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Technique de Reconstruction Cotyloïdienne  par armature de Kerboull et allogreffe

Paru dans le numéro N°268 - Novembre 2017 - Cahier 1
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Technique de Reconstruction Cotyloïdienne par armature de Kerboull et allogreffe

Par Luc Kerboull, Moussa Hamadouche, Marcel Kerboull dans la catégorie TECHNIQUE
Institut Marcel Kerboull, Paris - [email protected]

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Imaginée par Marcel Kerboull en 1975 pour faire face aux fractures transversales du cotyle secondaires aux échecs de prothèse totale métal-métal, cette armature continue à être utilisée avec succès, principalement en France et au Japon, pays dans lesquels la publication régulière de résultats à long terme a démontré l’efficacité de cet implant associée à des allogreffes.

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Introduction

Imaginée par Marcel Kerboull en 1975 pour faire face aux fractures transversales du cotyle secondaires aux échecs de prothèse totale métal-métal (figure 1), cette armature continue à être utilisée avec succès, principalement en France et au Japon, pays dans lesquels la publication régulière de résultats à long terme a démontré l’efficacité de cet implant associée à des allogreffes (1,2,3).

Figure 1 : Première croix de Kerboull implantée en 1975 en deux temps opératoires.

 

Majoritairement utilisée dans les reprises d’arthroplastie totale, où le descellement entraine une perte de substance osseuse, l’armature peut également être utilisée en première intention pour renforcer un os fragile ou détruit mais aussi quand l’anatomie a été perturbée par une fracture du cotyle ou une chirurgie conservatrice de l’acétabulum comme l’ostéotomie de Chiari.

Même si la technique opératoire a été publiée (4) et souvent exposée oralement, il nous a semblé opportun de la décrire à nouveau car la plupart des échecs précoces sont dus à un non-respect ou une méconnaissance de la technique.

 

Les principes mécaniques

Cette armature semi rigide permet de renforcer la greffe le temps de son ostéointégration partielle ou totale mais également par sa forme et son parfait positionnement de reconstruire une cavité cotyloïdienne en bonne place et bien orientée (figure 2).

Figure 2 : Stabilité parfaite de la reconstruction à 18 ans avec un beau remodelage osseux témoignant de l’ostéointégration de l’allogreffe.

 

Pour atteindre ce but, il est fondamental de choisir la bonne taille d’armature et de ne pas modifier sa forme, geste qui de plus la fragilise.

 

Les indications

Cette armature permet, associée à des greffes structurales et fragmentées, de reconstruire les pertes de substance les plus sévères et ce quelle que soit la classification utilisée pour les décrire (5,6). Les disparitions de la marge inférieure et les discontinuités pelviennes, réelles limites de toutes les techniques de reconstruction acétabulaire, nécessitent d’utiliser des solutions particulières que nous décrirons plus loin.

 

Le matériel

L’armature de Kerboull est proposée par de nombreux fabricants dans des versions plus ou moins fidèles au concept original. Généralement faite en acier inoxydable, elle existe en 6 tailles droites et gauches, la branche antérieure étant plus courte pour protéger le psoas. La dernière version que nous avons réalisée avec Moussa Hamadouche (Kerboull Cage, Medacta International) est légèrement modifiée. Son dessin général et le nombre de tailles restent identiques. En revanche, elle est faite en alliage de titane, nous inspirant là de l’expérience de Tanaka. Cette modification de l’alliage a pour but d’améliorer la résistance à la fatigue de l’armature, tout en gardant la même rigidité grâce à l’épaississement discret de ses branches et de la platine. De surcroit, le titane est connu pour ses capacités d’ostéointégration et ainsi la convexité de l’armature est sablée pour favoriser sa fusion à l’os du patient dans les zones où le contact est direct. La partie distale du crochet, introduite sous la marge a été élargie (figure 3) pour améliorer sa stabilité et permettre un meilleur ancrage quand cette zone est fine ou partiellement détruite.

Figures 3a et b.

 

Enfin, elle est proposée avec un ancillaire de pose complet comprenant un instrument préhenseur des chasses greffons de formes variées et un matériel de vissage (figure 4).

Figure 4 : Instruments.

 

La technique opératoire

Je n’aborderai pas la discussion du choix de la voie d’abord que chacun fera en fonction de sa formation et de ses convictions. Précisons simplement que celle-ci doit permettre une visualisation complète des limites de la perte de substance et un accès parfait à la marge inférieure pour assurer le succès de la reconstruction.

