A.Frank, Paris

Les échecs de la chirurgie de reconstruction du ligament croisé antérieur par autogreffes sont rares. Si l'on étudie la littérature de ces dix dernières années, les échecs vrais, c'est-à-dire ceux où l'autogreffe proprement dite doit être incriminée soit par défaut de ligamentisation soit par mauvais positionnement du transplant, ne dépassent pas 10% des cas et les reconstructions itératives sont exceptionnelles.

En revanche, la persistance de douleurs, d'intensité et de survenue variables, est très fréquente (5 à 58% selon les séries). Ces douleurs sont rarement à l'origine d'échecs véritables. Dans la majorité des cas elles sont mineures et ne sont présentes qu’à l’effort notamment lors de la pratique de certains sports.

Seule la laxité et éventuellement la raideur (en flexion ou en extension), peuvent témoigner d'un véritable échec anatomique de l'auto greffe. Si la réapparition d'une laxité témoigne à coup sûr de l'existence d'un transplant non fonctionnel, la raideur n’est qu’une des diverses expressions de l’échec anatomique. En effet, un flessum peut être le fait d'un transplant trop antérieur (échec anatomique) mais il peut aussi être le témoin d'une fibrose réactionnelle dans l'échancrure (syndrome du Cyclope) alors même que le transplant est de bonne qualité et bien positionné.

Les causes anatomiques pouvant être responsables d'un échec clinique à l'origine d'une reconstruction itérative ont trois causes :

- défaut de positionnement : fémoral ou tibial.

- défaut de maturation de l'autogreffe

- défaut de fixation initiale du transplant

1 - DEFAUT DE POSITIONNEMENT DU TRANSPLANT

De nombreux auteurs (16,17,22,35) ont étudié l'influence de la position des orifices osseux sur l'isométrie d'un transplant lors des mouvements de flexion-extension du genou. Tous s'accordent pour souligner l’absence de point " fémoral " idéal et la prépondérance de la position de l'orifice fémoral par rapport à la position de l’orifice tibial dans la détermination de l’isométrie du transplant. Si nous ne sommes toujours pas capables de reconstruire la parfaite anatomie du ligament croisé antérieur avec ses 3 faisceaux, nos techniques sont suffisamment fiables pour reconstruire avec précision son faisceau antérieur, le plus isométrique. HEFZY (17) a démontré dans son étude cadavérique qu'il existe non pas un point isométrique au fémur mais une surface dont l'aire diminue au fur et à mesure que la flexion du genou augmente. GRAF a étudié sur cadavres 12 points situés à la partie postérieure de la face axiale du condyle. Son étude a bien précisé que le point le plus isométrique se situait à l'angle du toit de l'échancrure et de la face axiale du condyle externe. Les travaux anatomiques de KASSIS (22) ont confirmé cette notion tout en mettant en évidence l'existence d'un " 2ème point isométrique " situé au centre du toit de l'échancrure. Ce " 2ème point isométrique " correspond à celui décrit par ROSENBERG dans sa technique princeps, dite du tunnel fémoral borgne, de reconstruction du LCA. Néanmoins, si dans ce cas l'isométrie est respectée, l'anatomie ne l'est pas. Il semble qu'en cas d'insertion fémorale trop axiale la rotation interne du squelette jambier entraîne une mise en tension très précoce du transplant pouvant nuire à la ligamentisation et aboutir à une laxité résiduelle soit par défaut de ligamentisation soit par rupture itérative. Ainsi, le centre du toit de l’échancrure nous parait ne pas devoir être retenu comme orifice osseux fémoral. Seul le point situé à l’angle du toit et du condyle externe se rapproche le plus de l’anatomie et respecte une certaine " non isométrie favorable " (9)

Le tunnel tibial, comme l'a montré GRAF (16), influe peu sur l'isométrie du transplant. Néanmoins, la qualité de sa détermination est essentielle pour éviter tout conflit du transplant (18) avec les structures osseuses (toit de l’échancrure, condyle externe). Tout conflit de cet ordre peut-être la source principale d’un échec par flessum, douleurs, craquements, inconfort. Mieux vaut un genou légèrement laxe et asymptomatique qu’un genou serré et inconfortable qui nécessitera souvent une reprise chirurgicale ou arthroscopique pour résection du transplant avec ou sans reconstruction.

