Jakob R.P., Mainil-Varlet P., Gautier E.

La lésion circonscrite du cartilage articulaire provient de 3 causes principales : le traumatisme, l’ostéochondrose disséquante et l’usure arthrosique. Tandis que l’ostéochondrose disséquante atteint toujours l’os sous-chondral, la lésion traumatique peut être purement cartilagineuse. Elle est provoquée par des forces de cisaillement, de contusion et par une entorse où elle est souvent associée à une lésion capsulo-ligamentaire. L’usure arthrosique débutante ne peut toucher que le cartilage.

40 à 60% des ruptures du ligament croisé antérieur sont associées à une lésion cartilagineuse dont 20% au 3^ème degré. Le nombre considérable de contusions osseuses (bone bruise) indique qu’une force importante transmise par le cartilage a induit une hémorragie de la spongieuse du condyle fémoral ou tibial (Rangger). Ces lésions découvertes lors de la plastie arthroscopique du ligament croisé antérieur peuvent atteindre une surface de 15 X 20 mm ; leur tendance à la guérison spontanée par formation de cartilage fibreux provenant de la différenciation des cellules mésenchymales mobilisées dans leur foyer par hémorragie osseuse sont individuelles et différentes. On est parfois étonné de constater que, sans traitement et dans un intervalle de 6 mois, une couche de réparation relativement bonne se développe, mais que, dans d’autres cas, ce procédé d’autosoudure de la surface ne se fait pas.

Il est également possible que la lésion cartilagineuse ne soit pas évidente au moment du traumatisme, comme par exemple dans le cas relativement fréquent de

Médecin-chef, Service de chirurgie orthopédique Hôpital cantonal, CH-1708 Fribourg

" Past-President " de " International Cartilage Repair Society " dont il fut Président fondateur

la contusion directe du condyle fémoral provoquée par une chute sur une pierre

pointue, le genou fléchi, ou lors d’une contusion violente contre le coin d’une table où la concentration des forces de transmission sur une région très circonscrite induit des forces majeures qui provoquent le dégât cartilagineux et osseux. Dans une telle situation, il n’est pas rare d’observer une phase de disparition des symptômes qui réapparaissent quelques mois plus tard. Pour exemple, je mentionne le cas d’une jeune fille de 20 ans (fig. 1) qui a subi une chute sur le genou et accuse, 1 année plus tard, des douleurs circonscrites à la pression du doigt sur le condyle fémoral externe. Le genou est quasiment sec et l’IRM montre une contusion osseuse. L’arthroscopie suivie de l’arthrotomie met en évidence le dégât cartilagineux important, de forme longitudinale. Une mosaic plasty est effectuée où 4 carottes sont placées en ligne. Pour combler au maximum le défet, la mèche suivante fraise un segment semi-lunaire de la carotte préalablement positionnée.

Une année plus tard, la patiente est satisfaite ; elle estime la valeur de son genou à 100% tandis que l’index de satisfaction - estimation globale du genou - était de 30% avant l’opération.

L’évolution de la chondromalacie post-contusionnelle a été étudiée par Bandi.

Le dégât cartilagineux associé à une lésion du ligament croisé antérieur peut être important. Ceci est démontré par ce skieur, membre de l’équipe nationale suisse de ski qui s’est rupturé le ligament croisé antérieur, il y a 25 ans (fig. 2). N’étant dérangé que par des blocages, on lui a fait une petite arthrotomie qui a montré un important dégât du cartilage traité par forages de Pridie. On renonce à pratiquer une plastie du ligament croisé antérieur. 25 ans plus tard, une arthrose importante est constatée.

