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UNIVERSITE DE LIMOGES
FACULTE DE MEDECINE ET DE PHARMACIE
ANNEE 2010
INTERET DU R.I.A DANS LA PRISE EN CHARGE DES
PERTES DE SUBSTANCE OSSEUSE
Mémoire présenté le 11 septembre 2010 à Limoges en vue de l’obtention du
DIPLOME D’ETUDE SPECIALISEES COMPLEMENTAIRES
CHIRURGIE ORTHOPEDIQUE ET TRAUMATOLOGIQUE
Dr Pierre Etienne BENKO
Chef de Clinique Assistant, Hôpital Avicenne, Bobigny
Né le 21 janvier 1978
2
Table des matières
INTRODUCTION.……………………………….………………………………………………………….…..…..3
HISTORIQUE DES GREFFES OSSEUSES….…………………………………………………….………4
DEFINITION ET CLASSIFICATIONS DES PERTES DE SUBSTANCE OSSEUSE..….7
I. Classification TOD ………………………………………………………………………………………….….8
II. Classification de Catagni&Paley…………………………………………………………………………...9
PRINCIPE ET UTILISATION DU R.I.A (REAMER-IRRIGATOR-ASPIRATOR)………..11
I. Naissance du R.I.A……………………………………………………………….………………….……..….11
II. Présentation du système R.I.A…………………………………………….…………………..…….……12
1.Tête d’alésage…………………………………………………………….……………………………....…12
2.Système d’irrigation et d’aspiration……………………………….………………………………....13
III .Caractéristiques du produit d’alésage…………………………….……………………..……………15
1.Potentiel d’ostéoinduction……………………………………….………………………………….….15
A.Définition et acteurs de l’ostéoinduction……….…………………………..……….…15
B.Ostéoinduction et produit d’alésage………………………..………………….….…….18
2.Potentiel d’ostéoformation……………………………………………………………………..……...19
3.Intérêts du produit d’alésage fémoral……………………………………………………..….….…21
IV. Technique chirurgicale…………………………………………………………………………….……….22
1.Technique de base………………………………………………………………………………………..22
2.Trucs & Astuces …………………………………………………………………………………….……23
3.Complications……………………………………………………………………………………………….28
ETUDE CLINIQUE…………………………………………………………………………………………………..30
I. Cas clinique n°1 ………………………….………………….…………………………………………….……..30
II. Cas clinique n°2 ………………….…….…………………..…………………………………………………..34
III. Cas clinique n°3 ………………………………………….……………………………………………….…..37
IV. Cas clinique n°4 ………………………………………….………………………………………………….…39
V. Cas clinique n°5 ………………………………………….…………………………………………………..…41
CONCLUSION………………………………………………………………………………………………………..44
BIBLIOGRAPHIE……………………………………………………………………………………………………..45
3
INTRODUCTION
Les sites de prélèvement les plus habituellement utilisés pour la réalisation
des greffes osseuses, sont les crêtes iliaques, antérieures et postérieures, qui ont
pour inconvénients de fournir un capital osseux limité, et qui ne sont pas dénuées
de complication.
Le dispositif qui porte le nom de R.I.A (pour Reamer-Irrigator-Aspirator) associe
un alésoir à tête variable, une irrigation continue et un système d’aspiration relié à
un filtre permettant de recueillir le produit d’alésage.
L’utilisation systématique du produit d’alésage fémoral permet d’augmenter
notablement la quantité d’os disponible, tout en s’affranchissant des complications
habituelles du prélèvement des crêtes iliaques.
Depuis 2007, le système R.I.A est utilisé dans le service d’Orthopédie-
Traumatologie du C.H.U Avicenne, lors de la prise en charge de perte de
substance osseuse partielle ou segmentaire.
L’utilisation du R.I.A concerne le domaine de la Traumatologie, mais également
celui de l’Orthopédie tumorale, tant au niveau du membre inférieur que
supérieur. Dans tous les cas, la greffe osseuse par produit d’alésage fémoral a été
précédée de la formation d’une membrane induite par insertion d’une entretoise
en ciment. Un apport osseux complémentaire, bien que peu fréquemment, a pu
également s’avéré nécessaire.
L’alésage des cavités médullaires des os longs portants s’avère un site donneur
d’autogreffe osseuse prometteur dans la prise en charge des pertes de substance
osseuse.
