Vis versus plaque vissée: étude expérimentale cadavérique

Philippe  Boisrenoult, Stéphane Bricteux , Philippe Beaufils

Service d’Orthopédie Traumatologie, Hôpital André Mignot

78150 Le Chesnay

Le but de ce travail était de comparer la résistance en compression d’une ostéosynthèse par double vissage à une ostéosynthèse par plaque externe dans un modèle de fracture séparation enfoncement type 2 de Schatzker.

Matériel et méthodes :

La série :

Dix paires de genou exempts de toute trace de fracture ou d’intervention chirurgicale ont été prélevés sur des sujets anatomiques non embaumés, non irradiés. Après préparation des pièces ne conservant que le squelette jambier et les articulations fibulo-tibiales supérieures et inférieures, une simulation de fracture de type 2 de Schatzker était réalisée (fig.1). Cette fracture associait un trait sagittal complet, réalisé à la scie à main , perpendiculaire au plateau tibial, 1 centimètre en dedans de son point le plus latéral. La simulation de l’enfoncement était réalisée en emportant une surface de 1 cm sur 1,5 cm dont le bord latéral correspondait au trait de séparation et dont la partie antérieure était située à la jonction 1/3 antérieur 2/3 postérieur de la surface du plateau tibial latéral . Le vide spongieux persistant après réduction à été reproduit par l’excision du spongieux sur 1 cm d’épaisseur de l’enfoncement. Les fractures étaient réduites et cette réduction visuellement anatomique était vérifiée, synthèse en place, par la réalisation pour chaque genou de clichés radiographiques de face et profil. Deux types d’ostéosynthèse ont été testés :1) l’ostéosynthèse par plaque vissée prémoulée pour le plateau tibial latéral (plaque de Kerboull, 6 trous, Howmedica Ò ), dont la fixation était obtenue par trois vis épiphysaires spongieuses et trois vis diaphysaires bicorticales (fig.2). 2) l’ostéosynthèse par double vissage réalisé avec 2 vis à spongieux de 6,5 mm de diamètre, avec rondelles, placées parallèlement 1 cm sous l’interligne articulaire dans le même plan frontal mais avec des directions latéromédiales divergentes (fig.3). Dix montages de chaque type ont été réalisés et testés. Pour limiter les biais liés à la qualité osseuse variable entre les sujets, la comparaison s’effectuait entre deux montages réalisés sur deux genoux provenant du même sujet. L’attribution au coté droit ou gauche d’un type d’ostéosynthèse était effectuée par tirage au sort.

Le montage expérimental :

Les tibias étaient positionnés dans un support cylindrique muni de 6 vis permettant de les immobiliser. Les pièces étaient alors placées dans une machine d’essais en traction compression de type MTS 810 (0-250 kN). Un effort progressif en compression était appliqué à la vitesse de 2mm/minute. La mise en charge était effectuée par l’intermédiaire d’un composant fémoral de prothèse unicompartimentale de genou centrée sur le trait de fracture (fig.4). L’acquisition informatique des données était effectuée par le logiciel testwork for Testar Ò sur un ordinateur Testar Iis. Le test était conduit jusqu’à la faillite du système défini comme l’existence d’un déplacement d’un ou des traits de fracture supérieur à 2 mm. Cette faillite était confirmée sur les courbes effort-déplacement par une cassure de la pente de la courbe linéaire au début du test. Deux valeurs étaient prises en compte, l’effort à la rupture et la rigidité du montage.

L’étude statistique comparative des deux montages a été effectuée par un test non paramètrique (test de Wilcoxon) . Les valeurs de p<=0,05 étaient considérées comme significatives. L’intervalle de confiance a été calculé à l’aide d’un test de Student.

Résultats :

Les résultats globaux de cette expérimentation sont résumés dans le tableau I. La faillite du montage a, dans tous les cas, comporté une mobilisation première du trait d’enfoncement Pour des efforts plus importants, il existait secondairement une mobilisation du trait de séparation. Nous n’avons observé aucun démontage de l’ostéosynthèse. Aucune des vis n’a été ni arrachée ni déformée.

