Le diamètre des têtes fémorales des PTH de première

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Le diamètre des têtes
fémorales des PTH
de première intention
Prosthetic head diameter for primary
total hip arthroplasty
J. Girard
J. Girard
Résumé
Abstract
Depuis les premières implantations, les configurations des arthroplasties totales de hanche n'ont cessé d'évoluer. Le diamètre de
la tête est l'une des variables de leur dessin, à l'origine de nombreuses spécificités.
Il est désormais clairement établi que plus le diamètre de la tête
est important et plus le risque de luxation est faible. Mais audelà de la problématique de la stabilité, de nombreux autres paramètres sont liés à ce diamètre : usure, effets came, amplitudes
articulaires, restauration biomécanique, proprioception et douleurs inguinales.
L'introduction du polyéthylène réticulé ainsi que des couples durdur ont permis l'implantation de têtes de grand diamètre (plus de
36 mm) avec un risque de luxation quasi nul. Le corollaire a été
l'acceptation d'inserts de plus en plus minces.
Jusqu'à un diamètre de 36 mm, les gains d'amplitudes articulaires,
de retard à l'effet came et de réduction du risque de luxation sont
clairement établis. En revanche, les grands diamètres (au-delà de
36 mm) ne procurent plus d'amélioration significative.
Si l'on veut adopter une approche « écologique » de l'arthroplastie de hanche, c'est-à-dire qui respecte le diamètre fémoral natif, il faut pratiquer le resurfaçage de hanche à couple
métal-métal. Les prothèses conventionnelles à tête de grand
diamètre comportent des incertitudes sur leur fiabilité à long
terme. Le couple céramique-céramique semble être potentiellement exposé aux mêmes problèmes que le couple métal-métal
pour les têtes de grand diamètre : douleurs inguinales, « squeaking », rigidité accrue, lubrification discontinue, descellement
acétabulaire et friction majeure au niveau du cône morse. Ceci
incite donc à la plus grande prudence pour l'utilisation des prothèses à tête de plus de 36 mm.
The configuration of total hip arthroplasty (THA) implants has
constantly evolved since they were first introduced. One of the
key components of THA design is the diameter of the replacement femoral head. It has well established that the risk of
dislocation is lower as the head diameter increases. But head
diameter impacts other variables beyond joint stability: wear,
cam-type impingement, range of motion, restoration of biomechanics, proprioception and groin pain.
The introduction of highly cross-linked polyethylene and hard-­
on-hard bearings has allowed surgeons to implant large-diameter
heads (greater than 36 mm) that almost completely eliminate
the risk of dislocation. But the consequence is that cup liners
have become thinner.
With femoral head diameters up to 36 mm, the improvement
in joint range of motion, delay in cam-type impingement and
reduction in dislocation risk have been clearly demonstrated.
Conversely, large-diameter heads (greater than 36 mm) do not
provide any additional improvements.
If an “ecologically sound” approach to hip replacement is
embraced (e.g. keeping the native femoral head diameter), hip
resurfacing with a metal-on-metal bearing must be carried out.
The reliability of large-diameter femoral heads in the longer term
is questionable. Large-diameter ceramic-on-ceramic bearings
may be plagued by the same problems as metal-on-metal bearings: groin pain, squeaking, increased stiffness, irregular lubrication, acetabular loosening and notable friction at the Morse
taper. These possibilities require us to be extra careful when
using femoral heads with a diameter greater than 36 mm.
Key words: Dislocation. – Large-diameter femoral head. - Hip
resurfacing. – Aseptic loosening.
Mots clés : Luxation. – Tête de grand diamètre. – Resurfaçage de
hanche. – Descellement.
Conférences d'enseignement 2014
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J. Girard
Introduction
Les têtes de grand diamètre se sont, au fil des années,
imposées dans le paysage orthopédique, avec une utilisation de plus en plus fréquente. Ainsi, dans le Registre
National Anglo-Gallois, on constate une augmentation significative de l'utilisation des têtes de 36 mm
qui représentaient 5 % des prothèses totales de hanche
(PTH) en 2005, 26 % en 2009 et 35 % en 2011 [1].