L’exemple d’un footballeur de 30 ans qui, en pratiquant son sport, s’est fait une entorse est évocatrice de notre attitude actuelle. A l’arthroscopie, une lésion du ligament croisé antérieur et une rupture en anse de seau du ménisque interne sont découvertes. La plastie du LCA et la suture méniscale sont réalisées par technique arthroscopique. La lésion cartilagineuse de la surface condylienne étant du 3^ème degré et mesurant 20 X 20 mm, il est décidé de pratiquer une arthrotomie et de combler le trou par des greffes mosaic prélevées à l’articulation fémoro-patellaire. 10 mois plus tard, en raison d’un petit manque d’extension, un second look permet de confirmer une bonne réparation cartilagineuse (fig. 3).

Dans l’ostéochondrose disséquante, notre attitude de traitement comporte 3 phases.

Chez l’enfant de 10 à 11 ans, le traitement est conservateur. Si la lésion est unilatérale, une immobilisation plâtrée de 3 mois et une décharge totale peuvent conduire à la guérison. Comme l’ont démontré Green and Banks, le repos induit une ostéoporose et une hypervascularisation qui, par ostéoclasie font disparaître le bord sclérotique de la lésion permettant ainsi la réincorporation du fragment.

A un stade plus avancé, à l’âge de 13 à 16 ans (fig. 4) - lorsque les lignes de croissance sont partiellement fermées -, un fragment substantiel, partiellement détaché est refixé par nos broches métalliques 1,6 (Jakob) qui permettent une fixation solide, n’occupent que peu de surface et dont l’ablation ne nécessite pas obligatoirement une arthrotomie comme c’est le cas pour les vis (Stratec Company). Après repérage au condyle fémoral interne ou externe, il suffit simplement de défaire le contre-écrou et de retirer les broches sans risque de léser à nouveau la surface cartilagineuse. Les canaux préformés offrent à nouveau un accès à la vascularisation. Une série publiée en 1989 a démontré le sauvetage du fragment réalisé dans 10 cas sur 11 patients opérés. Cette technique est fiable lorsque l’indication est correcte et elle peut également être combinée à une mosaic plasty.

La 3^ème méthode utilisée consiste à placer des greffes ostéochondrales autologues de type mosaic plasty. C’est l’unique moyen immédiatement disponible qui permet de combler le défet osseux et simultanément d’obtenir une surface cartilagineuse hyaline. Pour des petites lésions circonscrites - de moins de 15 mm de diamètre - et de taille moyenne - jusqu’à 25 mm de diamètre - l’incorporation osseuse des carottes autologues est bonne, pourvu que la spongieuse condylienne avoisinant le défet soit bien vascularisée. Ceci n’est pas le cas lorsqu’il s’agit d’une nécrose idiopathique du condyle fémoral qui représente une contre-indication à la mosaic plasty, surtout lorsqu’elle est importante.

Cette technique fut introduite en 1985 par Yamashita. La première série fut publiée par Matsusue en 1993. En Europe, c’est Hangody qui fit les premières expériences animales au début des années 90 et qui publia sa première série clinique en 1996. Bobic, partisan de la technique arthroscopique a utilisé la technique surtout en cas de lésions cartilagineuses de petite taille, en dessous de 15 mm de diamètre et associées à la rupture du ligament croisé antérieur. Dès 1994 nous nous sommes intéressé à la thèse de Hangody et c’est en 1995 que nous adoptions la technique et l’introduisions dans notre clinique. 4 ans d’expérience clinique nous ont démontré la fiabilité de cette chirurgie dans le traitement des défets de petite et moyenne taille situés au condyle fémoral interne ou externe. Nous utilisons de préférence des greffes de 4 à 6 mm de diamètre et de 13 à 15 mm de longueur. Dans des cas exceptionnels, nous prenons des greffes de 7 mm, par exemple pour le dôme de l’astragale. Le choix de petites carottes permet de reformer la congruence condylienne et nous tenons à souligner l’importance de cet aspect. C’est également la raison pour laquelle nous préférons utiliser la technique ouverte plutôt qu’arthroscopique dès que le diamètre du défet dépasse 15 mm ou que le nombre de carottes est supérieur à 3 à 4. La technique arthroscopique est rendue difficile pour prélever les greffes à la gouttière fémorale. L’alternative à la grande arthrotomie para-patellaire interne pour aborder le condyle respectif est une mini-arthrotomie interne ou externe.

