ORTHOPÉDIE DISPOSITIFS MÉDICAUX & PROGRÈS EN - LES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES MÉDICALES - Snitem
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LES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES MÉDICALES
DISPOSITIFS MÉDICAUX
& PROGRÈS EN
ORTHOPÉDIE
ÉDITION MAI 2014
ORTHOPÉDIE
Sommaire
3 PRÉFACE 19 RACHIS
4
Rétablir le tuteur du corps humain
L’orthopédie, une histoire française
23
7
TRAUMATOLOGIE
PROTHÈSE TOTALE DE HANCHE Les os « mis sous tutelle »
27
La mobilité retrouvée
11
SUBSTITUTS OSSEUX
PROTHÈSE TOTALE DE GENOU Bientôt mieux que l’os lui-même
31
L’ultime recours
15
GLOSSAIRE
PROTHÈSE D’ÉPAULE Les mots techniques ou scientifiques expliqués sont
Retrouver une mobilité complète accompagnés dans le texte du symbole •
G
34 SOURCES et REMERCIEMENTS
SNITEM • 92038 Paris La Défense Cedex • Directeur de la publication : Éric Le Roy • Responsable d’édition : François-Régis Moulines • Coordination : Sylvie Casanovas et
Elisabeth Arnaud • Rédactrice : Camille Grelle • Edition déléguée : Presse Infos Plus (www.presse-infosplus.fr) • Maquette : Didier Michon • Impression : Baron & Fils - 92110
Clichy (Certifié Imprim’Vert®) • Mars 2014 • Crédits photos : B.Braun Medical, Biomatlante, Biomet France, Collin, LDR Médical, Medacta, Serf, Smith & Nephew SAS, Stryker
France, Synthes, DePuy SAS et Ethicon SAS, Companies of Johnson&Johnson, Tornier, Zimmer France.
ORTHOPÉDIE • PRÉFACE
Préface
Chirurgie orthopédique et évolution technologique
Professeur Norbert Passuti, tique et de la réparation ligamentaire et cartilagineuse. Cette évolution est un défi
Président de la Sofcot que devra relever notre discipline au cours des prochaines années. La robotique
chirurgicale est l’un de ces outils avec son énorme potentiel de démultiplication
Ce fascicule présente l’histoire des principales innova- de la dextérité du chirurgien dans des espaces contraints sans visibilité directe.
tions qui ont accompagné le développement de notre Elle autorisera des interventions mini-chirurgicales alors que cette spécialité est
discipline et de leurs créateurs. Ces grands noms de la réputée traumatisante compte tenu des territoires anatomiques et des organes
chirurgie orthopédique, forts de leur pratique et de leur concernés.
capacité d’invention, ont créé, souvent avec l’aide d’in-
génieurs compétents et spécialistes de la mécanique et • •
Les biomatériaux G et les structures composites G vont révolutionner le concept
des matériaux, les outils que nous utilisons aujourd’hui même de prothèse orthopédique en s’intégrant parfaitement à leur environne-
au quotidien. Les praticiens français ont largement contribué à ces progrès et ment anatomique sans en perturber le subtil équilibre physiologique. L’imagerie,
aujourd’hui encore, un hommage leur est rendu par la confrérie internationale des en particulier l’extrême précision de ses reconstructions tridimensionnelles cou-
chirurgiens de la spécialité. Le rôle de notre société savante est surtout d’être •
plée à des imprimantes 3D, permettra de fabriquer in situ l’ancillaire G , la prothèse
tournée vers l’avenir et d’anticiper les grands axes de l’évolution potentielle de ou son moule au plus près des contingences anatomiques d’un patient.
notre profession. Lesquels seront conditionnés par plusieurs défis essentielle-
ment sociétaux, notamment l’aspiration des patients à des interventions moins Ces avancées indiscutables ne doivent pas faire oublier que le geste du chirur-
invasives, éventuellement en ambulatoire, l’attente d’implants personnalisés - du gien, son expérience et son engagement auprès du patient resteront les clefs
« sur mesure » après le « prêt-à-porter » actuel - et l’assurance de les garder à vie ; essentielles de la réussite d’une intervention toujours délicate dans un contexte
et ce, alors que nous sommes confrontés à une démographie des chirurgiens en •
d’asepsie G sensible au regard de la gestion des nombreux outils et des pro-
déficit chronique par rapport aux besoins de la population. thèses introduits dans le cadre du théâtre opératoire.
La réflexion des chefs de service, de département ou de pôle doit être perma-
Seule la technologie pourra répondre et aider la discipline à relever ces défis avec nente, parallèlement à l’introduction des progrès technologiques, pour améliorer
des concepts fortement innovants. L’amélioration des dispositifs médicaux doit l’organisation et les processus en vigueur dans leur unité de soins et surtout la
notamment permettre de développer les actes de chirurgie ambulatoire, ouvrant sécurité du patient et des soignants. La mission principale de notre société
ainsi des perspectives très importantes dans le cadre du remplacement prothé- savante et de ses partenaires est de les accompagner dans ces réflexions.