La position des orifices fémoral ou tibial peuvent être très simplement déterminée sur des clichés radiologiques de face et de profil:

- Orifice fémoral: divers indices radiologiques ont été décrits par différents auteurs. Le plus simple est probablement celui décrit par AGLIETTI (1) (Fig.1) sur un cliché de profil qui mesure la position du bord antérieur de l'orifice fémoral sur la ligne de Blumensatt. L'indice de VIELPEAU et LOCKER (41) (Fig.2), particulièrement reproductible et fiable, semble moins utilisé. En revanche, l'indice de LEMOS (26) (Fig.3) nous est apparu, dans notre étude, difficile à appliquer et peu reproductible.

L'influence du positionnement de l'orifice fémoral sur la laxité est certaine. Notre étude (13) sur 61 cas comparant la laximétrie, mesurée sur l’arthromètre KT 1000, à la position de l'orifice fémoral, selon l'index d'AGLIETTI et de VIELPEAU-LOCKER, a montré une forte corrélation statistique prouvant que plus l'orifice fémoral était antérieur plus la laxité résiduelle était importante. Un indice d'AGLIETTI situé entre 60 et 70% sur la ligne de Blumensatt témoigne d’un bon positionnement de l’orifice fémoral.

ROMANO (32) d'une part et HOWELL (18),d'autre part ont bien montré l'incidence de la position de l'orifice tibial, non pas sur l'isométrie, mais sur l'existence d'un flessum résiduel en cas d’orifice trop antérieur.

Théoriquement, une bonne autogreffe doit tenter de reproduire les propriétés histologiques chimiques et mécaniques d'un ligament croisé antérieur normal.

Une autogreffe, quelle qu’elle soit (tendon rotulien, tendons de la patte d'oie etc...), va s'adapter d'une part à son environnement et d'autre part aux nouvelles contraintes pour acquérir une structure ligamentaire. Cette "ligamentisation", décrite par AMIEL (2), prête encore à discussion car toutes les études expérimentales rapportées dans la littérature, ont été pratiquées chez l'animal. L'extrapolation chez l'homme n'est pas toujours évidente. Seules les études histologiques et ultra structurales pratiquées par biopsie du transplant chez l'homme rendent compte de la réalité.

1- Evolution histologique du transplant

L'étude expérimentale faite en 1982 par ARNOCZKY (4) montre que, chez le chien, le 1er mois est marqué par une phase de nécrose du transplant rotulien. Cette nécrose est suivie d'une phase d’hypervascularisation située entre la huitième et la dixième semaine. Cette vascularisation permet la prolifération cellulaire de fibroblastes et vers un an le transplant présente des caractéristiques proches du ligament croisé antérieur avec une orientation organisée des fibres de collagène.

Cette évolution en quatre stades (nécrose, revascularisation, prolifération cellulaire, remodelage) a également été décrite par AMIEL (3) chez le lapin et par CLANCY (12) chez le singe.

L’origine des cellules qui colonisent le transplant est extrinsèque. Ces cellules proviennent du liquide synovial (24). La revascularisation se fait essentiellement à partir du paquet graisseux de Hoffa. Les vaisseaux envahissent très rapidement (à partir de l’enveloppe synoviale) l’épaisseur du transplant qui est complètement vascularisé à 8 semaines. Ces modèles expérimentaux utilisés chez l’animal montrent des étapes de transformation de la greffe qui semblent différer du modèle humain. En effet, ROUGRAFF et SCHELBOURNE (34) ont pratiqué chez des volontaires des biopsies de transplant libre au tendon rotulien sous arthroscopie. Cette étude montre qu'à 3 semaines le transplant est revascularisé et viable.

Entre 2 et 10 mois, le transplant subit un remodelage avec prolifération fibroblastique maximum à quatre mois. A cette date les fibres de collagène sont immatures.

La maturation du transplant n’apparaît qu’ entre 12 et 36 mois avec diminution de la cellularité et maturation progressive du collagène. Parallèlement, la vascularisation diminue.

Ainsi, chez l’homme, la phase nécrotique est quasi-inexistante mais on ne peut parler de ligamentisation véritable avant trois ans.

