5.1.2.1. Pourquoi perfectionner encore les tiges AlloClassic ?

C'est en 1991 que la demande m'a été faite de développer une nouvelle tige sans ciment rectiligne améliorant les performances de la tige AlloClassic que j'avais calculée en 1984.

Il était impératif de conserver la technique opératoire du Professeur Karl Zweymüller déjà pratiquée par des centaines d'utilisateurs.

La tige SL Plus résulte de l'intégration des améliorations conçues au cours des huit années séparant ces deux générations de prothèse.

Je devais préserver la continuité et la philosophie du système AlloClassic que j'avais calculé en 1984. Déjà la tige AlloClassic était entièrement " formulée " mathématiquement et calculée par ordinateur, et non " dessinée " à l'aide d'un logiciel graphique.

Pour permettre des améliorations notables, il m'a été nécessaire de refondre entièrement le logiciel ayant servi au calcul de la série AlloClassic. A partir de 1986, j'ai réécrit tous les programmes avec un nouveau langage informatique sous un nouveau système d'exploitation sur de nouveaux ordinateurs.

Dans cette version SL Plus, toutes les lignes droites de la géométrie de la série AlloClassic ont été supprimées. La nouvelle forme est constituée par des fonctions mathématiques courbes en trois dimensions dans le but d'améliorer encore la Stabilité Primaire, la Répartition des Contraintes et de viser la suppression des douleurs fémorales.

{{< figure src="/fr/produits_et_projets/5124_tige_zm1979.jpg" width="200" alt="Tige ZM 1979" >}} >Tige ZM 1979

Quelles améliorations ?

5.1.2.2. Nouvel équilibre de la fixation

Dans la tige SL Plus, l'amélioration de la Stabilité Primaire proximale est obtenue.

La répartition de la fixation de cette nouvelle tige SL Plus satisfait maintenant non seulement les défenseurs de la fixation distale mais également ceux qui accordent de l'importance à la fixation proximale.

Les orthopédistes reconnaissent maintenant que la fixation distale prépondérante laissait subsister quelques problèmes, mais que la fixation exclusivement proximale provoquait un taux de reprises élevé.

Aucune des modifications que j'ai apportées pour obtenir cette augmentation du rapport fixation proximale/fixation distale, n'altère la continuité du système AlloClassic mondialement reconnu.

Les implants AlloClassic s'écartaient un peu tôt du lit osseux dans la région du calcar. J'ai obtenu l'amélioration de la tenue proximale essentiellement par une nouvelle formulation mathématique de la forme médiale de l'implant, c'est-à-dire par une nouvelle courbe du calcar.

L'aileron trochantérien, important dans le système Zweymüller, participe à cette stabilité proximale et les angles et les effets de compression des facettes qui le composent ont été soigneusement réétudiées. Toutes les facettes respectent maintenant la Loi des Dérivées Positives. Dans la direction du grand trochanter, l'implant a une surface active plus grande.

5.1.2.3. Diminution des douleurs fémorales

Mon objectif était de réduire encore les rares douleurs fémorales résiduelles de la série AlloClassic qui toutefois disparaissaient après quelques semaines.

La forme de la nouvelle tige SL Plus, est entièrement composée de courbes fonctionnelles permettant une répartition contrôlée des forces et non de lignes droites comme dans ma série précédente AlloClassic. Cela procure une décompression très progressive de la corticale au voisinage de la pointe distale. La transition de la diaphyse prothésée à la diaphyse vide est douce.

Les douloureux épaississements corticaux dus aux répartitions trop discontinues des contraintes, acceptés il y a 20 ans, doivent devenir l'exception. Personnellement, je pense que les douleurs fémorales causées par les prothèses proviennent de mauvaises répartitions des contraintes, voire même de macromouvements réels de l'implant dans l'os.

5.1.2.4. Analyse des causes d'enfoncement des tiges Zweymüller de première génération

Il était connu que les tiges de première génération ( 1979-1985 ), ( à la création desquelles je n'ai pas participé ), s'enfonçaient fréquemment de 1cm et parfois plus au cours des semaines postopératoires, ce qui était considéré à l'époque comme admissible et pas catastrophique.

5.1.2.4.1. Discussion sur l'enfoncement après préparation insuffisante

Etudions le cas d'un enfoncement de 10 mm d’une tige sans ciment,dont l'angulation est voisine de 6 degrés. Cet angle correspond à une tangente d’environ 0.1, donc un élargissement diamétral de 1 mm correspond à un enfoncement de 10 mm.

Si une tige s’enfonce de 10 mm cela signifie que le diamètre du lit osseux autour de la tige, après la mise en charge, s'est trop facilement élargi d'environ 1 mm, donc que la préparation par la râpe était insuffisante et aurait dû être de 1 mm plus large pour que davantage de surface en mm2 d'os cortical soit rectifiée.