1- La préparation de la cavité osseuse

Outre l’ablation de l’implant et de son ciment éventuel, il est indispensable de parfaitement exciser le tissu fibreux d’interposition dont la persistance nuirait à l’ostéointégration de la greffe. Ce nettoyage doit en revanche ne pas aggraver la perte de substance osseuse et il faut donc se méfier des fraises qui enlèvent autant d’os que de tissu fibreux. Il est plus prudent, mais plus long, de le faire à l’aide de curettes de taille différentes. Il faut également soigneusement nettoyer la marge inférieure du cotyle en retirant les ostéophytes et le tissu fibreux qui souvent masquent sa visualisation. Ceci fait, il faut ensuite créer le logement du crochet sous la marge en ménageant suffisamment d’espace pour voir l’os cortical de la marge et permettre l’introduction facile du crochet ainsi que son orientation.

2- Le choix de la taille

Cette étape est fondamentale et souvent mal réalisée. Choisir l’armature qui s’adapte à la perte de substance pour appuyer la platine sur l’os receveur est une erreur qui conduit à perdre les avantages intrinsèques du dispositif. Dans cette situation, l’armature est toujours trop grande. Le crochet n’est pas en contact avec la marge inférieure, ne permettant pas à la reconstruction d’être sous tension, et la platine reste à distance de l’os iliaque conduisant à son cintrage pour obtenir un contact ou à sa verticalisation excessive, deux circonstances ne permettant plus de conserver l’armature comme repère fiable de la situation et de l’orientation du cotyle (figure 5).

Figure 5 : Exemples d’armatures surdimensionnées et mal positionnées.

 

Ce type de reconstruction aboutit fréquemment à des échecs précoces car le crochet n’étant pas stabilisé sous la marge, l’ensemble composite reste mobile et à court ou moyen terme les vis ou la plaque se rompent en fatigue. Il faut donc choisir la taille correspondant à l’anatomie du patient. Ce choix est simple quand la hanche opposée est saine, il suffit alors de planifier la taille correspondant au cotyle osseux. En cours d’intervention, il faut prendre comme référence la dimension antéro-postérieure du cotyle osseux dans sa partie distale entre les reliquats des cornes antérieure et postérieure et en tenant compte que leur épaisseur en l’absence de destruction est de 6 à 8 mm (figure 6).

Figure 6 : Choix de la taille en référence à la dimension antéro-
postérieure du cotyle à sa partie caudale.

 

En respectant cette règle, une fois le crochet positionné sous la marge et bien appliqué, la plaque prend automatiquement l’orientation optimale (figure 7).

Figure 7 : Volume de la greffe nécessaire et orientation automatique de la plaque quand le crochet est bien positionné.

 

3- L'estimation du volume d’allogreffe nécessaire au comblement et le réglage du positionnement de la plaque

Une fois choisie la bonne taille de croix, il faut alors la positionner correctement. Le crochet doit être inséré au contact de la marge inférieure dans sa partie postérieure et maintenu par un écarteur contre-coudé. Ceci fait la platine s’oriente alors naturellement quand on appuie sur le fond de l’armature vers la région antérieure du toit en arrière de l’épine iliaque antéro-inférieure (figure 8).

Figure 8.

 

Il est nécessaire de ruginer cette partie pour bien visualiser l’os et éviter l’interposition de fibres musculaires ou de reliquats de capsule sous la platine. La plaque positionnée, l’estimation du volume de la greffe devient simple. Il faut combler par de l’os tout ce qui sépare l’armature de l’os du patient, tant dans la partie inférieure que supérieure. Il n’est pas grave que la platine ne repose que sur la greffe si celle-ci est structurale et la reconstruction mise sous tension entre le crochet en contact intime avec la marge inférieure et  les vis.

4- Le type et la préparation des greffes

Nous prendrons comme type de description une perte de substance intéressant le toit et les parois mais respectant la continuité de la paroi médiale et avec une marge inférieure intacte. Nous envisagerons les reconstructions adaptées à la partie médiale et à la marge inférieure plus loin.

Personnellement, je préfère les allogreffes de tête fémorale ou d’extrémité inférieure de fémur cryo-conservées. La taille et la compaction de ce type de greffe est plus simple que celles de leurs homologuées déshydratées. En revanche, elle demande un temps de préparation plus long et plus fastidieux pour ne conserver que de l’os spongieux. Il est commode de commencer par appliquer sur l’ensemble de la cavité osseuse une couche de greffons morcelés, naturels ou en hydroxyapatite. Ceux-ci comblent les pertes de substances cavitaires du pubis et de l’ischion ainsi que les anfractuosités de l’arrière fond et de la zone tectale. De plus ils permettent de stabiliser l’allogreffe supérieure utilisée pour reconstruire le toit.