LCA normal et tendon rotulien contiennent des récepteurs proprioceptifs. Qu’en est-il au niveau du transplant? Aune a récemment prouvé, en pratiquant des biopsies humaines entre 5 et 37 mois postopératoires sur des transplants au tendon rotulien, l’absence complète de récepteurs sensitifs. Seul BARRACK (7) a retrouvé chez le chien, 6 mois après une greffe au tendon rotulien, la présence de mécanorécepteurs.

ETUDES ULTRA-STRUCTURALES

Un ligament croisé antérieur normal présente deux types de fibres de collagène (structure hélicoïdale d'acides aminées). Les fibres de type 1 représentent 90% du LCA et sont composées de trois chaînes dont deux sont identiques. Les fibres de type 3 représentent 10% du LCA et les trois chaînes de ce type sont identiques.

Par ailleurs, le diamètre des fibres de collagène est variable. Chez l'adulte, la distribution des fibres est bimodale avec néanmoins une petite prédominance de fibres de petit diamètre (25 à 50 NM). Le tendon rotulien normal est très différent puisqu'il est composé de fibres de gros diamètre (supérieur à 100 NM) exclusivement de type 1.

Après transplantation au tendon rotulien on voit apparaître dès la deuxième semaines des fibres collagènes de type 3 et à 30 semaines son taux est identique à celui d’un LCA normal. Le diamètre des fibres diminue rapidement avec une distribution qui devient quasiunimodale (<100 NM) (20,31).

Il n'existe donc pas de parfaite ligamentisation du tendon rotulien à l'échelon ultra-structural. Les conséquences sont encore mal connues et le rôle de ces fibres de collagène dans les propriétés mécaniques du transplant reste à déterminer plus précisément.

2) EVOLUTION BIOCHIMIQUE

AMIEL a montré que le tendon rotulien contient près de trois fois moins de GlycosAminoGlycanS (GAGS) que le LCA normal. Après transplantation du tendon rotulien le taux de GAGS augmente progressivement pour devenir identique à celui d'un LCA vers quatre à six semaines. Leur rôle dans l’organisation de la trame collagène est encore mal connu.

La résistance mécanique du transplant conditionne la rééducation postopératoire et les délais de reprise d'activité sportive.

En postopératoire immédiat, la résistance mécanique de la greffe dépend du type de transplant et des systèmes de fixation utilisés.

a) Résistance mécanique des greffes

Les deux autogreffes les plus utilisées sont le tendons rotulien et les tendons des muscles ischio-jambiers. NOYES (29) en 1984 a publié une étude sur le cadavre évaluant la résistance mécanique du LCA normal (1725 N), du tiers moyen du tendon rotulien ( 2900 N pour une largeur de 14 mm), du demi-tendineux (1216 N).

D'autres études sur le cadavre (8,40,42) ont révélé le rôle essentiel de l'âge dans la résistance mécanique du LCA ; chez le sujet plus âgé, la résistance à la rupture peut descendre à 500 N pour WOO (42).

Les ischio-jambiers utilisés en double ou quadruple bruns pourraient atteindre des résistances très supérieures à celles du tendon rotulien : 3 000 N pour ROSENBERG cité par TOLIN (38).

b) Résistance mécanique des systèmes de fixation : elle dépend des moyens de fixation mais aussi des modèles expérimentaux qui varient suivant les auteurs.

- La fixation d'une greffe os-tendon-os au tendon rotulien est assurée par des vis d'interférences. Que ces vis soient métalliques ou résorbables, qu'elles soient mises en place parallèlement ou légèrement divergentes, la qualité de la fixation n’est pas ou peu modifiée (14,15,19,21,23,25,26). STEINER (37) évalue la résistance de cette fixation à 423 N pour une vis fémorale introduite de dehors en dedans et 588 N si celle-ci est introduite de dedans en dehors. Si l'on utilise en plus de la vis d'interférence une suture sur vis et rondelle, la résistance mécanique du montage atteindrait 674 N.

- La fixation d'une greffe utilisant les ischio-jambiers peut être assurée par de nombreux systèmes. L'agrafe simple est mécaniquement peu satisfaisante (100 N). La suture sur une vis plus rondelle se rompt pour une charge allant de 130 à 310 N (38). La suture sur vis plus rondelle à picot résiste mieux (250 N pour TOLIN et 519 N pour STEINER, voire 821 N s'il s'agit d'un transplant à quatre faisceaux). Certains systèmes de fixation récents résisteraient jusqu’à 400N voire 600N (vis sur agrafe type Tabouret, boucle+agrafe..) (GOBLE cité par TOLIN).