La mosaic plasty représente un geste supplémentaire dans le traitement global des lésions du genou d’un patient concerné. Je cite pour exemple un patient de 36 ans, paysan présentant une arthrose interne débutante du genou droit sur ostéochondrose disséquante (fig. 5). L’axe mécanique se trouvant dans le compartiment interne et les signes de surcharge avec un léger pincement évidents, il est décidé de pratiquer en même temps que la correction d’axe une mosaic plasty. Le genou est abordé par arthrotomie interne, prolongée distalement. 9 carottes sont placées dans le défet et l’axe est corrigé de 7°. L’ostéotomie est consolidée par 3 greffes tricorticales prélevées à la crête iliaque et fixée par une plaque AO de type colonne cervicale. 6 mois plus tard le patient travaille à nouveau à 100%, il est très content du résultat. Il estime la valeur globale du genou à 90% alors qu’il la considérait à 30% avant le traitement.

Plusieurs aspects nous préoccupent et nous ont incité à développer divers projets. En raison des problèmes techniques que nous avons rencontré, nous avons développé une instrumentation (Jakob et al), le système SDS^TM Sulzer Orthopedics [Soft Delivery System] (fig. 6).

Cette instrumentation est destinée au préforage des cylindres et également à l’application de la technique dans l’articulation fémoro-patellaire et à la surface de la rotule où l’os peut être éburné et la résistance telle que l’accès avec des ciseaux frappés creux est rendu impossible. Le deuxième point est la force d’expulsion des carottes hors de l’extracteur ajouté à la force d’impulsion dans le tunnel préforé et le cartilage s’abîme d’autant que la force est grande. Nous sommes persuadés qu’il faut tout entreprendre pour ne pas ajouter un dégât iatrogène aux chondrocytes et à la matrice du cartilage. Des modèles expérimentaux de lésions de cartilage articulaire ont produit des altérations dégénératives de type arthrosique (Borelli, Farquhar, Quinn). Les études que nous avons entreprises chez l’animal par une technique de microscopie confocale démontrent, avec une charge relativement petite (10-15 MPa), des dégâts de la membrane des chondrocytes localisés à la surface.

Ces résultats scientifiques nous sont indispensables notamment pour stimuler nos ingénieurs à participer au développement de nouvelles techniques. Un système performant qui s’ouvre par l’insertion d’un expulseur conique permet de réduire cette force, ce que l’on remarque à l’utilisation. Nous sommes convaincu que ce moyen réduit le dégât cartilagineux mécanique. Notre instrumentation comporte 4 tailles allant de 4,6, 5,5, 6,4 à 7,4 mm. Chaque diamètre peut être combiné avec le diamètre voisin plus petit ou plus grand (système de Babouchka).

La pratique de la mosaic plasty rend l’utilisateur expert de ses propres fautes. C’est en maîtrisant les difficultés que la technique devient fiable. Nous entrons en matière avec 3 fautes classiques :

Premier problème : Il arrive souvent que la longueur du tunnel foré dépasse celle du cylindre de quelques millimètres, ce qui se produit par crainte d’avoir un cylindre trop long ne pouvant pas être enfoncé à ras du cartilage voisin. Le premier cylindre inséré à niveau, le second forme une légère angulation pour tenter de maintenir la convexité de la surface. En insérant le 2^ème cylindre, il se peut que le premier se soit enfoncé accidentellement de 1 à 2 mm. Pour le sortir, il faut retirer le 2^ème cylindre avec l’instrument dentaire, geste difficile qui risque d’abîmer tant le cylindre lui-même que le cartilage. Lorsqu’on connaît cette difficulté, on peut y parer en fixant la première carotte avec une fine broche de 1 mm de diamètre pour la maintenir jusqu’à ce que la 2^ème soit placée (fig 7).

