5.1.4.1. Système de réopération de troisième intention MODULAR

5.1.4.1.1. La tige Modular complète la famille des tiges de réopération

La plupart des réopérations de prothèses de hanche rendues nécessaires par une dégradation constatée de l’ancrage, peuvent être résolues avec des implants légèrement rallongés, mais dont le principe de fixation est identique à celui de première intention. L'exemple typique est la famille SLR-Plus comparée à la famille SL Plus.

Il reste quelques cas où le capital osseux, sévèrement endommagé suite à deux opérations, ne permet plus d'obtenir un ancrage suffisant sur la moitié proximale du fémur qui ne peut supporter, à elle seule, toutes les contraintes d’un nouvel implant.

Les tiges de réopération moyenne SLR-Plus avaient déjà la plus grande longueur raisonnable pour une tige rectiligne. Toute longueur supplémentaire risquait de provoquer un conflit avec la courbure antérieure du fémur. Pour réaliser un ancrage plus profond que ces tiges SLR-Plus, la tige devait obligatoirement être courbe.

Le principe d'ancrage diaphysaire avec une section rectangulaire, utilisé pour les tiges SL-Plus et SLR-Plus ne pouvaient plus être appliqués car la préparation de la diaphyse, par des râpes trop rigides montées sur marteau coaxial, était trop risquée.

La diaphyse endommagée est souvent inapte à recevoir une tige courte dont la jonction de type conique impactée exerce trop de pression radiale et risque trop de fissurer la diaphyse.

La nécessité de développer un système dont la tige utilise au moins en partie une zone encore intacte de la diaphyse fémorale s'est imposée.

Un projet de tiges extra longues strictement rectilignes, comme l'étaient par exemple les tiges de Wagner, qui nécessitaient presque toujours de scier en deux la partie proximale de la diaphyse pour permettre à la zone d'ancrage rectiligne de la tige de se loger dans une partie distale de la diaphyse courbe, a été abandonné.

Le système MODULAR-Plus avec des tiges distales courbes, des parties proximales réglables en antétorsion sur 360°, un mode de fixation original dans l'os cortical et un mode de préparation par Alésoir Spiral, est un système particulièrement peu traumatisant et source de peu de complications comparé aux autres méthodes de réopération profonde. Il permet une reconstruction proche des conditions anatomiques.

Pour obtenir une zone d'ancrage de longueur suffisante, j'estime nécessaire que ce minimum de 10 cm de canal médullaire, dont l'os présente une solidité suffisante, soit parfaitement préparé, qu'il présente une surface conique dont l'axe curviligne doit correspondre à la courbure de la tige à implanter.

Le système de tiges Modular-Plus est le résultat de l'application des principes de l'Ancrage Géométrique aux tiges courbes dans un canal médullaire courbe ( voir l'Espace Courbe en Spirale Logarithmique ).

La surface de contact présente, dès l'implantation, de nombreux millimètres carrés de contact primaire avec le lit osseux. L'équilibre rapidement atteint grâce à l'incrustation, sous précontrainte, des 8 arêtes dans l'os cortical de la zone portante, permet à la tige de présenter, au bout de quelques jours, une stabilité suffisante pour une mise en charge partielle.

Cette tige étant destinée aux réopérations après deux ou trois échecs et le capital osseux étant en général fortement entamé, l'exigence de la Stabilité Primaire permettant la mise en charge précoce du patient n'est pas recherchée.

5.1.4.1.2. Les limites d'application

Le système de réopération profonde Modular-Plus nécessite une zone de corticale intacte d'une dizaine de centimètres. Pour que cette longueur puisse être parfaitement alésée et présenter une zone conique continue, il est exclu d'envisager la fixation dans le tiers distal et encore moins dans le quart distal.

Dans cette région, le fémur s'élargit en forme de trompette jusqu'aux condyles du genou et ne peut évidemment pas être traité par l'alésoir spiral. En conséquence, le système Modular-Plus ne peut pas être considéré comme une prothèse de reconstruction fémorale en cas de résection dépassant le milieu du fémur.

5.1.4.1.3. Mode de fixation original des tiges Modular Plus

Ce système comporte une jonction conique dans le lit osseux avec une surface de contact qui semble assez faible, si l'on ne considère que l'aspect de la coupe transversale, mais qui est beaucoup plus importante en réalité car le contact a lieu sur une grande longueur le long des 8 arêtes tranchantes qui sont en contact continu avec le lit osseux préparé avec précision.

La forme particulière de la section transversale de la tige Modular Plus comporte 8 points disposés sur un cercle pour définir les 8 arêtes longitudinales et 8 autres points légèrement rapprochés du centre de la section pour définir les rainures fraisées le long de la tige. Ces deux familles de points sont définies en coordonnées polaires locales dans le plan de section. Les paramètres définissant ces points dans la Base de Paramètres sont communs à toutes les sections du découpage le long de la tige.

Les faces internes de chaque rainure sont parallèles aux rayons du cercle, et donc s'opposent efficacement à la rotation de la tige dès l'impaction.

5.1.4.1.4. L'Emboîtement Ascendant est un grand avantage du système Modular

La propriété de l'Emboîtement Ascendant appliqué aux tiges MODULAR permet d'implanter la taille T+1 dans un canal médullaire préparé pour la taille T, sans aucune préparation supplémentaire.

La jonction de fixation qui recevra la partie proximale se trouve surélevée d'une quantité prévisible. La Longueur Osseuse Totale définie par le centre de la tête sera obtenue par la mise en place de l'une des 2 parties proximales.