SNITEM • LES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES MÉDICALES • 3
ORTHOPÉDIE
L’orthopédie, une histoire
L’orthopédie vise à entretenir Il semble que l’intérêt des hommes pour la trauma- dans le cas d’une fracture ou se remette en place
tologie et les dégénérescences de l’appareil loco- dans le cas d’une luxation.
toutes les composantes de moteur soit aussi vieux que l’humanité elle-même : Toutefois, il fallut attendre le x viii e siècle pour que le
l’appareil locomoteur (os, certains archéologues attestent de l’existence de mot « orthopédie » fasse son apparition. C’est un
prothèses et d’aides à la marche dès la Préhistoire ! chirurgien français, Nicolas Andry de Boisregard,
articulations, ligaments, Mais c’est réellement de l’Antiquité égyptienne puis qui, le premier, utilisa le terme en 1741. La deuxième
muscles, tendons, colonne gréco-romaine que datent les premières traces de moitié du x viii e siècle et le x ix e siècle virent quelques
l’intérêt porté aux problématiques traumatolo- grandes figures s’intéresser à leur tour aux dégéné-
vertébrale) pour le maintenir giques. Le grand Hippocrate lui-même consacra rescences du squelette. Parmi eux, Léopold Ollier
en état de fonctionnement tout six de ses livres aux traumatismes du rachis, un (disciple d’Amédée Bonnet qui consacra son ou-
enseignement tiré de son observation des guerres vrage aux problèmes d’ossification et mit au point
au long de la vie du patient. médiques et du Péloponnèse. Hippocrate mit éga- des appareillages de redressement des os), Gabriel
En ce début du x x ie siècle, lement au point ce qui pourrait presque apparaître Pravaz (qui n’eut pas comme seul fait d’armes d’in-
comme le tout premier dispositif médical orthopé- venter la seringue hypodermique à piston, lui qui se
et bien qu’en apparence arrivée dique, le célèbre banc d’Hippocrate : cet outil pencha également sur les luxations de la hanche)
à maturité, cette discipline doit consistait en une planche de bois permettant d’im- ou encore Jules-Émile Péan (qui mit au point la pre-
mobiliser le membre démis pour qu’il se ressoude mière prothèse articulaire d’épaule).
relever un défi de taille : celui
de la lutte contre la dépendance
d’une population vieillissante
et toujours plus nombreuse.
1741 1890 1893 1923 1939 1946
Nicolas Andry Première prothèse Première Prothèse Enclouage Première prothèse
de Boisregard de genou de prothèse d’épaule de hanche de de Gerhard de hanche produite
invente le terme Thomas Gluck. de Jules-Émile Marius Nygaart. Küntscher. en nombre par Jean
d’orthopédie. Péan. et Robert Judet.
4 • SNITEM • LES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES MÉDICALES
ORTHOPÉDIE
française
TRAUMATOLOGIE, L’INNOVATION À SAVOIR
DANS LA GUERRE
NICOLAS ANDRY DE BOISREGARD, UNE FIGURE CONTROVERSÉE
Indubitablement, c’est le x x e siècle qui marque
l’âge d’or de l’orthopédie et de la traumatologie. Nicolas Andry de Boisregard (1658-1742) fut permettre le redressement des enfants
Les progrès réalisés dans le domaine de l’anesthé- le premier à reconnaître l’importance de tordus, c’est-à-dire souffrant de pied bot,
sie y participèrent grandement, permettant aux considérer les déformations du corps des de déformation du dos etc. Toutefois, ni son
chirurgiens d’effectuer des opérations jusqu’alors enfants comme un sujet d’étude à part. Ceci ouvrage ni sa personnalité ne firent
inimaginables. En outre, les deux conflits mondiaux explique l’étymologie grecque du terme : l’unanimité, comme en témoigne le
qui marquèrent le siècle ont joué un rôle important ortho, qui signifie droit, et paidos, l’enfant. Dictionnaire des Sciences Médicales (édition
Son traité, intitulé « Orthopédie, ou l’art de Panckoucke, 1820) : « S’il eût consacré à
dans l’innovation chirurgicale orthopédique. Indé-
prévenir et corriger les difformités du corps d’utiles travaux le temps qu’il a perdu dans
niablement, l’histoire de cette spécialité médicale
chez les enfants, le tout par des moyens à la les intrigues avilissantes, il aurait pu se placer
est indissociable de celle des guerres : « La chirur- portée des pères et mères et toutes les au rang des plus célèbres médecins que la
gie traumatologique a toujours existé, elle fait partie personnes qui ont des enfants à élever », France a produits. » Néanmoins, Nicolas
de l’Histoire. Et, en filigrane, il y a malheureusement ne s’adressait pas à proprement parler Andry de Boisregard donna leur emblème
les guerres : ce sont des périodes difficiles mais au directement aux chirurgiens et médecins. aux orthopédistes, en l’occurrence « l’arbre
cours desquelles les innovations des techniques Il ambitionnait alors exclusivement de tors » dont la gravure figure dans son livre.
d’anesthésie et de réparation ont évolué car
1959 1961-1962 1963 1975 1983 1985 1987
Introduction du ciment P. R. Harrington met au Mise au point de la L’école de Instrumentation Prothèse inversée Première implantation
dans la fixation de la point un nouveau système visée pédiculaire pour Strasbourg met Cotrel-Dubousset d’épaule de Paul mondiale de substitut
prothèse de hanche par de tige-crochets pour le le rachis par Raymond au point l’enclouage pour le rachis. Grammont. osseux à Nantes.
John Charnley. rachis. Roy-Camille. verrouillé.