Deuxième problème : Il s’agit de la lésion ostéochondrale atteignant la paroi de l’échancrure où les carottes, dont la tenue est difficilement réalisable sur toute leur circonférence, ont tendance à se déplacer. Il faut alors insérer une fine broche résorbable, à travers la ou les carottes concernées pour que la fixation soit suffisante jusqu’à obtention de l’incorporation osseuse (fig.8).

Troisième problème : En cas d’ostéochondrose disséquante étendue (3,5 à 4 cm X 2 à 3 cm), le potentiel de greffes peut être insuffisant. Ainsi, lorsqu’une partie du foyer est encore couvert de cartilage hyalin intact et qu’une autre partie est lésée ou manquante, par exemple lorsqu’il s’est formé une souris articulaire, on peut, après débridement, combler le défet par 8 carottes. Le deuxième segment peut être traité par l’implantation de 3 à 4 carottes dans le cartilage hyalin encore intact, pour donner un effet de renfort mécanique. La sollicitation mécanique est comparable à celle d’une pseudarthrose et fait en sorte que les carottes implantées risquent de se briser et de produire une souris articulaire - situation que nous avons observée auprès de 2 patients -. Il est souhaitable de renforcer cette partie par des broches d’ostéochondrose " Stratec Medical "après avoir appliqué le procédé susmentionné (fig 9).

Quatrième problème : La pathologie du " donor site ". Même si une certaine irrégularité est cliniquement détectable, manifeste sous forme d’une crépitation rétro-rotulienne, les patients n’ont que rarement des douleurs : j’estime cette incidence à < de 5%. Est intéressant à mentionner le phénomène " cartilage flow ". Ghadially a observé qu’un défet de 2 à 3 mm se réduit par un phénomène de flux cartilagineux hyalin. Le centre est régulièrement comblé de fibrocartilage généralement concave à ras ou légèrement convexe. Nous prélevons les carottes à une distance de 8 à 12 mm au minimum, de préférence petites pour des raisons évidentes et nous ne prenons pas de greffe autour de l’échancrure par crainte de formation d’ostéophyte. S’il s’agit de remplir des défets arthrosiques de l’articulation fémoro-patellaire, nous sommes obligé de prélever les transplants au genou opposé.

Quelles sont les limites de la mosaic plasty au genou ?

Evidemment, la surface concernée est la limite prioritaire. S’il s’agit d’une grande lésion purement cartilagineuse nous estimons que dans le futur le traitement de choix sera la suspension de chondrocytes, éventuellement après avoir préalablement greffé avec de la spongieuse un défet osseux en cas d’ostéochondrite disséquante.

La deuxième limite concerne les lésions tibiales. Actuellement, Hangody met au point une technique d’insertion rétrograde à travers la tête du tibia pour arriver à traiter les lésions isolées du plateau. Nous avons appliqué une technique antérograde auprès de 3 patients ; dans un cas, il s’agissait d’une fracture marginale du plateau. Dans un autre cas de fracture par enfoncement et grande perte de cartilage, nous avons utilisé une grande greffe solide prélevée au bord externe de la rotule, pédiculée à ses vaisseaux qui a été placée comme greffe vascularisée.

En résumé, les petites lésions post-traumatiques peuvent être traitées avec un succès objectif et subjectif de 90%. Les résultats des lésions de taille moyenne sont également bons, mais le nombre de carottes utilisé demeure problématique. Pour de plus grandes lésions, la technique n’est pas idéale pour les motifs susmentionnés.