Si le changement de hauteur de la jonction de fixation est excessif, après un test de reposition avec la partie proximale d'essai la plus courte, un léger travail supplémentaire d'alésage est possible pour permettre à la tige de descendre d'une quantité parfaitement visible et contrôlable afin de trouver la position intermédiaire souhaitée entre la tête positionnée avec la taille T et la tête positionnée avec la taille T + 1.

Toutes les positions en altitude peuvent être ainsi obtenues avec des corrections minimes.

L'observation du dessin obtenu par calcul, sur lequel toutes les tailles se trouvent superposées, montre qu'une troisième partie proximale plus longue est inutile pour obtenir la longueur totale souhaitée.

Je rappelle que dans le cas d'une réopération lourde, de troisième ordre, la précision de l'opération ne peut plus être millimétrique et quelques écarts millimétriques sont négligeables dans la mesure où la tension articulaire est prévue suffisante pour éviter des luxations trop faciles. Je trouve préférable de prévoir une tension légèrement supérieure à la normale au moment de la reposition.

A mon avis, lors d'une réopération de cet ordre, le patient ne doit pas espérer une égalité des membres inférieurs meilleure que le centimètre, la priorité absolue étant laissée à la stabilité.

Je pense qu'un excédent de longueur totale de l'ordre du centimètre, entraînant une tension articulaire un peu forte, en postopératoire immédiat, n'a pas beaucoup de conséquences, une normalisation de l'amplitude des mouvements se fera par la rééducation et la marche. Par contre, après une réopération aussi importante il n'est pas évident qu'une tension articulaire insuffisante se corrige naturellement.

5.1.4.1.5. Résistance à la rotation de l'ancrage distal curviligne

AD FAIRE UN DESSIN

Un puissant effet antirotatoire est obtenu spontanément du fait de la mise en place d'une tige courbe dans un lit osseux également courbe. Même en cas de légères différences de courbures, l'assemblage a une tendance naturelle à s'orienter pour que les deux courbures correspondent. L'alésoir spiral souple crée, dans le canal médullaire courbe, un lit osseux dont la courbure se trouve dans un plan. Comme la tige d'ancrage possède également une courbure inscrite dans un plan, ces deux plans s'orientent naturellement dans la même direction lors de l'insertion de la tige d'ancrage.

Dans la grande majorité des cas, la courbure antérieure du fémur se trouve inscrite dans le plan FTF ( Femur - Tibia - Foot ) ( Lexique, 6.1. ). J'ai vu, en de rares occasions au cours d'opérations, des courbures antérieures s'écartant nettement de ce plan FTF. Dans ces cas le réglage continu sur 360° de la partie proximale devient indispensable car ces écarts ne sont pas rattrapables avec des latitudes de réglage par grandes étapes fixes. Dans un cas pathologique avec grande déformation, il peut être nécessaire d'implanter la tige à près de 90° du plan FTF pour obtenir une reconstruction avec une antétorsion anatomique du col.(cas de participation réelle)

Indépendamment de la courbure antérieure, la forme de la section de la tige lui assure un excellent effet antirotatoire, les 8 facettes intérieures des 4 rainures, orientées dans le sens radial s'opposant à toute rotation dès que les arêtes se sont incrustées d'environ 0,1 mm, ainsi que détaillé § 5.1.4.2.2.

5.1.4.1.6. Propriétés de ce système modulaire

Les 12 tiges d’ancrage possèdent la propriété de l'Emboîtement Ascendant et se suivent comme si chacune d’elles était un extrait d’une seule et unique grande pièce courbe. Grâce au procédé de calcul des Tailles Optimisées, il m'a été possible de supprimer définitivement la nécessité de réaliser plusieurs longueurs de tiges pour un même diamètre, comme dans de nombreux autres systèmes modulaires, pour reconstituer une longueur osseuse totale souhaitée quand le lit osseux a été préparé.

Grâce à l'application du Principe d'Emboîtement Ascendant, je ne considère pas le diamètre d'une tige comme la donnée fondamentale pour le choix de la taille à implanter. Pour moi, il n'est pas question d'aléser cylindriquement le fémur à 16, 18 ou 20mm et ensuite seulement de poser la question de la hauteur à laquelle la tige va s'arrêter.

Ma priorité c'est la préparation idéale du canal médullaire pour tenir compte des épaisseurs nécessaires de corticale qu'il faut conserver intactes après alésage, et de la longueur suffisante de la zone osseuse qui participera efficacement à l'ancrage de la tige.

Les diamètres en milieu de tige varient de 12 à 25mm et de 10 à 20mm à la pointe environ. Avec 12 tailles seulement, les fémurs les plus fins comme les plus volumineux seront tous prothésés avec une excellente approximation des longueurs osseuses totales souhaitées.

La préparation par alésage conique vise à obtenir un lit osseux proche de l'idéal demandé par ce système sans s'occuper, dès le début de l'alésage, de la taille de tige qui sera définitivement implantée.

Par essais successifs des tiges d'essai, la longueur totale souhaitée peut être approchée. En continuant d’aléser, il est toujours possible de régler progressivement l'enfoncement de la tige.

Des modules proximaux S standard et L longs permettent d'obtenir toutes les longueurs intermédiaires. La longueur souhaitée peut donc toujours être reconstituée avec ce système.

5.1.4.1.7. Le système Modular Plus et les trois familles de jonction

Le système Modular malgré son nombre restreint de tiges est destiné à couvrir pratiquement toute la gamme des diamètres et des longueurs de fémurs.

J'ai trouvé indispensable de créer trois dimensions de jonctions pour couvrir la grande variation des tailles de patients de 1m40 à 2mètres, de 30 à 160 kilogrammes, et des canaux médullaires dont le diamètre proximal varie de 12 à 24 mm.

J'ai imposé pour la famille A une limitation pour des patients dont le poids ne dépasse pas 60 kilogrammes. La jonction des familles B et C sont suffisamment résistantes pour qu'il n'y ait aucune limitation de poids.