L'une des raisons principales de cette tendance est
évidemment la diminution du risque de luxation liée à
l'augmentation de la « jumping distance » et de l'amplitude du débattement prothétique. Ceci est parfaitement démontré dans ce même Registre Anglo-Gallois,
avec une diminution du taux de luxation de 1,12 % à
0,86 % entre 2005 et 2009 [1].
Cette diminution du risque d'instabilité prend
toute son importance en raison de la volonté actuelle
de réduire les coûts des complications des PTH. En
France, les révisions pour instabilité après PTH représentaient 10 % de l'ensemble des révisions en 2012 [2].
En Amérique du Nord, le taux de luxation était dans
une étude plus ancienne de 3,9 % dans la population
« Medicare » après seulement 6 mois postopératoire [3].
Au-delà de la réduction de l'instabilité, d'autres avantages liés au grand diamètre de la tête et à l'optimisation
du ratio tête-col se sont révélés comme étant très attractifs,
avec une augmentation des amplitudes articulaires et une
diminution du risque d'effet came col-cupule. Tous ces
avantages ont logiquement conduit à l'utilisation massive
de têtes prothétiques de diamètre de plus en plus grand.
Cependant, l'histoire de la prothèse totale de hanche
n'est pas en faveur des grands diamètres de tête, avant
tout en raison du risque d'usure majorée du polyéthylène (PE) conventionnel, qui a été le matériau le plus
utilisé pendant de nombreuses années. Et c'est, très
logiquement, le développement relativement récent
des couples dur/dur et l'introduction du PE réticulé qui
ont permis la réintroduction de ce concept.
Le but de cette conférence est d'analyser au travers de la littérature l'état de l'art actuel sur le diamètre des têtes prothétiques des prothèses totales de
hanche. Nous démembrerons le concept des « grands
diamètres » afin d'en apprécier les avantages et inconvénients et d'évaluer leurs risques.
Approche « écologique » de
l'arthroplastie totale de la hanche
Concept et définition
Il n'existe à l'heure actuelle aucun consensus sur
la limite entre une tête « de petit diamètre » et une
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« grosse tête ». Nous proposons de stratifier le diamètre des têtes prothétiques de la manière suivante :
• « petit» de 22 à 28 mm inclus ;
• « intermédiaire » de 28 à 36 mm inclus ;
• « grand » de plus de 36 mm ;
• et « anatomique » lorsque le diamètre de la tête prothétique est identique au diamètre de la tête fémorale
du patient.
Le concept « écologique » implique une vision « anatomique » de la chirurgie prothétique, en essayant de
ne modifier aucun facteur biomécanique d'une articulation coxo-fémorale normale : longueur du membre,
déport fémoral, transfert des forces au niveau du fémur
proximal, proprioception et… diamètre de tête fémorale. Ce concept impose de s'adapter à la morphologie de chaque hanche. Pour le diamètre de la tête, on
devra implanter une tête de 53 mm en moyenne pour
les hommes et de 49 mm pour les femmes [4].
Seul le resurfaçage de hanche (RTH) à couple de frottement métal-métal peut remplir ce cahier des charges.
En effet, les PTH métal-métal (MoM) à tête de grand
diamètre ont montré leurs limites, les têtes des PTH
céramique-céramique (CoC) ne peuvent atteindre
de telles dimensions et les cupules en PE réticulé ne
peuvent, en raison d'une épaisseur minimale requise,
accepter de têtes de plus de 42 mm.
Avantages
Luxation, sport et activité quotidienne
Le grand diamètre de la tête après RTH a fait la preuve
de son efficacité en termes de réduction du taux de luxation. En effet, dans nombre d'études, ce risque est très
faible voire nul [1, 2, 4, 5]. Ceci conforte la vision « écologique » d'une tête prothétique qui, en restituant l'anatomie, permet de s'affranchir du risque d'instabilité.
