|INTRODUCTION

Les premières prothèses totales de la hanche ont été posées avant la deuxième guerre mondiale. Les noms de Wiles, Gluck sont habituellement cités. L’essor a commencé avec les frères Judet en 1947 : première pose d’une prothèse remplaçant la tête du fémur. Ensuite les innovations sont plutôt anglaises : Mac Kee Farrar puis John Charnley : ce dernier introduit deux innovations majeures : le couple basse friction métal contre plastique (polyéthylène) ainsi que l’utilisation du ciment pour fixer les composants. Ce matériel va se répandre rapidement dans tous les pays évolués du monde. Il sera copié, souvent mal d’ailleurs. Autre apport majeur français : la cotation de Merle d’Aubigné et Postel, cités dans toute la littérature mondiale, a permis de quantifier dès les années 1960 les résultats en terme de douleur, mobilité et qualité de la marche.

Progressivement des problèmes seront notés, d’abord sur le plan chirurgical avec les complications infectieuses très fréquentes au début, puis de plus en plus de problè- mes directement liés à des aspects biomécaniques : rupture des matériaux, réactions aux produits de dégradation par usure des matériels de frottement, réactions de l’os aux changements de contraintes mécaniques enfin. Cette compréhension des mécanismes intimes des échecs et de leur parade se fera progressivement. Elle est lié à un ensemble de travaux scientifiques pluridisciplinaires incluant médecins, ingénieurs, biologistes, épidémiologistes, informaticiens, économistes, etc.

Aspects chirurgicaux

Nous n’entrerons pas dans les détails des différentes voies d’abord antérieure, postérieure ou autres, la tendance actuelle est de diminuer la taille des incisions (minimal invasive surgery), d’utiliser pour cela l’apport de nouvelles techniques d’imagerie ou de navigation informatique. L’intervention se déroule sous anesthésie loco-régionale ou générale, elle dure en moyenne soixante-dix minutes, ne nécessite habituellement pas de transfusion sanguine et donc plus d’autotransfusion. L’anesthésiste est habituellement prolongée par des anesthésiques de voisinage qui ont beaucoup réduit les douleurs post-opératoires. Le sujet est autorisé à marcher dès le lendemain avec des cannes qu’il abandonne à quatre semaines ; la reprise complète des activités se fait entre trois et six mois pour les activités les plus agressives : sports, travaux lourds.

Complications

Les risques sont faibles mais pas nuls : complications thrombo emboliques durant les premières semaines imposant une prévention par les anticoagulants : héparine de bas poids moléculaire, les bas de contention et par la mise en charge précoce.

Complications infectieuses nosocomiales dont le taux qui ne parvient pas à descendre en dessous de 1 % malgré la prévention : antibiotiques systématiques, procédures antiseptiques de plus en plus rigoureuses, flux laminaires etc. L’infection est une complication sérieuse mais pas un drame, puisque les capacités de prise en charge sont bien codifiées et aboutissent en général à la guérison. On insistera sur la gravité des infections en fonction de certains germes : Gram moins ou staphylocoques multirésistants.

Les complications les plus fréquentes sont de nature biomécanique ce qui inclut : les luxations, les fractures de matériels ainsi que les descellements ou non tenue de la prothèse à long terme imposant la ré intervention : c’est actuellement la complication la plus fréquente.

Luxation de prothèse

C’est la perte de contact entre les surfaces articulaires, elle entraîne des douleurs vives et impose une anesthésie pour permettre la réduction ; en général elle ne se reproduit pas. Ses causes sont multiples mais deux dominent : d’une part un défaut de positionnement des pièces qui peut nécessiter une ré intervention si la luxation se reproduit, ou un suivi insuffisant de rééducation ; elles sont favorisées par l’état général du patient : âge élevé, désorientation temporo spatiale, gestes mal contrôlés au début, et aussi par certaines voies d’abord : la voie postérieure est favorisante.

Le descellement des pièces est évoqué cliniquement par des douleurs et une perte fonctionnelle. Les causes en sont multiples mais deux dominent : la mauvaise fixation initiale des composants prothétiques d’une part, la réaction osseuse aux débris d’usure d’autre part.