4
HISTORIQUE DES GREFFES OSSEUSES
L’utilisation de greffe osseuse est décrite
dans son principe dès le haut Moyen-Âge dans
la légende du Diacre Justinien : un moine
sacristain atteint de gangrène s’endort en prière
au Ve siècle de notre ère devant des icônes de
Saint-Côme et Saint-Damien (Saint-Patrons des
chirurgiens) il voit en rêve les deux Saints
couper la jambe malade et la remplacer par
celle d’un Maure décédé le jour même. A son réveil, il est guéri, une jambe noire
et l’autre blanche. En 1668 Job Janszoon Van Meekeren aurait greffé pour la
première fois une calotte crânienne de chien à un soldat russe qui avait reçu un
coup de sabre sur le crâne. L’opération réussit mais le patient est menacé
d’excommunication par l’Eglise, il demande donc son ablation et meurt peu
après[1].
Il faut attendre le milieu du XIXe siècle pour qu’Ollier (1830-1900), le
"Père Fondateur de la Chirurgie Osseuse et Articulaire", à Lyon en 1858 rapporte
les premiers travaux relevant d’une approche scientifique sur les greffes osseuses,
ciblées sur les xénogreffes et l’ostéogenèse périostée. La première xénogreffe
humaine est attribuée à Percy, chirurgien de Napoléon qui greffa un segment d’os
bovin chez deux soldats. Les premières allogreffes osseuses sont attribuées au
chirurgien écossais MacEwen (1848-1924) à Glasgow en 1879, qui utilisa un
fragment tibial d’une ostéotomie pour traiter une pseudarthrose infectée
d’humérus chez un enfant, et par Poncet (1849-1913) à Paris en 1887 qui réalisa
une allogreffe intercalaire pour traiter une pseudarthrose chez un adulte. On
Fra Angelico, Prédelle du retable de San Marco
La Guérison du diacre Justinien
(Musée San Marco, Florence)
5
retiendra également les travaux d’Axhausen (1877-1960) et de Lexer (1867-1937)
en Allemagne.
Avant la Première Guerre mondiale, Albee (1876-1945), à New-York, avait
rapporté plusieurs centaines de cas de greffes osseuses corticales encastrées,
prélevées sur le tibia opposé. Ces greffes, dont l’un des objectifs était la
stabilisation du site receveur, furent peu après délaissées en raison du
développement des plaques d’ostéosynthèse après 1930. Les greffes d’os
spongieux devinrent populaires durant la Deuxième Guerre mondiale sous
l’impulsion des chirurgiens plasticiens qui les utilisèrent pour combler les pertes
de substance du squelette facial (Mowlen, 1944).
L’autogreffe osseuse à montré depuis longtemps sa supériorité
d’incorporation sur les allogreffes, soumises aux risque de rejet et d’infection.
L’intégration de l’autogreffe subordonnée au processus de « creeping
substitution » (Phemister, 1882-1951), est meilleure dans le cas d’une autogreffe
spongieuse fraiche en raison d’une revascularisation plus rapide et de la présence,
dans le spongieux, de facteurs de croissance. L’apparition des autogreffes
vascularisées (Taylor, 1974) a permis d’envisager la reconstruction de très grandes
pertes de substance osseuses[2]. Leur rapide diffusion a tenu au fait que leur
consolidation n’obéit pas au phénomène de creeping substitution. Leur
application reste toutefois restreinte par la limitation des sites donneurs sur
l’individu.
Comme toutes les techniques, la greffe autologue a subi des évolutions dans
son mode d’utilisation, y compris dans les techniques les plus sophistiquées
comme les greffes vascularisées[3] (transfert libre de la crête iliaque, cote
vascularisée, fibula vascularisée, greffe cortico-spongieuse pédiculée prélevée sur
l’extrémité inferieure du radius), qui peuvent parfois s’affranchir des contraintes
de la microchirurgie lorsqu’elles sont intégrées dans un transfert composite. Ces
procédés entre en compétition avec le transport osseux progressif d’Illizarov, et
les reconstructions par spongieux associé à une membrane induite[4-6]. Ainsi, la
6
greffe corticale d’apposition n’a pratiquement plus d’indication. Le greffon
tricortical inter-tibio-fibulaire qui assurait à la fois une fonction biologique
d’ostéogénèse et une fonction mécanique de stabilisation a été détrôné au profit
de la greffe spongieuse morcelée, dont le pouvoir ostéo-inducteur est supérieur
mais la fonction stabilisatrice nulle[7].
Cependant les sites traditionnels de prélèvement de greffe osseuse comme
les crêtes iliaques fournissent un capital osseux limité. C’est dans l’optique
d’augmenter le volume de greffon spongieux qu’à été développée la technique du
R.I.A. L’utilisation systématique du produit d’alésage fémoral permet
d’augmenter notablement la quantité d’os disponible.