Cet avantage couplé à une restitution automatique
de la biomécanique coxo-fémorale et à une préservation de la proprioception permet une reprise des activités physiques et sportives à haut impact [5, 6]. Ces
divers avantages sont regroupés sous le terme « d'effet
grosse tête ». Ainsi, dans une série consécutive de 202
RTH, le taux de retour aux activités sportives était de
98 % [5] et la reprise de la course pied possible dans
91,6 % des cas [6]. Les auteurs insistaient cependant
sur le fait que les conséquences de cette reprise de
sports intenses sur le devenir des implants (notamment
la fixation acétabulaire) étaient inconnues [5, 6].
Proprioception et analyse de marche
Il est désormais bien établi que la restitution du diamètre de la tête fémorale permet au patient de retrou-
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ver les mêmes paramètres spatio-temporels de marche
que ceux d'un sujet sain [7–10].
Ainsi, dans une étude comparant des sujets porteurs
d'un RTH à des sujets sains, Bouffard et al. [7] ont
constaté que le centre de masse était identique dans les
deux groupes. Ceci a été confirmé par une étude stabilométrique et ce, quel que soit le type de contrainte
imposée (appui mono ou bipodal, yeux ouverts ou fermés) [8].
L'analyse de la marche (paramètres spatio-temporels,
moment de force et force musculaire) a été étudiée en
comparant des patients ayant un RTH à d'autres ayant
une PTH. Il en ressortait que les patients ayant eu un
RTH retrouvaient de meilleurs paramètres de marche,
une meilleure stabilité et une meilleure force de l'appareil d'abduction [9]. Enfin, la stabilité dynamique
de la hanche a été analysée à l'aide d'une étude du
centre de masse lors de tests en instabilité maximale,
qui confirmait la restitution de la dynamique posturale
de la marche après RTH [10].
Amplitudes articulaires et effet came
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L'effet came est défini par un contact entre deux surfaces qui conduit à une modification de la géométrie
d'un système. Après implantation d'une PTH, cet effet
came survient lors d'un contact entre le col fémoral et
la cupule acétabulaire, lorsque la mobilité du patient
dépasse l'amplitude du débattement prothétique.
Si le RTH règle le problème de l'effet came « prothétique » entre le col et la cupule, il est en revanche
exposé à l'effet came « osseux » entre le col fémoral
natif et la cupule. En effet, étant donné son faible ratio
tête/col, cet effet came paraît inéluctable après RTH
et il devrait en toute logique restreindre les amplitudes articulaires. Celles-ci sont pourtant considérées
comme satisfaisantes et identiques à celles obtenues
après PTH [11–13].
Inconvénients
Le taux de douleurs inguinales apparaît plus important après RTH qu'après PTH. Les causes en sont multiples : infection, descellement, hypersensibilité aux
métaux, effets came avec des structures anatomiques
avoisinantes, conflit avec le muscle ilio-psoas, irritation capsulaire, ossifications hétérotopiques [14].
Des facteurs de risques ont été avancés tels qu'un jeune
âge, un haut niveau d'activité [15], ou le sexe feminin
[16]. Après RTH, certaines équipes ont rapporté un
taux de douleurs inguinales avoisinant 10 % [16]. Les
auteurs soulignaient que la qualité de la technique et le
dessin des implants étaient déterminants [16]. Ainsi :
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• une technique rigoureuse, associant une absence de
section du tendon du grand fessier au niveau de la ligne
âpre, la réalisation d'une capsulotomie non circonférentielle et une optimisation du ratio tête-col, permet
de diminuer de façon drastique ce taux de douleurs ;
• avec les implants acétabulaires à bords arrondis et
dépourvus de macrostructures importantes le taux de
douleurs inguinales est très faible et identique à celui
des PTH (2,7 % à 2 ans de recul) [17].
Approche « traditionnelle » de
l'arthroplastie totale de la hanche
Conséquences cliniques
des têtes de grand diamètre
Luxation
Une étude prospective de prothèses totales de hanche
avecc trois groupes de diamètre de tête (< 36 mm,
36 mm et > 36 mm) a clairement démontré qu'il n'y
avait pas de différence entre les résultats cliniques des
3 groupes mais que le taux de luxation était significativement plus faible dans le groupe avec un diamètre
de tête supérieur à 36 mm (0 % dans ce groupe versus
1,25 % dans le groupe < 36 mm) [18].
