le fixateur interne mise en place, techniques

Rachis, 1994, vol. 6, nO 1pp 53 - 62
LE FIXATEUR INTERNE
MISE EN PLACE, TECHNIQUES, INDICATIONS, RÉSULTATS
FIXATEUR INTERNE
IMPLANT, TECHNIQUE, MAJOR APPLICATIONS, RESULTS
W. DICK
Orthopaedic Oepartment University of Basle
Felix Platter Hopital CH. 4012 BasellSwitzerland
Dans les années 70, Magerl (23) en Suisse a développé le
concept de fixateur externe de rachis, solidarisant des vis
pédiculaires de Schanz mises en place en percutané, par un
cadre externe.
Dans les années 80, de façon indépendante mais plus ou
moins simultanément, divers matériels implantables ont été
mis au point de par le monde, reprenant des bases
analogues (6-17-18-26).
L'utilisation clinique du système du groupe Suisse AO,
appelé fixateur interne, a été entreprise en décembre 1982
(6)
L'expérience (1-7-10-12-14-15-25) a rapidement confirmé les
avantages théoriques annoncés ainsi que le résultat des
études biomécaniques (8-29).
DESCRIPTION DU SYSTEME
Le fixateur interne (figure 1) est constitué de deux tiges
longitudinales filetées, d'éléments de jonction et de vis de
Schanz. Les tiges, de diamètre 7mm, présentent deux faces
planes permettant leur positionnement et ayant un effet
anti-rotatoire après le serrage des écrous des éléments de
jonction. Cet forme permet également l'aplatissement de la
collerette malléable des écrous, empêchant qu'ils se
desserrent (figure 2). Il existe deux types d'éléments de
jonction, l'un avec un écrou latéral, l'autre avec un écrou
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postérieur (figure 2). L'écrou latéral permet une
adaptabilité facile aux vis de Schanz. L'épaisseur de cet
élément est de 10 mm. L'adaptabilité de l'élément à écrou
postérieur n'est que de 36 degrés dans le plan sagittal. Sa
hauteur est de 15 mm. Il est d'une accessibilité très aisée, et
peut être enfilé et vissé facilement sur l'extrémité de la vis
de Schanz.
Les vis pédiculaires de Schanz sont longues de 20 cm, leur
diamètre est de 5 mm, et sont munies d'un filetage auto-
cassable de 35 mm. Elles présentent une marque à 5 et 6
cm de la pointe servant de repère lors de la mise en place. Il
existe deux diamètres de filetage, 5 mm et 6 mm. Une fois
l'intervention terminée, la partie saillante des vis est coupée
au moyen d'un instrument spécial.
Il existe enfin un système de liaison transversale permettant
de connecter les tiges longitudinales.
Le fixateur interne est un système à ancrage pédiculaire
procurant une grande stabilité en flexion-extension, rotation
et inclinaison latérale. De plus, les vis de Schanz sont assez
longues pour que leur bras de levier puisse être utilisé
comme système de réduction. La conception de leur mode
de liaison à la tige longitudinale permet la restauration de la
lordose indépendamment de la distraction. On corrige
d'abord la cyphose, puis on restaure la hauteur vertébrale.
Ainsi, le fixateur interne est en soi l'instrument de la
réduction.

Contrairement à la plupart des autres instrumentations
postérieures, l'efficacité du fixateur interne ne repose pas
sur un système trois ou quatre points, mais sur une liaison à
angle constant entre les vis pédiculaires et les tiges
longitudinales. Ce concept permet de réduire le montage
aux vertèbres immédiatement adjacentes à la lésion, sans
avoir à ponter des niveaux indemnes. Le système peut être
utilisé quel que soit l'état du ligament vertébral commun
postérieur, du mur postérieur, et même s'il existe des
lésions de deux ou trois colonnes.
La stabilité du montage par fixateur interne permet une
mobilisation précoce du patient, des montages en
compression ou en distraction avec des forces importantes,
ou de façon neutre, dans une infinité de positions, avec ou
sans cyphose, avec ou sans lordose au niveau du foyer
instrumenté.
L'ablation de l'implant est pratiquée sans difficulté en
déverrouillant les éléments de jonction et en dévissant les
vis de Schanz.
