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Juin-2019-suite-cours-biomatériaux-prothèses-et-orthèses-remis-à-GPH

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Remarque : une partie du cours a été remise sur papier ; ce qui suit n’est
qu’une reprise de quelques diapos présentées en cours (les explications et
commentaires ont été discutés durant les séances de cours)
Le rôle du ciment en orthopédie
Le ciment osseux est un matériau fréquemment utilisé en chirurgie orthopédique. Le ciment
osseux est composé d’un mélange d’une poudre et d’un liquide. La poudre de
polyméthylméthacrylate (PMMA) contient également un initiateur, le dibenzoïde péroxyde,
un radio-opacifiant et éventuellement un antibiotique. Le liquide contient du
méthylméthacrylate (MMA) et un activateur, le diméthyl paratoluidine. La réaction chimique
entre l’activateur et l’initiateur libère des radicaux libres qui sont à l’origine de la
polymérisation du MMA.
Le ciment osseux est également utilisé en chirurgie tumorale, infectieuse. Depuis une
vingtaine d’années, s’est développée progressivement une technique de stabilisation des
fractures vertébrales par compression, appelée vertébroplastie et récemment améliorée et
connue sous le nom de kyphoplastie.
Polymérisation
On distingue 4 phases différentes dans le processus de polymérisation :
- la phase de mélange permet d’obtenir une pâte homogène ;
- la phase de repos permet d’atteindre la viscosité nécessaire à l’utilisation du ciment ;
- la phase de travail correspond au moment où le ciment peut être utilisé ;
- la phase de durcissement correspond à la polymérisation finale du monomère.
La différence de comportement durant ces 4 phases va permettre de distinguer les ciments
de basse ou haute viscosité. Ceux de basse viscosité ont une phase liquidienne plus longue et
un durcissement rapide tandis que ceux de haute viscosité ont une phase de travail longue.
La polymérisation du MMA, au moment de la phase de durcissement est une réaction
exothermique qui dégage une chaleur équivalente à 57 kJ par mole de MMA (une mole de
MMA correspond à ± 100 g).
In vitro, cela correspond à des températures avoisinant les 60-80 °C, qui furent longtemps
considérées comme une cause du descellement par nécrose thermique osseuse.
In vivo, ces températures atteignent seulement 40-46 °C. Cette différence s’explique par la
présence de l’interface os-ciment et des échanges thermiques avec les tissus vitaux
notamment si une couche suffisante d’os spongieux persiste.
L’adjonction d’antibiotique au ciment fut imaginée par le Pr Buchholz pour la première fois
en 1969. La gentamycine est l’antibiotique le plus utilisé du fait d’un bon spectre
antibactérien, d’une stabilité thermique et d’une bonne solubilité dans l’eau.
Le relargage est proportionnel au potentiel hydrophile du ciment et se fait en surface sur
une fine couche superficielle du ciment. Les études réalisées sur le relargage démontrent un
taux initial élevé suivi d’une réduction marquée pendant les jours suivants.
PROPRIETES MECANIQUES
Le ciment osseux n’a aucun pouvoir chimique ou biologique d’adhésion, que ce soit au
niveau de l’os ou de l’implant. Son action est basée sur une interpénétration mécanique avec
l’os. Il se comporte comme un mortier et non comme une colle. Il joue un rôle d’adaptateur
de volume, de calage et de répartiteur de charges entre l’os et l’implant. Il permet
d’augmenter la surface de contact entre la tige et l’os et donc de diminuer les zones de
transmission de contraintes importantes. Les contraintes, reflet de la biomécanique de la
hanche, sont multidirectionnelles en compression, tension, torsion, et sont maximales lors
de l’impact au sol où elles peuvent atteindre
Ainsi, son module d’élasticité est dix fois moins important que celui de l’os cortical adjacent
et cent fois moins important que celui de l’implant prothétique. Il agit donc comme une
couche élastique entre deux couches rigides.
Ses propriétés sont influencées par plusieurs facteurs. Ainsi, les conditions de préparation et
d’implantation jouent un rôle important. En effet, dans des conditions opératoires, la
porosité des ciments acryliques est de l’ordre de 8 %. Ces pores sont responsables d’une
baisse des qualités mécaniques par un effet de concentration de contraintes. Une
diminution de la porosité peut être obtenue par centrifugation du ciment. De même,
l’inclusion d’eau, de sang, de moelle osseuse dans le ciment diminue les qualités mécaniques
par lamination.
PROPRIETES BIOLOGIQUES DE BIOMATERIAUX BIOCOMPATIBLES
La biocompatibilité peut être considérée comme la capacité d’un matériau étranger à être
accepté et/ou toléré par le corps. Un matériau biocompatible sera accepté par le système
immunitaire de l’hôte tandis qu’un matériau non-biocompatible engendrera une réaction
inflammatoire importante et sera mal toléré par le corps receveur. C’est donc un des
premiers paramètres à rechercher pour le développement d’un biomatériau.
