Introduction:

Les conditions de réussite pour une suture méniscale ont récemment été décrites par Post et coll.¹⁵. Elles sont au nombre de trois: une bonne stabilité primaire, une adaptation optimale des berges méniscales, ainsi qu’un potentiel de guérison biologique adéquat au niveau du site de suture.

Les études ayant analysé la stabilité biomécanique de sutures méniscales dans le passé ont uniquement effectué des tests appliquant une force unique maximale ^{1, 3, 7, 10, 12,13,16}. Etant donné le nombre relativement élevé de ré-ruptures après suture méniscale ⁹, et au vu de la popularité croissante d’une mobilisation postopératoire précoce et d’une rééducation intensive ^4,5,8,14, nous avons considéré que des études mécaniques plus poussées étaient nécessaires. Le but de notre travail était d’ étudier ainsi les effets d’une charge répétitive, cyclique, sur une suture méniscale. Une telle analyse cycliqe semble être plus proche de la situation postopératoire où des mouvements répétés de flexion-extension du genou sont effectués par le patient. De plus, nous voulions comparer l’effet de différents types et matériels de suture utilisés régulièrement dans les processus de réparation méniscale.

Matériel et méthode:

108 sutures méniscales ont été analysées sur 36 ménisques internes de porcs. Les ménisques ont été prélevés immédiatement après l’abattage des animaux et congelés à -20°C. Une heure avant le début des tests, ils ont été décongelés à température ambiante dans une solution saline isotonique.

Les sutures ont été testées à l’aide d’un modèle biomécanique bien établi ¹⁶. Une rupture longitudinale complète intéressant tout le pourtour méniscal a été appliquée à l’aide d’un scalpel. Après application d’une suture, les deux parties du ménisque ont été fixé à l’aide de fils métalliques dans une machine (Zwick, type 1474, Ulm, Allemagne) pouvant effectuer les tests cycliques. Lors des tests une distraction verticale a été appliquée de facon répétitive à la suture. Les tests ont été effectués à une vitesse de 50 mm/minute et à température ambiante. Pendant toute la procédure, les ménisques ont été régulièrement humidifiés.

Nous avons analysé différents types de suture ( "mattress sutures" horizontales et verticales, fig. 1) ainsi que différents matériels de suture (fil résorbable PDS 2-0; fil non-résorbable Ethibond 2-0 (Ethicon, Norderstedt, Allemagne) et l’ancre T-Fix (Acufex Microsurgical Inc., Mansfield, MA, USA).

Figure 1:Représentation des différents types de suture testées.

Ce dernier est constitué d’une barre en matière plastique de 6 mm de long relié à un fil de suture en polyester 2-0. Pour les sutures classiques, une seule suture a été testée à la fois. La distance entre les 2 brins de suture était de 3 mm et la distance du bord externe de 3 à 4 mm. La suture était appliquée au côté fémoral du ménisque, de l’intérieur vers l’extérieur, selon la technique "inside-out". Cinq noeuds ont été réalisés du côté capsulaire, externe, pour les sutures classiques. Pour le T-Fix, 2 ancres ont été utilisés par réparation. Dans ces cas la suture a été nouée à la surface fémorale du ménisque. Chaque ménisque a été utilisé à 3 reprises, les sutures se placant à la partie intermédiaire du ménisque, ainsi que en avant et en arrière de cette première suture.

Les tests ont été réalisés en 2 séries:

1. Tests à charge unique maximale

Ces tests ont été effectués afin d’ analyser la stabilité primaire des sutures. Dix sutures horizontales et verticales, ainsi que 8 réparations méniscales au T-Fix (16 ancres T-Fix) ont été testées.

2. Tests cycliques suivis de l’application d’une charge unique maximale

100 cycles ont été effectués par test. Les charges appliquées étaient de 20 et 40 N respectivement. La précharge était de 5 N. Dans le groupe des charges maximales de 20 N nous avons analysé 10 sutures verticales PDS et Ethibond. Dans le groupe à charge maximale de 40 N, 10 sutures horizontales et verticales ont été analysés avec les mêmes matériaux de suture.