Ce phénomène est confirmé par de très nombreuses
études qui retrouvent toutes un taux de luxation inversement corrélé au diamètre de la tête [18, 19], y compris après révision prothétique [19]. Ceci s'explique
par l'augmentation du ratio tête/col et de la « jumping
distance » (distance nécessaire pour arriver à la luxation). Ainsi, Crowinshield et al. [20] ont démontré, à
l'aide d'une étude en éléments finis, que cette distance
passait de 5 mm pour une tête de 22 mm à 23 mm
pour une tête de 40 mm.
Effet came et amplitudes articulaires
L'augmentation du diamètre céphalique va de pair avec
une augmentation du ratio tête-col, une diminution du
risque d'effet came et une augmentation des amplitudes
articulaires. La fréquence des effets cames observés après
PTH semble très élevée (51,3 % pour Marchetti et al.
[21]). Après PTH à couple de friction « dur/mou », ils
exposent surtout à l'instabilité et à l'usure. Après PTH à
couple « dur/dur », ils exposent à l'instabilité mais également à des risques de fracture (des pièces en céramique
avant tout) et de production anormale de débris d'usure
(particules de céramique, ions métalliques…) [22].
Une augmentation du diamètre céphalique de 26 mm
à 32 mm, dans deux groupes de patients appariés,
procurait une augmentation significative de la flexion,
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J. Girard
de l'ordre de 10° [23]. Ceci a été confirmé par D'Lima
et al. [24] qui retrouvaient une différence de flexion
de 11° entre les patients ayant une tête de 32 mm
et ceux ayant une tête de 26 mm. Selon la formule
mathématique de Yosimine et al. [25], la flexion est
de 125° pour une tête de 26 mm et 133° pour une tête
de 32 mm.
Une optimisation du ratio tête-col procure ainsi
plus de facilité pour les activités de la vie quotidienne,
telles que enlever ou mettre ses chaussettes, couper
ses ongles des pieds, qui nécessitent une flexion d'au
moins 120° [26]. Une tête de 32 mm autorise ces activités dans 93,7 % des cas contre 84 % seulement avec
une tête de 26 mm [27].
De nombreux auteurs ont affirmé que les têtes de
plus de 32 mm de diamètre non seulement procurent
de meilleures amplitudes articulaires mais éliminent
en outre totalement le risque d'effet came col-cupule
[20–27]. Il existe néanmoins un effet seuil à 38 mm, à
partir duquel le risque d'effet came devient négligeable
[27, 28]. Ce n'est pas en effet le seul diamètre de la tête
qui est important mais le rapport entre les diamètres
de la tête et du col (ratio tête-col). Les têtes de plus de
36 mm permettent d'élever ce ratio à plus de 2 (pour
un col 12/14) et permettent d'éliminer les effets came.
Conflit avec les muscles de voisinage
Cet avantage est cependant sérieusement mis en
balance par le risque de contact entre une grosse tête et
le muscle ilio-psoas. En effet, à côté du risque démontré d'irritation de ce muscle par certaines cupules
céphaliques de RTH, il existe aussi une possibilité de
conflit avec une tête de PTH de grand diamètre par un
simple « effet volume ». Ce conflit prédomine au début
de la flexion (entre 0° et 30°) car la force d'application du muscle ilio-psoas sur la tête fémorale est alors
maximale [15].
Couples de friction utilisant
le polyéthylène
Pour un diamètre de cupule donné, une tête de grand
diamètre augmente le couple de friction et réduit de
facto l'épaisseur de polyéthylène (PE). Le choix d'une
telle tête va donc à l'encontre de l'un des principes fondateurs de la théorie de la « Low Friction Arthroplasty » :
l'utilisation d'une tête de petit diamètre (22,22 mm)
pour réduire la friction et avec elle l'usure de l'insert le
plus épais possible.
Cette usure est en effet directement liée au diamètre
de la tête. Une tête de grand diamètre augmente, pour
un mouvement d'amplitude donnée, à la fois la dis-
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tance de glissement (entre tête et insert) mais aussi
la vitesse du déplacement de la tête sur l'insert ; il en
résulte d'importantes contraintes sur le PE, sources de
dégradation mécanique. L'utilisation de têtes de grand
diamètre face au PE a ainsi été déconseillée pendant
longtemps.