Ainsi elle est définie selon la capacité d’un biomatériau à induire une réponse appropriée
de l’hôte dans une application spécifique.
METHODES D’EVALUATION DE LA BIOCOMPATIBILITE GENERALE
Une étude de la biocompatibilité a deux objectifs principaux : d’une part, prouver l’absence
vraisemblable d’effet délétère du matériau ou dispositif considéré, et d’autre part,
accumuler des données prédictives du comportement in vivo du matériau ou dispositif. Dans
la stratégie globale d’évaluation de la biocompatibilité, il faut
tenir compte non seulement des caractéristiques et des propriétés ( physiques, chimiques,
mécaniques et morphologiques) des matériaux, mais aussi de la tolérance de ces matériaux.
Ces propriétés sont appréhendées au cours de l’évaluation biologique in vitro avant
d’envisager les études in vivo chez l’animal.
La biocompatibilité générale regroupe donc 4 points :
• Des études physico-chimiques du Biomatériau,
• Des études de cytotoxicité,
• Des études du potentiel de mutagenèse,
• Des études du potentiel de carcinogenèse.
Ainsi des essais à court et à long terme sont destinés à évaluer les risques potentiels des
matériaux et/ou des produits finis, à apprécier leur fonctionnalité et à prédire au mieux leur
comportement en situation clinique.
AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS DES TESTS IN VITRO ET DES TESTS IN VIVO
Les tests in vitro
● avantages
○ plus rapides que les tests in vivo.
○ moins onéreux.
○ reproductibles.
○ les tests in vitro permettent d'évaluer séparément les effets biologiques de chacun des
composants du matériau.
● inconvénients
○ ils n’ont que peu de rapport avec la clinique.
○ ils sont trop sensibles
Les tests in vivo .
● avantages
○ ils sont beaucoup plus proches de la clinique
○ ils permettent d’évaluer les effets d’un matériau sur des organes loin de l’organe cible.
○ ils permettent d’évaluer la toxicité des métabolites. Un matériau peut en effet se révéler
biocompatible alors que ses produits de dégradation, une fois métabolisés par l’organisme
se révèlent être dangereux.
○ l’interprétation des résultats est parfois plus facile car le rapport avec la clinique est
souvent plus évident.
● inconvénients
○ les tests réalisés sur des animaux de laboratoire peuvent ne pas avoir de rapport avec
l’espèce humaine
○ l’effet néfaste peut passer inaperçu s’il est non recherché donc non évalué
○ timing incorrect de l’essai (l’effet délétère se manifeste après les périodes d’observation)
l’interprétation des résultats peut être difficile
○ il peut être difficile de simuler la pathologie préexistante (carie, lésion parodontale).
TESTS DE GÉNOTOXICITÉ:
Ils évaluent les effets des dispositifs médicaux et de leurs produits de dégradation sur les
mutations géniques, les changements de structure chromosomique ou toute autre
modification des gènes et de l’ADN. Le plus connu est le test de Ames.
TEST DE CYTOTOXICITÉ
Le matériau est mis en contact avec les cellules cibles puis leur viabilité est évaluée.
Il faut se poser trois questions pour juger de la validité du test de cytotoxicité :
● quelles cellules cibles choisir ?
● quel critère choisir pour évaluer la viabilité cellulaire ?
● le mode de mise en présence des cellules et du matériau est-il judicieux ?
Bioactivité/Ostéointégration
La bioactivité peut être définie comme la propriété d’engendrer des réponses biologiques
spécifiques à l’interface implant/tissu receveur, résultant de la formation de liaisons entre les tissus
et le matériau (Hench, 1991). La bioactivité s’oppose à la bio-inertie mais différents degrés de
bioactivité peuvent être rencontrés suivant les matériaux en fonction de la vitesse, des mécanismes
et de la force de liaison avec les tissus et de l’épaisseur de la couche interfaciale implant/tissu. Dans
le cas des substituts osseux, la bioactivité est généralement désignée en terme d’ostéointégration
qui est régulièrement définie comme la capacité d’un matériau à adhérer à la surface de l’os hôte
sans couche de tissu fibreux.
L’ostéointégration est intimement liée à la qualité des liaisons que le tissu osseux créé avec le
matériau.