7
DEFINITION ET CLASSIFICATIONS DES
PERTES DE SUBSTANCE OSSEUSE
En pratique civile, la perte de substance osseuse (PSO) contemporaine
d’un traumatisme n’est pas fréquente. Dans la majorité des cas, la perte osseuse
est la conséquence d’une situation initiale dont la gestion n’a pas été optimale. La
perte de substance osseuse post-traumatique est donc inséparable de deux
éléments qu’il conviendra d’intégrer : le déficit de parties molles et l’infection.
Ainsi le traitement d’une PSO doit s’inscrire dans une véritable stratégie de
réparation du membre et des soins prodigués au patient.
Les progrès, durant les vingt dernières années, dans le domaine de la stabilisation
des fractures et de la réparation des parties molles ont repoussé les limites de la
conservation des membres, et du même coup, ont fait surgir les problèmes
techniques de la reconstruction osseuse des grandes pertes de substance.
Cependant, le problème de la réalisation technique ne doit pas masquer l’objectif
final du traitement, qui est d’obtenir un membre fonctionnel en plus d’être solide,
aligné, de longueur normal et indolore.
Schématiquement, les PSO segmentaires d’origine traumatique surviennent
dans trois circonstances distinctes :
-la PSO est contemporaine de l’accident : cette situation résulte d’un traumatisme
à haute énergie ayant provoqué une fracture ouverte de grade III B ou III C de
Gustilo[8]. D’après la statistique d’Edimbourg[9], la moyenne d’âge des patients
était de 37 ans et 71% d’entre eux étaient de sexe masculin. La proportion de
fractures ouvertes avec perte de substance osseuse d’emblée était de 11,4%. Cette
proportion est probablement plus importante en chirurgie de guerre ;
-la PSO résulte d’excisions itératives dans les suites immédiates d’une fracture
ouverte ;
8
-la PSO est secondaire à une exérèse motivée par une infection osseuse
consécutive à une fracture fermée, que ce soit dans le cadre d’une fracture
infectée ou d’une pseudarthrose suppurée. Indépendamment de l’éventuel
problème des parties molles, la reconstruction osseuse ne peut être
raisonnablement envisagée qu’après l’assèchement définitif de l’infection.
Le segment jambier est le plus fréquemment concerné en raison de la situation
superficielle du tibia (68 % des fractures avec PSO de la série d’Edimbourg contre
22% au fémur). Le membre supérieur est beaucoup plus rarement atteint[10].
En dehors des nombreuses classifications des pertes de substances osseuses péri-
prothétiques, il existe peu de classifications des PSO dans le cadre de la chirurgie
traumatologique ou tumorale.
I. Classification TOD :
La classification TOD (Type Os Dimension) a été proposée par le
GESTO[11] (Groupe pour l’Etude des Substitut Tissulaires et Osseux en
Orthopédie), et a pour objectif d’ordonner les situations pathologiques nécessitant
le recours à un substitut de l’os, quel qu’il soit, afin de valoriser leur évaluation en
fonction des indications. Cette classification repose sur 3 données, le Type de la
perte de substance (0, I, II et III), l’Os qui borde la cavité et sera au contact du
substitut, la Dimension de la perte de substance.
Type : caractérise la situation pathologique pour laquelle est indiqué le substitut.
-Type 0 (T0) : apposition para-squelettique du substitut, considérée comme
extra-anatomique. Exemples : butée de hanche, arthrodèse inter-
transversaire.
-Type I (TI) : perte de substance osseuse ou persiste une continuité
osseuse.
Exemple : cavité de curetage d’une tumeur bénigne.
9
-Type II (TII) : perte de la continuité osseuse mais persistance d’un contact
cortical ou médullaire, donc d’une continuité biologique. Exemple :
ostéotomie tibiale d’ouverture, la plupart des fractures.
-Type III (TIII) : perte de la continuité osseuse et de tout contact cortical
ou médullaire ; Exemple : résection diaphysaire pour tumeur.
Os : caractérise le type d’os qui borde la cavité et sera en contact avec le substitut.
-C : lorsque l’os qui borde n’est que l’os cortical.
-S : lorsque l’os qui borde n’est que l’os spongieux.
-CS : lorsque l’os qui borde associe os spongieux et cortical.
Dimension : caractérise le plus grand éloignement entre un point du comblement
et l’os receveur environnant ; c’est la distance qui sépare le point de la perte de
substance le plus éloigné de l’os receveur.
