D'UN SYSTEME ORIGINAL RESORBABLE
POUR LA REINSERTION ARTHROSCOPIQUE
DE LA COIFFE DES ROTATEURS.
F.BONNOMET, D.NERISSON, F.BOUSLAMA, J.F.KEMPF J.F
Hôpital Hautepierre
C.H.U. Strasbourg
L'analyse à plus de 1 an de recul d'une série de 20 réinsertions arthroscopiques de la coiffe des rotateurs par agrafage métallique [7] a conclu au résultat suivant:
- résultat objectif (selon Constant) bon, très bon ou excellent dans 78% des cas.
- résultat subjectif satisfaisant dans 83% des cas.
La réparation, contrôlée par arthrographie et/ou arthroscopie dans 16 cas, fut complète dans 12 cas. Ces résultats encourageants furent cependant ternis par la nécessité d'ablation de l'agrafe dans 13 cas liée le plus souvent à une gêne douloureuse en rapport avec un conflit persistant entre la tête de l'agrafe et l'acromion.
Nous avons donc décidé de mettre au point un nouveau système de réinsertion arthroscopique évitant cette gêne et donc la réintervention pour ablation, ce qui nous a naturellement conduit à envisager un système résorbable.
Le polymère retenu fut le PLA 98 qui constituait à nos yeux le meilleur compromis entre le maintien de propriétés mécaniques initiales pendant 2 à 3 mois, temps nécessaire à la fixation biologique définitive de la coiffe sur le trochiter et des délais de résorption complète acceptables, qui pour ce polymère ne dépassent pas 16 à 24 mois. Ce polymère avait d'ailleurs fait l'objet depuis plusieurs années de nombreux travaux [3] étudiant les mécanismes de sa résorption, prouvant sa parfaite biocompatibilité [9,11] et sa tendance à entrainer moins de phénomènes inflammatoires locaux lors de sa dégradation que d'autres polymères, en particulier les polymères glycoliques [1,2,5,6,10].
La forme retenue pour notre système fut celle d'une vis spongieuse de 8mm de diamètre, mesurant 50 mm de long et filetée sur 40 mm, creuse pour lui permettre d'être implantée sur le trajet d'une broche de 1,5 mm de diamètre, fixant la coiffe sur la zone de réinsertion. Nous lui avons associé une rondelle crantée de 12 mm pour répartir l'appui sur le tendon. La difficulté d'implantation d'un agrafe résorbable, la nocivité des pattes d'une agrafe métallique vis à vis d'un tendon, que nous n'avons cependant pas eu à déplorer dans notre expérience mais qui est soulignée par FRANCE [4] et le travail de ROBERTSON [8] prouvant qu'une vis avec rondelle crantée était le meilleur dispositif de réinsertion d'un tendon sur l'os, nous ont encouragés à choisir cette forme.
Notre étude a consisté à étudier en 2 phases les propriétés mécaniques initiales à température ambiante de notre système de réinsertion. Des essais préliminaires ayant montré le caractère néfaste de la zone non filetée de la vis, nous avons donc décidé de ne tester que sa partie filetée.
Dans un premier temps, nous avons déterminé la limite de résistance en encastré-libre de notre vis à la rupture en traction et en flexion, en dehors de tout ancrage osseux, en implantant sa partie filetée dans du bois de sapin. La force fut appliquée à la vitesse de 10 N/seconde sur la tête de vis pour les 8 essais de traction et à la jonction entre les zones filetée et non filetée pour les 8 essais de flexion et les courbes de force/déplacement ont été enregistrées.
En traction, les courbes obtenues furent à l'image de celles rassemblées dans la Figure 1, avec un déplacement reflétant l'allongement minime de la partie non encastrée et une force maximale à la rupture se situant en moyenne aux alentours de 600 N (603,75 +/- 76,5 N). Les essais les plus performants ont entraîné une rupture de la vis à la jonction des zones filetée et non filetée, les moins performantes au niveau de la tête, sans que nous n'ayons d'explication mécanique à ce fait.
En flexion, les courbes obtenues (Figure 2) sont également des droites avec un déplacement plus important correspondant à un fléchissement de la vis au point d'application de la force. La rupture s'est produite dans tous les cas dans la première spire de la zone filetée à plus de 380 N en moyenne (381,9 +/- 48,2 N).
Pour chacune de nos vis, nous n'avons pas retrouvé d'influence du poids moléculaire du polymère les constituant sur leur performances. Ceci s'explique par le contrôle préalable de toutes nos vis dont le poids moléculaire du polymère dépassait toujours 150000, limite inférieure qu'il faut atteindre pour obtenir un polymère de bonne qualité, aux propriétés mécaniques constantes.
La deuxième partie de notre travail s'est intéressée à l'étude de la résistance de l'ancrage de notre système au niveau du trochiter d'extrémités supérieures d'humérus sélectionnées pour être homogènes, en comparant ses performances à celles d'autres systèmes que nous utilisions en pratique clinique:
- agrafe métallique arthroscopique (FII, FRANCE MEDICA, STRASBOURG, FRANCE),
- suture (ERCEDEX 5) par point transosseux ou ancré dans le trochiter par un TAG WEDGE (ACUFEX MICROSURGICAL, NORWOOD, MA, USA) dans les réparations à foyer ouvert).