SNITEM • LES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES MÉDICALES • 5
ORTHOPÉDIE
depuis très longtemps, on a cherché à réparer DE LA TRAUMATOLOGIE AU SERVICE
les traumatismes et les fractures. Il fallait trouver, RENDU AU PATIENT À SAVOIR
durant les conflits, des solutions réparatrices » ex- « Puis, les décennies cinquante et soixante ont été
LES DÉFIS À VENIR
plique le Professeur Norbert Passuti, Président de significatives dans le développement de la chirurgie
la Société française de chirurgie orthopédique et orthopédique : c’est à partir de ce moment-là que Si les techniques orthopédiques ont
traumatologique (Sofcot). En effet, c’est au cours toutes les prothèses ont vraiment été développées. progressé à pas de géant au cours des
de la Première Guerre mondiale que l’orthopédie De la réparation et la traumatologie, nous sommes soixante dernières années, des nouveaux
défis restent à relever, comme l’explique le
cessa d’être exclusivement infantile. L’horreur des entrés dans l’ère de l’orthopédie adulte et infantile
Professeur Norbert Passuti : « L’évolution
blessures de la Grande Guerre, leur grand nombre avec l’essor des prothèses et des nouveaux maté-
de notre discipline, comme beaucoup
et leurs typologies différentes de ce qui était riaux. Ce fut une véritable révolution dans le service d’autres disciplines chirurgicales, est liée à
jusqu’alors connu confrontèrent les chirurgiens à rendu au patient », explique le Professeur Passuti. l’évolution de l’imagerie, du diagnostic, des
de nouvelles exigences : l’amputation, longtemps Et c’est la prothèse de hanche qui figure en tête du gestes guidés et de l’utilisation d’outils
l’alternative privilégiée ou du moins l’ultime recours, peloton avec la découverte historique de John percutanés. Nous nous tournons aussi de
céda le pas à des techniques inspirées de l’ortho- Charnley en 1962. La France fut également le plus en plus vers les biomatériaux :
pédie infantile. C’est durant cette période que l’on théâtre de nombreuses innovations orthopédiques l’évolution de notre discipline est liée à
vit apparaître des centres opératoires des frac- avec, par exemple, l’instrumentation révolutionnaire l’évolution de la biologie. »
tures, des centres orthopédiques et autres centres pour le rachis d’Yves Cotrel et Jean Dubousset en Industriels et chercheurs se penchent
de physiothérapie pour soigner les très nombreux 1983, la prothèse d’épaule inversée du Professeur également sur le concept d’une prothèse
dite à vie. Car si les matériaux et les
soldats victimes de fractures et de traumatismes. Paul Grammond ou le travail mené sur les substituts
progrès réalisés en la matière ont
Les premières prothèses furent mises au point osseux par l’École de Nantes depuis deux décen-
effectivement augmenté l’espérance de vie
même si elles étaient relativement rudimentaires et nies. Et le Professeur Passuti de résumer : « En des prothèses, le défi est aujourd’hui
avaient pour but de remplacer un membre amputé. France, la chirurgie orthopédique est relativement d’inventer celles qui vivront aussi
C’est d’ailleurs en 1918 que fut fondée la Société ancienne en terme de reconnaissance. Dans cha- longtemps que leur propriétaire.
française d’orthopédie, ancêtre de l’actuelle Sof- cune des branches de la discipline, il y a eu beau-
cot. L’entre-deux-Guerres puis la Seconde Guerre coup d’innovations françaises. Et si beaucoup sont
mondiale apportèrent eux aussi leur lot d’innova- issues de concepts de chirurgiens orthopédistes, les autres : il y a bien sûr la technique opératoire
•
tions. Parmi elles, il faut citer les cupules fémorales G c’est aussi parce qu’il y a un lien avec l’industrie que mais les instrumentations étant de plus en plus pré-
de Smith-Petersen, le clou de Gerhard Küntscher cela a été rendu possible. Cette relation est en effet cises et compliquées, il y a également un degré de
(mis au point pour remettre sur pied les soldats au obligatoire pour permettre le développement et la technicité qui implique un réel partenariat et une
plus vite) et les incontournables frères Jean et Ro- mise en application des innovations. » Dans tous les formation. Avec un même but : permettre au patient
bert Judet qui conçurent, entre autres, une pro- cas, c’est toujours une aventure d’équipe. Chirur- de recouvrer une qualité de vie normale. En cela,
thèse de hanche. giens et industriels ne peuvent travailler les uns sans l’orthopédie lui rend un vrai service. n
6 • SNITEM • LES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES MÉDICALES
ORTHOPÉDIE • PROTHÈSE TOTALE DE HANCHE
PROTHÈSE TOTALE AÀ QUOI
quoi ça sertÇA
? SERT ? certains sports et, bien entendu, une fracture du col
DE HANCHE
du fémur.
La Prothèse totale de hanche (PTH) est préconisée
La qualité de vie
pour remplacer l’articulation naturelle endomma-
gée : « Sa pose est recommandée quand l’articula- COMMENT ÇA MARCHE ?
tion est usée et douloureuse. Lorsque les douleurs
retrouvée deviennent difficilement supportables et que le
traitement médical (...) ne soulage plus, le remplace-
ment prothétique devient la seule solution » (fiche
La prothèse se compose de deux parties : l’une, la
pièce fémorale, remplace la partie haute du fémur et
comporte une tête sphérique ; elle s’emboîte dans la
pratique « Vivre avec une prothèse de hanche », pièce cotyloïdienne, ou cupule, implantée dans l’os
Des millions de gens ont subi la Sofcot, 2003). La fonction d’une prothèse totale de du bassin. Composée de divers matériaux, la PTH
pose d’un implant prothétique hanche est donc de supprimer la douleur et de est soumise à des frottements provoquant une
permettre au patient de retrouver sa qualité de vie... usure. On disait autrefois que la durée de vie d’une
de hanche. Cette généralisation La cause la plus importante des douleurs est prothèse était de dix ans. Ceci n’est plus vrai à
du remplacement de l’arthrose, c’est-à-dire la destruction du cartilage l’heure actuelle avec les nouvelles prothèses dont la
soit au niveau de la tête fémorale, soit au niveau de fixation et la résistance à l’usure ont été très
l’articulation malade a la partie de l’os du bassin où vient s’articuler ladite fortement améliorées au point, dans de nombreux
considérablement changé la vie •
tête fémorale, appelée le cotyle G . Mais la pose cas, d’être implantées pratiquement à vie sous
d’une prothèse peut également être nécessaire lors réserve d’un contrôle régulier.