L’analyse statistique a été effectuée en appliquant le test de Wilcoxon, le T-Test et le "chi-square-test".

Résultats

1.  
2. Tests à charge unique maximale

Les forces maximales atteintes par les différentes sutures classiques avoisinaient la valeur de 60 N, indépendamment du type ou du matériel de suture utilisé. Les forces atteintes avec les ancres T-Fix n’atteignaient qu’ environ la moitié des sutures classiques. Cette différence était statistiquement significative (p<0,05) (tableau 1).

	Vertical (N)	Horizontal (N)
PDS (2-0)	63	58
Ethibond (2-0)	59	58
T-Fix	-	31

Tableau 1 :Tests à charge unique maximale (série 1): forces maximales à l’arrachement.

Les modes de défaillance du système suture-ménisque sont représentés au tableau 2. Notez que la défaillance était uniforme avec les sutures verticales (100% de rupture du fil près du noeud), alors que ceci ne se retrouvait plus qu’avec 50% des sutures horizontales. Parmi ces dernières l’on constata 7 cas de ruptures tissulaires complètes où la suture a été arrachée au travers du tissu méniscal. Avec les ancres T-Fix, le mode de défaillance était dû dans la majorité des cas à la déformation ou à la fracture de la barre synthétique.

2.  
3. Tests cycliques suivis de l’application d’une charge unique maximale

Durant les tests cycliques un lâchage de la suture a été constaté dans 13 % des sutures classiques testées (8 cas sur 60). Ces défaillances survenaient dans la majorité des cas dans le groupe à charge maximale de 40 N (7 cas contre 1). Il n’y avait pas de prépondérance d’ un type de suture ou d’ un matériel de suture spécifique.

Une rétraction du matériel de suture était à constater à la surface du ménisque pendant les tests cycliques. Cette rétraction était plus importante avec les sutures horizontales. Elle était incriminée à une déchirure partielle du tissu méniscal (ruptures tissulaires partielles). En fonction de son importance, ce phénomène était réparti en 3 catégories: moins de 50 % de rétraction, plus de 50% de rétraction, rétraction complète (figure 2).

Figure 2:Rétraction du matériel de suture à la surface méniscale (rupture tissulaire partielle). En fonction de son importance, ce phénomène était réparti en 3 catégories: moins de 50 % de rétraction, plus de 50% de rétraction, rétraction complète. Les ruptures tissulaire partielles étaient plus nombreuses et plus importantes avec les sutures horizontales.

Les ruptures tissulaire partielles étaient plus nombreuses et plus importantes avec les sutures horizontales.

	Vertical (n=20)	Horizontal (n=20)	T-Fix (n=16)
Rupture mat. de suture	20	10	4
Noeud défait	0	3	2
Rupture du tissu	0	7	0
Glissement de la barre	-	-	7
Fracture de la barre	-	-	3

Tableau 2: Tests à charge unique maximale (série 1): modes de défaillance du système suture-ménisque.

La troisième constatation durant les tests cycliques était l’apparition d’une décoaptation des berges méniscales dès les premiers cycles (50 % de la valeur de la décoaptation atteints après seulement 10 cycles). Elle était plus importante avec les sutures horizontales et dans le groupe à charge maximale de 40 N (tableau 3; figure 3).

Figure 3:Apparition d’une décoaptation des berges méniscales dès les premiers cycles.

Forces appliquées	Type de suture	Diastasis (mm)
5-20 N	Vertical	2,3
5-40 N	Vertical	3,4
5-40 N	Horizontal	4,4

Tableau 3: Charge unique maximale après test cyclique (série 2): forces maximales à l’arrachement.

La force maximale à l’arrachement après l’épreuve des tests cycliques révéla des forces quasiment identiques à celles de la série 1 (tableau 4).

	5-20 N	5-40 N
	Vertical		Horizontal
PDS (2-0)	54	61	64
Ethibond (2-0)	58	64	57

Tableau 4: Charge unique maximale après test cyclique (série 2): modes de défaillance du système suture-ménisque.

La répartition des modes de défaillance était également très comparable à la série 1 (tableau 5).