Il faut garder à l'esprit que les zones d'ancrage des douze tiges distales se suivent régulièrement de façon indépendante à la séparation des trois familles de jonction. Les longueurs de tiges et les diamètres grandissent régulièrement.

En ce qui concerne le principe d'ancrage, la planification et la préparation par alésage conique, l'Opérateur ne doit pas se soucier des familles de jonctions A B et C. Il doit tenir compte de l'épaisseur de sécurité ( 6 ) d'os cortical autorisé en tenant compte de l'explication détaillée de l'emploi des gabarits radiologiques et mettre en place la tige distale du plus grand numéro.

C'est pour cette raison que les tiges ont été numérotées de 1 à 12 sans interruption et que les familles de jonctions sont subdivisées en trois groupes A B et C compatibles avec quatre tiges chacune.

A l'intérieur de chaque famille, les pièces proximales Standard et Longues sont communes et interchangeables.

5.1.4.1.8. Intérêt de l'emboîtement ascendant

Le système Modular exploite au maximum les possibilités offertes par l'Emboîtement Ascendant. Malgré la nécessité de subdiviser les jonctions en trois familles, le système permet de réaliser une grande régularité dans l'augmentation des Longueurs Osseuses Totales . Cette régularité est mise en évidence dans la représentation graphique des contours superposés selon le principe de l'Emboîtement Ascendant.

5.1.4.1.9. Assemblage fiable par jonction multicône

J'ai mis au point une jonction autoblocante Multicône (R) qui donne une résistance mécanique analogue aux implants monobloc, confirmée par des tests d’endurance, selon les normes ISO. Cette jonction, avec tous ses composants sous précontrainte à grande surface, y compris la tête conique de la vis de précontrainte, tient compte des propriétés élastiques du Titane et élimine les micromouvements et les débris d’usure. Elle transfère progressivement les contraintes d’une pièce métallique à l’autre. Pour un compromis idéal entre résistance et encombrement, 3 familles de jonctions multicône définissent les 3 familles de pièces proximales et distales.

5.1.4.2. LES PARTIES DISTALES

5.1.4.2.1. La Jonction Conique Curviligne dans l'os

Comme toutes les prothèses destinées à être fixées dans l'os par le principe de l'Ancrage Géométrique, le système de tiges MODULAR Plus en respecte tous les principes.

Le principe d'Ancrage Géométrique* nécessite une fixation de type jonction conique entre l'implant et l'os sur une proportion notable de la surface de contact. Comme pour toutes les tiges satisfaisant ce principe, les tiges de la famille MODULAR semblent toutes extraites d'une même et unique tige que j'appelle " bloc-mère " et dont chaque taille serait un extrait. Bien entendu, ceci n'est qu'une image pour expliquer le principe. En réalité, ce découpage est obtenu par calcul pour chaque taille.

Le " bloc-mère", dont semblent être extraites les tiges Modular, satisfait grâce à une vision mathématique nouvelle les propriétés communément caractéristiques au cône de révolution et à la pyramide leur permettant de constituer des jonctions de type conique.

Le " bloc-mère " Modular est un volume constitué de la même façon qu'un cône mais autour d'un axe curviligne extrait d'une spirale logarithmique et non pas sur un axe rectiligne.

Ce volume possède toutes les propriétés du cône et l'une des propriétés des spirales logarithmiques étant la conservation des angles, en chaque point sa surface présente avec l'axe curviligne un angle constant. Pour constituer une jonction conique, la cavité osseuse doit être préparée en forme de cône à axe curviligne ayant les mêmes caractéristiques. La jonction conique curviligne est ainsi obtenue.

5.1.4.2.2. Historique des arêtes jumelées

La compréhension de la stabilisation de l'incrustation dans l'os des arêtes jumelées de la tige Modular découle par analogie de la méthode de mesure de la microdureté des matériaux.

J'ai pris connaissance à l'époque où je m'occupais de la Microscopie en France pour Carl Zeiss, d'un équipement permettant la mesure précise, sous microscope, de la dureté d'un matériau de petite dimension.

Le principe est le suivant : sous le microscope, on choisit l'emplacement du test puis, avec un montage définissant la force de pression, on enfonce une pointe en diamant dans le matériau. Cette pointe est un petit diamant taillé précisément en forme de pyramide à base carrée et dont les arêtes sont à 90°. La valeur de la dureté est calculée après mesure sous microscope des dimensions de l'empreinte pyramidale laissée par le diamant.

J'ai observé et j'ai déduit, pour en effectuer la transposition logique à un implant dans l'os, que l'enfoncement de la pyramide s'arrête quand la surface de l'empreinte s'est suffisamment élargie et qu'un équilibre est atteint.

Le principe de cette incrustation qui cesse automatiquement quand l'équilibre est atteint m'a conduit à concevoir le principe des arêtes jumelées à 90°. Une arête unique dont les facettes seraient inclinées à 90° ne permettraient pas une stabilité antirotatoire suffisante. Pour qu'une stabilité antirotatoire s'établisse, j'ai inséré entre les deux facettes à 90° une rainure dont les facettes en regard sont perpendiculaires à la surface dans laquelle ce groupe d'arêtes jumelées doit s'incruster. Ce sont les facettes intérieures qui présentent une puissante opposition au glissement ou à la rotation et ce sont les facettes extérieures des arêtes qui assurent l'arrêt de l'enfoncement.

Si l'ensemble des quatre arêtes jumelées est distribué sur un cercle, les facettes intérieures doivent être orientées de façon radiale. Ce principe est décrit dans mon Brevet consultable en 6.8.5.