L'activité quotidienne soumet le LCA à une charge de 160 N à 445 N (30,38). Il semble que la plupart des systèmes de fixation actuellement utilisés soient suffisamment résistants pour faire face aux contraintes d'une rééducation postopératoire dite "agressive".

L'utilisation des muscles de la patte d'oie pour reconstruire le LCA crée un ancrage tendon-os dont certains auteurs ont mis en doute la qualité mécanique. En fait, il semblerait, d'après des études expérimentales récentes chez le chien (33), que cet ancrage os-tendon serait plus résistant que la greffe elle-même avec infiltration progressive du tendon par du tissu osseux.

Toutes les études expérimentales pratiquées chez l'animal (Tableau 1) rapportent des résultats inquiétants. En effet, 1 à 2 ans après implantation, la rigidité et la résistance à la rupture de la greffe , quelle qu’elle soit, ne dépasse pas 50 % de celles d'un LCA témoin normal. Qu'en est-il chez l'homme ? Malheureusement, nous ne pouvons répondre à cette question. Certains auteurs (SHELBOURNE) sont convaincus, compte tenu des observations histologiques et du faible taux de rupture itérative après transplant libre de transplant rotulien, de la plus grande résistance mécanique des transplants humains. Ces arguments auraient pour conséquence d'autoriser une reprise précoce des activités sportives y compris les sports de pivot. Ainsi SHELBOURNE (36) autorise la reprise de l’entraînement sportif à la sixième semaine postopératoire.

a) Positionnement du transplant.

L'existence de contraintes mécaniques "défavorables" par positionnement "non isométrique" du transplant nuit au phénomène de remodelage. Une excellente visualisation de l'échancrure, grâce à la "magnification" de l'image vidéo, permet un positionnement plus précis des tunnels osseux et notamment du tunnel fémoral.

L'obtention d'une "anisométrie favorable" est essentielle pour que la greffe puisse absorber plus aisément et sans risques les contraintes "favorables" d'une rééducation postopératoire avec appui immédiat et extension complète à condition que la fixation soit suffisamment solide.

YOSCHYA (43) a montré chez le chien qu'une distension appliquée lors de la mise en place d'un transplant entraînait une moins bonne vascularisation et une moins bonne organisation des fibres de collagène. Une étude clinique récente a montré (39) qu'une élongation imposée à la greffe lors de sa mise en place entraînait une laxité résiduelle plus importante qu’en l’absence d’ élongation initiale.

Son rôle est déterminant dans la qualité du résultat fonctionnel. Les effets néfastes de l'immobilisation sur les propriétés mécaniques des ligaments normaux ne sont plus à démontrer (10,29). Les contraintes mécaniques "favorables" sont probablement importantes pour aider ou accélérer les phénomènes de ligamentisation. Ces contraintes doivent néanmoins rester à des niveaux inférieurs au seuil de rupture. Ainsi, l'utilisation de protocoles de rééducation en chaîne cinétique fermée avec travail musculaire excentrique semble préférable.

La ligamentisation de la greffe utilisée pour reconstruire un LCA existe mais :

- les propriétés mécaniques de la greffe restent faibles chez l'animal. Qu'en est-il chez l'homme ?

- L'ultra-structure de la greffe n'est pas celle d'un LCA normal avec une taille et une distribution des fibres collagènes qui sont différentes. Les conséquences mécaniques de cette différence ultra-structurale reste encore méconnue.

- L’innervation de la greffe semble inexistante : absence de mécanorécepteurs = absence de réponse proprioceptive = mauvaise défense.

En revanche :

- un transplant bien positionné et solidement fixé supprime les contraintes dites "défavorables". Une rééducation précoce et adaptée soumet la greffe à des contraintes "favorables" au phénomène de ligamentisation.

- La résistance mécanique des transplants humains pourrait être supérieure à celle des transplants animaux comme laisserait supposer le taux exceptionnel de rupture itérative chez l'homme.

Pouvons-nous raccourcir sans risques les délais de reprise sportive ? La question reste posée.

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