In vivo, cette intégration se déroule en plusieurs étapes et implique notamment l’adhésion des
cellules osseuses, en particulier les ostéoblastes, à la surface du matériau implanté. Ainsi, il y a, en
premier lieu, adsorption de molécules biologiques issues des fluides environnants et des sécrétions
cellulaires à la surface du substitut. Ces molécules sont principalement des protéines que l’on
retrouve dans la matrice extracellulaire comme, entre autres, la fibronectine, la vitronectine,
l’ostéopontine ou bien le collagène. Ensuite, les cellules interagissent et forment des liaisons avec ces
protéines via des récepteurs (intégrines et situés sur leur membrane cellulaire
Enfin, une fois adhérées, les cellules établissent des connections entre elles pour communiquer
(échanges ioniques ou de signaux) via des tunnels les reliant (« gap junction ») et des cadhérines.
Elles synthétisent ensuite leurs propres protéines collagéniques et non-collagéniques de la matrice
extracellulaire afin de créer un environnement favorable pour proliférer, se différencier et
pour former une interface entre le matériau étranger et les tissus de l’hôte. La force de
liaison à cette interface caractérise l’ostéointégration. Si les liaisons implant/tissu ne sont
pas bonnes (faible ou non ostéointégration), le matériau subira une encapsulation fibreuse,
c'est-à-dire qu’une couche de tissu collagénique se formera de manière excessive par les
fibroblastes en surface du matériau Ainsi, il est important de prendre en compte certaines
caractéristiques physico-chimiques de la surface du biomatériau puisqu’elles peuvent
potentiellement influencer l’adhésion cellulaire et l’ostéointégration. Parmi ces
caractéristiques physico-chimiques, on peut citer la chimie de surface (composition, charge,
caractère hydrophile/hydrophobe, énergie de surface), sa structure (topographie,
cristallinité) ou les contraintes mécaniques qui s’y appliquent.
. Ostéoconduction/Ostéoinduction/Ostéogénicité
La propriété ostéoconductrice d’un matériau décrit sa capacité à favoriser la repousse
osseuse lorsqu’il est placé en site osseux. C’est une propriété du biomatériau caractérisant la
facilité d’invasion vasculaire et cellulaire à partir du tissu receveur jusqu’à la surface du
matériau et éventuellement au sein d’un substitut poreux. Un biomatériau ostéoconducteur
joue le rôle de support pour guider les différentes lignés cellulaires impliquées dans la
reconstruction osseuse.
L’ostéoinduction est définie par la SOFROT (Société Française de Recherche Orthopédique)
comme « la capacité d’induire la différenciation cellulaire pour synthétiser la matrice
osseuse minéralisable (recrutement, différenciation et prolifération des cellules souches) »
contrôlée en jouant sur certains paramètres physico-chimiques des biomatériaux tels que la
composition chimique, la topographie de surface ou la géométrie du substitut.
Le potentiel ostéogénique caractérise les environnements qui permettent l’ostéogénèse,
c’est-à-dire la formation osseuse proprement dite. Ce caractère est directement apporté par
les cellules ostéoformatrices (les ostéoblastes matures). Ainsi, un substitut ostéogénique
serait donc un matériau qui contiendrait ou recruterait des cellules ostéoformatrices viables
conduisant à une néoformation osseuse rapide et « de l’intérieur ».
Chirurgie osseuse et infections post-opératoires
Les pathologies ou traumatismes affectant le système osseux sont systématiquement
considérés comme une source de souffrance majeure, de handicap et d’exclusion
socioprofessionnelle par les patients qui en sont atteints l’infection post-opératoire vient
ajouter une complication potentielle dont les conséquences sont souvent jugées comme
catastrophiques dans le domaine ostéoarticulaire.
Ces infections contractées dans un établissement de santé définissent le terme d’infection
nosocomiale
Généralités sur les bactéries :
Deux grands groupes peuvent ainsi être différenciés et mis en évidence par la méthode de
coloration Gram :
- Les bactéries à Gram positif (Gram +). Elles sont caractérisées par une paroi cellulaire très
épaisse, de 15 à 80 nm, composée de nombreuses couches de peptidoglycane. Elles sont
distinguées par une coloration mauve lors de la coloration Gram. Les staphylocoques et les
streptocoques sont des bactéries à Gram +.
- Les bactéries à Gram négatif (Gram -). A l’inverse des bactéries à Gram +, les bactéries à
Gram - ont une paroi fine de l’ordre de 6 à 15 nm (une ou deux couches de peptidoglycane)
mais présentent une membrane complémentaire contenant des lipoprotéines.