Ainsi, la zone supérieure, recevant la charge doit idéalement être reconstruite par une allogreffe unique épousant parfaitement la convexité de l‘armature (7,8).

On commence par réaliser le modelage de la convexité de la greffe pour qu’elle épouse le plus intimement possible le relief de la perte de substance supérieure (9).

Il est parfois possible de la stabiliser par une simple impaction mais le plus souvent il est nécessaire de la fixer soit par des broches soit par des vis. Par ailleurs, le lit de greffons morcelés permet de combler les vides à la jonction entre l’allogreffe structurelles et la paroi médiale du cotyle. Ce greffon fixé, il est alors modelé à la fraise pour qu’il s’adapte à la convexité de l’armature jusqu’à ce que celle-ci soit en contact intime avec le greffon, avec un crochet non maintenu mais stable sous la marge et l’orientation souhaitée (figures 9, 10, 11).

Figure 9 : Fixation temporaire de l’allogreffe supérieure reposant sur le lit de greffons morcelés, ici des granules d’hydroxyapatite.

 

Figure 10 : Préparation progressive de la greffe jusqu’à obtenir un contact intime de la plaque avec un crochet stable.

 

Figure 11 : Mise en place de l’armature définitive et vissage en contrôlant la stabilité de la plaque.

 

Il est toujours plus facile de réduire la taille d’un gros greffon que d’ajouter des morceaux. Il ne faut donc pas hésiter à utiliser pour le toit et les parois un greffon volumineux dont on réduira progressivement la taille pour obtenir le contact souhaité avec l’armature. Une fois l’armature fixée, les espaces persistant entre elle et la cavité osseuse seront comblés par des fragments de greffe fortement impactés (figure 12).

Figure 12 a et b : Comblement des espaces avec les chasses greffons spéciaux.

 

Figure 12 a et b : Comblement des espaces avec les chasses greffons spéciaux.

Pour les parois, là aussi il faut utiliser des fragments volumineux qui se caleront entre les branches de l’armature et la partie proximale du cotyle car à la partie basse, il est impossible de les stabiliser et leur vissage direct est souvent difficile et peu efficace.

5- La fixation de l’armature

Il faut, je pense, utiliser des vis bi-corticales pour obtenir un réel effet de compression, ce que les vis pour os spongieux ne permettent pas. Il faut bien sûr être doux et prudent lors du passage de la mèche au-delà de la corticale interne pour éviter de léser une structure endo-pelvienne. La fixation commence toujours par la mise en place de la vis inférieure de la platine (figure 9).

Figure 9 : Fixation temporaire de l’allogreffe supérieure reposant sur le lit de greffons morcelés, ici des granules d’hydroxyapatite.

 

Elle est orientée perpendiculairement au plan d’ouverture de l’armature pour assurer sa mise en tension et environ 10 à 20° vers l’arrière pour suivre la zone la plus épaisse de l’ilium et avoir une bonne tenue tout en évitant de léser les structures intra-pelviennes (10).

Cette première vis serrée, il faut vérifier que le crochet est stable et non mobilisable sous la traction d’une pince. Si tel n’est pas le cas, il faut commencer par vérifier que le crochet est bien inséré sous la marge et non pas sur un ostéophyte. Ensuite, si l’amarrage du crochet n’est pas en cause, il faut reprendre la reconstruction en l’épaississant par une tranche de greffe insérée entre la plaque et la greffe supérieure ou directement sur l’os iliaque si la platine est en contact avec lui. En horizontalisant la plaque on stabilise alors le crochet. Si malgré cet artifice le crochet reste mobile ou a tendance à être expulsé au moment du serrage de la vis c’est que l’armature choisie est trop grande et il faut alors essayer la taille inférieure. Avant de mettre les autres vis, il faut vérifier l’antéversion de l’armature qui doit être neutre. Sinon il faut desserrer la vis inférieure, repositionner l’armature et alors mettre la vis antérieure toujours avec la même orientation. L’antéversion étant stabilisée par les deux vis on peut alors resserrer la vis inférieure. Deux vis sont toujours indispensables. Si la perte de substance est large il est prudent d’en utiliser 3 ou 4 en fonction de la taille de la platine. Il est important de resserrer toutes les vis une fois mises en place car la platine s’appliquant progressivement sur l’os les premières vis posées ne sont parfois plus en contact avec la platine une fois la dernière vis serrée (figure 13).