Ce fémur aurait dû être préparé avec plus d'insistance pour permettre l'implantation d'une tige de la taille supérieure.

Application aux valeurs exactes de la tige SL Plus : Je précise les éléments de la discussion précédente reliant l'élargissement et l'enfoncement : L’angle principal de la tige SL Plus, angle entre deux arêtes diagonalement opposées, en contact avec le cône localement exinscrit, calculé au milieu de la tige car il n'est pas constant, est de 5.679 degrés. Cet angle est différent de l'angle de face du contour, qui est de 5.501 degrés. L'angle antéro-postérieur est de 1.93 degré au milieu de la tige.

5.1.2.4.2. Discussion sur l'enfoncement après blocage sur rétrécissement en distal

Dans les cas que j’ai observés, plusieurs tiges Zweymüller première génération ( 1979-1985 ) se trouvaient bloquées prématurément sur les épaulements situés à l'extrémité distale de la zone d'ancrage, laissés par une préparation distale insuffisante du lit osseux par une râpe de longueur égale à la longueur de la tige.

Dans près d'un cas sur dix, la tige Zweymüller première génération, prématurément bloquée, pouvait pivoter autour des épaulements de la pyramide distale et provoquer des douleurs très importantes.

Pour éviter de laisser des épaulements osseux à la pointe de la tige après râpage, la râpe doit être légèrement plus longue que la tige correspondante. C'est cette préparation un plus profonde que j'appelle Réserve d'Impaction.

Dans certains cas, du fait de l’excès local de contraintes au voisinage de ces épaulements de pyramide, l’os a pu se résorber et la tige a pu atteindre une nouvelle position notablement plus basse, l’enfoncement a pu s’arrêter et l’ostéointégration a pu démarrer et s’établir. Des enfoncements centimétriques étaient encore admissibles.

Dans d’autres cas, le mouvement autour de ces épaulements de pyramide a provoqué des douleurs si importantes que des réopérations ont été nécessaires.

En France, plusieurs utilisateurs de prothèses de Zweymüller de première génération ont dû renoncer à les implanter à cause de ces douleurs provoquées, d’une part par la forme de la tige, d’autre part par absence de réserve d’impaction ou de réserve de repositionnement.

Avec les tiges SL Plus recalculées en 1992, les enfoncements centimétriques sont devenus rares car j'ai tenu compte, pour concevoir les râpes, de la Réserve d’Impaction, et du contour distal au voisinage de la pointe.

Ce contour distal que j'appelle Ogive Distale est une courbure progressive symétrique et non plus une pyramide distale présentant des épaulements assez brusques.

5.1.2.5. Le principe de l’Emboîtement Ascendant dans la tige SL PLus

L'Emboîtement Ascendant ( 4.7.2. ) permet d'évaluer à l'avance le nombre de millimètres dont le centre de la tête monte lorsque l'on remplace une taille ( prothèse d'essai en cours d'implantation ) par la taille immédiatement supérieure dans le même lit osseux correctement préparé pour obtenir la Longueur Osseuse Totale idéale.

La connaissance des intervalles permet de montrer qu'il est parfaitement possible de ne pas utiliser les têtes à col extra long XL ou XXL qui sont des têtes à jupe et d'implanter de préférence la taille de tige suivante, qui procure plus de sécurité en ce qui concerne l'implantation, et plus d'amplitude de débattement, ce qui diminue le risque de luxation. L'essai doit commencer avec une tête d'essai à col court.

5.1.2.6. Détails techniques sur les améliorations apportées par la tige SL Plus

La mise au point de ma méthode dite du Calcar-Polynôme-Deckner ( 4.1.2. ) m'a permis de traiter et de résoudre la plupart des problèmes résiduels de la tige AlloClassic. Dans le système Implant Descriptor, les paramètres de chacune des fonctions constituant le Polynôme du Calcar peuvent être ajustés indépendamment sans que les autres fonctions soient à paramétrer de nouveau.

La forme de l'AlloClassic correspondait exactement à la Forme de Base Pyramidale transformée seulement par la méthode des Corrections d'Epaisseur ( 4.8.2. ). Les quatre arêtes longitudinales de la zone d'ancrage étaient strictement des segments de droite et les faces médiales, latérales, antérieures et postérieures étaient strictement planes.

C'est cette géométrie précédente, que je considère maintenant comme plutôt primitive, que j'ai reprise néanmoins avec des dimensions et des angulations légèrement différentes pour constituer la Forme de Base Pyramidale des tiges SL Plus.

La partie rectiligne de la Forme de Base constitue dans les tiges SL Plus, le premier terme ( une droite de la forme Y = a X, donc de puissance 1 ) du Polynôme du Calcar.