Nous centrerons notre propos sur ces deux éléments :

La mauvaise fixation des pièces : il s’agit d’un aspect chirurgical lié à l’habitude du chirurgien, à la qualité du dessin des matériels ainsi qu’à la qualité des instruments dits ancillaires qui permettent de placer la prothèse. Nous avons par exemple noté que dans les séries de prothèses chez des jeunes adultes, les résultats n’étaient pas aussi bons en raison de l’anatomie souvent très tourmentée liée à la pathologie initiale justifiant la pose d’une prothèse à un âge très jeune.

L’autre cause principale d’échec est représentée par l’usure des matériaux lors du frottement ; cette usure entraîne des débris, eux-mêmes responsables de réaction à corps étrangers ou macrophagiques. Ces réactions peuvent entraîner une destruction de l’os support qui progressivement sera responsable de la prise de jeu de la prothèse. Ce mécanisme a été parfaitement documenté pour le polyéthylène et explique que les résultats chez les sujets jeunes et actifs soient beaucoup moins bons que chez des personnes plus âgées et moins actives. Les débris ont été caractérisés [1] ; plusieurs travaux ont portés sur les mécanismes des réactions biologiques :

réaction macrophagique liée d’ailleurs plus à la quantité de débris qu’à leur nature ;

on a aussi insisté sur la forme des débris : plus petits, plus réactifs par exemple. Cette réaction macrophagique étant plus le fait de matériaux polymères. D’autres types de réactions : lympho plasmocytaires avec certains métaux, ou fibreuses avec des céramiques ont aussi été démontrées.

La parade à ce phénomène a été une innovation française : l’utilisation d’un couple en céramique d’alumin e au lieu du classique couple métal/polyéthylène. Cette innovation due à un chirurgien de Pau, Pierre Boutin en 1970, a été permise par la conjonction d’une très bonne maîtrise française de ce produit complexe, et par de nombreux travaux sur la mise en forme, la conception de système de fixation de la céramique sur des matériaux métalliques. Nous avons été parmi les premiers à l’utiliser et à développer ce produit [2, 3] qui est actuellement reconnu pour répondre au mieux à la demande de sujets jeunes et actifs. Mais cela n’a pas été sans problèmes.

Le premier a été lié au comportement fragile de la céramique. Le risque étant la propagation d’une fissure initiée lors de la fabrication ; la parade a été dans la qualité de la mise en forme, les contrôles répétés, le choix de pièces épaisses et une culture chirurgicale évitant les chocs lors de la pose. Compte tenu de ces précautions, nous avons publié des résultats montrant que ces fractures étaient malgré tout très rares : quatorze sur une série de plus de cinq mille composants implantés depuis 1977. Sur les dernières périodes, en raison sans doute de l’amélioration de la qualité de la céramique, nous n’avons observé aucune fracture de tête en céramique sur une période de dix ans. Quelques cas de fracture de l’insert dans le bassin ont été notées et liées à un défaut de conception des pièces dans l’année 2000 suite à un changement de forme [4].

Actuellement ce matériau est très sûr. On estime le risque de fracture à moins de 1/2 000 pour une période de dix ans. Quant à la résistance de la céramique au choc ou lors d’une chute elle est très importante et plusieurs expériences nous ont montré que l’os se cassait avant la céramique.

Sur le plan biologique a contrario, il a été mis en évidence, la remarquable tolérance du produit puisque le suivi à très long terme ne montre aucune ostéolyse jusqu’à vingt ans de recul.

Un autre problème rencontré au début a été lié à la rigidité du produit. Cette rigidité a entraîné un certain nombre de « non tenues » par remodelage osseux ou fracture du ciment.

Depuis vingt ans, nous utilisons une coque en métal-alliage de titane à l’intérieur de laquelle nous mettons l’âme en céramique. Cette modification a significativement amélioré la tenue à long terme.

Nous prévenons actuellement nos patients qu’ils pourront tout faire avec leur prothèse. Les risques de ré intervention à dix ans sont estimés à moins de 5 %, ceux à vingt ans à moins de 10 % et cela quel que soit leur âge et l’utilisation qu’ils font de leur hanche.