Les micro-organismes en lien avec les infections nosocomiales. Les microorganismes les plus
impliqués dans les infections nosocomiales sont présentés dans la Figure ci dessous
Exemple d’évaluation de l’activité antibactérienne des revêtements
phosphocalciques fluorés dopés aux agents antibactériens (thèse
de Bir 2015, Béjaia)
Souches testées
Pour évaluer l’activité antimicrobienne de nos revêtements prothétiques dopés, nous avons
effectué des tests vis-à-vis deux souches bactériennes pathogènes de deux familles
différentes, ‘’Eschérichia coli’’ à GRAM négatives (E. coli, CIP 7025) et ‘’Staphylococcus
aureus’’ à Gram positives (S. aureus, CIP 7025),
Préparation de la suspension bactérienne
A partir d’une culture jeune sur milieu gélosé, une suspension bactérienne dense
(correspondant à 106 UFC/ml) est préparée pour chaque souche (E. coli et S. aureus) en
dissociant 3 à 5 colonies dans 5 ml d’eau physiologique stérile, la densité de la suspension
est mesurée à l’aide d’un spectrophotomètre (Schimadzu UV mini 1240).
L’ensemencement de l'inoculum de micro-organismes sur le milieu gélosé Mueller
Hinton se fait par la technique d’inondation afin de réaliser un dénombrement. À
l’aide d’une micropipette, nous prenons un volume de 1ml d’inoculum de chaque
tube et inonder sur la surface du milieu, suivi d’un séchage pendant 15 à 30 minutes.
Les boites sont incubées à 37°C, les dénombrements de bactéries cultivables sont
effectués après 24 heures. Le pourcentage de réduction de micro-organismes (R%)
est calculé en utilisant l’équation suivante :
R (%) = [(C0-C)/C0]*100(%)
C0 est le nombre initiale de colonies de micro-organismes dans l'inoculum;
C est le nombre de colonies de micro-organismes après avoir introduit les échantillons.
Souches
S. aureus
R (%)
Nombre de colonie (UFC/ml)
Témoin
10
0
6
FHA
10
0
6
Cu-FHA
Zn-FHA
Cu/Zn-FHA
Ag-FHA
58
15
15
> 10
99.9942
99.9985
99.9985
________
3
Effets de l’activité antimicrobienne
Staphilococcus Aureus- Escherichia Coli
Stp
Stp
Stp: Gram +
E. Coli
E. Coli
E. Coli: Gram -
ORTHESES ET PROTHESES
LES ORTHÈSES
INTRODUCTION
•Une orthèse est un agent thérapeutique à part entière.
•La prescription doit exprimer :
-les effets mécaniques recherchés,
-leurs sites d'application
-les conditions d'utilisation de l’orthèse,
•préciser ses indications,
•définir les buts thérapeutiques,
•établir une description suffisamment précise
•Comme pour tout traitement, une prescription médicale, une surveillance à la recherche
d’éventuelles complications et une évaluation de l’efficacité est indispensable.
En fonction des indications, des orthèses de différents types sont utilisées selon des règles
de prescription précises. Leur réalisation doit être rigoureuse, de même que leur
observance et leur surveillance.
Les orthèses peuvent, selon leurs caractéristiques techniques et la qualité de leur
réalisation :
! Assurer un rôle de stabilisation, c’est-à-dire fixer une articulation dans une position
donnée. Les objectifs sont alors la prévention des déformations articulaires, l’assistance de
fonctions déficientes, la lutte contre la douleur ou la régression d’une inflammation.
! Assurer un rôle de posture, en maintenant, voire en contraignant une articulation dans
une position déterminée. Les objectifs recherchés sont alors la prévention de l’aggravation
ou la correction d’une déformation, ou encore la récupération d’un déficit d’amplitude
articulaire.
! Assurer une limitation d’amplitude en fixant une angulation d’amplitude articulaire
déterminée. Moins employées en rhumatologie, elles sont essentiellement indiquées en
période postopératoire.
De même :
Les prothèses
Définition : Le terme prothèse désigne le remplacement ou la consolidation d'un membre,
d'une partie de membre ou d'un organe par un appareillage approprié mais aussi le dispositif
qui est implanté dans l'organisme pour suppléer un organe défaillant ou manquant
permettant de restaurer une fonction qui est compromise.
L’ Implant: Substance ou prothèse introduite dans le corps humain à des fins de traitement
ou de remplacement d'un organe. L'implant peut être provisoire ou permanent. Par
exemple:
implant de silicone lors de la reconstruction d'un sein après ablation.
Une lentille destinée pour être fixée à l'intérieur de l'oeil en avant ou en arrière de l'iris, ou à
la place du cristallin et évite ainsi le port de lunettes.
Certaines maladies sont responsables de la pose d’une prothèse :
En dehors des traumatismes (fractures), les maladies qui peuvent conduire à la mise en place
d'une prothèse sont les maladies qui usent le cartilage articulaire.
La principale cause est l'arthrose dite primitive qui est une maladie conduisant à la
dégradation ("usure") habituellement lente du cartilage. Il existe un certain nombre de
situations où l'arthrose peut être favorisée par un traumatisme ou une anomalie
anatomique : luxation congénitale de la hanche (mauvaise situation anatomique de la
hanche maintenant dépistée et traitée dès la naissance), genu varum (jambe arquée) par
exemple.