Al' exception du coupe-vis et de la clé de 10 mm
spécifiques, la plupart des instruments sont standard. L'un
des points faibles du fixateur interne est sa rigidité. Elle est
sans doute supérieure à ce qui serait nécessaire. Cependant;
la rigidité idéale d'un matériel pour la meilleure fusion ou
consolidation osseuse étant inconnue, des conclusions ne
pourraient être tirées qu'à partir d'observations empiriques.
Magerl (23-24) rapporte qu'avec le fixateur externe, il ne se
produit aucune fracture de fatigue des vis de Schanz, ce
qu'il attribue à l'élasticité de ces vis, qui sont solidarisées à
leur extrémité postérieure seulement au fixateur externe. Il
n'en est pas de même avec le fixateur interne, avec lequel
nous avons noté des ruptures de vis. En effet, les vis
pédiculaires sont fixées à la tige très près de leur insertion
Figure 1 :
Fixateur interne en place, montage complet.
W.DICK
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osseuse, ce qui limite l'élasticité. La question reste posée de
savoir s'il faut augmenter l'élasticité ou combattre le risque
de rupture en augmentant la résistance du matériel, donc
probablement sa raideur? De cette dernière condition
résulterait probablement une résorption osseuse autour des
vis pédiculaires aboutissant à une mobilisation de l'implant.
L'un des autres inconvénients du fixateur interne est son
encombrement. Cet encombrement est la contrepartie de la
longueur des vis pédiculaires procurant un bras de levier
important lors des manœuvres de réduction. Après que les
vis aient été coupées, il persiste une petite saillie de 5 mm
au-dessus de l'élément de jonction, au conctact des masses
musculaires.
Enfin, les tiges longitudinales de 7 mm ne peuvent pas être
coupées en salle d'opération, et la longueur disponible peut
être excessive dans certains cas. Il risque de se former des
bursites au contact des extrémités des tiges et des vis
saillantes.
C'est la raison pour laquelle nous recommandons l'ablation
systématique du matériel. Au niveau de la charnière lombo-
sacrée, l'espace disponible est parfois très réduit, et l'accès
latéral aux écrous rendu difficile par la saillie des ailes
iliaques. Actuellement, une tige pré-cintrée avec un
élément de jonction intégré est en expérimentation clinique.
Les caractéristiques biomécaniques ont été publiées par
ailleurs (8-29).
INDICATIONS
Le fixateur interne est principalement utilisé dans les
fractures et luxations récentes du rachis! de traitement
chirurgical, et situées en dessous de T8. Nous ne
discuterons pas des indications générales du traitement
chirurgical des fractures du rachis. Nous dirons simplement
que le fixateur interne est utilisable dans le traitement
chirurgical de ces traumatismes, que l'opération soit
Figure 2:
Les deux types de connecteurs, avec écrou latéral et écrou postérieur

LE FIXATEUR INTERNE MISE EN PLACE, TECHNIQUES, INDICATIONS, RESULTATS
indiquée du fait de l'instabilité ou de la déformation, et
quelle que soit l'importance des troubles neurologiques. Il
faut également se rappeler que chaque cas a ses
particularités. Le fixateur interne comme tout autre
système, n'est qu'un procédé technique aidant à atteindre le
but chirurgical fixé. Le fixateur interne procure une
stabilité immédiate et permet la réduction des fractures. Il
permet également dans certains cas la réduction du mur
postérieur par la mise en distraction. Cependant, à long
terme, la stabilité ne peut être obtenue que par la
consolidation osseuse et la prévention des déformations
secondaires par greffe et arthrodèse, éventuellement
associée à un geste de décompression neurologique, par
voie antérieure ou postérieure selon les cas. Le fixateur
interne peut également être utilisé dans toutes les autres
situations où une stabilisation efficace est requise:
- pour faciliter les soins post-opératoires et permettre un
lever précoce,
- pour permettre une réduction au moyen du bras de levier
des longues vis pédiculaires de Schanz,
- pour éviter le risque de déplacement per et post-opératoire
de la chirurgie de résection vertébrale ou d'ostéotomie,
- pour améliorer le taux de fusion osseuse.