État actuel de l’art

Beaucoup d’équipes sont actuellement capables de poser une prothèse dans de bonnes conditions et beaucoup de prothèses sont capables de résister aux contraintes fortes subies par une hanche pendant toute la durée de vie restante. Il n’en reste pas moins que la pression du marché, les profits générés par cette activité, l’accès aux nouveaux supports médiatiques Internet en particulier viennent perturber cet échafaudage. L’avancée actuelle des re surfaçages en est un bon exemple. Sous couvert de moins traumatiser l’os du fémur, ce produit est vendu pour améliorer la capacité à faire du sport, il facilite la ré intervention. Pour le moment, les premiers résultats font état de ré interventions fréquentes dans les premières cinq années ;

la ré intervention n’est pas si facile, et d’autre part les « chrome cobalt » utilisés présente de nombreuses limitations en tout cas théoriques : augmentation des taux de chrome et cobalt dans le sang, réactions biologiques locales de type lympho plasmocytaires chez certains patients, description de pseudo tumeurs dues à ces réactions (D.Murray). Cette intervention est aussi un marqueur de la qualité des soins selon les pays : en France le taux de reprise pour prothèse totale est d’environ 12 %. On ne connaît pas le vrai chiffre puisqu’on ne possède pas de registre. En Suède par contre l’existence de registres depuis plus de vingt ans a permis de faire baisser ce taux à 8 %, un des plus bas du monde. Aux USA, par contre, il est de 20 %, beaucoup trop élevé. Mais aux USA, la plupart des chirurgiens font moins de cinq interventions par an.

Les travaux actuels

Meilleure prise en charge de la douleur périopératoire, amélioration du confort de l’opéré, techniques de rééducation et reprise plus rapide des activités diminuent les complications immédiates : infection, luxation.

La meilleure compréhension du remodelage osseux au contact des implants qui apparaît comme un des facteurs limitant pour la survie à très long terme des implants : c’est l’effet bouclier, adaptation de l’os aux nouveau régime des contraintes. De nombreux travaux biomécaniques sont consacrés à ce phénomène encore mal compris [5-7].

Nous faisons depuis de nombreuses années des prothèses bilatérales en un temps, ce qui permet de nombreux gains : de confort, une réduction de la durée de l’arrêt des activités, et aussi une économie financière. Cependant les règles de cotation par la caisse d’assurance maladie qui ne reconnaît pas cette possibilité fait que cette pratique est très peu répandue puisqu’elle pénalise financièrement le centre qui la préconise.

Les méthodologistes travaillent sur d’autres techniques d’évaluation puisque les méthodes classiques de la médecine basée sur la preuve sont en défaut dans le cas de deux techniques chirurgicales.

Les facteurs limitant sont souvent de type organisationnel ou administratif. Ainsi que l’impact de l’industrie en quête de nouveaux marchés dans une ambiance globalement contrainte.

De nouvelles activités sont liées au nombre croissant de reprises qui sont au mieux pratiquées dans des centres spécialisées car elles réclament beaucoup de matériels mieux représentés dans ces centres. Il en est de même pour les reprises de prothèses infectées.

BIBLIOGRAPHIE [1] Lerouge S., Hulk O., Yahia LH., Witvoet J., Sedel L. — Ceramic-Ceramic vs MetalPolyethylene: a Comparison of Periprosthetic Tissus from Loosened Total Hip Arthroplasties.

J. Bone and Joint Surg ., Vol. 79 B., no 1, pp. 135-139, 1997.

[2] Hamadouche M., Boutin P., Daussange P., Bolander M.E., Sedel L. — Alumina on alumina total hip athroplasty a twenty year follow up study. J.Bone and Joint Surg. A, Jan. 2002.

[3] Sedel L., Kerboull L., Christel P., Meunier A., Witvoet J. — Alumina-on-alumina hip replacement: results and survivorship in young patients. J. Bone Joint Surg. (Br.), 1990, 72-B (4), 658-663.

[4] Hannouche D., Nich C., Bizot P., Meunier A., Nizard R., Sedel L. — Fractures of ceramics bearings : history and present status : Clin. Orthop ., 2003 Dec( 417 ),19-26.