Figure 13 : Parois antérieure et postérieure reconstruites avec des greffons coincés entre les branches de l’armature et le greffon supérieur.

 

6- Scellement et choix du type d’implant cotyloïdien

Les cotyles à double mobilité sont aujourd’hui très souvent, voire systématiquement, utilisés dans les reconstructions cotyloïdiennes associées à une armature de Kerboull.

Il est important dans cette optique de choisir une gamme d’implants à double mobilité qui permette de remplir deux conditions. La première est que la gamme doit offrir un choix de taille permettant de s’adapter à la taille de l’armature choisie. En effet, si on doit utiliser une armature plus grande pour pouvoir utiliser un cotyle à double mobilité, alors on mettra en péril la pérennité de la reconstruction osseuse pour se débarrasser de l’angoisse d’une luxation précoce (figure 14).

Figure 14 : Malposition d’une armature surdimensionnée avec un cotyle double mobilité trop gros conduisant à un échec a deux ans. Reprise par une nouvelle reconstruction et résultat à 13 ans.

 

La seconde est que la forme du cotyle doit s’adapter à celle de l’armature pour éviter d’avoir à modifier la forme de l’armature. Si j’admets l’intérêt des cotyles à double mobilité dans les reconstructions associées à des lésions musculaires irréparables ou chez les patients très âgés, en revanche, leur utilisation systématique me paraît abusive. Ils rigidifient inutilement la reconstruction et nuisent ainsi à l’ostéointégration de la greffe. Également, ils soumettent l’armature à un surcroît de contraintes délétère à sa résistance à la fatigue. Ainsi, chaque fois que le risque de luxation me paraît contrôlable je préfère un cotyle en polyéthylène hautement réticulé.

Que le cotyle soit en polyéthylène ou un cotyle double mobilité les principes de fixation cimentée restent les mêmes. Le cotyle doit s’inscrire sans forcer dans l’armature et adopté l’orientation de celle-ci. Aligné sur la limite de la branche antérieure pour l’antéversion et avec un alignement des plans d’ouverture pour avoir la même inclinaison. Le ciment doit être de viscosité standard et appliqué alors qu’il est encore mou mais pas liquide. Il est inutile de mettre beaucoup de ciment dans la partie basse car à cet endroit le ciment est peu utile et risque de fuir vers le trou obturateur (figure 15).

Figure 15 : Introduction du ciment en couche mince à la partie inférieure.

 

Une fois le cotyle inséré dans l’armature, il faut retirer rapidement le ciment périphérique en excès puis maintenir une pression axiale avec un instrument sphérique ne pouvant modifier, en cas de changement d’orientation, l’antéversion ou l’inclinaison du cotyle.

 

Les reconstructions particulières

Reconstruction de la marge inférieure

La marge inférieure du cotyle est pour cette technique fondamentale et doit donc être reconstruite ou renforcée si elle a disparu ou si elle est fragilisée. Trois situations peuvent se présenter.   

1. Destruction isolée de la marge inférieure

Cette lésion est souvent grossièrement triangulaire et épargne une paroi médiale continue mais fragile (figure 16a).

Figure 16 a, b, c, d : Reconstructions de la marge inférieure.

 

Si cette destruction est négligée le crochet prendra appui plus haut sur un os fragile. La reconstruction ne permettra pas de restaurer au cotyle sa situation anatomique et son ancrage distal sera fragile et donc menacé. Dans cette situation, il faut tailler une poutre cortico-spongieuse qui sera stabilisée entre le cochet, la limite inférieure de la paroi médiale restante et les cornes. Il faut là aussi commencer avec un greffon surdimensionné qui sera peu à peu réduit jusqu’à obtenir son blocage.

2. Destruction combinée de la paroi médiale et de la marge

Dans ce cas, il est en général commode d’utiliser une demi tête de banque coupée longitudinalement (figure 16 b,c,d).

Figure 16 a, b, c, d : Reconstructions de la marge inférieure.

 

Figure 16 a, b, c, d : Reconstructions de la marge inférieure.

 

Figure 16 a, b, c, d : Reconstructions de la marge inférieure.

 

La partie céphalique est utilisée pour obturer la perte de substance médiale et le reliquat de col fémoral pour reconstruire la marge inférieure. Les bords de la tête doivent être taillés en biseau pour favoriser son encastrement. L’impaction doit être progressive et prudente car il est impossible de le fixer par des vis.