	Vertical (n=35)	Horizontal (n=17)
Rupture mat. de suture	33	14
Noeud défait	2	0
Rupture du tissu	0	3

Discussion

La première suture méniscale a été décrite par Thomas Annadale en 1885 déjà ¹. Malgré cela, on a dû attendre une centaine d’années avant de voir cette technique être standardisée, d’abord à ciel ouvert et ensuite, à partir de la deuxième moitié des années 1980, par voie arthroscopique.

La première étude biomécanique sur des sutures méniscales a été décrite par Kohn en 1989 ¹². Il compara différentes techniques de suture utilisées à l’époque et constata que les sutures horizontales étaient plus faibles que les sutures verticales. La stabilité supérieure des sutures verticales était due au fait qu’ elles prennent plus de fibres circonférentielles qui déterminent la structure semilunaire des ménisques. Par contre, les sutures horizontales peuvent être arrachées plus facilement à travers le tissu méniscal étant donné qu’elles passent entre les fibres méniscales circonférentielles. Depuis lors, plusieurs autres études ont confirmé ces données ^{3, 16}.

Le but de notre étude était dans un premier temps de valider ces tests classiques avec notre modèle expérimental. Nous avons ainsi montré qu’en utilisant un fil 2-0, il n’y avait pas de différence entre la force de fixation d’une suture horizontale et verticale. Dans les 2 cas la force avoisinait les 60 N. Ceci peut paraître étonnant au vu des études citées plus haut, qui ont trouvé une nette différence entre sutures horizontales et verticales. Cependant, Post et coll. ont trouvé une différence accrue des forces de fixation entre sutures horizontales et verticales avec l’ augmentation de l’épaisseur du fil de suture. Ainsi la différence entre la force de fixation de ces deux types de suture est moindre avec un fil de suture relativement faible comme le fil 2-0, au point d’avoir des forces identiques comme c’était le cas dans notre étude. La fixation avec les ancres T-Fix était nettement plus faible (environ 30 N), néanmoins tout à fait comparable à celle des nouveaux ancres biorésorbables ^{1, 10}. La force de fixation moindre du T-Fix par rapport aux sutures classiques s’explique avant tout par les faiblesses de ce système d’ancrage, à savoir une barre en matière plastique friable et facilement déformable. Ceci peut être important d’un point de vue clinique si des fragments peuvent se comporter comme des corps étrangers libres dans l’articulation. Même si pareil cas n’a pas encore été rapporté dans la littérature, il constitue un des arguments principaux contre le T-Fix ⁶.

Il n’existe pas encore de données dans la littérature concernant des tests cycliques de sutures méniscales. Pour cette raison nous avons d’abord dû déterminer les forces avec lesquelles les sutures devaient être testées. Koukoubis et coll.¹³ avaient montré qu’après suture méniscale, les ménisques réparés montraient une résistance à l’arrachement de 46 N. En partant de cette valeur nous avons supposé qu’un ménisque devait résister à une force maximale de 40 N jusqu’à la guérison et avons fixé la valeur maximale à 40 N. Les forces physiologiques qui s’appliquent réellement sur un ménisque sont cependant toujours inconnues. Une étude pilote¹¹ a montré des forces étonnement basses, toujours inférieures à 10 N. Cependant les forces réelles devraient être supérieures étant donné que cette étude avait été réalisée sur des cadavres, dans des conditions assez éloignées de la situation in vivo.

Pendant les tests cycliques, nous avons pu constater plusieurs faits intéressants:

1. Les sutures méniscales classiques peuvent lâcher si elles sont soumises à des charges cycliques. Des défaillances de la suture étaient constatées dans 13 % des cas testés, non seulement dans le groupe à charge maximale de 40 N, mais aussi dans le groupe de 20 N.
2. Dès les premiers cycles, une décoaptation des berges méniscales s’installa (50% de la valeur complète de la décoaptation atteinte après seulement 10 cycles). Elle était plus importante avec les sutures horizontales.
3. Au niveau de la surface méniscale, les sutures avaient tendance à se rétracter, ce qui fut classifié comme rupture tissulaire partielle. Ces ruptures étaient plus importantes avec les sutures horizontales. Les points 2 et 3 montrent que le tissu méniscal a une capacité moindre de résister aux sutures horizontales étant donné qu’elles captent moins de fibres méniscales circonférentielles que les sutures verticales.
4. La force de fixation maximale n’était pas altérée par les tests cycliques.
5. Il n’y avait pas de différence entre les types de fils de suture utilisés (Ethibond et PDS 2-0).