Les maladies inflammatoires des articulations (arthrites) comme la polyarthrite rhumatoïde,
les spondylarthropathies, les arthrites infectieuses, les arthrites micro-cristallines (goutte,
chondrocalcinose articulaire, etc.) peuvent aussi conduire à l'usure de l'articulation et à la
mise
en
place
d'une
prothèse.
D'autres maladies comme la nécrose osseuse (mort de l'os), certaines tumeurs osseuses, les
atteintes articulaires dues à l'hémophilie peuvent aussi aboutir à la nécessité de la mise en
place d'une prothèse.
Articulation normale
Articulation arthrosique
types de prothèses
Il existe différents types de prothèses. On distingue :
les exoprothèses, qui remplacent les membres amputés ;
les endoprothèses, qui sont implantées dans le corps.
Exoprothèses: Les exoprothèses ou prothèses externes les plus fréquemment rencontrées
sont des prothèses articulaires :
De ,hanche, de genou; d’épaule, de coude, de main etc…
Comme on rencontre des prothèses maxillo-faciales ou des prothèses lombaires.
On considère également comme étant des exoprothèses :
les prothèses auditives ; les prothèses dentaires ; les prothèses mammaires etc....
Endoprothèses: les endoprothèses les plus courantes sont d’ordre:
•
•
•
vasculaire (stent):
•
coronaire,
•
aorte,
•
valve cardiaque ;
digestif :
•
œsophagienne,
•
biliaire ;
urinaire :
•
prothèses sphinctériennes en cas d'incontinence,
•
prothèse urétérale.
les prothèses oculaires (classiquement appelées œil de verre)
FIG : stent
Différentes prothèses de hanche
On distingue deux interventions essentielles au niveau de la hanche : la prothèse totale et la
prothèse partielle. Dans les deux cas, les objectifs sont d'apaiser les douleurs, de redonner
de la mobilité à l'articulation, de corriger les éventuelles déformations.
Prothèse totale de hanche
Dans l'opération consistant à mettre en place une prothèse totale de hanche, le chirurgien
va remplacer la tête du fémur par une demi-sphère (en métal ou en céramique) montée sur
une tige ; la cavité dans laquelle s'articule la tête du fémur (le cotyle) par une surface lisse
(en plastique ou en métal recouvert de polyéthylène).
La prothèse se fixe dans le fémur soit par du ciment (il s'agit d'une résine acrylique qui va se
solidifier en une dizaine de minutes), soit par compression si la qualité de l'os est bonne (chez les
patients les plus jeunes).
Dans les fixations sans ciment, on fait en sorte que l'os repousse directement sur et dans la
prothèse, de façon à l'intégrer parfaitement à l'organisme.
Avant l'opération, les patients doivent être dans le meilleur état de santé possible. Des
préparatifs sont entrepris, qui consistent à travailler la force musculaire des bras pour
pouvoir s'appuyer sur des béquilles et celle des jambes pour réduire le temps de la
rééducation.
Remarque : il est également envisageable, lorsque la qualité de l'os le permet, de limiter la
prothèse aux surfaces articulaires (resurfaçage articulaire). On ne fait alors que remplacer la
surface articulaire usée de la tête fémorale et le cotyle.
Prothèse partielle de hanche
Dans une partielle de hanche, on ne remplacera que la tête fémorale sans toucher au cotyle.
L'avantage est que cette intervention est moins lourde et préserve davantage de capital
osseux. Il est toujours possible, plusieurs années après si nécessaire, de totaliser la prothèse
en ne remplaçant que le cotyle.
La prothèse du genou :
Elle vise à remplacer le cartilage usé de l'articulation en faisant en sorte de conserver le plus
possible l'anatomie du genou. Ce sont notamment les ligaments latéraux qu'il faudra faire en
sorte d'épargner.
La douleur est le principal critère amenant à proposer à un patient la pose d'une prothèse du
genou. On envisage la pose d'une prothèse du genou lorsque :
la douleur ne cède pas pendant plus de 6 mois ;
les symptômes empêchent la réalisation des activités quotidiennes ;
les douleurs persistent la nuit et gênent le sommeil ; la perte de mobilité est conséquente
(elle est généralement due à une destruction articulaire) et a un impact important sur la
qualité de vie. Différentes prothèses du genou
Il existe un grand nombre de prothèses du genou, parmi lesquelles on peut distinguer :
•
les prothèses unicompartimentales (ce sont en fait des demi-prothèses) qui sont
indiquées en cas d'arthrose légère (limitée à un seul côté) ou de certaines nécroses.