L'introduction du PE réticulé permettrait de reconsidérer ce principe. Pour un couple « dur-mou » utilisant
du PE réticulé, l'épaisseur minimale de PE pourrait
être inférieure à celle des inserts en PE standard.
Malheureusement, il existe encore en 2014 des données divergentes sur le sujet. Ainsi, Johnson et al. [29]
dans une étude d'usure sur simulateur d'un insert en
PE réticulé (X3 Stryker Orthopaedics, Mahwah, NJ,
USA) couplé à une tête de 36 mm ont observé une
usure d'autant plus importante que le PE était moins
épais, ce qui n'incite pas à l'utilisation de têtes de grand
diamètre ; l'usure volumétrique était en effet, après
2,4 millions de cycles, de 5 mm3/million de cycles pour
un insert de 1,9 mm d'épaisseur, alors qu'elle était
de 2,2 mm3/million de cycles [29] pour un insert de
7,9 mm. Il faut toutefois noter que ces taux d'usure,
quelle que soit l'épaisseur de l'insert, sont très faibles
et bien inférieurs à ceux du PE conventionnel [30].
D'autre part, il existe des interrogations sur la
moindre résistance en fatigue du PE réticulé, aggravée pour les très faibles épaisseurs de PE, notamment
pour les inserts situés à l'intérieur d'une cupule métallique [29]. Ce constat a été à l'origine de l'introduction
relativement récente du PE réticulé avec adjonction de
vitamine E.
Au final, l'épaisseur minimale recommandée de
PE conventionnel, qui était de 6 mm « historiquement », semble pour certains auteurs [29] pouvoir
être abaissée à 3,9 mm avec le PE réticulé. Alors qu'il
semblait déraisonnable d'utiliser une tête de 36 mm
avec une cupule en PE conventionnel de moins de
48 mm de diamètre ou une tête de 32 mm avec un PE
de 44 mm, le développement du PE réticulé modifierait
cette règle. Une épaisseur minimale de 3,9 mm de PE
réticulé autoriserait en effet des têtes de 36 mm pour
une cupule de 44 mm et des têtes de 32 mm pour une
cupule de 40 mm. Cependant, cette limite de 3,9 mm
s'entend pour l'usure seulement, sans tenir compte de
la résistance en fatigue et elle ne peut donc être validée
actuellement.
En outre, ces configurations s'entendent pour une
cupule en PE cimentée sans métal-back. Si on utilise
une cupule avec métal-back, il faut ajouter l'épaisseur de la cupule métallique (qui est fréquemment de
l'ordre de 4 mm), à l'épaisseur minimale de PE pour
calculer le diamètre de la plus petite cupule que l'on
peut coupler à une tête de diamètre donné.
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Ainsi, au regard des données actuelles en termes
d'usure et de résistance en fatigue, et du manque de
recul à long terme du PE réticulé, il semble nécessaire
de garder raison et de respecter l'épaisseur « historique » de 6 mm même avec le PE réticulé. Il apparaît
donc que pour une tête de 36 mm, la plus petite cupule
avec métal-back utilisable devrait avoir au moins
56 mm de diamètre.
Couple de friction
céramique-céramique (CoC)
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Cupules modulaires et pré-assemblées
Actuellement, les inserts des PTH à couple de frottement CoC peuvent être modulaires ou au contraire être
pré-assemblés avec la cupule métallique, afin d'éviter
les incertitudes d'un assemblage peropératoire.
La céramique la plus utilisée actuellement est une
céramique composite avec des grains d'oxyde de
zirconium et de strontium qui réduisent le risque de
propagation de fissures (céramique Delta). Cette propriété permet, théoriquement, de réduire l'épaisseur de
l'insert et d'augmenter ainsi le diamètre de tête. Ces
cupules contenant de la céramique Delta sont conçues
pour recevoir des têtes de grand diamètre (de 32 à
48 mm selon les fabricants), avec un diamètre externe
de la cupule métallique de 14 à 18 mm de plus que la
tête fémorale prothétique pour les cupules modulaires.