La valeur moyenne de l’effort à la rupture pour les plaques vissées était de 1580+/- 831 N (448- 3168 N). La valeur moyenne de l’effort à la rupture pour les doubles vissages était de 1391,6+/- 976,2 N (498 – 3360 N). La valeur moyenne de la raideur pour les plaques vissées était de 245,7+/- 70,2 N/mm (114,5 – 350,5 N/mm), et pour le double vissage de 258,8+/- 95 N/mm (97 – 358,9 N/mm).

L’étude statistique basée sur un test de Wilcoxon, avec un seuil de 5% n’as pas permis de mettre en évidence de différence entre les deux types d’ostéosynthèse tant en termes d’efforts à la rupture quand termes de raideur.

Discussion :

Validité du protocole :

L’utilisation de genoux appariés permettait une comparaison de deux types de montages en s’affranchissant le plus possible de la qualité osseuse variable d’un sujet à l’autre.

Le choix d’un test en compression pure menée jusqu’à la rupture est similaire à la méthode utilisée par Koval (6), avec le même type de machine d’essai. La mise en charge cyclique n’a pas été réalisée dans notre étude.

Les critères de faillite employés étaient l’existence d’un déplacement d’un ou des traits de fracture >= à 2mm, et l’existence sur la courbe effort - déplacement enregistrée en continue d’une cassure dans la zone linéaire. Le choix de ce seuil de 2 mm est celui admis en pratique courante pour parler d’insuffisance de réduction ou de déplacement secondaire en clinique [ Segal (7), Lekoe (8)]. Ce protocole expérimental ne prétendait pas simuler la mise en charge physiologique postopératoire d’une fracture du plateau tibial latéral, mais de comparer dans de mêmes conditions expérimentales deux montages différents.

Résultats :

Nos résultats ne montrent pas de différences significatives entre un montage par plaque vissée et un montage par double vissage. Ils ne permettent pas d’affirmer l’équivalence entre les deux montages. En clinique, les études semblent montrer dans les fractures simples, une efficacité équivalente entre un montage par double vissage ou par plaque prémoulée [ Schatzker (5), Denny (9), Koval (10), Savoie (11)]. Toutefois certains auteurs ont souligné le risque d’utiliser le double vissage dans les fractures comminutives ou chez les patients ostéopéniques [Schatzker (5), Szyszhowitz (12)] , avec pour Young (13) un avantage à la synthèse par plaque dans ce cas.

Les études biomécaniques sont peu nombreuses et contradictoires. Denny (9) comparant dans un modèle de fracture séparation pure, deux types de plaques vissées en L et en T à des vis spongieuses conclut à une meilleure résistance des plaques par rapport au vis. Ces résultats sont contredits par ceux de Koval (6)et par notre travail, qui concluent à l’absence de différences significatives entre les deux montages. Le travail plus récent de Parker (14) conclut, lui, à l’absence de différence entre un montage à 2 vis et un montage à 3 vis avec ou sans vis antiglissement. Les études biomécaniques précédentes ont toutes été menées sur des modéles de fracture séparation pure type Schatzker I ; seule notre étude a été à notre connaissance menée sur modèle de séparation enfoncement type Schatzker II, plus fréquent en clinique et plus instable.

En pratique clinique, la solidité d’un montage doit également tenir compte de la situation anatomique résultant de la pose. Il faut alors mettre en balance la conservation de la sangle latérale fibreuse du plateau tibial lors d’un vissage pur à sa désinsertion extensive lors d’un abord chirurgical classique nécessité par la mise en place d’une plaque. La non conservation de cette sangle latérale dans notre modèle expérimental aurait pu être défavorable aux synthèses par vis.

Conclusion :

Nos résultats montrent qu’un double vissage constitue une ostéosynthèse mécaniquement fiable en terme de résistance dans les fractures séparation enfoncement du plateau tibial latéral. Cette constatation avait déjà été faite dans des modèles de fractures séparations pures, La légèreté de l’ostéosynthèse permise ne doit donc plus, pour nous, être avancée comme critique au traitement arthroscopique des fractures du plateau tibial.