Nous avons pratiqué près de 80 mosaic plasties au genou. 40 patients furent suivis de 1995 à fin 1997. L’évaluation des résultats obtenus, y compris l’évaluation subjective, au moyen du formulaire ICRS (International Cartilage Repair Society) est en cours. De 40 patients ayant un follow up de 10 à 30 mois et une moyenne de 18 mois, 29 nous ont répondu, soit 73% d’entre eux. 14 patients ont estimé leur limitation fonctionnelle préopératoire de degré modéré, 8 de degré sévère. En postopératoire, 8 patients n’ont aucune limitation fonctionnelle, 17 signalent encore une légère limitation et 4 d’entre eux parlent d’une limitation modérée. Aucun patient n’est sévèrement limité. La douleur sur l’échelle analogue de 0 à 10 se situe à un taux de 2,7 en postopératoire. L’indice de satisfaction qui exprime le total de l’évaluation fonctionnelle est de 40% en moyenne en préopératoire et de 85% en postopératoire. 86% des patients ont signifié qu’ils se soumettraient volontiers à nouveau à cette opération.

D’autres articulations sont susceptibles d’être traitées par mosaic plasty.

Nous observons une série de 15 lésions ostéochondrales de l’astragales traitées par la mosaic plasty (fig. 10). Il s’agissait de lésions situées au dôme interne et, moins nombreuses, au dôme externe. Une ostéotomie de la malléole est indispensable pour faciliter le placement des carottes. Nos résultats de traitements de l’ostéochondrite idiopathique sont très positifs ; nous n’avons relevé aucun problème de guérison anatomique de la malléole. Nous avons observé une libération des douleurs auprès de 10 patients sur 15. La mosaic plasty n’est pourtant pas recommandée dans le traitement de l’arthrose post-traumatiques.

4 patients ont bénéficié d’une mosaic plasty pour le traitement d’une lésion bien circonscrite de stade Ficat II - III. Le procédé consiste à luxer la tête fémorale par une voie d’abord Smith Peterson ou, comme nous l’avons fait plus récemment, par une ostéotomie trochantérienne de type " flip ". Dans tous les cas, nous avons remarqué une couche cartilagineuse partiellement détachée que nous avons réséquée et remplacée par des greffes prélevées au genou ipsi-latéral. Auprès de 2 patients, une ostéotomie péri-acétabulaire fut pratiquée simultanément. Dans tous les cas, nous avons observé un résultat satisfaisant. Malheureusement, l’intégration des greffes dans l’ostéotomie révélée par la résonance magnétique et la tomographie computérisée n’est que partielle. La qualité de l’intégration osseuse des greffes dans un foyer où la vascularisation avoisinante est limitée reste donc incertaine. Pourtant les résultats cliniques encourageants nous incitent à maintenir cette indication, néanmoins réservée aux lésions n’excédant pas 2 X 2 cm environ (fig. 11). Cette indication reste certainement limitée ; le recul de 5 ans au moins permettra de la justifier.

Une incertitude subsiste en ce qui concerne les risques potentiels liés à la morbidité du " donor site ", les effets de l’incongruence de la surface opposée, le matériau optimal pour combler les trous de prélèvement, l’importance des effets secondaires de la technique comme, par exemple, la contusion du cartilage, les avantages des divers systèmes d’instrumentation et le protocole de réhabilitation idéale.

A court terme, l’expérience clinique de la mosaic plasty représente une excellente alternative de traitement de la lésion chondrale et ostéochondrale. Son usage dans le traitement d’une arthrose délimitée est actuellement à l’étude ; elle n’est réalisée que pour autant qu’il y ait lieu d’appliquer les principes de l’orthopédie classique soit l’ostéotomie de correction d’axe dans le but de soulager un compartiment surchargé ou une reconstruction, voire réparation ligamentaire ou méniscale. Mais il faudra bien sûr vérifier, le résultat de l’intégrité fonctionnelle et structurelle de la surface transplantée, à long terme.

Les indications seront à définir de manière plus précise sur la base des évaluations fournies par la documentation méticuleusement exécutée selon le schéma de l’ICRS que nous avons introduit lors du premier congrès ICRS de Fribourg en 1997.