Le fixateur interne peut également être utilisé dans les
indications suivantes:
- chirurgie des tumeurs primitives ou secondaires (résection
par voie antérieure ou par voie postérieure, stabilisation
palliative permettant le nursing),
- ostéotomie pour correction de cyphose,
- instabilité disco-ligamentaire,
- maladie de Charcot,
- arthrodèse postérieure, postéro-Iatérale ou inter-somatique
par voie postérieure, dans le cadre de lésions dégénératives,
lorsqu'une distraction pure, sans cyphose est souhaitée pour
restituer un espace intersomatique anatomique,
- spondylolisthésis dégénératif;
- canal lombaire étroit avec laminectomie et déstabilisation,
- réduction des spondylolisthésis sévères,
- certains cas de spondylodiscites.
CONTRE INDICATIONS
Au dessus du niveau T8, le fixateur interne est
généralement contre-indiqué. Les pédicules sont en effets
trop petits pour recevoir des vis de 5 mm de diamètre,
l'implant est trop volumineux, et il est moins important au.
niveau dorsal qu'au niveau lombaire d'épargner les niveaux
sams.
Dans les fractures anciennes (quelques semaines après le
traumatisme), le fixateur interne ne peut réduire le recul du
mur postérieur, pas plus que le tassement corporéal
antérieur. La correction de la cyphose se produirait dans le
disque, avec une tendance à la récidive. Dans ces cas,
surtout lorsque le canal est rétréci par un recul du mur
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postérieur, la chirurgie par voie antérieure est plus
appropriée, éventuellement associée à un temps postérieur.
Le délai limite d'utilisation du fixateur interne dans ces
indications est difficile à préciser. Il est compris entre une
et trois semaines. Dans le cas où le mur postérieur est
intact, l'utilisation du fixateur interne associé à une
arthrodèse par voie postérieure permet de se dispenser d'un
temps antérieur (cf.infra).
Les fractures ostéoporotiques sont rarement chirurgicales,
mais peuvent l'être chez des patients atteints de polyarthrite
rhumatoïde, ou traités au long cours par corticoïdes, ou sur
colonne dégénérative instable du sujet âgé.
Le fixateur interne ne doit pas être utilisé dans le traitement
de pathologies dégénératives qui nécessiteraient une
instrumentation de plus de quatre vertèbres. Il est
préférable d'utiliser dans de tels cas des systèmes à tiges
cintrables.
Les déformatiop.s congénitales sont également des contre-
indications, à moins que l'anatomie des pédicules ait fait
l'objet d'une investigation tri-dimensionnelle par scanner.
Enfin, la principale contre-indication est l'inexpérience du
chirurgien: celui-ci doit être familiarisé avec la mise en
place d'implants pédiculaires, la conrection tri-
dimensionnelle des déformations, ainsi qu'avec le matériel
et ses techniques d'implantation.
TECHNIQUE D'IMPLANTATION
Considérations générales
Il est important d'exposer la différence de technique
d'implantation des vis pédiculaires pour l'ostéosynthèse par
plaque vissée postérieure selon Roy-Camille, d'une part,
selon Marger! d'autre part. Les points d'entrée sont
différents. Dans la technique de Roy-Camille, les vis
pédiculaires sont implantées "droit devant", dans un plan
strictement sagittal.
Puisque ces vis ne sont pas solidaires de la plaque, elles
travaillent essentiellement en arrachement. Dans ce cas, le
but est d'ancrer le filetage dans la partie la plus résistante
de la vertèbre, c'est-à-dire le pédicule. Il n'est pas
nécessaire d'avoir des vis très longues, et la littérature met
en garde contre l'utilisation de vis de plus de 35 mm de
long (27-28), afin d'éviter le risque de traversée de la
corticale antérieure du corps vertébral.
Dans le cas du fixateur interne ou des systèmes analogues,
où l'angle entre la vis et la tige est constant, les vis
pédiculaires travaillent dans des conditions mécaniques trés
variées. Il est donc important d'implanter la longueur
maximale dans la vertèbre, ce qui augmente la stabilité en
flexion extension et en torsion. Krag CI9) a mis en évidence
expérimentalement la relation directe entre la stabilité du
,montage et la longueur de vis intra-osseuse. Il est évident
que cette longueur est maximale lorsque l'implantation de

la vis est oblique, dirigée d'une,quinzaine de degrés vers la
ligne médiane (cet angle augmente du rachis dorsal au
rachis lombaire). En conséquence, les points d'entrée sont
plus externes que pour la technique de Roy-Camille. Du
reste, la convergence des vis correspond à la convergence
des pédicules.