Références :

1) Schatzker J., McBroom R., Bruce D. The tibial plateau fracture : the Toronto experience 1968-1975. Clin Orthop , 1979, 138, 94-104.

2) Koval K.J. , Polatsch D.,Kummer F.J., Cheng D., Zuckerman J.D. Split fractures of the lateral tibial plateau : evaluation of three fixation methods. J Orthop Trauma 1996, 10, 304-308.

3) Segal D., Mallik A.R., Wetzler M.J., Franchi A.V., Whitelaw G.P. Early weight bearing of lateral plateau fractures . Clin Orthop , 1993, 294, 232-237.

4) Lefkoe T.P., Walsh W.R., Anastasatos J., Ehrlich M.G., Barrach H.J. Remodelling of articular step-offs : is osteoarthrosis dependent on defect size ? Clin Orthop , 1995,314 ,253 –265.

5) Denny L.D., Keating E.M., Engelhardt J.A., Saha S. A comparaison of fixation techniques in tibial plateau fractures. Orthop Trans, 1984, 10, 388-389.

6) Koval K.J., Sanders R., Borrelli J., Helfet D., Dipasquales T., Mast J.. Indirect reduction and percutaneous screw fixation of displaced tibial plateau fractures. J Orthop Trauma ,1992, 6, 340-346.

7) Savoie F.H., Vander Griend R.A., Ward E.F., Hughes J.C ; Tibial plateau fractures. A review of operative treatement using AO technique. Orthopaedics, 1987,10, 745-750.

8) Szyszhowitz R. Patella and tibia. In manual of internal fixation. Ed Muller M.E., Allgower M., Schneider R., Willenegger H., New York, Springer Verlag, 1979, pp 553-612.

9) Young M.J., Barrack R.L. Complications of internal fixation of tibial plateau fractures. Orthop Rev, 1994,23, 149-154.

10) Parker P.J., Tepper K.B., Brumbak R.J., Novak V.P., Belkoff S.M. Biomechanical comparaison of fixation of type-I fractures of the lateral tibial plateau. Is the antiglide screw is effective. J Bone Joint Surg (Br), 1999, 81,478-480.,

Légendes des figures :

1- Schéma de réalisation de la fracture expérimentale Schatzker II

Fig.2 : Exemple d’un montage par plaque vissée

Fig.3 : Exemple d’une montage par double vissage

Fig.4 : Pièce en cours d’essai

Tableau I : Résultats globaux des essais.

Genou	Sexe	Age	Coté	Ostéosynthèse	Effort à la rupture (N)	Raideur (N.mm)
1	H	66	Gche	Plaque Vissée	1921,8	265,8
1’	H	66	Droit	Double Vissage	1780	358,9
2	H	82	Gche	Plaque Vissée	1900	332,8
2’	H	82	Droit	Double Vissage	1272	137,6
3	H	58	Gche	Plaque Vissée	1875	191,3
3’	H	58	Droit	Double Vissage	1892	284,5
4	H	81	Droit	Plaque Vissée	3168	249,4
4’	H	81	Gche	Double Vissage	3360	357,4
5	F	78	Droit	Plaque Vissée	610,7	290,5
5’	F	78	Gche	Double Vissage	626,7	346,2
6	F	78	Gche	Plaque Vissée	1921	350,5
6’	F	78	Droit	Double Vissage	2270	329,9
7	F	83	Droit	Plaque Vissée	448	114,5
7’	F	83	Gche	Double Vissage	498	97
8	H	86	Droit	Plaque Vissée	185,4	243,6
8’	H	86	Gche	Double Vissage	226,3	276,3
9	H	69	Droit	Plaque Vissée	1514	225,9
9’	H	69	Gche	Double Vissage	1475	203
10	F	83	Gche	Plaque Vissée	589,4	192,6
10’	F	83	Droit	Double Vissage	515,7	196,9