Elles peuvent être de trois sortes :
•
fémoro-tibiales internes : elles assurent l'articulation entre le fémur et la
partie interne du tibia,
•
fémoro-tibiales externes : elles assurent l'articulation entre le fémur et la
partie externe du tibia,
•
fémoro-patellaires : elles assurent l'articulation entre le fémur et la rotule (ou
patella) ;
•
les prothèses totales à glissement qui remplacent la totalité du cartilage articulaire et
qui sont indiquées en cas d'arthrose importante ou d'arthrite ;
•
les prothèses charnières qui remplacent l'articulation complète (assez rares) en cas
d'importantes déformations ou de destruction ligamentaire.
Prothèse totale du genou
Prothèse unicompartimentale du genou
Prothèse du coude:
On distingue :
les prothèses non contraintes, qui offrent une mobilité identique à celle d'un coude normal ;
les prothèses semi-contraintes, qui donnent moins de mobilité qu'un coude normal.
L'intervention est beaucoup moins fréquente que la pose d'une prothèse de hanche avec
seulement 300 poses par an en France.
Il faut savoir que le coude se compose de trois articulations :
l'articulation entre l'humérus (os du bras) et le radius (un des deux os de l'avant-bras) ;
l'articulation entre l'humérus et le cubitus (l'autre os de l'avant-bras qui prend maintenant le
nom d'ulna) ;
l'articulation entre le radius et l'ulna (les deux os de l'avant-bras).
Prothèse partielle de coude
La prothèse partielle de coude consiste à remplacer la tête du radius. Cette intervention est
nécessaire en cas de fracture entraînant une instabilité du coude.
Grâce à ce type de prothèse, on peut reconstituer les deux articulations qui impliquent la
tête radiale :
l'articulation avec l'humérus (huméro-radiale) ;
l'articulation avec l'ulna (radio-ulnaire).
Prothèse totale du coude
Les prothèses du coude, lorsqu'elles sont totales, remplacent l'ensemble des articulations du
coude (prothèses huméro-ulno-radiales). Plus rares que les prothèses partielles, elles sont
indiquées en cas :
de destruction de l'articulation extrêmement marquée, notamment au cours de maladies
comme la polyarthrite rhumatoïde ; de fractures importantes chez des personnes
âgées.
La pose d'une prothèse totale de coude est pratiquée dans la mesure où le patient possède
des ligaments solides (notamment le ligament latéral interne) et une masse osseuse
suffisante au niveau du coude. Dans ce cas on implante une prothèse non contrainte.
La pose peut également se pratiquer sur les coudes ayant une atteinte ligamentaire ou une
masse osseuse insuffisante, mais dans ce cas on aura une prothèse semi-contrainte.
Les prothèses de l’épaule: les prothèses "classiques" nécessitent que les tendons
et les muscles de l'épaule (coiffe des rotateurs) soient intacts (ce sont eux qui font bouger
l'articulation de l'épaule) et que le capital osseux, en particulier la glène, soit satisfaisant
pour
implanter
correctement
la
prothèse.
Lorsque les tendons sont rompus (rupture de la coiffe des rotateurs), d'autres prothèses
peuvent être utilisées en cas de douleurs très intenses de l'épaule : prothèse "inversée",
prothèse intermédiaire, prothèse humérale simple, permettant d'obtenir une disparition
des douleurs et une mobilité satisfaisante même si les muscles sont très altérés. La
souplesse de l'épaule est néanmoins moins bonne que si la coiffe était intacte à l'origine.
L'indication de ces prothèses dépend de l'âge, de l'importance de l'usure osseuse, du type
d'atteinte des tendons et des muscles de l'épaule.
Remarques :
 L'utilisation d'un ciment pour fixer la prothèse permet une répartition plus
harmonieuse des contraintes entre l'implant et l'os ; de plus, l'ablation des pièces
prothétiques est plus aisée lors d'une éventuelle reprise chirurgicale ultérieure. Le
ciment chirurgical utilisé pour fixer la prothèse dans l'os est un polymère appelé
polyméthyl méthacrylate (plastique très dur, biologiquement compatible). Il ne s'agit
pas d'une colle mais d'une résine. Le ciment est introduit à l'état pâteux et se solidifie
en quelques minutes.