3. Destruction combinée de la marge, de la paroi médiale et de l’une ou l’autre des colonnes.

Dans cette situation, il est impossible d’utiliser la technique envisagée ci-dessus la greffe ne pouvant être supportée latéralement. Il faut alors utiliser une très large greffe taillée dans une extrémité inférieure de fémur ou dans une tête fémorale de géant. Cette greffe va être bloquée non plus dans le plan frontal mais dans le plan sagittal entre l'anneau pelvien et l’ilium restant. Il peut être utile de la visser dans sa partie crâniale pour permettre de finir de la préparer avec plus de stabilité et donc de confort. Le crochet est inséré sous la partie corticale qui reconstruit la marge et le cotyle osseux fraisé dans la partie spongieuse, en général entre les deux condyles fémoraux de l’allogreffe (figure 17).

Figure 17 : Reconstructions par une allogreffe encastrée d’extrémité inférieure de fémur.

 

Discontinuités pelviennes

Deux éventualités doivent être distinguées.

1. Discontinuité par destruction des colonnes mais avec conservation d’une marge inférieure continue et solide

Dans ce type de lésion, l’armature retrouve son indication originelle. Il faut alors insérer le crochet sous la marge puis en utilisant un clou de Steinmann long introduit dans le trou supérieur de la platine et planté dans l’aile iliaque progressivement réduire, en verticalisant le clou avec un davier, le déplacement entre les deux parties de l’os iliaque (figure 18).

Figure 18 : Réduction du déplacement de l’anneau pelvien à l’aide d’un clou de steinman.

 

Le déplacement réduit on comble alors la perte de substance médiale et latérale. Puis on fixe la platine.

2. Discontinuité par destruction des colonnes avec disparition de la marge inférieure

Il est illusoire d'espérer réduire le déplacement dans cette situation. On peut au mieux combler la perte de substance par une greffe et stabiliser le montage. Dans ces pertes de substances, heureusement rares, les limites de la technique sont atteintes. L’armature ne peut à elle seule assurer la stabilité de la reconstruction et une volumineuse greffe ne peut être stabilisée puisque pubis et ischion ne sont plus solidaires. Dans ces cas désespérés si on souhaite combler la perte de substance il faut parfois en plus dans un premier temps fixer la colonne postérieure par une plaque vissée pour obtenir une certaine rigidité et ensuite encastrer une allogreffe massive dans laquelle on prépare le logement de l’armature. Les vis sont alors orientées au maximum vers le haut et l’arrière pour espérer trouver un ancrage solide dans l’os du patient.

 

Les causes d’échecs

Elles sont relativement simples à analyser et comprendre. Précocement, les échecs sont principalement dus à des erreurs techniques comme une armature instable ou une greffe en quantité insuffisante (figure 19).

Figure 19 : Echec précoce à 2 ans par résorption d’une greffe en quantité insuffisante au niveau du toit.

 

Plus rarement, il s’agit d’une résorption de la greffe probablement due à sa mauvaise qualité initiale ou à de rares cas de réaction immuno-allergique. Les échecs tardifs sont eux dus à l’usure du polyéthylène qui génère un granulome résorbant progressivement la greffe ce qui entraine à brève échéance la rupture de la plaque ou des vis (figure 20).

Figure 20 : Echec
tardif à 13 ans par usure et résorption de la greffe par le granulome.

 

Conclusions

Les résultats à long terme permettent de reconnaître à cette technique fiabilité et efficacité pour peu que le chirurgien respecte les étapes de sa réalisation. Les fautes techniques sont très rapidement sanctionnées. Par ailleurs, la qualité de la greffe et sa résistance mécanique sont deux éléments fondamentaux pour obtenir une reconstruction pérenne et il est vrai que nous ne maitrisons pas toujours ces paramètres. Retenons que la greffe doit être résistante en zone d’appui et plus volontiers en excès que trop mince.

Il s’agit d’une technique exigeante demandant au chirurgien patience et rigueur pour être efficiente. Pour rassurer les plus jeunes, je dirai en conclusion que même après 27 ans de pratique, il m’arrive encore de recommencer une reconstruction qui me paraît insatisfaisante et également de faire des radios per-opératoires pour vérifier la réalisation correcte de la reconstruction. En contre-partie de cette rigueur d’exécution, je vois aujourd’hui des patients opérés il y a plus de 20 ans avec une reconstruction osseuse anatomique et parfaitement stable.