Il est difficile de déterminer une épaisseur minimale
à respecter pour la céramique composite.
L'épaisseur minimale des cupules pré-assemblées
disponibles est de l'ordre de 5 mm. Il est intéressant
de noter que leur géométrie est identique à celle des
cupules de resurfaçage (épaisseur minimale de cupule,
angle d'ouverture réduit de moins de 180°,…) mais
que leurs matériaux diffèrent (cupules en titane pour
le couple CoC et en chrome-cobalt pour les RTH).
L'épaisseur du métal-back des cupules pré-assemblées
est de l'ordre de 2 à 2,5 mm selon les modèles. Ce type
de cupule permet aux industriels d'autoriser des têtes
de grands diamètres avec des inserts fins (jusqu'à 2,5
ou 3 mm).
Dans les cupules modulaires, l'épaisseur du métalback est plus importante. Elle se situe aux environs
de 4 à 4,5 mm avec une épaisseur de céramique composite minimale de l'ordre de 4 mm pour les cupules
disponibles sur le marché (soit une cupule de 52 mm
pour une tête de 36 mm). Pour la céramique d'alumine, cette épaisseur minimale est de l'ordre de 6 mm
(soit une cupule de 52 mm pour une tête de 32 mm).
Cependant, iI faut insister sur le fait que la céramique composite Delta n'a qu'un très faible recul
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(et on s'interroge sur son vieillissement) alors que la
céramique d'alumine, qui possède un très long recul,
a quasiment disparu… Au final, il semble plus raisonnable de conserver une épaisseur de 6 mm pour les
céramiques (qu'elles soient composites ou d'alumine)
et de ne pas céder à la tentation d'inserts plus fins.
Têtes en céramique de grand diamètre
Les têtes en céramique de grand diamètre (> 36 mm) ont
comme autre avantage que la réduction de l'instabilité,
de se rapprocher le plus possible du concept « écologique » de respect de l'anatomie du patient. Cependant,
elles exercent des contraintes élevées à la périphérie de
l'insert en céramique, majorées en cas de cupule verticale [30]. De plus, le dessin des cupules couplées à des
têtes de grand diamètre expose fortement à la subluxation, étant donné leur angle d'ouverture réduit, avec un
risque de délamination de l'insert [27].
L'augmentation de diamètre céphalique expose encore
à de nombreuses autres complications pour le couple
CoC : « squeaking », fracture de céramique, douleur
inguinale… [31]. Ainsi, la cupule en céramique Delta
Motion (DePuy, Warsaw, Indiana), qui appartient à la
première génération de cupules pré-assemblées, dessinée pour réduire le phénomène de « squeaking » n'a pas
atteint son but. L'augmentation du ratio tête-col devait
réduire les risques d'effet came et de subluxation et donc
les bruits qui en résultent. Dans une série consécutive de
208 cupules Delta Motion, couplées à des têtes de 32 à
48 mm selon le diamètre de la cupule, MacDonnel et al.
rapportaient, à 21 mois de recul : 143 hanches silencieuses (69 %), 22 (11 %) avec des bruits autres qu'un
grincement, 17 (8 %) avec un grincement non reproductible lors de l'examen clinique et 26 (13 %) avec un
grincement reproductible [31]. Le diamètre des têtes des
« hanches bruyantes » était en moyenne de 40 mm. Pour
les auteurs, c'est la discontinuité du film de lubrification
de ces prothèses à tête de grand diamètre qui engendrait
une haute friction à l'origine des bruits. Ce phénomène
a été confirmé par d'autres travaux [32].
Ainsi, bien que les grands diamètres de tête en céramique aient démontré une amélioration des caractéristiques de friction dans des conditions de lubrification
continue, ils sont apparus en même temps beaucoup
plus sensibles à un défaut de lubrification. Dans cette
éventualité, on retrouve les problèmes de haute friction rencontrés avec les PTH à couple de frottement
métal-métal (MoM) à « grosse tête » et ce phénomène
est amplifié en cas de débris de céramique qui élèvent
la friction, avec un coefficient multiplicateur de 26
par rapport à un fonctionnement normal dans du
sérum [32].