Les perpectives de développement sont dirigées vers une amélioration de l’instrumentation pour protéger le cartilage de façon optimale. L’insertion sera peut-être combinée à l’utilisation des facteurs de croissance. Finalement, on peut espérer que la découverte d’une méthode combinée de culture de chondrocytes et d’une matrice de collagène soit capable d’augmenter la surface de couverture, d’améliorer la régularité de la surface reconstruite et de combler le trou de prélèvement.

Figure 1

IRM d’une patiente de 20 ans, 1 année après contusion du genou contre une marche d’escalier. L’image montre une contusion osseuse et un dégât cartilagineux circonscrit. L’arthroscopie suivie de l’arthrotomie a mis en évidence une lésion cartilagineuse de 3^ème degré que nous avons traitée avec succès par mosaic plasty.

Figure 2 a - e

Skieur de l’équipe nationale suisse, médaillé d’argent en slalom géant qui, il y a 25 ans s’est rupturé le ligament croisé antérieur. En raison d’un blocage du genou, une arthrotomie permet de découvrir une grande lésion du 3^ème degré du condyle fémoral interne. Des forages de Pridie n’ont pas pu éviter une évolution arthrosique importante comme le démontre la radiographie en charge monopodale à 45° de flexion de 1998.

Figure 3

Patient de 30 ans qui se fait une entorse en jouant au football entraînant une rupture du ligament croisé antérieur, du ménisque interne et une lésion du 3^ème degré du condyle fémoral interne. Dans la même séquence opératoire, une plastie du ligament croisé antérieur et une suture méniscale arthroscopiques ainsi que la mosaic plasty sont pratiquées.

La reprise arthroscopique réalisée 10 mois plus tard en raison d’un déficit d’extension permet de constater une bonne reconstruction de la surface cartilagineuse

Figure 4 a - g

Grand fragment semi-détaché, refixé par 5 broches d’ostéochondrose chez un garçon de 14 ans. L’ablation des broches a été effectuée une année plus tard, les greffes étant parfaitement intégrées. L’avantage de l’utilisation des broches réside dans le fait qu’elles peuvent demeurer à leur place de durée illimitée, tandis que l’ablation des vis doit se réaliser dans un délai de 3 à 4 mois et représente en outre le risque de créer une nouvelle lésion du cartilage.

Figure 5

Patient de 36 ans, paysan soufrant d’une ostéochondrite disséquante dont le fragment avait été enlevé préalablement par voie arthroscopique. L’axe mécanique se situe à travers le compartiment interne où la radiographie montre un début de pincement. Dans la même séquence opératoire, mise en place de 9 carottes de 5,5 mm et ostéotomie d’ouverture du tibia proximal. 6 mois plus tard, le patient travaille à nouveau à 100%. Il estime la valeur de son genou à 80 - 90%, alors qu’en préopératoire elle était de 30%. A l’ablation du matériel d’ostéosynthèse, nous avons constaté une couche de cartilage légèrement irrégulière et la formation de fibrocartilage et de tissus mous entre les carottes. Réparation des sites de prélèvement par cartilage fibreux.

Figure 6

SDS^TM Sulzer Orthopedics [Soft Delivery System]. Ce système permet de diminuer considérablement la force mécanique exercée sur le cartilage durant l’insertion du cylindre.

Figure 7

Comment éviter que la première carotte s’enfonce lorsque nous plaçons la deuxième.

Figure 8

Comment éviter que la carotte marginale de l’échancrure ne bascule.

Transfixation avec une broche résorbable.

Figure 9

Comment éviter la fracture d’une carotte insérée dans un fond instable.

Ostéosynthèse par broches ostéochondrales (Stratec).

Figure 10

Traitement d’une lésion ostéochondrale du dôme interne de l’astragale par mosaic plasty.

Figure 11

Nécrose idiopathique de la tête fémorale chez une patiente de 20 ans où nous avons implanté 10 greffes pour tenter de reconstituer la convexité de la tête fémorale, avec un recul de 2_ ans.

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