La seconde raison pour laquelle nous préconisons une
implantation convergente des vis est que l'implantation
strictement sagittale dans un montage à 4 vis n'assure pas
une stabilité suffisante en translation latérale. Dans cette
sollicitation, la stabilité est d'autant meilleure que les vis
sont convergentes (3-17-19), alors que dans le système
d'ostéosynthèse par plaques, la stabilité est obtenue en
instrumentant plus de deux vertèbres. En résumé, la
technique de Roy-Camille (27-28) pour l'ostéosynthèse par
plaque vissée postérieure recourt à une implantation
sagittale des vis, avec des points d'entrée plus internes.
Dans la technique du fixateur interne AO (10-24), les vis
doivent être implantées de façon convergente, les points
d'entrée sont donc plus externes. Les repères de point
d'entrée et de direction ne doivent pas être confondus.
Fixateur interne
La voie d'abord est médiane postérieure, exposant les
épineuses, les lames, les articulaires postérieures et la base
des transverses en sous-périosté. Les points d'entrée sont
déterminés en utilisant les repères suivants (figure 3) :
- pour le rachis dorsal, le point d'entrée est situé juste au-
dessous du bord inférieur de l'articulaire supérieure de la
vertèbre sus-jacente, à 2 ou 3 mm en dehors de
l'articulation. Ce point est situé près de la base de la
transverse;
- pour le rachis lombaire, le point d'entrée se trouve à
l'intersection d'une ligne horizontale passant par le milieu
des transverses et d'une ligne verticale passant par le bord
externe de l'articulaire supérieure;
Figure 3 :
Les points d'entrée pour
vissage pédiculaire
convergent selon la technique
d'insertion AG pour rachis
dorsal à gauche, rachis
lombaire au milieu et sacrum
à droite. Noter la différence
avec les points d'entrée de la
technique de Roy-Camille.
W, DICK
- pour le sacrum, le point d'entrée est situé à l'intersection
d'une ligne verticale tangente au bord externe de la facette
articulaire supérieure de S1 et d'une ligne horizontale
tangente au bord inférieur de cette même facette articulaire.
Ces points d'entrée sont situés sur une partie oblique de
l'os: au niveau dorsal, c'est la courbe de la transverse, au
niveau du rachis lombaire, c'est la courbe de l'apophyse
articulaire. Il est recommandé de ménager une petite zone
plane au niveau de ce point d'entrée au moyen d'une pince
gouge, afin de faciliter la pénétration dans le pédicule. Au
niveau dorsal, une partie de l'apophyse transverse doit être
réséquée, ce qui permettra au matériel d'être moins saillant.
A travers ces orifices d'entrée, des broches de Kirschner de
2 mm de diamètre sont enfoncées sur 30 mm dans les
pédicules, parallèlement aux plateaux vertébraux, et
orientées de 10 à 15 degrés vers la ligne médiane. La
position des broches est vérifiée grâce à une amplificateur
de brillance. Sur le contrôle de face, les pointéS des broches
doivent être convergentes mais ne doivent pas se croiser.
Sur l'incidence de profil, on confirme que l'on instrumente
le bon niveau, les broches doivent être intra-pédiculaires, et
approximativement parallèles aux plateaux vertébraux. On
pratique ensuite des incidences dites orthogrades,où le
rayon est exactement parallèle successivement à chacune
des broches, celles-ci apparaissant comme un point centré
sur le pédicule.
Une fois que la position des broches est correcte, elles sont
remplacées par des vis de Schanz de 5 mm. On prépare le
trajet des vis sur une profondeur de 30 mm environ, au
moyen d'une pointe carrée, d'un palpateur mousse, ou
d'une mèche de diamètre 3,5 mm, parallèlement à la
direction de la broche.L'utilisation d'un moteur oscillant
permet de diminuer le risque de lésion des parties molles.