[5] Meunier A., Christel P., Sedel L., Witvoet J. Blanquaert D. — Influence du module d’élasticité des tiges fémorales de prothèses totales de hanche et de la collerette sur la répartition des déformations du fémur. International Orthopaedics, (SICOT), 1990, 14 , 67-73.

[6] Cardoso L., Teboul F., Sedel L. Oddou C., Meunier A. — In Vitro Acoustic Waves Propagation in Human and Bovine Cancellous Bone. J. Bone Miner Res., 18 (10) , 1803-1812, 2003.

[7] Hoc T., Henry L. Verdier M. Sedel L. Aury D., Meunier A. — Effect of microstructure on the mechanical properties of Haversian cortical bone, Effect of microstructure on the mechanical properties of Haversian cortical bone. Bone. 2006 Apr., 38(4) , 466-74.

DISCUSSION

M. Jean-Baptiste PAOLAGGI

Quels sont les cas qui relèvent de l’apport des preuves par des essais comparatifs (EBM) car il y a des résultats flagrants et des cas discutables qui doivent en effet subir l’épreuve de la « preuve » de l’hypothèse évoquée. Mais les essais chirurgicaux peuvent-ils atteindre le meilleur niveau ?

L’« evidence based medecine » est difficile à appliquer en chirurgie. Les seules études connues comparent deux produits qui différent par un élément. Nous avions publié un article comparant les résultats des tiges de prothèses de hanche recouvertes ou non d’hydroxyapatite. Mais ceci a des limites : la principale tient à la difficulté que nous avons de faire accepter au patient d’entrer dans l’étude. Le deuxième problème est lié à la pérennité d’une implantation, ce qui diffère d’un essai thérapeutique avec un médicament dont on peut toujours arrêter l’administration. D’autres voies de preuve sont actuellement recherchées. La meilleure recherche de preuve est dans les registres. Ce sont d’excellents outils lorsqu’ils sont correctement implémentés. Ils permettent de suivre une vaste population en connaissant les problèmes. On peut ainsi déceler précocement les évènements indésirables. La Suède a été en pointe dans cette technique que nous peinons à faire accepter en France par les pouvoirs publics. Les chirurgiens en étant par contre demandeurs. Nous travaillons actuellement avec des méthodologistes conscients de ce problème sur des méthodes scientifiques spécifiques d’évaluation des procédures chirurgicales en dehors des cohortes ou des procédures cas témoins.

M. Christian NEZELOF

Qu’en est-il des ciments ?Ont-ils changé ? Le scellement est-il aujourd’hui toujours exothermique ?

Non le ciment reste à base de méthyle méthacrylate plus souvent avec des antibiotiques.

La réaction exothermique existe toujours. Elle n’a pas les conséquences dramatiques quand le ciment est utilisé en couche mince : la chaleur dégagée étant plus facilement dissipée.

M. Emmanuel CABANIS

Existe-t-il des différences marquées de radio-opacité (ou de densitométrie pour le scanner RX) entre les différents couples métal / polyéthylène ou alumine/alumine ? Le ferromagnetisme de quelques éléments (fils ou traces d’aiguilles serties), gênant l’exploration en IRM, existe-t-il encore (cf. explorations pelviennes) ? Prenez-vous en compte la plainte des patients faisant sonner les portiques de détection métallique dans les aéroports ? Pour notre part, nous avions réalisé un cliché radiologique réduit (10 X 10) pour l’un de nos patients :

il franchissait ainsi les contrôles.

Il existe effectivement des différences de radio opacité entre les différents matériaux : le polyéthylène est radio transparent et généralement un marqueur métallique permet d’en voir le fantôme sur les radiographies : le métal est plus radio opaque que l’alumine. Par contre la céramique de zircone présente à peu près la même opacité qu’un métal. Le ferromagnétisme n’existe plus pour tous les produits implantés depuis moins de dix ans.

On devra se méfier cependant de matériel d’ostéosynthèses anciens implantés dans des pays étrangers. Je ne connais cependant pas d’incidents graves rapportés récemment.

Tous mes patients bénéficient de deux certificats en français et en anglais qui leur permettent de passer les portiques de détection. Je crois que leur laisser une radiographie est une idée intéressante. Reste à savoir si les personnels sont suffisamment formés à la lecture d’un cliché. De véritables problèmes surviennent surtout chez les patients les plus jeunes, puisqu’une prothèse à cet âge est rare et que les personnels de sécurité sont dubitatifs.