de ces patients, autrefois d’une luxation congénitale de la hanche (de plus en
condamnés à l’immobilisation, plus rare en Europe), une nécrose de la tête fémorale
si ce n’est pire. Loin d’être un due à une altération de la circulation sanguine, UNE HISTOIRE D’INNOVATIONS
certains cas d’obésité, la pratique intensive de
dispositif de confort, la Dès le xixe siècle et jusqu’aux années quarante, des
tentatives pour réparer les dégâts articulaires de la
prothèse totale de hanche hanche furent menées, quitte à employer des
permet généralement de matériaux pour le moins étonnants : plâtre, buis,
plomb, cuivre, feuilles d’or, argent, zinc, ivoire et
recouvrer une vie normale. même de la vessie de porc ! Toutes furent des
échecs et il fallut attendre 1923 pour que des
résultats tangibles fussent obtenus par l’Américain
Prothèse totale de hanche
sans ciment Marius Nygaart Smith-Petersen. Il mit en effet
SNITEM • LES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES MÉDICALES • 7
ORTHOPÉDIE • PROTHÈSE TOTALE DE HANCHE
au point des fines cupules fémorales en JOHN CHARNLEY, LE PÈRE DE LA PROTHÈSE
verre qu’il retirait au bout de deux ou trois ans, MODERNE
espérant ainsi guider la repousse du cartilage. C’est alors que John Charnley, considéré comme le
Malheureusement, le matériau, très fragile, montrait père de l’orthopédie de la hanche, proposa une
vite ses limites et les interventions sur la hanche autre approche. Il s’intéressa au frottement provoqué
demeurèrent extrêmement marginales. En outre, un par le couple métal-métal et interposa une fine
problème persistait : comment faire tenir cette tête couche de plastique entre la pièce fémorale et la
fémorale ? Ce sont les frères Jean et Robert Judet Tige courte
pièce acétabulaire, le téflon (puis le polyéthylène en
qui, en 1946, conçurent la première prothèse de Système de tige 1962). Il proposa également l’utilisation d’une tête
hanche censée surmonter l’obstacle : ils utilisèrent fémorale courte fémorale plus petite (22,2 mm), partant du principe
de première
une sphère en plexiglas fixée sur une tige en intention que cela réduisait la surface de frottement et donc
acrylique qui traversait le col du fémur. Mais les sans ciment l’usure : ce fut la fameuse low friction arthroplasty
résultats s’avérèrent décevants en raison d’une toujours en vogue aujourd’hui.
intolérance aux débris d’acrylique provoqués par aujourd’hui. Parallèlement, G.K. McKee et J. Enfin, Sir Charnley se pencha sur le problème du
l’usure. Watson-Farrar s’intéressèrent au traitement de descellement des prothèses. En 1959, s’inspirant
Les deux décennies suivantes furent en revanche l’arthrose et donc au remplacement de deux d’une technique utilisée par les dentistes, il eut
marquées par plusieurs avancées avec l’arrivée du surfaces : ce fut la première prothèse totale, posée recours à une résine acrylique, qu’il appela ciment
métal dans le dispositif. Ce furent d’abord les en 1951 et composée de deux pièces en chrome- à os, pour fixer la prothèse. Ce fut l’avènement
prothèses endofémoralesGde Freddie Thompson et, cobalt. Entre 1956 et 1960, vingt-six personnes des prothèses cimentées. Parallèlement, l’école de
surtout, d’Austin Moore avec sa méthode de fixation furent opérées avec, à la clef, un échec pour dix Berne en Suisse, sous l’impulsion de Maurice Müller,
révolutionnaire (tête en métal portée par une tige interventions en raison d’un descellement précoce rendit populaire la prothèse de hanche dite autoblo-
fichée dans le fémur) parfois encore utilisées de la prothèse. quante largement utilisée durant plusieurs
ANNÉES ANNÉES
1923 1946 1959 1970 1970 1990
•
Prothèse Première prothèse Introduction du ciment Apparition des cotyles Apparition d’un nouveau Apparition des polyéthylènes
de Marieus Nygaart. produite en nombre dans la fixation de la prothèse double mobilité du matériau pour les PTH, réticulés G
par Jean et par John Charnley. Pr Gilles Bousquet la céramique.
Robert Judet.
