4.10. Conception des Chanfreins tiges et râpes
4.10.1. Résumé
Dans le but de respecter rigoureusement les principes de l'Ancrage Géométrique dans la conception des tiges SL Plus, les chanfreins le long des 4 arêtes de la zone d'ancrage rectangulaire ont été définis mathématiquement.
Dans les tiges AlloClassic, les arrondis le long des 4 arêtes rectilignes avaient un rayon constant tout le long des arêtes et unique pour toutes les tailles, et le coin des dents des râpes AlloClassic était plus ou moins pointu et en tous cas non défini par le Concepteur.
Par souci de perfectionnement, j'ai considéré que les chanfreins des tiges SL Plus devaient respecter la géométrie conique de l'ancrage et varier régulièrement, en largeur, le long de chaque arête, et pour toutes les tailles de la série.
Pour les râpes SL Plus, que j'ai calculées et transmises à la production au micron près, surtout pour le coin des dents, j'ai introduit une différence de largeur entre le chanfrein de la tige et le chanfrein de la râpe au niveau correspondant telle que ce ne soit pas le chanfrein de la tige qui s'appuie partout au fond du chanfrein préparé par la râpe dans le lit osseux, mais que la portée primaire s'exerce essentiellement sur les bords des faces rectangulaires de la tige.
La surface de contact primaire de l'implant avec le lit osseux rectifié est augmentée par rapport aux tiges à arêtes non chanfreinées.
4.10.2. Relation entre les chanfreins de la râpe et les chanfreins de la tige dans les tiges SL Plus.
Dans la préparation corticale du fémur les dimensions des chanfreins aux quatre arêtes de la tige prothétique ont une importance particulière. La technologie d’obtention des chanfreins est détaillée plus bas.
La préparation osseuse avec les râpes des tiges SL Plus présente un chanfrein légèrement moins large que le chanfrein de la râpe correspondante de sorte que la surface oblique à 45 degrés du chanfrein de la tige ne vienne pas en contact mécanique sous pression avec le chanfrein préparé dans l’os avec la râpe.
Je trouve préférable que l’appui osseux ne se produise que sur les bords immédiats de la tige de part et d’autre du chanfrein c’est à dire de l’ordre de 1 à 3 mm tout le long du chanfrein et certainement pas sur la face du chanfrein. (dessin à faire AD )
De ce fait la tige de ZM se trouve étroitement serrée sur l’os cortical le long de 8 bandes longitudinales, chaque chanfrein ayant deux bandes de contact. C’est grâce à l’appui le long des 8 bandes de contact que l’on peut se rapprocher au mieux d'une répartition radiale des contraintes qui partent de la tige vers l’os dans 8 directions périphériques d’une section de la tige.
Egalement, les 8 bandes longitudinales permettent de minimiser de façon très efficace la descente précoce de la tige dans la diaphyse après une mise en place correcte comme indiqué dans le chapitre de la théorie du Domaine de Vitalité Osseuse.
4.10.3. Limitation de l'enfoncement par les râpes calculées
En effet, immédiatement après une implantation même satisfaisante et ressentie manuellement par l’opérateur comme intimement liée au lit osseux, la surface qui est strictement en contact avec l’os n’est pas encore très étendue et de ce fait seule une petite fraction de la surface l’os reçoit des contraintes importantes.
Ces contraintes transitoirement excessives entraînent dans les jours qui suivent une légère résorption de l’os et éventuellement une légère descente de 1 à 2 mm de la tige dans l’os jusqu’à ce que, du fait de la petite résorption, la surface de contact entre la prothèse et l’os se soit élargie.
La surface de contact est cette fois-ci suffisante pour que la jonction entre la prothèse et l’os se trouve dans le domaine de Vitalité Osseuse où l’implant est en cohabitation stationnaire avec l’os, qui ne se résorbera plus.
4.10.4. L’ostéointégration est facultative.
Je tiens à rappeler que la fixation géométrique d’une prothèse calculée en appliquant mes procédés, ne nécessite pas impérativement le secours de l’ostéointégration. Celle-ci est une chose très utile, très importante, mais que je ne considère pas indispensable.
Ce que je viens de dire est l’un des facteurs de grande réussite des prothèses à Ancrage Géométrique car la repousse osseuse ne se produit pas automatiquement chez tous les patients. Par exemple, les patients trop âgés, dont le métabolisme fonctionne au ralenti et dont la faible sollicitation des os du fait d’une activité restreinte et dont les canaux médullaires ont tendance à s’élargir, peuvent ne pas réagir positivement à la présence d’un implant.
Certains patients réopérés dont la prothèse cimentée a été extraite et dont la surface interne de la diaphyse a été inhibée par les composants toxiques du ciment qui restent sur place après des reprises, ou pour toute autre raison biologique, présentent également une ostéointégration déficiente. Chez ces patients, l’aptitude à la repousse osseuse de cellules à l’intérieur du canal médullaire est mauvaise et il faut que les tiges tiennent également chez ces personnes. Si on avait absolument besoin de la repousse osseuse, cette prothèse n’aurait de bonne réussite que chez les patients relativement jeunes.
