfaces, grâce au Polyéthylène.
  • Les premières prothèses totales sans ciment ouvriront ensuite une nouvelle voie de recherche. (Porométal Judet 1970)
Charnley 1962
Charnley 1962

 

Müller 1970
Müller 1970

 

Porométal Judet 1970
Porométal Judet 1970

 

b. Les matériaux

1. Les tiges fémorales

i. A cimenter : elles sont habituellement en Chrome Cobalt ou en acier inox, avec une finition polie brillant, comme un miroir.

ii. Sans ciment : alliage de titane avec très forte proportion de titane (TA6V) avec finition rugueuse sur la totalité ou une partie de la tige, avec ou sans revêtement d’Hydroxy Apatite de Calcium (HAC) .

2. Les cupules cotyloïdiennes

i. A cimenter : La totalité de l’implant est en Polyéthylène à ultra haute densité (UHWPE). Des implants composites, dits metal-back ont été utilisés puis abandonnés dans les années 80.

ii. Sans ciment : Ce sont des cupules dites « Press fit » (adaptation en pression forcée), car le principe est un léger surdimensionnement de l’implant par rapport à la fraise de calibrage, pour permettre un blocage à force et une bonne stabilité immédiate (stabilité primaire). Le plus souvent elles sont faites de deux éléments ; une cupule métallique fixée à l’os et un insert emboîté dans cette cupule. C’est cet insert qui s’articule avec la tête fémorale. Selon les cas cet insert peut être en PE à ultra haute densité (UHWPE), en céramique ou en métal.

Cotyle sans ciment Metal back
Cotyle sans ciment Metal back

 

Céramique
Céramique/Polyéthylène

 

Polyéthylène revêtu titane
Polyéthylène revêtu titane

 

Des cupules particulières, dites à double mobilité, répondent particulièrement bien aux problèmes de hanches instables, potentiellement (patients porteurs d’affections neurologiques par exemple) ou objectivement (luxations récidivantes). L’invention en est due au Professeur Gilles Bousquet, à la fin des années 1970. La double mobilité entre tête et insert puis entre insert et cupule, permet une mobilité inégalée avant de risquer le déboitement. A long terme, une usure de l’insert peut être source de désadaptation entre cet élément et la tête.

 

3. La tête fémorale

i. De nos jours, la tige est rarement monobloc, avec une tête inamovible, obligatoirement du même métal (inox ou CrCo)

ii. Habituellement la tête est fixée sur le col prothétique grâce à un emboîtement conique, appelé cône morse. La fixation est stable. Cela permet de changer la tête seule en cas de besoin. Cela permet aussi de choisir le diamètre le plus adapté et également de jouer sur la longueur, grâce à une profondeur variable de l’emboîtement. Enfin différents matériaux existent : acier inox, alliage Chrome Cobalt, et plusieurs types de céramiques.

Le cône morse
Le cône morse

 

Tête Chrome Cobalt
Tête Chrome Cobalt

 

Tête Céramique d'Alumine
Tête Céramique d’Alumine

 

D. La fixation

a. La fixation cimentée

Une résine de méthylmétacrylate réalise une jonction intime avec la prothèse et avec l’os. C’est un matériau assez proche chimiquement du plexiglas. Cette résine à deux composants durcit en polymérisant en 10 à 15 minutes. Sur le versant osseux, le ciment doit pénétrer dans toutes les anfractuosités osseuses. Sur le versant prothétique fémoral, la surface métallique doit être la plus lisse possible, car ici la résine doit agir comme un moule précis et non comme un blocage.

b. La fixation sans ciment

Le blocage de la prothèse dans l’os nécessite un contact intime entre le métal et l’os. Un calibrage précis est requis, aussi bien pour la préparation du fémur que du cotyle. Cela permet un blocage à force de la prothèse qui assure la stabilité immédiate (stabilité dite primaire).
Cette stabilité va être renforcée secondairement par un phénomène de remodelage osseux. L’os va en quelque sorte « repousser » pour venir en contact parfait avec la prothèse, sans aucun espace (aucune interface) entre métal et os.

La qualité de la fixation sans ciment est améliorée par :

  • Une certaine rugosité à la surface métallique qui augmente la surface de contact. Le degré de rugosité varie beaucoup d’une prothèse à l’autre, en fonction des options techniques de sa conception.
  • L’utilisation du titane. C’est un métal remarquablement biocompatible et l’os manifeste une affinité très intéressante pour lui. Toutefois son utilisation n’est pas impérative et des prothèses sans ciment en cobalt chrome (CoCr) donnent également de bons résultats.
  • Un revêtement de surface en Hydroxyapatite de calcium (HAC). L’HAC est le principal composant minéral de l’os normal (ou du corail). De nombreuses expérimentations ont prouvé que l’HAC avait une propriété d’ostéoconduction ; c’est-à-dire qu’elle tend à guider la repousse osseuse au contact le plus intime du métal. Et le dépôt d’une fine couche (80 microns ou moins) d’HAC sur le métal semble améliorer la réhabitation osseuse.

E. La durée de vie de la prothèse (les couples de friction)

On estime aujourd’hui que 90 % des prothèses sont en place après 10 ans et environ 80 % après 15. Il faut souligner l’importance de la surveillance pour toutes les prothèses, avec des contrôles réguliers, par un chirurgien orthopédiste, sur un rythme de un à cinq ans. L’important est de faire régulièrement les contrôles. Le contrôle technique des véhicules est obligatoire tous les deux ans. Dans le cas des prothèses, aucun PV n’est prévu, mais ces contrôles sont bien plus importants. Et il faut savoir que la douleur n’est pas un bon signe d’alerte, car elle survient souvent à un stade de dégradation avancée.