8 • SNITEM • LES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES MÉDICALES
ORTHOPÉDIE • PROTHÈSE TOTALE DE HANCHE
ÉCLAIRAGE
« La prothèse de hanche n’est pas une vieille dame honorable sanglée dans des certitudes
technologiques immuables »
Dr Jean-Alain EPINETTE, •
enfouie dans la diaphyse G du fémur et avantage appréciable en termes de sécurité
Président de la Société française de la hanche surmontée de la tête. Si la tendance serait anti-infectieuse et de coût de stérilisation
et du genou (SFHG). actuellement à la tige courte ou simplement moindre. Une dernière obligation pour l’industrie
raccourcie, voire quasiment inexistante, il est en matière d’innovation est la validation des
« Si la fixation des implants n’est plus vraiment naturellement opportun, avant de juger, résultats des prothèses qu’elle distribue : il faut
un problème à l’heure actuelle, les phénomènes d’attendre les résultats à moyen et long terme. plusieurs années pour évaluer réellement le
•
d’usure, de réaction d’ostéolyse G et de Par ailleurs, les implants sur mesure élaborés à devenir d’un implant prothétique de hanche et
destruction osseuse réactionnelle sont, eux, partir des données radiologiques (scanner, IRM) procéder à une estimation fiable de tel ou tel
au cœur des préoccupations à l’heure où nos obtenues pour chaque patient en préopératoire composant. La mise en place effective d’un
patients sont de plus en plus jeunes et actifs ne sont plus, à l’heure actuelle, un sujet de véritable système de suivi post-implantation
avec une espérance de vie accrue. L’avenir se développement prometteur en raison de leur demeure sous la responsabilité conjointe des
jouera certainement entre les deux principales coût et de leurs résultats qui n’ont pas apporté équipes médicales, des sociétés savantes, des
options suivantes : les couples céramique- un bénéfice réel par rapport aux implants autorités réglementaires mais aussi des acteurs
céramique et les HXLPE en qualité de conventionnels. de l’industrie, lesquels sont en première ligne
challenger. Ceci est également vrai pour la Demain plus que jamais, l’équipe chirurgicale dans ce défi permanent du savoir-faire associé
prévention des instabilités prothétiques entre, aura besoin d’une instrumentation performante au faire-savoir. La prothèse de hanche n’est pas
d’une part, les « grosses têtes » limitant les pour la mise en place des prothèses ainsi que une vieille dame honorable sanglée dans des
•
possibilités de décoaptation G articulaire et, de moyens d’optimisation de l’acte technique. certitudes technologiques immuables. De
d’autre part, les systèmes à double mobilité, En effet, le pronostic final pour le patient ne multiples défis restent à relever. Ceux-ci
lesquels pourraient voir leurs indications dépend pas seulement de l’habileté du requièrent la poursuite d’un partenariat étroit et
étendues grâce aux nouveaux dessins et chirurgien mais de sa capacité, avec continu entre équipes chirurgicales et acteurs
polyéthylènes disponibles aujourd’hui. l’instrumentation fournie, à mettre en place de de l’industrie pour s’approcher au plus près des
Quant aux composants prothétiques façon appropriée les composants prothétiques. exigences légitimes des patients, à savoir la
eux-mêmes, si la cupule demeure sensiblement Les instruments sont soumis à des contraintes récupération d’une hanche fonctionnellement
de même forme (en demi-sphère insérée dans majeures, répétées et prolongées, et toute complète, autorisant la reprise de toutes leurs
•
l’os acétabulaire G ), de multiples options ont été faillite peut être catastrophique. Les ancillaires activités pour une période qui pourrait
proposées en remplacement de la classique tige sur mesure à usage unique pourraient être un correspondre à leur espérance de vie. »
SNITEM • LES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES MÉDICALES • 9
ORTHOPÉDIE • PROTHÈSE TOTALE DE HANCHE
décennies. La France ne fut pas absente des (classiques douleurs de cuisse). Cela ouvrit la voie à céramique, notamment chez le sujet jeune. Les
innovations en matière de prothèse de hanche. des implants bioactifs, revêtus d’une interface combinaisons métal-métal, à l’origine en compéti-
Le Pr Marcel Kerboull, formé par John Charnley reproduisant la structure minérale de l’os, à savoir les tion avec les couples céramique-céramique, n’ont
lui-même, en développa et en améliora le mécanisme •
composés phosphocalciques G dont le plus connu finalement pas connu le même succès en raison des
originel sous l’appellation de tige de Charnley- est l’hydroxyapatite (HA), avec comme but l’ostéoin- risques (réels ou supposés) de relargage d’ions
Kerboull encore largement implantée à l’heure tégration directement au contact de l’implant d’os •
métalliques voire de carcinogénèse G sans oublier
actuelle. néoformé susceptible d’assurer une liaison intime les récents problèmes d’immuno-allergie révélés par
analogue au corail sur la roche : ce furent les travaux les systèmes de resurfaçage des hanches. Ces
LE POST-CIMENTÉ : NOUVEAUX MATERIAUX inauguraux de D.A. Osborne et de R. Furlong en réticences pour les couples dur-dur ont permis la
ET NOUVELLES APPROCHES Angleterre dès 1984, suivis d’expérimentations aux résurgence d’un procédé ancien de transformation
Au début des années soixante-dix, émergea la Pays-Bas et en France à partir de 1986. de la structure cristalline du polyéthylène par irradia-
notion d’une repousse osseuse au contact direct du Parallèlement, les innovations en matière de tion contrôlée aux rayons gamma. Sous le nom de
métal de la prothèse selon le principe d’un ancrage résistance à l’usure pour pallier les insuffisances polyéthylènes ultra-réticulés (HXLPE), ce matériau
biologique. Ce fut l’avènement des prothèses dites du polyéthylène furent marquées par l’apparition de est aujourd’hui capable de concurrencer la
sans ciment, avec notamment les prothèses à couples dur-dur, métal-métal ou céramique- résistance des céramiques in vitro et in vivo.
ancrage direct sur macrostructures poreuses G de• céramique. C’est à Pierre Boutin que l’on doit, dès
Robert Judet et de Gerald Lord, les implants en 1970, une alternative au polyéthylène puisqu’il mit au Quant au risque d’instabilité prothétique, désormais
titane poreux de Karl Zweimüller (1979) en Allemagne point la première prothèse de hanche composée considéré comme la deuxième ou troisième cause
ou de Charles Engh aux USA. Les conflits d’élasticité d’une tête fémorale et d’un insert en céramique la plus fréquente d’échec prothétique (après le
entre métal rigide et os flexible conduisirent souvent d’alumine massive. Ces couples ont depuis lors descellement et l’infection), il a été considérable-
à des échecs dus à des prothèses douloureuses bénéficié de nombreuses améliorations pour réduire ment réduit grâce au Pr Gilles Bousquet qui définit,
le risque de rupture des implants avec, à ce jour, un en 1975, le concept de double mobilité (allier une
intérêt majeur pour les couples de friction céramique- tête prothétique mobile dans un polyéthylène
rétentif, lui-même mobile dans une cupule en métal).