M. Charles-Joël MENKES

Le défaut de positionnement est-il plus fréquent avec une petite voie d’abord (10 cm) ? La double cupule permet-elle de diminuer la fréquence des luxations de prothèse ?

La petite voie rend effectivement la chirurgie un peu plus compliquée. Les chirurgiens qui se sont penchés sur le problème ont montré que les premiers cas sont en général marqués par un peu plus de défaut de positionnement ou autre. Avec l’expérience cependant, ces ennuis disparaissent. La double cupule réduit effectivement le risque de luxation. Elle entraîne par contre beaucoup d’autres incertitudes sur l’avenir.

M. Georges CASANOVA

Qu’en est-il de la survenue des fractures périprothétiques ? Quels sont les bruits actuels qui apparaissent le plus fréquemment dans les cupules céramiques/céramiques ayant des retombées médico-légales ?

Les fractures périprothètiques sont un véritable problème avec le vieillissement de la population ; elles posent des problèmes techniques difficiles. Généralement si la prothèse est bien fixée, on ne traite que la fracture par ostéosynthèse. Si par contre la prothèse est descellée, il faut changer la prothèse, ce qui fait appel à des matériels spécifiques. C’est toujours une chirurgie à risque. Actuellement on remarque que le frottement à sec de certaines prothèses en céramique pouvaient créer un bruit gênant. Ce bruit serait lié à l’existence de particules métalliques introduites dans le contact. L’existence de luxation de prothèse, d’une instabilité ou d’un contact anormal entre la céramique et le rebord métallique de la cupule cotyloïdienne seraient les responsables de la libération de débris.

Certains dessins de prothèses particuliers sont plus que d’autres à l’origine de ces bruits.

Avec la prothèse Ceraver* de conception française que nous utilisons, ces bruits sont très discrets et n’ont jamais dans notre expérience eu de suites médico légales.

M. André VACHERON

Quelle est l’origine des insuffisances neuromusculaires observées parfois après prothèse de hanche ? Quels sont les coûts respectifs des prothèses métal / polyéthylène et des prothèses / céramiques ?

En dehors de lésions opératoires des nerfs alentours : sciatique, crural fémoro-cutané, ou de muscles alentours : moyen fessier en particuliers, je ne connais pas de complications neuromusculaire de la prothèse de hanche. Les coûts comparés des prothèses métal / polyéthylène et céramique/céramique habituellement posées en France sont d’un ordre de grandeur de 1/3 700 euros contre 2 100 euros). Il faut mettre ce coût en perspective avec celui d’une réintervention pour descellement ou autre qui entraîne une ré hospitalisation et une intervention plus lourde qu’une intervention primaire. Les coûts sont alors d’environ quatre à cinq fois celui de la prothèse elle-même, sans compter le pretium doloris.

M. Jean-Daniel SRAER

L’aluminium peut-il passer dans le sang et être à l’origine de complications neurologiques ?

Non l’aluminium est dans son état d’oxydation maximum : Al2O3 et ne peut pas se dissoudre en aluminium et passer dans le sang.

M. Gérard MILHAUD

Vous avez étudié l’intérêt du corail et ses propriétés de biomatériau. Le corail a-t-il une utilité pour fabriquer des prothèses de la hanche ? Quelle est actuellement son utilisation ?

Nous avons beaucoup étudié le corail comme biomatériau. Il ne peut être utilisé en prothèse de hanche. Il a servi surtout comme matériau de comblement osseux ou de matériau de remplacement de perte de substance. Il présente des caractéristiques biologiques très intéressantes dues sans doute à sa texture, à sa composition chimique (aragonite ou carbonate de calcium) et à sa structure aréolaire qui en font un très beau matériel au laboratoire. Il permet par exemple la repousse de cellules souches de la moelle dans d’excellentes conditions. Par contre en utilisation clinique, il a montré parfois des réactions inflammatoires qui en limitent les applications à l’heure actuelle.

Bull. Acad. Natle Méd., 2009, 193, no 1, 81-89, séance du 20 janvier 2009