Pour chaque paire d'humérus prélevée, nous avons effectué, par tirage au sort, des essais appariés pour comparer d'une part les performances des systèmes arthroscopiques (vis résorbable contre agrafe métallique) et d'autre part celles des systèmes non arthroscopiques (suture par point transosseux contre TAG). Pour les essais en traction, 8 paires d'épaules ont été testées avec les systèmes arthroscopiques et 8 autres paires pour les systèmes non arthroscopiques. Les essais en flexion ont été réalisés uniquement avec les systèmes arthroscopiques, ce type de force étant inapplicable au systèmes non arthroscopiques, en particulier le TAG.
Pour la vis résorbable, en traction les courbes (Figure 3) comportent 2 phases: la première, superposable à la courbe obtenue dans le bois ne met en jeu que la vis . Elle est suivie, à partir d'un niveau de force noté F min, d'une seconde phase qui correspond au lâchage progressif de l'ancrage osseux jusqu'à rupture du montage, à un niveau de force noté F max. La transition entre ces 2 phases peut être plus ou moins marquée selon que l'ancrage osseux cède brutalement ou plus progressivement. La rupture du montage s'est produite 5 fois par rupture définitive de l'ancrage et 3 fois par rupture de la vis. Les valeurs moyennes de F min et de F max se situent respectivement à 248,5 +/- 102,25 N et 415 -/+ 129 N, les 3 vis les plus performantes (F min = 272 N, F max = 470 N) se rompant à la jonction entre les zones filetée et non filetée, tandis que les autres s'extrayaient sans dommage à un niveau de force nettement inférieur (F min = 235 N, F max = 382 N).
En ce qui concerne l'agrafe (Figure 4), les résultats sont moins bons avec dans tous les cas lâchage de l'ancrage osseux à un peu plus de 100 N (105 +/- 47,7 N).
La différence entre les performances en traction de la vis résorbable et celles de l'agrafe est statistiquement significative, y compris si l'on considère que le montage devient défaillant avec la vis à partir du niveau de force égal à F min (F min vis vs F max agrafe, p<0,02). L'âge des sujets prélevés n'a par contre pas influé sur les performances de ces systèmes.
Pour les essais en flexion, la rupture du montage avec la vis s'est produite en moyenne à 355 +/- 62,05 N, les 5 vis les plus performantes se rompant au même endroit que dans le bois ( 1ère spire) pour un niveau de force comparable à celui enregistré dans le bois (F max = 392 N) et les 3 vis les moins performantes s'extrayant par lâchage de l'ancrage à un niveau de force plus modeste ( Fmax = 293 N). En ce qui concerne l'agrafe, la rupture du montage s'est produite en moyenne à environ 310 N (311,9 +/- 69,2 N), toujours par lâchage de l'ancrage. La différence entre les performances des 2 systèmes était statistiquement significative (p<0,01) et l'âge des sujets prélevés fut ici aussi sans conséquence.
En dehors de l'étude statistique des performances, l'analyse statistique dans le comportement (test de corrélation de BRAVAIS-PEARSON) des 2 systèmes a montré l'absence de corrélation entre le comportement de la vis et de l'agrafe en traction alors que leur comportement était comparable en flexion. Ceci s'explique facilement: en traction, la vis se comporte comme un tire bouchon et l'agrafe comme un coin. Par contre en flexion, les 2 systèmes se comportent comme un pieu, la vis plus longue résistant mieux que l'agrafe dans l'os.
Nous avons complété notre étude par des essais de résistance en traction dans l'os de la suture transosseuse par point simple en U et du TAG, en utilisant pour ces 2 systèmes le même fil. Les forces moyennes enregistrées se situent, tout comme pour l'agrafe métallique, aux alentours de 100 N et ne sont pas statistiquement différentes entre les 2 systèmes (point transosseux = 100 +/- 21,7 N, TAG = 93,75 +/- 18,5 N). Dans tous les cas, c'est l'ancrage osseux qui a lâché et non le fil qui s'est rompu et fait intéressant, l'âge des patients a influé sur les performances du TAG sans jouer sur celles de la suture transosseuse.
Ces résultats très favorables à notre système nous ont encouragés à poursuivre dans ce domaine. Un nouveau modèle de vis, sans zone non filetée, a été mis au point et, tout en complétant notre étude par des essais à température physiologique et faisant intervenir le tendon, nous avons depuis quelques mois implanté à plusieurs reprise notre vis dans des ruptures de petite taille ou de taille moyenne, pour le moment par mini-open avant d'essayer par arthroscopie, afin de nous familiariser avec l'ancillaire d'implantation qui semble maintenant parfaitement au point.
REFERENCES
Figure 1: Exemples de courbes obtenues pour les essais de résistance de la vis en traction.
Figure 2: Exemples de courbes obtenues pour les essais de résistance de la vis en flexion.
Figure 3: Exemples de courbes obtenues pour les essais de résistance de l'ancrage osseux en traction avec la vis. A gauche, l'ancrage osseux cède plus brutalement qu'à droite et la modification de la courbe est plus nette.
Figure 4: Exemples de courbes obtenues pour les essais de résistance de l'ancrage osseux en traction avec l'agrafe métallique.
Figure 5: Exemples de courbes obtenues pour les essais de résistance de l'ancrage osseux en flexion avec la vis (à gauche) et l'agrafe métallique (à droite).