Le principe des arêtes jumelées de la tige Modular se différencie fondamentalement des tiges d'ancrage à arêtes tranchantes comme la tige de Wagner.

5.1.4.2.3. Géométrie des 8 arêtes de la Modular

Les tiges d'ancrage du système Modular ont une forme de section légèrement rectangulaire. L'aplatissement est destiné à laisser une légère souplesse, de l'ordre du millimètre, dans la direction de la courbure antérieure de la tige. Sachant que le fémur présente également une légère aptitude à la déformation, l'ensemble de ces deux souplesses est utile pour compenser les petites différences de courbure entre la tige et le fémur provenant des variations de courbures des différents patients.

Géométrie en coupe. Malgré la section rectangulaire de la tige, les 8 arêtes sont distribuées sur un cercle pour garantir le contact simultané des 8 points de la section avec la préparation parfaitement circulaire obtenue par l' " Alésoir Spiral ". Ce contact simultané a lieu à tous niveaux de la tige dans la région de fixation active qui doit s'étendre sur 8 à 10 centimètres.

Géométrie longitudinale. Les 8 arêtes appartiennent sur toute leur longueur à une forme conique courbe définie géométriquement dans un Espace courbe en Spirale Logarithmique, seule géométrie permettant la conservation de l'angulation du cône le long d'une courbe. Tous les points de ces 8 arêtes s'appuient simultanément à la surface osseuse préparée. Cette propriété est loin d'être obtenue dans les assemblages préparés avec des fraises de diamètre fixe montées sur un axe à ressort, car cet axe n'établit aucune relation géométrique entre les différents niveaux de la diaphyse au cours de sa progression. L'axe d'une telle préparation est sinueux et incontrôlé de sorte que le contact avec l'implant n'a lieu en réalité qu'en quelques points.

voir brevet 6.8.5. en annexe.

INSERER SCHEMA DES ARETES

5.1.4.2.4. Le fonctionnement des 8 arêtes longitudinales

Les tiges d’ancrage distales de la Modular comportent 8 arêtes fines correspondant exactement, et sur une grande longueur, à la surface osseuse préparée par l’" alésoir spiral ".

Je connaissais déjà depuis plusieurs années la prothèse de réopération profonde de Wagner. Indépendamment de son absence de courbure qui nécessitait de scier en deux le quart proximal du fémur, il était connu que cette tige avait une fréquente tendance à l'enfoncement et tardait à s'ostéointégrer.

La préparation du fémur s'effectuait avec un alésoir conique rectiligne rigide. A ma connaissance, la préparation pouvait être approximative sans s'astreindre à une longueur minimale préparée. De toute façon, la préparation d'un canal courbe avec un alésoir rectiligne ne peut apporter de grandes surfaces rectifiées. Wagner comptait beaucoup sur l'incrustation dans les parois du canal des 8 arêtes longitudinales tranchantes pour compenser les irrégularités géométriques de la préparation.

INSERER SCHEMA EN COUPE DE LA DISPOSITION EN ETOILE DES 8 ARETES TRANCHANTES DE WAGNER

Dans la tige de Wagner, l'étude du fonctionnement d'une arête face à l'os montre que l'enfoncement n'est pratiquement pas ralenti du fait de son allure tranchante d'environ 12°. La surface osseuse qui devrait s'opposer à l'enfoncement n'augmente pratiquement pas lorsque l'arête progresse en profondeur. Cette surface résistante à l'enfoncement n'est pas la partie déjà enfoncée de la surface des facettes mais la projection de ces surfaces sur un plan perpendiculaire à la direction de l'enfoncement. Du fait de l'angle aigu de 12°, cette surface n'augmente pratiquement pas lors des étapes successives de l'enfoncement et n'empêche pas l'enfoncement de se poursuivre.

Tant que les surfaces en contact intime avec l'os ne sont pas suffisamment grandes la rugosité obtenue par sablage au corindon ne joue pas encore un rôle d'immobilisation.

Longitudinalement, chez Wagner, l'angle de chaque arête avec l'axe était de 1°, soit un angle total du cône de la tige de 2°. Compte tenu de l'angle de 12° des arêtes et de leur conicité, et d'une zone alésée sur environ 100 mm, une incrustation des arêtes dans l'os cortical de 0,1 mm correspond à une descente de la tige de 6 mm. Suite à ce phénomène, sont apparus 16 mm2 d'interface d'opposition à l'enfoncement des arêtes. Cette surface d'opposition est insuffisante et l'os cortical de cette surface d'opposition reste soumis à des pressions dépassant le Seuil de résorption par excès de contraintes. Ces zones ne sont plus dans le Domaine de Vitalité Osseuse et le phénomène de résorption a tendance à se poursuivre.

Dans la tige Modular, l'angulation des arêtes est identique, soit de 1° par rapport à l'axe. L'une des faces de chacune des 8 arêtes étant inclinée d'environ 45°, la comparaison ayant toujours lieu sur une zone alésée d'environ 100 mm, une incrustation des arêtes de 0,1 mm, avec une descente de la tige de 6 mm crée une surface d'opposition de 80 mm2, soit 5 fois supérieure à celle de la tige de Wagner.

A chaque incrustation supplémentaire de 0,1 mm, la surface d'opposition augmente de 80 mm2. Cette rapide augmentation permet à l'os de cette surface de ne plus être chargé au delà du seuil de résorption par excès de contraintes.

Cet enfoncement de la tige Modular permet à l'os en contact d'être en tous points rapidement dans le domaine de Vitalité Osseuse. La tige Modular cesse de descendre.

Pour cette raison, en fin d'implantation, il est raisonnable de prévoir un excédent de longueur osseuse de 8 à 10 mm, ce qui correspond à un léger excédent de tension.