Tige cimentée Ce système acétabulaire, initialement considéré
comme une méthode de sauvetage pour personnes
âgées ou fragiles, connaît actuellement un regain
d’intérêt, notamment aux États-Unis, grâce à la mise
Implant cotyloïdien à disposition de nouveaux dessins prothétiques
sans ciment avec fixation optimisée à l’os receveur et surtout
Tige non cimentée avec insert céramique
grâce à l’apport des nouvelles propriétés des
HXLPE. n
10 • SNITEM • LES INNOVATIONS TECHNOLOGIQUES MÉDICALESORTHOPÉDIE • PROTHÈSE TOTALE DE GENOU
PROTHÈSE TOTALE À QUOI ÇA SERT ? (ligaments croisés). Par ailleurs, l’extension de la
DE GENOU
jambe sur la cuisse est effectuée à l’aide d’un
Située entre le fémur et le tibia, l’articulation du muscle très puissant, le quadriceps, situé sur la
L’ultime recours
genou doit être en même temps mobile en flexion- partie antérieure de la cuisse et relié à la jambe par
extension et stable dans les trois directions : avant- le tendon rotulien. Ce tendon est lui-même relié au
arrière, intérieur-extérieur et en rotation. Ceci est muscle par un petit os rond, la rotule, sur la partie
permis par des ligaments situés de chaque côté du antérieure du genou. Elle joue un rôle de poulie de
Le genou est l’une des genou et également au centre de l’articulation transmission en glissant sur la partie antérieure du
fémur (trochlée). Chaque portion du fémur (condyles
articulations les plus complexes fémoraux), du côté intérieur mais aussi du côté
du corps humain. extérieur, s’articule avec la partie correspondante
de la partie supérieure du tibia (plateaux tibiaux). En
Ses mouvements reposent fait, il existe donc au niveau du genou trois compar-
sur l’interaction entre structures timents et donc trois articulations : fémoro-tibiale
interne, fémoro-tibiale externe et fémoro-patellaire
osseuses, ligamentaires, (entre le fémur et la rotule).
méniscales et musculaires.
La pose d’une Prothèse totale de genou (PTG) est la
Dès lors, tenter de reproduire seule solution chirurgicale pour en traiter les dégéné-
à l’identique le mécanisme rescences graves. Elle vise à supprimer les douleurs
que peuvent causer l’usure ou la détérioration du
de cette articulation par une cartilage articulaire et à restaurer la mobilité de l’arti-
prothèse constitue, depuis un culation. Ces symptômes sont souvent causés par
une arthrose primitive (gonarthrose) mais peuvent
demi-siècle, un défi permanent aussi être la conséquence d’une arthrose secondaire
pour l’industrie. due à un traumatisme (fracture, lésions) ou d’une
maladie inflammatoire. Comme l’explique la Haute
autorité de santé (HAS) dans son rapport d’évalua-
tion de novembre 2012 intitulé « Implants articulaires
Prothèse totale du genou », « l’enjeu est de trouver un compromis
de genou à charnière acceptable entre contrainte, stabilité et mobilité tout
en assurant la pérennité de la fixation à long
SNITEM • L’INNOVATION MÉDICALE • 11ORTHOPÉDIE • PROTHÈSE TOTALE DE GENOU
terme ». Cependant, ce geste chirurgical ne composé d’un alliage de chrome et de cobalt),
doit être envisagé qu’en ultime recours, c’est-à-dire un implant tibial (le plus souvent dans un alliage UNE HISTOIRE D’INNOVATIONS
dans le cas d’une résistance de l’arthrose aux traite- de chrome-cobalt ou dans certains cas de titane)
ments thérapeutiques classiques. et une interface en polyéthylène. Un implant Si plusieurs chirurgiens se sont intéressés à
rotulien peut également être mis en place. « Le la prothèse de genou dès le xixe siècle tels les
mécanisme de fonctionnement de la prothèse peut Français Péan et Verneuil ou l’Allemand Thémistocle
COMMENT ÇA MARCHE ? consister soit en de simples surfaces de glissement Glück, les innovations qui ont marqué l’histoire
(prothèses à glissement standard) si les ligaments de la PTG sont globalement très récentes. C’est en
« Contrairement à la hanche qui fonctionnera sont conservés, soit en un mécanisme de substitu- effet dans la première moitié du xxe siècle que l’on
toujours selon le principe d’une sphère pleine dans tion des ligaments centraux du genou (prothèses note une première avancée notable avec l’améliora-
une demi-sphère creuse, les prothèses de genou à glissement contraintes dites postéro-stabilisées) tion des alliages métalliques comme le vitallium G •
vont correspondre à une grande variété de modèles ou dans, les cas très évolués, en un véritable (Venable et Stuck, 1938). Puis, « l’introduction de la
en fonction du degré d’atteinte ostéo-articulaire mécanisme de charnière avec ou sans rotation dans première prothèse à charnière en 1951 (Shiers,
mais aussi des caractéristiques du patient le mécanisme (prothèses charnière simple ou Walldius) signe les débuts de l’ère moderne pour
lui-même », explique le Dr Jean-Alain Epinette, charnière rotatoire) », détaille le Docteur Epinette. l’arthroplastie du genou », précise le Président de la
Président de la SFHG (Société française de chirur- SFHG.