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J. Girard
La cause principale des échecs des PTH à couple
de frottement métal-métal (MoM) en grand diamètre (descellement aseptique et mauvaise fixation des cupules, usure du cône morse) est le fait
de moments des forces de friction trop importants,
notamment à la jonction entre le cône morse et la
tête.
Ceux-ci ne semblent pas se limiter à ce couple. Ces
phénomènes peuvent en effet survenir avec tous les
couples « dur-durs » dès le moment où la lubrification
est interrompue. Ainsi, les têtes de grand diamètre du
couple CoC exposent aux mêmes risques que celles du
couple MoM [33]. Il apparaît même qu'en cas de lubrification inadéquate et à diamètre de tête identique, la
friction du couple CoC est deux fois plus importante
que celle du couple MoM. Le seul avantage du couple
CoC sur le couple MoM en grand diamètre est une
meilleure mouillabilité de la céramique, qui lui confère
une plus grande protection contre une interruption du
film de lubrification.
Morlock et al. [32] ont rapporté qu'en cas de mauvaise lubrification, un diamètre de tête en céramique
de 48 mm engendre un moment de forces de friction
5 fois plus important que celui d'un couple MoM de
même diamètre. Ils en concluaient que, pour le couple
CoC, les avantages théoriques du grand diamètre
doivent être mis en balance avec leurs inconvénients en
cas de lubrification imparfaite. L'apparition de bruits
anormaux serait finalement la conséquence d'une
lubrification anormale et donc le premier signe d'un
dysfonctionnement du couple.
Par ailleurs, les capacités de résistance à la torsion
entre un cône morse de 12/14 et une tête sont limitées
à moins de 10 Nm le long de l'axe du col [33]. Or, un
couple CoC à tête de diamètre de 36 mm génère une
torsion sur le cône morse de 25 Nm, expliquant les
échecs par usure du cône morse par une tête en céramique [34].
Il semble également déraisonnable d'implanter
une tête en céramique de grand diamètre sur une
tige fémorale courte, en raison de ce même risque de
contraintes trop élevées transmises à l'interface tigeimplant [35].
Ainsi, l'augmentation des contraintes à l'interface
os-cupule et la génération d'une haute friction sur le
cône morse, induite par une grosse tête en céramique,
expose à un risque important de descellement aseptique des implants.
Enfin, une position inadéquate de la cupule (notamment une inclinaison trop importante) favorise un
travail en subluxation et en micro-séparation, avec
un risque élevé de fracture ou de délamination de
l'insert [34].
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Couple de friction métal-métal
Les explications précédemment exposées des causes
d'échecs des PTH MoM en grand diamètre ont précipité l'arrêt du couple MoM. Il faut cependant noter
que c'est la présence d'un couple dur-dur en grand diamètre associé à une tige fémorale qui a posé problème
en raison de contraintes excessives de part et d'autre
de la tête. L'échec provenait alors soit d'une usure du
cône morse, soit d'un descellement aseptique de la
cupule, soumise à des contraintes de friction et à une
rigidité prothétique trop élevées.
La jonction entre le cône morse et la tête, par le biais
d'un connecteur ou entretoise entraînait une corrosion
massive (majorée en cas d'alliages métalliques différents), une libération de particules métalliques et des
reprises pour pseudotumeurs imputables non pas au
couple MoM lui-même mais à un trop grand nombre
d'interfaces de friction. Ce problème de corrosion
métallique était ainsi directement corrélé à l'excès de
modularité de ces prothèses.
Ce phénomène est parfaitement démontré par la corrélation qui existe entre la longueur de l'entretoise et
le taux d'ions. Ainsi, un col court (–4 mm) génère un
taux de cobalt sanguin de 0,8 μg/L, un col moyen de
1 μg/L, un col long (+4 mm) de 2,2 μg/L et un col long
(+8 mm) de 4,7 μg/L. Cette hausse des taux d'ions est
directement liée au faible contact entre l'entretoise et
la tête prothétique, observé sur les cols longs ou extralongs. En effet, une faible surface de contact augmente
le risque de micromouvements à l'interface, la corrosion et l'abrasion du cône morse [36]. Le problème ne
venait donc pas du couple MoM en lui-même, ce qui
explique l'absence de ce type de complication avec le
RTH où l'absence de tige a permis d'éviter ces déboires
ainsi qu'avec les PTH conventionnelles à couple MoM
et têtes de 28 ou 32 mm à plus de 15 ans de recul [2].