Il est nécessaire de prévoir, après l'implantation d'une tige Modular, une décharge du patient de trois à quatre semaines car le principe de cette tige ne procure pas toujours la Stabilité Primaire normale obtenue avec les tiges SL et SLR Plus.

5.1.4.2.5. Etude de la courbure antérieure

Chaque taille de tige présente une courbure antérieure correspondant de très près aux courbures fémorales réelles. Des dizaines de comparaisons de gabarits radiologiques avec des radiographies de côté m'ont permis de déterminer l'amplitude de courbures.

Je précise que les tiges ne sont pas définies sur des arcs de cercle et n'ont pas de rayon de courbure constant. La courbure de chaque tige augmente régulièrement de proximal en distal et suit la forme d'une spirale logarithmique.

Les tailles successives de la série, étant toutes courbées et extraites mathématiquement d'une même et unique spirale logarithmique, présentent une courbure qui évolue régulièrement de la plus grande à la plus petite taille.

J'ai pu vérifier que la correspondance des courbures des diverses tailles de tiges avec la courbure des fémurs était excellente des très grands patients aux très petits patients.

Néanmoins, comme pour toutes les logiques énoncées au sujet des implants, ces correspondances doivent être considérées comme statistiquement excellentes et que, dans quelques cas, des écarts peuvent subsister. Le système d'implants doit être conçu pour présenter une tolérance suffisante aux écarts.

Les écarts de courbures, dus à l'activité et le mode de vie pendant la jeunesse des patients, restent dans le domaine où la tige d'ancrage d'une part, le fémur d'autre part, s'adaptent légèrement par leur élasticité de l'ordre du millimètre.

Les exemples extrêmes sont le fémur d'une femme, ayant toujours eu dans sa jeunesse peu d'activité physique et un poids léger, dont la courbure antérieure est faible, et le fémur d'un homme très musclé et très actif dans sa jeunesse dont la courbure antérieure est forte.

5.1.4.2.6. Proxicourbure anatomique sur les tiges distales

Les tiges distales du système Modular possèdent une courbure antérieure correspondant d'assez près à l'anatomie des canaux médullaires. Etant donné que les pièces proximales sont symétriques, j'ai trouvé nécessaire d'inclure, à la base de la Jonction Multicône de la partie distale, une légère inclinaison antérieure se rapprochant de la forme proximale en S du fémur. J'ai appelé cette inclinaison Proxicourbure.

Cette inclinaison, d'environ 3° par rapport à l'axe curviligne, est relativement faible. Dans un projet ultérieur ( Ana.Nova ), j'ai augmenté cette inclinaison à 6°.

5.1.4.3. LES PARTIES PROXIMALES

5.1.4.3.1. Les pièces proximales sont symétriques

Une partie proximale est orientable pour hanche gauche ou droite. Dans ce système modulaire, la partie proximale n'est pas réellement anatomique car le léger décalage en antérieur de l'axe du col par rapport à l'axe du tiers proximal du fémur n'est pas pris en compte. C'est seulement dans un projet ultérieur de système modulaire ( Ana.Nova ) intégrant les prothèses de première, seconde et troisième intention, que j'ai créé des parties proximales anatomiques gauches et droites avec, en plus, des variantes de longueurs de cols.

Pour des réopérations de troisième intention, il ne me semblait pas nécessaire en 1996 de rechercher une précision excessive, les opérations de réopérations profondes restant très difficiles et sortant un peu du cadre des reconstructions anatomiquement rigoureuses.

La partie proximale est prévue en 2 hauteurs (standard et long). Le modèle long offre une longueur totale intermédiaire entre 2 tailles de tige distale successives avec col court.

5.1.4.3.2. Graduation de l'antétorsion sur les pièces proximales

Des marquages indiquent des positions standard de l’antétorsion du col, mais un réglage fin et continu de l’antétorsion est possible après détermination de la stabilité optimale sur la prothèse de manipulation.

5.1.4.3.3. Les modèles mathématiques appliqués aux parties proximales

Les courbes de transition entre le haut du col et la direction de l'axe principal, c'est à dire la courbe du calcar, ont été obtenues par une approximation de l'orientation en chaque point de la courbe prise naturellement par les travées osseuses à l'intérieur du spongieux du col et par le calcar lui-même. Egalement, la courbure intertrochantérienne en chaque point est obtenue par cette modélisation.

5.1.4.3.4. Antétorsion du col choisie à 20°

Il est bien connu que par rapport à une position standard du fémur l'axe du col des patients semble être incliné d'environ 15° vers l'avant. Après une observation anatomique attentive, j'ai remarqué que l'axe naturel du col ne rencontrait pas exactement l'axe curviligne du fémur comme le laissait imaginer les radiographies de face. A la base du col, ces deux axes se trouvent à une distance de 6 à 8 mm.

Pour les parties proximales du système Modular dont la symétrie a été décidée pour diminuer le nombre de composants, j'ai préféré incorporer ce décalage sagittal de la tête d'environ 6mm dans l'antétorsion initiale de la pièce proximale. C'est pour cette raison que l'antétorsion initiale a été portée à 20° par rapport au repère de positionnement standard gravé sur les pièces proximales. De la sorte, la pièce proximale, qu'elle soit implantée dans un fémur gauche ou dans un fémur droit, est orientée à 20° de chaque côté quand le repère gravé est en position 0 par rapport à la tige distale.

Ce qui importe pour moi c'est que le positionnement du centre de la tête soit proche de sa position tridimensionnelle naturelle. Cette position de la tête est pour moi prioritaire par rapport à l'angle visuellement observé de la partie métallique du col.