Le ciment permet la fixation d'un implant prothétique par pénétration dans l'os sur
une faible épaisseur. C'est le type de fixation prothétique le plus fréquemment utilisé
depuis la fin des années 60. Cette fixation est durable. L'altération possible à long
terme des propriétés mécaniques du ciment n'est pas mise en évidence comme
facteur limitant de la durée de vie des prothèses. Hélas, le ciment résiste mal au
granulome développé en réaction aux débris d'usure des pièces prothétiques. Il existe
des solutions n'utilisant pas le ciment chirurgical pour fixer les implants prothétiques. Cette
option recherche par la repousse osseuse, une fixation qui peut être mécanique à l'aide de la
surface métallique irrégulière de l'implant (impaction ou "technique press-fit") et surtout
biologique grâce à des revêtements à base de dérivés calciques (hydroxyapatite : céramique
bio-active permettant une repousse osseuse à la surface des implants). Cette fixation résiste
peut-être mieux au granulome, mais rend complexe une reprise ultérieure (fixation intime au
tissu osseux).
Les implants en silicone, utilisés pour les prothèses des doigts, ne nécessitent pas l'utilisation
de ciment.
 Tout acte opératoire comporte des risques et la présence de maladies associées peut
majorer ces risques. Les principales complications liées à la chirurgie prothétique, sont les
suivantes (cette liste n'est pas exhaustive) :
• l'épanchement de sang dans l'articulation (hémarthrose) ou la collection de sang dans les
tissus situés autour de l'articulation (hématome). Cet épanchement peut être minime et bien
soulagé par le "glaçage" du membre opéré. Il peut être excessif et nécessiter une ponction,
voire une intervention pour l'évacuer. Ce risque est prévenu par une coagulation vasculaire
soigneuse pendant l'intervention, dans certains cas, par la mise en place de drains lors de la
fermeture de la plaie opératoire (pour aspirer et évacuer le sang) et par l'utilisation d'un
bandage compressif. Cette complication est rare à la hanche, un peu moins exceptionnelle au
genou. À l'inverse, l'ecchymose (coloration bleue de la peau) est habituelle. Une hémorragie
pendant l'opération qui nécessiterait un grand nombre de transfusions et une intervention
vasculaire est exceptionnelle ;
• le risque infectieux est une complication exceptionnelle mais grave qui impose le plus
souvent une réintervention (pour nettoyer l'articulation opérée et parfois changer la
prothèse) et la prise prolongée d'antibiotiques. L'infection peut survenir précocement après
l'intervention et dans ce cas elle est due à une contamination du site opératoire,
habituellement par la peau. Ce risque infectieux est inférieur à 1 % des patients opérés pour
une prothèse de hanche ou d'épaule, il est un peu plus important pour les prothèses de
genou ou de coude, car ces articulations sont plus superficielles et donc plus exposées aux
infections .
 Une infection peut survenir tardivement, elle est alors habituellement due à un microbe
véhiculé par le sang. Il existe des facteurs favorisants l'infection : un traitement immunomodulateur qui diminue les réactions de défense de l'organisme (chimiothérapie,
traitements de fond des rhumatismes inflammatoires…), la prise prolongée de corticoïdes, le
diabète,
l'obésité
;
• la luxation (déboîtement) de la prothèse est une complication qui peut survenir lors de
gestes inadaptés (surtout les trois premiers mois après l'intervention), quand les muscles
autour de la prothèse sont trop faibles. Cette complication concerne surtout les prothèses de
hanche, de coude et d'épaule, elle est exceptionnelle pour les autres. Pour prévenir cette
complication, il importe d'éviter certains gestes surtout pendant les trois premiers mois
après l'opération. C'est la raison pour laquelle les kinésithérapeutes vous enseignent pendant
votre séjour les précautions nécessaires
 • les complications veineuses, en cas de prothèses des membres inférieurs : hanche, genou,
cheville). La phlébite (inflammation d'une veine) qui peut se compliquer d'une thrombose
veineuse (caillot dans la veine) est favorisée par l'immobilisation. Un fragment du caillot peut
parfois se détacher et migrer vers les poumons : c'est l'embolie pulmonaire. Les risques de
thrombose sont devenus rares grâce aux exercices pour stimuler le retour veineux dans les
jambes, au lever précoce, au traitement anticoagulant (qui fluidifie le sang) dès la veille de
l'intervention et au port des bas de contention • les ennuis cicatriciels : désunion, nécrose
(mort de la peau) sont rares. Ils peuvent nécessiter une nouvelle intervention pour reprendre
la cicatrice et réaliser une nouvelle suture, voire, dans certains cas, une greffe de peau
(plastie cutanée). Cette complication est plus ou moins grave en fonction de son étendue et
de sa localisation ; sur les articulations superficielles (genou, doigts), elle doit être traitée
rapidement
pour
éviter
l'infection
;
• la fracture osseuse lors de la mise en place de la prothèse : il s'agit là aussi d'une
complication très rare qui est due à une fragilité osseuse. Cette complication peut rendre un
peu
plus
difficile
la
mise
en
place
de
la
prothèse
• la paralysie nerveuse. Il s'agit d'une complication très rare, qui touche les nerfs situés près
de la prothèse qui peuvent souffrir lors des manipulations pour la mise en place de la
prothèse. Habituellement, la paralysie régresse mais la récupération peut demander
plusieurs
mois
;
• les embolies graisseuses sont exceptionnelles. Lors de la mise en place sous pression de la
prothèse dans l'os, des micro-embols (petits fragments) de graisse (provenant de la moelle
osseuse), d'air, ou des petits caillots de sang peuvent se détacher et migrer. Ces risques
augmentent quand il existe un os ostéoporotique. Ces embols peuvent parfois se bloquer
dans la circulation et entraîner une complication respiratoire, cardiaque (le risque est
d'autant plus important qu'il existe une insuffisance cardiaque ou respiratoire avant
l'intervention)
ou
neurologique
;
• certains rhumatismes peuvent être "réveillés" par l'intervention, à cause de la position
pendant l'opération, ou de l'acte lui-même (par exemple : mal de dos, crise de goutte ou de
chondrocalcinose, poussée de polyarthrite, etc.).