4.10.5. Analyse des chanfreins
Je suis d’avis d’éviter le contact direct du chanfrein de la tige contre le chanfrein du lit osseux préparé, en raison de la présence absolument inévitable de débris et de copeaux dus à la préparation par la râpe qui sculpte une structure en escalier au niveau de chaque dent. Cette structure est laissée par les derniers mouvements de râpage, chaque course de la râpe se terminant toujours par un blocage et ne laissant jamais une surface lisse et « rabotée ». Ce n’est en aucun cas une rainure idéale obtenue par fraisage en atelier.
A cet endroit, la qualité géométrique de cette surface n’est précise qu’à quelques dixièmes de millimètre . En grattant avec une broche dans les coins de l’os préparé, l’opérateur peut aisément entendre le bruit de cette structure en marches d’escalier.
Ces débris, et des copeaux qui ne se sont pas détachés de l’os, trouvent leur place dans le petit intervalle laissé entre le chanfrein de l’os et le chanfrein de la tige grâce à la différence des chanfreins de la râpe et de la tige.
On peut évaluer à environ 9 cas sur 10 la situation où la tige, une fois impactée dans le lit osseux préparé selon ma méthode, ne descendra absolument plus et en quelques semaines, l’ostéointégration venant aider la fixation définitive.
Pour les quelques patients trop âgés ou dont la surface intérieure du fémur a été biologiquement endommagée par un ciment qui a séjourné de nombreuses années en place ou pour des patients très âgés dont la vitalité osseuse est devenue négligeable, les tiges à ancrage géométrique conçues de cette façon offrent une stabilité définitive après un maximum de descente de 2 mm et, du fait du contact intime entre l’os cortical et les 8 surfaces périphériques de la tige, la surface est telle que l’os ne se résorbera plus et que la prothèse ne s’enfoncera plus. Ce type de prothèse n’a pas besoin de façon absolue de l’ostéointégration.
4.10.6. Structure géométrique des chanfreins de la tige.
Les chanfreins présents sur les tiges présentent une largeur variable en continu et cette largeur s’élargit régulièrement de la pointe de la tige jusqu’à la partie proximale de la tige. Cette propriété est indispensable pour satisfaire mes principes de l’ancrage géométrique, et pour que la tige se comporte dans le moindre détail dans son fourreau osseux comme une jonction conique. L’élargissement du chanfrein est partout proportionnel à l’épaisseur antéro-postérieure de la tige. Des chanfreins de ce type n’auraient pas pu être établis d’une façon simple avec un logiciel de conception 3 D du commerce, qui ne peuvent appliquer, que des chanfreins de largeur constante sur une pièce métallique donnée.
Comme nous pouvons le voir par ailleurs, la forme principale rectangulaire de la tige avant l’application de l’algorithme de calcul des chanfreins est obtenue par un découpage en 100 niveaux dans le sens de la longueur.
Ce découpage est équidistant pour les tiges SL rectilignes, mais logarithmique sur un axe curviligne en spirale logarithmique pour les tiges courbes de la génération suivante comme la Modular.
Sur chaque section perpendiculaire à l’axe, correspondant à chaque niveau du découpage, le chanfrein est calculé dans un espace vectoriel local non orthonormé, en définissant, d’une part l’angle du chanfrein, par exemple 45 degrés, et d’autre part le côté du chanfrein en tant que pourcentage de l’épaisseur de la tige à ce niveau.
Ce pourcentage est donné par une donnée de la base de paramètres du système. Cette valeur est la même pour toutes les tailles de la série, mais se trouve automatiquement adaptée à chaque taille par le système des facteurs de croissance. La largeur du chanfrein est donc recalculée indépendamment à chaque niveau, tout le long de la tige et pour toutes les tiges de la série.
Pour satisfaire le principe de l’Emboîtement Ascendant, voir théorie chapitre 4.7.2., Si l’on prend deux tiges de taille consécutives de la série, les largeurs des chanfreins mesurées sur chacune des deux tiges à l’endroit où leurs sections ont la même épaisseur et la même largeur, la largeur des chanfreins est identique. De la sorte, deux tiges de taille successive peuvent être implantées dans l’os préparé avec la même râpe.
Il faut rappeler que le chanfrein reste d’une dimension relativement petite et ne peut avoir aucune influence sur la stabilité rotatoire de la tige une fois mise en place.
De toute façon, l’orientation de la râpe lors de la mise en place de la toute première petite râpe ou de la première râpe qui commence à avoir un contact avec l’os cortical doit être parfaitement surveillée car, avec des râpes impactées de façon coaxiale, l’orientation en antéversion se conserve à partir de la première râpe qui a fait son chemin.
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