5.1.4.3.5. Graduation des réglages d'antétorsion

La Jonction Multicône permet une orientation en continu sur 360° de l'antétorsion de la pièce proximale sur la tige d'ancrage distal. Il est exceptionnel d'être obligé de régler l'antétorsion sur plus d'une vingtaine de degrés par rapport à la position initiale de la pièce proximale dont le col est déjà à 20° . De part et d'autre de la gravure repérant la position standard, j'ai calculé des marquages à - 20°, - 10°, 0°, + 10°, + 20°. Cela permet de repérer lors de l'assemblage et de l'impaction avant l'implantation les orientations en antétorsion de 0° à 40°. Dans des cas exceptionnels, de grande déformation, tout autre réglage reste possible.

5.1.4.3.6. Section octogonale des pièces proximales avec tête à 20° de part et d'autre

Il est naturel d'être convaincu qu'une pièce proximale de section octogonale obtient par la suite une stabilité en rotation ou en torsion bien meilleure que si cette pièce était arrondie ou ovale, ceci ne fait aucun problème.

Le choix de l'inclinaison à 20 degrés des facettes de la partie proximale permet une évaluation de l'antétorsion sur la radio postopératoire car dans la position standard en position à 20 degrés d'antétorsion du col, le profil sur la radiographie, si la tige est de face et de profil, est parfaitement contrôlable et on se rend compte que la pièce proximale est bien orientée à 20 degrés.

AD FAIRE UN SCHEMA

5.1.4.3.7. Les courbes du calcar par la méthode des tirs de missile

Sur les pièces proximales de la tige Modular, la description de la surface située sous le col et reliant le corps de la pièce proximale au cône de jonction recevant la tête sphérique, est obtenue par une famille de 24 courbes. J'ai développé la définition de ces courbes en ayant à l'esprit la simulation de l'orientation des composantes cristallines de l'os cortical et des travées de l'os spongieux à l'intérieur du col au voisinage de la corticale.

Il s'agit typiquement de courbes de transition comme évoquées au paragraphe 3.6.2.. Chaque courbe relie, par étapes d'inclinaison calculée successivement, un segment proche de la verticale du corps à un segment correspondant de l'anneau situé sous la base du cône. Les courbes en " missile " partent tangentiellement et arrivent tangentiellement à ces segments. Comme la pièce proximale de cette prothèse est symétrique, chacune des courbes est décrite dans un plan vertical.

Dans l'os, comme dans le métal, ces courbes sous le col sont une modélisation et une approximation des forces de compression auxquelles les matériaux respectifs sont soumis.

5.1.4.3.8. Courbes intertrochantériennes

La surface intertrochantérienne située au dessus du col et reliant le haut de la pièce proximale à la partie haute de l'anneau à la base du cône est calculée de façon analogue. Contairement au calcar, il s'agit d'une approximation de la direction des forces de traction s'exerçant sur le matériau au cours des mises en charge alternées.

5.1.4.3.9. Inutilité d'une troisième longueur de pièces proximales

J'ai entendu plusieurs fois des demandes concernant des pièces proximales plus hautes que la version longue de chaque famille de jonction du système Modular.

Ces demandes proviennent de l'habitude de disposer, dans des systèmes concurrents, d'un plus grand nombre de pièces proximales. Cette variété était nécessaire car la position en hauteur ne pouvait pas être dominée méthodiquement. La Longueur Osseuse Totale souhaitée ne pouvait être définie avant son arrêt définitif par coinçage. La position en hauteur des tiges d'ancrage distal n'était pas définie par la préparation par alésage ou perçage.

Contrairement à cela, dans le système Modular Plus, le principe d'Emboîtement Ascendant et la préparation parfaitement conique avec l' Alésoir spiral permettent d'obtenir avec une précision suffisante toute position souhaitée de la tige d'ancrage. Les deux hauteurs de pièces proximales permettent de compenser par moitié l'écart de hauteur obtenu entre deux tailles consécutives de tiges d'ancrage, tel que présenté § 5.1.4.1.8.

Dans le système Modular, il faut toujours choisir la plus grande taille possible de tige distale et ne pas chercher à compenser avec une pièce proximale plus haute.

Du point de vue des risques une éventuelle pièce proximale de hauteur supérieure présenterait statistiquement un risque plus élevé de fracture de cône.

Le porte-à-faux provoqué par une distance plus grande entre le centre de la tête et la base de la jonction entre la tige distale et la partie proximale, et le rallongement du bras de levier provoquent davantage de contraintes sur la jonction. Compte tenu de ce risque supplémentaire, je déconseille formellement l'utilisation de parties proximales extra longues.

Si, en plus de cela, l'opérateur utilise des têtes à col extra long alors qu'il dispose de têtes à col long, dont l'augmentation de risques est négligeable, il augmente à nouveau de façon inacceptable la contrainte sur la jonction. Il y a une concurrence inutile avec la solution plus fiable obtenue en implantant une tige distale de taille supérieure.

Naturellement, comme pour toute implantation avec Emboîtement Ascendant, il est possible de réajuster, à toutes les positions intermédiaires entre une taille préparée et la taille suivante, la longueur osseuse totale en effectuant quelques tours supplémentaires avec l'Alésoir Spiral pour descendre la tige de quelques millimètres et d'obtenir ainsi la longueur totale osseuse la plus proche de l'idéal pour ce patient.

5.1.4.3.10. Rôle de la vis de précontrainte à tête conique

La vis de précontrainte est un complément important de fiabilité de la jonction entre les pièces distales et proximales du système Modular. Son principe est indépendant de la technologie multicône ou monocône de cette jonction. La fonction principale de la vis est d'effectuer de façon permanente une traction resserrant la jonction conique. Après serrage de la vis, les trois pièces distale, proximale et la vis elle même sont mises en précontrainte. Toute tendance à une séparation axiale et à des micromouvements est exclue.