gie de la hanche et du genou). On distingue ainsi Ce type de prothèse, le plus répandu, est à distin-
plusieurs types de prothèse. Tout d’abord, la PTG guer de la prothèse unicompartimentale qui ne Les années soixante marquent un tournant capital
(ou prothèse tricompartimentale) qui est composée remplace que l’une des trois articulations. Cette avec la formalisation de fondamentaux que l’on
de trois parties à l’image de l’articulation qu’elle dernière peut être fémoro-tibiale médiale ou latérale, retrouve d’ailleurs encore aujourd’hui dans les
remplace : un implant fémoral (généralement ou fémoro-patellaire. principes mécaniques de la prothèse. Ainsi, le
chirurgien américain John Insall, véritable pionnier
dans le domaine de la prothèse de genou, énonça
le principe de restauration-substitution des
1890 1960 1959 1990-95 ligaments croisés et inventa un système postéro-
stabilisé : on installe une butée en plastique sur le
tibia qui, lors de la flexion, entre en contact avec une
barre sur le fémur, bloquant le genou et évitant ainsi
la luxation. Ce système bénéficia par la suite de
Introduction du ciment Apparition des fixations quelques améliorations, notamment au niveau du
Première prothèse John Insall invente
de Thémistocle Gluck. un système dans la fixation de la sans ciment et codification point de contact, et est aujourd’hui encore très
postéro stabilisé. prothèse par John Charnley. de la technique opératoire. utilisé.
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du cercle représentée par, d’un côté, la cinésiologie G•
spécifique du genou et, de l’autre, la résistance aux
contraintes et à l’usure des composants », explique
Jean-Alain Epinette. Comme pour la hanche, le
premier problème à résoudre a été la fixation des
implants. La prothèse de genou, qui a bénéficié de
l’expérience de sa grande sœur de la hanche, a
longtemps été fixée grâce au ciment acrylique. Puis,
en 1985, un nouveau procédé de maillage de fibres
Prothèse totale du
Prothèse totale genou postéro stabilisé en titane est apparu. Enfin, dès les années quatre-
du genou à plateau rotatoire vingt-dix, des implants recouverts d’hydroxyapatite
ont été utilisés dans l’arthroplastie du genou tout
comme, plus récemment, de nouvelles interfaces
« Les premières prothèses à glissement non 1972 par Leonard Marmor. Il est également essentiel trabéculaires en tantale ou titane.
contraintes et préservant le pivot central ont été de rendre hommage aux travaux de Philippe Cartier
développées par Gunston à la fin des années puis de Gérard Deschamps, en France, lesquels ont Quant au mécanisme de contrainte entre
soixante. La prothèse Imperial college London grandement contribué à préserver ce mode prothé- composants fémoral et tibial, « il est loin d’être
hospital ou ICLH (Freeman & Swanson, 1972) puis tique, son droit de cité dans l’arsenal thérapeu- univoque, remplaçant ou non, dans les prothèses
la prothèse Total condylar (Insall, 1974) étaient deux tique », retrace Jean-Alain Epinette. totales, le ligament croisé postérieur étant entendu
modèles semi-contraints sacrifiant les ligaments que le ligament croisé antérieur est systématique-
croisés et assurant la stabilité par la congruence DE LA QUESTION DE LA FIXATION ment sacrifié dans ce type de remplacement total,
des cuvettes tibiales. La prothèse Total condylar a DE L’IMPLANT À LA MODULARITÉ rappelle le Docteur Epinette. Les chercheurs et les
longtemps été considérée comme un gold standard DES COMPOSANTS ingénieurs ont fait appel aux technologies les plus
du fait de sa longévité. La prothèse Insall-Burstein La troisième génération de prothèses est arrivée sur •
performantes telles que la fluorocinétique G , les
fut quant à elle présentée en 1978 comme une le marché dans la deuxième moitié des années simulateurs de marche ou des techniques sophisti-
amélioration du modèle Total condylar, postéro- quatre-vingt : on vit alors émerger de nombreux quées d’imagerie 3D. Toutefois, depuis les premiers
stabilisé par un système de pivot tibial-cage nouveaux modèles mais les innovations ne portaient temps de la prothèse ICLH sans réel guidage des
fémorale tentant de recréer artificiellement la plus seulement sur l’implant lui-même. « Plus que composants jusqu’aux modèles les plus récents, il
fonction du LCP, en facilitant le mouvement de pour toute autre prothèse articulaire, l’industrie a dû est encore difficile de statuer à l’heure actuelle sur la
roll-back. Quant aux prothèses unicompartimen- se mobiliser, en partenariat avec les scientifiques, supériorité des prothèses à conservation du croisé
tales, leur concept fut véritablement introduit en pour tenter de résoudre au mieux cette quadrature postérieur sur celles impliquant la substitution
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du croisé postérieur et, pour ces dernières, sur l’anatomie du patient, notamment en cas de révision,
l’intérêt comparatif des différents dispositifs de au risque d’une usure ou d’une rupture des pièces À SAVOIR
•
came G , de plateau ultra-congruent ou encore de par microfriction.