PTH de Mac Kee
PTH de Mac Kee 1989

 

descellement méconnu
1993 descellement méconnu

 

1993 descellement méconnu
1999 énorme descellement

 

On appelle couple de frottement, la paire formée par la tête fémorale et la surface de glissement du cotyle. Diverses possibilités se présentent:

  • Le Polyéthylène

Certains le pensent totalement dépassé. Mais même si objectivement ce matériau moins dur est plus sujet à l’usure, pas mal de prothèses très classiques, à tête inox et cotyle PE, traversent les années sans dommage. (des longévités de 20, 25 voire 30 ans ne sont pas exceptionnelles). La qualité de fabrication du PE et ses caractéristiques physico chimiques ont été très améliorées et les grands fabricants sont à même d’assurer une qualité optimale constante. Ce matériau possède une qualité unique qui est la capacité à amortir les contraintes avant leur transmission à l’os, ce qui est très favorable à une fixation durable. Ce sont les phénomènes d’oxydation qui aboutissent à la dégradation du matériau. La fabrication sous vide d’air, les techniques de réticulation ou « cross linking » et maintenant l’apport de vitamine E, réduisent ou suppriment cette oxydation et protègent de cette dégradation.

PTH cimentées : aucun descellement au recul  de 25 ans
PTH cimentées : aucun descellement au recul de 25 ans

 

PTH cimentées : aucun descellement au recul  de 27 ans
À 27 ans

 

  • Le couple de frottement métal-métal.

Il a existé déjà dans les années 60. A cette époque, il a donné beaucoup d’échecs assez rapides, du fait des usinages trop imprécis. Prothèse Stanmore etc.

Prothèse de Mac Kee – Farrar 1960

Prothèse de Mac Kee - Farrar 1960

Depuis les années 90, il a connu un regain d’intérêt pour les PTH et surtout pour les arthroplasties à cupules. Les tolérances d’usinages actuelles ont supprimé les problèmes de « grippage ». L’usure est très faible. Cela permet d’utiliser des têtes de grand diamètre qui augmentent la stabilité. Mais des doutes ont toujours subsisté sur l’innocuité du cobalt et du chrome qui passent dans le sang. (Risque de cancers induits ?) Plus récemment, avec des têtes de grand diamètre, on a décrit des granulomes importants, produits par des conflits mécaniques (impingement), avec des évolutions cliniques inquiétantes. Ostéolyses massives, difficiles à traiter et parfois récidivantes.

  • La céramique.

Elle n’est pas non plus une nouveauté. Le français Boutin de Pau, l’a promue dès le début des années 70. Une tête en céramique d’Alumine a un frottement moitié moindre que de l’inox face au PE. Le gain est moins net par rapport au CrCo qui se polit très finement.

Couple Alumine - Polyéthylène
Couple Alumine – Polyéthylène

 

Le couple céramique-céramique est théoriquement inusable ou presque. Le matériau a une dureté importante (presque comme du diamant). Il est indéformable. Il n’a aucune élasticité.

Prothèse de Boutin – 1970
Prothèse de Boutin – 1970

 

Zircone – Zircone
Zircone – Zircone

 

Céramique delta
Céramique delta

 

Diverses sortes de céramiques ont été proposées :

  • L’alumine est la plus ancienne. Elle est largement utilisée.
  • La zircone pure est quasi abandonnée, au moins en France, après une série de rupture survenue au début des années 2000 et des usures anormales liées à des modification de la structure du matériau avec les années.
  • La céramique delta est plus récente, composée d’une grosse part d’alumine et d’un peu de zircone
Biolox alumine
Biolox alumine

 

Biolox delta
Biolox delta

 

Deux inconvénients de la céramique sont à connaître :

  • Un certains nombres de mobilisation (« descellements ») de cotyles ont été décrits (tout comme avec le métal-métal d’ailleurs). L’absence totale d’amortissement transmet peut-être des contraintes excessives à la jonction os-métal, avec dégradation tardive ?
  • Les ruptures de céramique existent. Elles sont rares, connues depuis les débuts et n’ont pas disparu. Les fabricants donnent des chiffres très faibles, de 1/1000 à 1/100 000 ! Cela ne correspond pas vraiment à l’expérience pratique des chirurgiens. Beaucoup n’ont posé que quelques dizaines ou centaines de prothèses céramiques, mais beaucoup se souviennent de plusieurs cas personnels de ruptures. Ces ruptures posent de difficiles problèmes techniques, car à côté de quelques gros morceaux faciles à récupérer, elles génèrent une « poussière » de minuscules fragments bien difficiles à nettoyer en totalité et qui ont un pouvoir abrasif considérable.

    La rupture est facilitée par un poids élevé, des activités physiques intenses, des chocs, mais elle reste hautement imprévisible.

F. Notre choix actuel

Au fémur la tige AURA EXCEPTION© est utilisée depuis presque 30 ans avec succès. Elle est en titane pur forgé qui offre une résistance exceptionnelle. C’est un implant très fiable. Les problèmes sont rarissimes et quand ils surviennent la tige est extractible sans difficulté majeure de part sa conception très étudiée.

Au cotyle notre choix actuel est parfois le cotyle EXCEED© et souvent le cotyle RM Pressfit© une cupule sans ciment en polyéthylène qui donne d’excellents résultats depuis plus de 15ans. Il est disponible aussi en polyéthylène hautement réticulé et dopé à la vitamine E.

Cotyle EXCEED ©

 

 

Cotyle RM Pressfit ©