La forme conique de la tête de la vis est destinée à empêcher toute tendance au desserrage grâce à la grande surface d'appui entre les pièces et la pression axiale exercée.

Une vis traditionnelle de serrage qui s'appuierait sur un siège plan disposerait de beaucoup moins de surface d'appui et pourrait probablement subir des micromouvements horizontaux par rapport à son siège d'appui, car il faut imaginer que l'ensemble du montage sera en permanence soumis à de puissantes flexions alternées.

La tête conique de la vis de précontrainte permet de prévenir définitivement les micromouvements horizontaux au cours des flexions.

5.1.4.3.11. Inutilité et risques des têtes XL et XXL

Je rappelle que le système Modular a été prévu pour des têtes prothétiques disponibles avec 3 longueurs de cols uniquement, col court, col moyen et col long. Les différences de longueur totale osseuse sont de l'ordre de 4 millimètres maximum. Si l'on désire une compensation plus importante pour ajuster la longueur totale osseuse, il faut procéder comme au paragraphe précédent et absolument éviter l'utilisation des têtes XL à col extra long et surtout XXL.

Ces têtes, réalisées la plupart du temps en matériau métallique et non en céramique, présentent une jupe tubulaire qui leur permet d'obtenir la longueur supplémentaire. Cette jupe qui déplace le cône de jonction à l'extérieur de la tête elle-même présente un diamètre supérieur au diamètre du col prévu à l'origine à la base du cône 14. Ce diamètre supérieur provoque une diminution importante de l'amplitude de pivotement, de l'ordre de 10 degrés dans toutes les directions et risque de faire un effet de levier en entrant en contact avec le bord de la partie creuse sphérique du cotyle.

Le risque de luxation est nettement augmenté et en tous cas le risque de conflit permanent avec abrasion du polyéthylène est également aggravé.

Je rappelle que j'ai fait une proposition auprès de l'AFNOR et du CEN, de norme européenne pour pratiquement prohiber l'utilisation des têtes présentant des jupes et de ne réserver cette solution que pour des cas extrêmes survenant en cours d'opération pour d'autres raisons et insolubles autrement.( Doc 6.7.2. , page 18, § 3.2.2. )

5.1.4.4.1. La prothèse Modular ne doit pas être utilisée comme enclouage médullaire

Suite à des cas d'enfoncement dont j'ai été informé et l'observation des radiographies correspondantes, il est apparu que la tige Modular était implantée comme un enclouage intramédullaire, la taille implantée étant de trois tailles plus petite que la taille idéale pour ce fémur. De toute évidence, l'Opérateur n'avait pas pris en compte l'information sur la planification et la technique opératoire de ce système.

Les tiges Modular sont à distinguer fondamentalement des tiges cylindriques ou des enclouages.

Le profil particulier comportant les 8 arêtes nécessite une préparation sur une longueur suffisante et ne doit, en aucun cas, conserver une mobilité tout le long du canal médullaire.

5.1.4.4.2. Un verrouillage est-il possible ?

Il m'a été demandé plusieurs fois de prévoir des tiges d'ancrage de la prothèse Modular avec un ou plusieurs trous destinés à recevoir des vis transversales de verrouillage. Ces demandes sont quasiment incompatibles avec le principe d'ancrage par jonction conique de ce système qui doit présenter une immobilité primaire mais pas nécessairement la véritable Stabilité Primaire. Il est nécessaire pour que la tige s'immobilise définitivement, qu'on ne l'empêche pas de descendre d'environ 1 cm pour que les surfaces en millimètres carrés en contact intime entre la tige et le canal préparé atteignent leur valeur d'équilibre.

J'avais à l'époque proposé l'éventualité d'une série de tiges d'ancrage permettant le verrouillage. Ces tiges ne devaient plus comporter les 8 arêtes longitudinales. Ces dernières devaient être remplacées par 4 chanfreins à environ 45° définis exactement par les 8 arêtes et le remplissage des rainures, la géométrie extérieure restant inchangée.

Un enclouage ou une tige verrouillée ne sont jamais tout à fait immobiles, et il reste toujours un jeu entre le trou et la vis de verrouillage. La tige ne doit présenter aucune géométrie agressive face à l'os. La version avec 4 chanfreins plats était donc envisageable.

5.1.4.4.3. Famille de longueur intermédiaire manquante

La décision a été prise au début du projet Modular de résoudre en premier lieu les difficultés les plus extrêmes et de s'occuper un peu plus tard d'une gamme de profondeur intermédiaire, car le changement de profondeur entre les tiges Modular et les tiges SLR Plus est important. Par la suite, il a été question de réaliser une série seulement raccourcie de trois centimètres en moyenne. Effectivement, la longueur des tiges Modular peut sembler grande pour des réopérations pour lesquelles la SLR est un peu insuffisante. Pour ces cas intermédiaires, l'utilisation d'une tige d'ancrage dont l'angulation totale est de 2° n'est pas idéale et j'ai préconisé une angulation de 2,8° justement intermédiaire entre l'angulation de la Modular et de la SLR. Cette angulation permettrait un doublement de la résistance à l'enfoncement.

Cette option nécessite une série d'alésoirs de 2,8° au lieu des 2° de la série longue.

5.1.4.5. PREPARATION DU FEMUR PAR ALESAGE

La préparation du fémur s’effectue avec un alésoir spiral conique souple. Il est nécessaire de disposer de 10cm de diap hyse fémorale dont l'épaisseur et la solidité permettront une préparation suffisante.

Il est possible de réaliser, avec cet instrument, une cavité courbe parfaitement conique destinée à l’autoblocage et présentant une courbure régulière, dans un seul plan, beaucoup mieux contrôlée qu’avec des instruments montés sur axe souple.