 Certaines complications peuvent survenir tardivement (cette liste n'est pas exhaustive) :
• l'usure survient de façon inéluctable pour toutes les prothèses implantées, elle va
provoquer le descellement de la prothèse. Le descellement de la prothèse (perte de fixation
des pièces) se traduit par des douleurs et une migration des pièces de la prothèse ; il
nécessite
une
nouvelle
intervention
;
• l'infection tardive survient soit par voie sanguine à partir d'un foyer infectieux (peau,
urines, bronches, vésicule, sinus, etc.) soit du fait d'une contamination opératoire passée
inaperçue, évoluant à bas bruit et peut entraîner un descellement septique de la prothèse ;
• les ossifications péri-prothétiques sont exceptionnelles : il s'agit de formations osseuses
entourant la prothèse totale de la hanche qui peuvent survenir après l'intervention et qui
sont responsables d'un enraidissement de l'articulation. Elles sont évitées par l'utilisation
systématique (sauf contre-indication particulière) des anti-inflammatoires non stéroïdiens
pendant quelques jours après l'intervention. Cette complication concerne essentiellement
les
prothèses
de
hanche
;
• la raideur d'une articulation prothétique : elle peut survenir sur certaines prothèses
comme celle du genou, du coude ou de l'épaule. Elle est due à la présence d'adhérences qui
limitent la mobilité (les tissus mous sont "collés"). Elle peut être prévenue par la mobilisation
douce et précoce de votre prothèse, mobilisation passive ou à l'aide d'un appareillage ;
• l'algoneurodystrophie ou algodystrophie est un "dérèglement du système nerveux qui
commande les vaisseaux", responsable de douleurs, de gonflement et pouvant aboutir à un
enraidissement de l'articulation. Il s'agit d'une complication qui survient et évolue de façon
capricieuse et imprévisible. Le traitement repose sur l'association de médicaments et d'une
rééducation douce et spécialisée. L'évolution peut se faire sur plusieurs mois ;
• dans certains cas, un épanchement chronique (gonflement) de l'articulation prothétique,
en particulier au genou, peut nécessiter une ponction pour vérifier l'absence d'infection. Des
gestes locaux spécifiques peuvent être discutés et réalisés en accord avec le chirurgien, en
service spécialisé, pour assécher l'épanchement (synoviorthèse isotopique) dans certains cas,
des douleurs en regard de la prothèse peuvent persister. Certaines personnes peuvent
continuer à souffrir alors que la prothèse est bien en place, qu'il n'y a pas d'explication
mécanique aux douleurs et que tout est satisfaisant sur les radiographies. Il peut s'agir de
douleurs des tissus situés autour de la prothèse. Ainsi à la hanche, des bursites ou tendinites
en regard des fils métalliques servant à fixer le trochanter peuvent être gênantes et
nécessiter des massages, des crèmes ou gels anti-inflammatoires. Dans certains cas
exceptionnels, le chirurgien pourra vous proposer une infiltration d'un dérivé cortisonique en
regard. Ce geste ne doit être effectué qu'en service spécialisé sous couvert de règles strictes
d'asepsie. Dans de rares cas, aucune cause évidente n'est décelée, et le chirurgien ne trouve
pas d'explication précise à la gêne ressentie. La surveillance régulière par le chirurgien est
alors
nécessaire
;
• les thromboses veineuses peuvent aussi survenir à distance de l'intervention : si vous avez
mal dans un mollet, si vous êtes essoufflé(e), consultez votre médecin ;
• la fracture de la prothèse . La rupture de certaines têtes de prothèses de hanche en
céramique de zircone a été rapportée. La fracture des implants en silastic de la main est
possible et traduit l'usure de la prothèse qui doit alors être changée.
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