De plus en plus, il semble que la plupart des auteurs
utilisent le palpateur mousse. Il est impératif de palper
ensuite les parois du pédicule en utilisant un mesureur, afin
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LE FIXATEUR INTERNE MISE EN PLACE, TECHN1QUES, lNDlCA TIONS, RESULTATS
de s'assurer que le trajet préparé est bien intrapédiculaire
(figure 4). Si l'on ne peut palper de l'os dans toutes les
directions, cela signifie que le trajet est incorrect et doit être
corrigé. Au niveau du rachis dorsal inférieur, il peut arriver
qu'une effraction du bord externe du pédicule se produise,
mais cela est tolérable car le trajet réintègre le corps de la
vertèbre.
Il n'est pas nécessaire de tarauder; les vis de Schanz, auto-
taraudeuses, peuvent être mises en place à la main au
moyen d'un "nez américain". Au niveau du sacrum, les vis
sont enfoncées de 30 mm, au niveau lombaire de 40 mm.
La marque gravée à50 mm de la pointe de la vis permet de
se repérer. L'implantation est contrôlée sous amplificateur
de brillance, afin que la pointe de la vis atteigne la corticale
antérieur du corps vertébral sans la perforer.
Lorsque les quatre vis de Schanz se sont mises en place, les
tiges et les connecteurs desserrés sont mis en place, les
tiges se trouvant en dedans des vis. Les faces planes des
tiges sont placées sagitallement afin de faciliter le serrage
des écrous et d'obtenir la meilleure stabilité en flexion.
Le temps suivant est la réduction de la fracture. La
technique de réduction dépend du type de cette fracture :
1 - pour des fractures à mur postérieur intact, la réduction
de la cyphose est obtenue en rapprochant manuellement les
extrémités des vis de Schanz, les écrous étant desserrés, le
centre de rotation se trouvant alors au niveau du bord
postérieur du corps vertébral. Lorsque la cyphose est
corrigée, les écrous sont serrés, l'angle entre la vis et la tige
étant dès lors fixé. On exerce alors une distraction au
moyen des écrous de distraction, situés sur les tiges pour
redonner la hauteur au corps vertébral.
2 - pour des fractures avec atteinte du mur postérieur, les
écrous de distraction sont placés à distance des connecteurs :
5 mm pour 10 degrés de correction souhaitée, ce qui
empêche le rapprochement des connecteurs lors de la
manœuvre de réduction de la cyphose (figure 5). Cette
précaution empêche le recul du mur postérieur, le centre de
rotation étant rejeté en arrière des connecteurs dès que
ceux-ci touchent les écrous de distraction. Cependant, un
rapprochement des connecteurs est nécessaire, faute de
quoi les manoeuvres effectuées pour restaurer la lordose
auraient pour conséquence un écartement important des
corps vertébraux si le ligament commun postérieur est
rompu. A l'inverse, si ce ligament est intact, une correction
complète de la cyphose est impossible.
Les écrous sont serrés pour fixer l'angle vis-tige, après quoi
les écrous de distraction sont serrés, afin de parfaire la
réduction par la mise en distraction, qui redonne une
hauteur vertébrale normale. La réduction est contrôlée par
amplificateur de brillance. Les écrous sont vissés à fond et
leur collerette est écrasée au moyen d'une pince spéciale,
ce qui empêche tout dévissage. La partie saillante des vis
de Schanz est coupée au moyen d'un instrument prévu à cet
effet (figure 6). Les mêmes étapes sont nécessaires si des
connecteurs à écrous postérieurs sont utilisés. La correction
de la cyphose et le verrouillage de l'angle vis-tige est
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Figure 4:
Avec un palpateur ou un mesureur, on recherche une éventuelle fausse
route.
réalisé aisément au moyen de tiges insérées sur les vis de
Schanz.
En cas de lésion des trois colonnes, de tumeur, de fracture à
deux étages adjacents, un ou deux systèmes de liaison
transversale peuvent être mis en place à la fin de
l'intervention pour solidariser les deux tiges et réaliser un
montage en cadre.
Figure 5:
Manœuvre de réduction pour fracture avec lésion du mur postérieur (voir
texte)