•
troisième condyle G … Il ne faut pas non plus oublier L’ENJEU DES MATÉRIAUX OFFRANT
LES QUALITÉS MÉCANIQUES REQUISES
la compétition entre plateaux fixes ou mobiles à DES INSTRUMENTATIONS À LA HAUTEUR
propos de laquelle le rapport 2012 de la HAS ne Depuis plusieurs années, la codification de la Les matériaux utilisés pour les parties
permet pas de conclure à la supériorité d’une option technique opératoire a permis une meilleure fiabilité métalliques sont le plus souvent des alliages
par rapport à l’autre. » et reproductibilité grâce à une instrumentation qui a à base de chrome et de cobalt car ils
considérablement évolué. Il en résulte, pour le chirur- possèdent de nombreuses qualités
Une autre difficulté rencontrée a été celle générée par gien, une sécurité et une précision accrues, mécaniques requises pour une prothèse de
genou : résistance élevée à la rupture,
la rotule. Il s’agit, pour certains, de procéder à un conditions sine qua non de la réussite de l’interven-
déformabilité quasiment nulle et surtout,
simple toilettage pour qu’elle puisse s’adapter à la tion. En effet, de par sa complexité, l’articulation du
propriétés de glissement qui comportent plus
courbure de l’implant métallique fémoral. Pour genou et, a fortiori, son remplacement réclament un d’avantages comparés aux matériaux
d’autres, le resurfaçage de la rotule par « le scelle- matériel extrêmement performant : « Cela explique actuellement disponibles, hormis la
ment d’un médaillon rotulien glissant sur la trochlée les multiples améliorations proposées par l’industrie, céramique. Cette dernière n’est pas utilisée
•
fémorale G » peut s’avérer nécessaire. Reste que notamment le recours à l’informatique. Si l’on prend pour les prothèses de genou car il n’est, à ce
cette dernière technique « n’a pas non plus fait la en compte les énormes quantités de boîtes d’instru- jour, pas possible d’en élaborer des formes
preuve formelle de sa supériorité clinique dans le long ments nécessaires pour chaque arthroplastie, on complexes à des prix accessibles. Le titane a
terme et dépend essentiellement du dessin de la peut être séduit par les ancillaires personnalisés, quant à lui été utilisé pour certains plateaux
trochlée prothétique fémorale en regard », nuance le fabriqués en usine à partir de l’imagerie préopératoire tibiaux en raison de ses propriétés
Docteur Epinette. Enfin, un dernier défi industriel est des genoux (scanner et IRM) et par essence en mécaniques et biologiques. Il est adapté
à une fixation non cimentée. En revanche,
constitué par la nécessité d’une modularité des mesure de faciliter la réalisation des coupes osseuses
il n’offre pas de surfaces de glissement
pièces métalliques : en théorie, l’avantage est et l’implantation prothétique. De nombreux progrès
optimales et est plus vulnérable aux
essentiel pour le chirurgien avec, à la clef, une plus restent naturellement à faire pour rendre ces déformations. Enfin, les matériaux en
grande souplesse d’utilisation et d’adaptation à ancillaires sur mesure compétitifs par rapport au plastique sont fabriqués en polyéthylène
matériel standard, surtout en termes de prix mais à haute densité. La recherche s’efforce
aussi de fiabilité sur le long terme. Et si le robot-chirur- d’ailleurs de concevoir des polyéthylènes
gien n’a pas concrétisé les espoirs placés en lui, la améliorés de plus en plus résistants, tels les
navigation informatisée peropératoire, elle, conserve polyéthylènes ultraréticulés.
de nombreux adeptes dans l’optique d’optimiser la
Prothèse mise en place des implants et de favoriser leur
de genou durée », conclut Jean-Alain Epinette. n
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PROTHÈSE À QUOI ÇA SERT ? prothèse d’épaule ne doit être prise qu’après l’échec
D’ÉPAULE
d’un traitement médical complet. Il n’en est pas de
La Prothèse totale d’épaule (PTE) remplace l’articu- même des indications traumatiques où la mise en
lation gléno-humérale pathologique. Il peut s’agir place d’une prothèse peut être une alternative
Retrouver d’une arthrose primitive, comme pour la hanche et
le genou, avec les lésions classiques de destruction
intéressante en urgence.
• •
une mobilité
du cartilage, géodes G et ostéophytes G parfois
volumineux. Cliniquement, le patient se plaint de COMMENT ÇA MARCHE ?
complète
douleurs et de limitations fonctionnelles liées à la
douleur et parfois à un authentique enraidissement L’épaule est un ensemble fonctionnel très élaboré
(limitation des mobilités passives). L’indication d’une (trois articulations et deux plans de glissement) dont
prothèse anatomique peut alors être envisagée à les secteurs de mobilité sont les plus importants
La prothèse totale d’épaule est condition d’avoir vérifié l’intégrité de la coiffe des parmi toutes les articulations de l’organisme. Son
un dispositif médical rotateurs, indispensable à son fonctionnement. Il
s’agit le plus souvent d’une prothèse totale (rempla-
bon fonctionnement exige l’intégrité de ses
différents éléments constitutifs et tout particulière-
relativement jeune, •
cement de la tête humérale et de la glène G ) ou, ment de l’articulation omo-humérale (omoplate/
comparativement à celle de la parfois, d’une prothèse humérale simple. Dans tous
les cas de pathologie chronique, l’indication d’une
humérus) plus souvent appelée gléno-humérale (la
glène étant la surface articulaire de l’omoplate) ainsi
hanche, par exemple. que des structures musculo-tendineuses périarticu-
Cependant, quelques avancées laires. Il s’agit de la coiffe des rotateurs qui fonctionne
en synergie avec le muscle deltoïde.
majeures et successives lui ont
permis d’acquérir rapidement
ses lettres de noblesse.
Prothèse d’épaule
inversée
Prothèse d’épaule
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