Même si les conséquences cliniques de ces résultats restent à être déterminées, ils montrent qu’à côté des facteurs biologiques de la guérison méniscale, les facteurs mécaniques pourraient jouer un rôle qui ne se résume pas simplement à la résistance maximale à l’arrachement d’un moyen de fixation méniscal. Nos résultats montrent en tout cas qu’ une décoaptation des berges méniscales peut survenir si une suture méniscale est soumise à des charges répétées, même si les conditions exactes de ce phénomène sont encore mal définies.

Bibliographie

1. Albrecht-Olsen P, Lind T, Kristensen G, Falkenberg B. Failure strength of a new meniscus arrow repair technique: Biomechanical comparison with horizontal suture. Arthroscopy 1997; 13 (2): 183-187

1. Annadale T: An operation for displaced semilunar cartilage. Br Med J 1: 799, 1885

1. Asik M, Sener N, Akpinar S, Durmaz H, Göksan A. Strength of different meniscus suturing techniques. Knee Surg Sports Traumatol, Arthroscopy 1997; 5: 80-83

1. Barber FA: Accelerated rehabilitation for meniscus repairs. Arthroscopy 1994; 10: 206-210

1. Barber FA, Click SD. Meniscus repair rehabilitation with concurrent anterior cruciate reconstruction. Arthroscopy 1997; 13 (4): 433-437

1. Barrett GR, Norberg FB, Nash CR: meniscal repair, T-Fix versus Inside-out. Annual Meeting American Academy of Orthopaedic Surgeons, Anaheim, California, USA, Feb 4-8, 1999

1. Boenisch U, Faber K, Ciarelli M, Arnoczky S (1998) Pull-out strength and stiffness of meniscus repair using absorbable arrows versus Ti-cron vertical and horizontal loop sutures. 8^th Congress of the European Society of Sports Traumatology, Knee Surgery and Arthroscopy (ESSKA), 4/5 1998 Nice, France

1. Buseck MS, Noyes FR : Arthroscopic evaluation of meniscal repairs after anterior cruciate ligament reconstruction and immediate motion. Am J Sports Med 1991; 19 (5): 489- 494

1. Cannon WD, Vittori JM. The incidence of healing in arthroscopic meniscal repairs in anterior cruciate ligament reconstructed knees versus stable knees. Am J Sports Med 1992; 20: 176-181

1. Dervin GF, Downing KJ, Keene GC, McBride DG. Failure strengths of suture versus biodegradable arrow for meniscal repair: an in vitro study. Arthroscopy 1997; 13 (3): 296-300

1. Kirsch L, Kohn D, Glowik A. Forces in medial and lateral meniscus sutures during knee extension - an in vitro study. J Biomech 31 (Suppl 1) 104, 1999

1. Kohn DM, Siebert W. Meniscus suture techniques: A comparative biomechanical cadaver study. Arthroscopy 1989; 5 (4): 324-327

1. Koukoubis TD, Glisson RR, Feagin JA, Seaber AV, Schenkman D, Korompilias AV, Stahl DL. Meniscal fixation with an absorbable staple. An experimental study in dogs. Knee Surg Sports Traumatol Arthroscopy 1997; 5: 22-30

1. Mariani PP, Santori N, Adriani E, Mastantuono M. Accelerated rehabilitation after arthroscopic meniscal repair: a clinical and magnetic resonance imaging investigation. Arthroscopy 1996; 12 (6): 680-686

1. Post WR, Akers SR, Kish V. Load to failure of common meniscal repair techniques: Effects of suture technique and suture material. Arthroscopy 1997; 13 (6); 731-736

1. Rimmer MG, Nawana NS, Keene GC, Pearcy MJ. Failure strengths of different meniscal suturing techniques. Arthroscopy 1995; 11 (2): 146-150