-D - : si la distance est inférieure à 10 mm.
-D+ : si la distance est supérieure ou égale à 10 mm.
A titre d’exemples :
-une ostéotomie tibiale d’ouverture de 15 mm sera classée T II, S, D-
-une fracture séparation tassement d’un plateau tibial sera classé T II, S, D-
-une cavité de curetage d’un chondrome phalangien sera classée TI, C, D-
II. Classification de Catagni & Paley :
L’appréciation de l’étendue de la perte de substance segmentaire telle
qu’elle peut se mesurer sur les radiographies ne peut être qu’apparente. En effet il
peut s’y associer un raccourcissement global du membre. La classification de
Catagni & Paley permet l’appréciation réelle de cette étendue.
10
Type A : perte de substance segmentaire inférieure à 1 cm.
A1 : foyer mobile
A2 : foyer non mobile
-A2-1 : sans déformation
-A2-2 : avec déformation fixée
Type B : perte de substance segmentaire supérieure à 1 cm.
B1 : perte de substance osseuse sans raccourcissement
B2 : pas de perte de substance osseuse apparente, mais raccourcissement
B3 : perte de substance osseuse associée à un raccourcissement
11
PRINCIPE ET UTILISATION DU R.I.A
(REAMER-IRRIGATOR-ASPIRATOR)
I. Naissance du R.I.A :
L’enclouage centromédullaire popularisé par Küntscher[12] en 1940, fait
parti des techniques incontournables dans la prise en charge des fractures
diaphysaires des os longs[13-15]. L’alésage fait parti intégrante de la technique
d’enclouage et permet l’introduction de clou de diamètre supérieur à celui de la
cavité centromédullaire. Cependant, il ne faut pas méconnaitre les complications
liées à l’alésage décrites dans la littérature[16] comme l’embolie graisseuse, le
SDRA, la nécrose osseuse liée à la surchauffe, dont certaines sont susceptibles
d’entrainer le décès per-opératoire[17-19]. C’est pourquoi certaines équipes se
sont penchées sur le développement d’un système d’alésoir alternatif dont l’intérêt
est de diminuer la pression intra médullaire lors de l’alésage[20, 21].
Le R.I.A (Synthes©, Inc., West Chester, PA) est un système d’alésage
centromédullaire combiné à un dispositif d’aspiration et d’irrigation au sérum
physiologique. Il permet d’augmenter le diamètre de la cavité centromédullaire
d’un os long en vu d’un éventuel enclouage tout en diminuant la pression
centromédullaire par rapport à un alésoir traditionnel grâce au système
d’aspiration. Le système d’irrigation quand à lui permet de diminuer le
phénomène d’échauffement osseux. Cependant l’intérêt principal de ce dispositif
est de pouvoir (grâce à l’action combinée de l’alésage, de l’irrigation, et de
l’aspiration) recueillir le produit d’alésage sous forme d’os corticospongieux[22-
25].
12
C’est Danckwardt-Lillieström[26], chirurgien scandinave, qui imagina le
principe d’alésage combiné à l’irrigation et à l’aspiration, et c’est en 1986 que
Stürmer et Tammen développèrent la technique[27]. Mais ce n’est que beaucoup
plus récemment que fut étudié le potentiel ostéo-inducteur du produit
d’alésage[28, 29], et son utilisation en tant qu’autogreffe osseuse en chirurgie
orthopédique et traumatologique[28, 30-35], mais également en chirurgie maxillo-
faciale[36], et en neurochirurgie[33].
II. Présentation du système R.I.A :
1. Tête d’alésage :
13
Les têtes d’alésage centromédullaire sont interchangeables et à usage unique.
Leurs diamètres vont de 12,00 à 19,00 mm, de 0,5 en 0,5 mm.
2. Système d’irrigation et d’aspiration :
Husebye[24] et son équipe ont démontré chez le cochon l’avantage du
R.I.A par rapport à un système d’alésage traditionnel quand à la diminution de
pression centromédullaire. Avec un alésoir traditionnel, la pression moyenne était
de 188± 38 mmHg, alors qu’avec le système R.I.A, la pression n’était que de 33±8
mmHg, avec une différence significative (p<0,05).
14
- - - - - - système R.I.A
------------ alésoir traditionnel
Par ailleurs, l’AO Research Institute a utilisé le test de Gurd[37], pour tenter
de démontrer que l’utilisation du R.I.A diminuait le risque d’embolie graisseuse.