Ce sont les termes suivants du Calcar-Polynôme contenant des fonctions exponentielles et logarithmiques, avec des puissances Réelles (non entières), qui définissent les compléments fonctionnels venant s'ajouter à la Forme de Base.

Les paramètres des termes suivants permettent de positionner et décaler, le long de l'axe, la zone où la fixation sera prépondérante ( 4.4.2. ), puis la zone, définie par la Fonction de Séparation ( 4.5.2. ), où les contraintes dans l'os devront très progressivement diminuer.

L'ensemble du Calcar-Polynôme-Deckner définit le contour médial complet de la tige, jusqu'à la pointe. Ce contour médial ne comporte plus du tout de zone rectiligne malgré la rectitude apparente à l'oeil nu.

Tous les termes du Calcar-Polynôme sont appliqués de façon symétrique pour définir le contour latéral de la tige. Ce contour latéral est modifié, dans la partie proximale, par l'intersection avec la fonction de l'aileron trochantérien qui est constituée par une droite dont la pente respecte la Loi des Dérivées Positives, donc le Principe d'Extractibilité.

Ce n'était pas le cas pour la tige AlloClassic dont l'aileron trochantérien était incliné dans un sens que je n'approuve plus car la Loi des Dérivées Positives n'était pas respectée dans cette zone.

L'aileron trochantérien de la tige SL Plus participe, y compris avec ses chanfreins à 45°, à la jonction conique de l'implant dans l'os, bien que à cet endroit une grande partie des contacts ait lieu dans de l'os spongieux.

Les surfaces antérieures et postérieures de la tige SL Plus ne sont plus strictement planes étant donné qu'elles sont composées des surfaces planes de la Forme de Base Pyramidale auxquelles est additionnée une fraction des courbes exponentielles provenant du Calcar-Polynôme.

A l'exclusion de l'Arc du Calcar lui-même, l'ensemble du Calcar-Polynôme définit les contours antérieur et postérieur proportionnellement au Facteur de Forme de la section transversale de la tige à chaque niveau du découpage. Ce Facteur de Forme varie régulièrement suite à l'application de la méthode des Corrections d'Epaisseur.

5.1.2.7. Les chanfreins de la tige SL Plus

Contrairement aux arrondis d'environ 1mm de la tige AlloClassic, les chanfreins de la tige SL Plus sont définis précisément par le programme. A chaque niveau du découpage, la largeur du chanfrein, d'un angle de 45°, est calculée en pourcentage de l'épaisseur de la tige à ce niveau. Ces chanfreins sont réalisés précisément par fraisage numérique lors de la production.

Grâce à cela, les chanfreins sont partie intégrante du système de jonction conique face à l'os.

Ces chanfreins sont un élément précis de l'Emboîtement Ascendant car les largeurs des chanfreins comparées aux niveaux où deux tailles consécutives ont la même section, sont en correspondance rigoureuse.

5.1.2.8. Discussion

Les développements précédents, tout en étant simplifiés dans une large mesure, expliquent les excellents résultats cliniques de cette tige qui sont dus aux nombreux raffinements théoriques et mathématiques qui lui ont été appliqués alors que, observée à l'oeil nu, son aspect dépouillé apparaît d'une grande simplicité, comme un objet métallique plat.

Cette apparente simplicité a fait penser à divers fabricants, comme par exemple Wright Medical, dans son document sur la série ProfemurZ, que la tige SL Plus n'avait subi que de " légères modifications " par rapport à la tige AlloClassic alors que huit années de recherches, de collecte d'expérience au cours d' assistances opératoires, de modélisation et de programmation, m'ont été nécessaires pour réaliser cette série SL Plus.

L'expression " Dual Taper " , que je n'ai jamais utilisée, laisse sous-entendre que la tige SL Plus a été définie simplement par des angles médial-latéral et antéro-postérieur indépendants. En réalité, les faces de la tige SL Plus ne sont pas planes, ne présentent des angles constants à aucun niveau, et qu'il ne m'a pas été nécessaire de définir ces angles qui sont la conséquence des multiples courbes décrivant la tige. La variation de ces angles est plus facilement visible à l'oeil nu sur les tiges SLR-Plus et Holz-Zacher.

Je peux comprendre que cette forme de prothèse ait pu être décrite avec des explications aussi élémentaires car le présent document est le premier à faire connaître le niveau de technicité que j'ai apporté à la tige SL Plus.

C'est cette masse de travail, effectué seul, sans apport technologique extérieur, qui a permis à l'époque au groupe Plus Endoprothetik d'atteindre une dimension mondiale à une vitesse fulgurante. C'est aussi pour cela que je me considère comme le "fondateur technique" de ce groupe.

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