Il faut rappeler que les PTH MoM en grand diamètre
ont été introduits au départ pour faire face aux échecs
fémoraux des RTH. Il était alors facile de laisser la cupule
en place et d'implanter une tige couplée à une grosse tête
en métal. L'usage de ces prothèses aurait donc dû être très
limité. Mais devant des résultats cliniques initiaux excellents, avec notamment un taux de luxation extrêmement
faible voire nul, et une satisfaction des patients meilleure
qu'avec une tête de 28 mm, probablement en rapport
avec une meilleure proprioception, un respect de l'anatomie du patient et une absence d'effet came [37], leur diffusion a été très rapide. Ceci a conduit à de très nombreuses
implantations de première intention alors que l'on ne
disposait pas d'un recul suffisant [37]. Ceci rappelle très
étrangement l'introduction massive et rapide des grands
diamètres à couple CoC en céramique avec zircone…
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Le diamètre des têtes fémorales des PTH de première intention
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Conclusion
Références
Le choix du diamètre de la tête prothétique d'une PTH
dépend principalement de la taille du cotyle osseux
et non de la « philosophie » trop souvent répandue
d'implanter le plus grand diamètre « à tout prix » pour
réduire le risque de luxation.
Les risques de survenue d'une luxation redoutée par
tout chirurgien et d'un effet came pouvant entraîner
la faillite des implants ont accéléré l'introduction de
diamètres de têtes de diamètres de plus en plus grands
par les fabricants. Celle-ci est le résultat d'une conjoncture associant une demande pressante des chirurgiens
et l'introduction de nouveaux matériaux (polyéthylène hautement réticulé et céramique de zircone). Les
fabricants se sont ainsi adaptés à la demande du marketing et ont mis sur le marché des cupules à insert
de plus en plus fins. Il est intéressant de noter que les
modifications ont principalement porté sur le versant
acétabulaire et non sur le versant fémoral. En effet, il
n'y pas eu de modification des tiges et/ou des cônes
morses pour d'adapter aux grands diamètres de tête.
À l'heure actuelle, il existe peu de recul de ces nouvelles configurations et l'échec des têtes de grand diamètre de PTH MoM incite à une extrême prudence et
tend à faire émettre des réserves sur les têtes de grand
diamètre de l'autre couple dur-dur (CoC) et du PE
hautement réticulé en très faible épaisseur. Il faut, de
plus, garder en mémoire que les diamètres qui ont fait
la preuve de leurs efficacités sont nettement plus petits
que ceux couramment utilisés actuellement (22,2 et
28 mm pour le PE, 32 mm pour la céramique d'alumine et 28 mm pour la céramique composite).
Il convient de bien maîtriser la connaissance de l'implant que l'on met en place et notamment l'épaisseur
du métal-back afin d'estimer l'épaisseur de l'insert en
fonction du diamètre de la tête. Une épaisseur de 6 mm
d'insert reste le « gold standard » quel que soit le type
de couple de friction choisi.
En 2014, mis à part la configuration anatomique
des RTH, implanter une tête de grand diamètre couplée à une tige fémorale implique de prendre un risque
encore peu évalué d'échec (fixation acétabulaire,
rupture de l'insert,…). Il apparaît donc déconseillé
d'implanter des têtes de plus de 36 mm avec une
PTH (quel que soit le couple de friction choisi). Pour
les têtes CoC de plus de 36 mm, un recul plus important est indispensable avant « d'accepter une part
d'inconnue pour nos patients » comme le disaient
Triclot et Gouin [38].
Déclaration de conflit d'intérêts : J. Girard déclare
être consultant pour les sociétés Smith and Nephew et
Wright Medical Technology.
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