L’instrument, grâce à une pointe arrondie en forme d’olive, est orienté par la courbure de la corticale, et ne peut pas provoquer de sortie.

Le sens inverse de la spirale évite tout blocage en rotation normale et la coupe n’a lieu que si l’opérateur appuie fortement. Dès que l’appui cesse, l’instrument recule de lui même. L’alésoir doit s’enfoncer de 10cm après le début du travail pour obtenir 10cm de zone de fixation conique.

Autant que possible, il faut essayer de conserver une partie du fémur proximal, pour compléter l’ancrage distal et immobiliser la partie proximale.

Ce système modulaire, avec 12 tiges distales et 6 modules proximaux permet, en tenant compte de l’inversion Gauche / Droite, de constituer 48 prothèses différentes, pratiquement sur mesure et adaptées à l’anatomie.

5.1.4.6. COMPLEMENTS DE TECHNIQUE OPERATOIRE

les articles qui suivent ne sont en aucun cas destinés à se substituer aux brochures de technique opératoire fournies par le fabricant et approuvées par le Professeur Zweymüller. Il est normal que ces brochures, qui auraient été alors trop encombrantes, ne traitent pas dans le détail toutes les astuces et réflexions qui ont pu apparaître au cours de la conception du système et parfois au cours d'expérimentations cliniques.

5.1.4.6.1. Détermination radiologique du diamètre de l'ancienne tête

Il est très utile, avant une réopération, de connaître avec une bonne probabilité le diamètre de la tête en place. Il est rare que l'information sur le diamètre de la tête et plus généralement sur le modèle et la taille de la prothèse soit connue du patient ou disponible dans son dossier.

J'ai réalisé un gabarit radiologique de détermination des diamètres de têtes A COMPLETER

INSERER GABARIT DES TETES

CONSEILS D'USAGE DES GABARITS

Verwendung der Röntgenschablone mit Diaphysendickenkontur

Lors des radiographies de face et de profil, la taille de l'alésoir hélicoïdal à utiliser et la famille probable d'implants « MODULAR » ont pu être déterminées à l'aide des gabarits d'olive (1). Les gabarits radiologiques présentent également un contour extérieur rouge de la corticale (2), la distance par rapport au contour de perçage (3) est de 3 à 4 mm.

Lors de la fixation des gabarits, la ligne (4) du centre de la tête M doit être placée à proximité du niveau prévu. De cette façon, vous obtenez la bonne hauteur de gabarit.

A l'aide d'un crayon, marquer sur la radiographie le niveau (5) auquel la diaphyse ne présente plus aucun dommage de la prothèse précédente et qui constituera le début de la zone de fixation solide du module distal.

Choisir une taille de gabarit dont les contours rouges (2) ont une largeur (+/- 1 mm) proche du diamètre extérieur de la diaphyse au début de la partie intacte ou implantable qui vient d'être repérée.

L'épaisseur corticale indiquée par le gabarit en ce point (6), entre le contour rouge (2) et le contour du foret (3), correspond à l'épaisseur corticale restant après l'alésage.

La partie de l'os qui dépasse vers l'intérieur au-delà du contour du foret (7) est retirée à l'aide de l'Alesoir Spiral.

Le contour d'alésage, qui est beaucoup plus distal, s’éloigne de la corticale vers l’intérieur. Le niveau de cette intersection (8) correspond à l'extrémité de la préparation conique distale. Marquez cet endroit.

La zone (9) située en dessous de ce niveau n'est plus préparée en forme conique et n'est donc pas porteuse.

La distance entre les deux niveaux marqués (5) et (8) indique la valeur utile de l'alésage progressif et peut être mesurée avec les graduations de mesure agrandies 1,15x du gabarit. La préparation conique doit être de 10 à 12.

La taille réellement à implanter prend en compte la correction du grossissement (-1,+1...), (se référer au gabarit de tête).

INSERER RADIO AVEC GABARIT

INSERER DESSIN EXPLIQUE DU GABARIT

INSERER PHOTO DES 4 ALESOIRS BLEUS

TECHNOLOGIE DE L'ALESOIR (ANGLES ... )

Pour une réopération aussi profonde, il m'a semblé nécessaire d'abandonner, pour la préparation du lit osseux, les râpes traditionnelles. Je n'ai pas trouvé de compromis acceptable entre, le nombre de dents des râpes ( 4.4.5. ) permettant de détacher des copeaux sur une aussi grande longueur, et le risque permanent que provoqueraient, dans un fémur déjà largement endommagé, les chocs nécessaires pour détacher simultanément des centaines de copeaux. Il m'a donc fallu mettre au point une méthode et un instrument de rectification du lit osseux sans impaction violente.

La découverte de l'alésoir conique souple m'a permis de résoudre cette exigence d'une préparation non traumatisante.

Alésoirs par familles de 2.A DEVELOPPER.

Marques de profondeur sur les manches et choix des tailles.

Des marques de profondeur en forme de bagues sont disposées sur le manche de chaque alésoir et indiquent le niveau qui sera atteint par le haut de la pièce proximale standard correspondante. La position de ces bagues est exacte car les alésoirs et leurs manches sont calculés en même temps et par le même programme que les tiges distales.

L'alésoir constitue donc, au cours de la préparation, une première prothèse d'essai et permet de lire quelle taille de tige sera a implanter.

La Réserve d'Impaction est prise en compte dans l'alésoir spiral.A DEVELOPPER*

Conseils techniques pour l'alésoir.A DEVELOPPER

Communication des utilisateurs, propositions de constitution d'exemples commentés.A DEVELOPPER

AD faire paragraphe indépendant pour principe mathématique.

----

Implant suivant :Tiges AnaGeo projet

Table des matières