Ce phénomène a été confirmé dans les études de Pape[20] et Shult[21].
Test de Gurd
Enclouage avec R.I.A Enclouage sans R.I.A
15
L’équipe de Higgins[23], a démontré que l’alésage par le système
R.I.A entrainait moins de dégagement de chaleur qu’avec un alésoir
traditionnel.
La température moyenne mesurée à la
partie distale de la diaphyse fémorale
était significativement (p<0,025) plus
basse avec le système R.I.A
(42,0±9,1C°), qu’avec un alésoir
traditionnel (58,7±15,9C°).
III. Caractéristiques du produit d’alésage :
1. Potentiel d’ostéoinduction :
A. Définition et acteurs de l’ostéoinduction :
Selon la SOFROT (Société Française de Recherche en Orthopédie
Traumatologie), l’ostéoinduction est la capacité d’induire une différenciation
cellulaire pour synthétiser une matrice osseuse minéralisable. C’est l’une des trois
conditions indispensables à l’ostéogénèse.
16
L’ostéogénèse requiert :
1) la participation de cellules dites « ostéoformatrices » capables de
produire les ostéoblastes.
2) l’intervention de facteurs chimiques de la différenciation et de la
prolifération cellulaire capables d’orienter la différenciation cellulaire vers les
lignées ostéoblastiques et de multiplier cette population cellulaire. C’est la
capacité d’ostéoinduction.
3) la présence d’une matrice permettant l’adhésion, la prolifération et la
différenciation cellulaire et sur laquelle se fera la synthèse osseuse. C’est la
capacité d’ostéoconduction.
Ainsi, il est fondamental de comprendre que l’ostéoinduction n’est pas une
capacité cellulaire mais qu’elle est attribuable à une molécule chimique, telle une
protéine. En revanche, une cellule peut être qualifiée d’ostéogénique ou
d’ostéoformatrice.
Les principaux acteurs de l’ostéoinduction sont les BMP (Bone Morphogenic
Proteins) ou protéines morphogènes de l’os, et de façon plus discutable les PDGF
(Platelet-Derived Growth Factors) ou PRP, qui contiennent un grand nombre
de facteurs de croissance stockés dans leurs granules, les PDGF, TGF-ß 1
ou 2, IGF, VEGF ainsi que des BMP[38, 39].
C’est entre 1981 et 1988 que les trois principales équipes de recherche dirigées
par Urist, Reddi et Wozney identifient les premières BMP dont
l’Osteogenin (BMP-3) de Reddi, première BMP à porter un nom[40]. Ces trois
noms resteront attachés à la découverte et à la caractérisation des BMP.
Dans les années 90 les gènes codant de plusieurs BMP (BMP-2 à BMP-8) sont
identifiés et clonés. Ces protéines sont proches les unes des autres et
appartiennent à la famille des TGFß. La preuve indiscutable de leur capacité
d’ostéoinduction a été apportée par l’exploitation des BMP recombinantes. En
17
effet, une fois la séquence codante d’une BMP bovine connue, la séquence
humaine a pu être recherchée et identifiée par analogies grâce aux techniques de
biologie moléculaire. Cette séquence codante (le gène) est alors introduite à
l’aide d’un vecteur dans une lignée cellulaire ainsi génétiquement modifiées et
exprimant alors la BMP humaine. La protéine est récupérée puis
transplantée in vivo pour un « test d’ostéoinduction » en site extra-osseux.
C’est grâce à cette technique que la rh-BMP-2 fut, en 1990, la première BMP
recombinante à induire en site extra-osseux la formation d’un tissu
cartilagineux et osseux. La protéine recombinante était nécessaire et suffisante
pour provoquer une ostéoinduction. Plusieurs équipes ont ainsi montré les
capacités ostéoinductrices des BMP-2 à BMP-855.
Le rôle des BMP dans la consolidation d’une fracture a été largement
étudié et démontré. En site fracturaire, elles sont relarguées par les cellules
ostéoprogénitrices, les ostéoblastes et la matrice extracellulaire osseuse pour
stimuler la différenciation des CSM en chondrocytes et en ostéoblastes[41]. Les
BMP-2, -4 et -7 (étude chez le rat sur un modèle de fracture du fémur) sont
exprimées dans les cellules ostéogéniques du périoste au cours des phases
précoces de la consolidation, lors de l’ossification intramembraneuse. Leur
expression décroît ensuite rapidement. L’expression de ces trois protéines est
également forte au sein des cellules progénitrices du cartilage et des chondrocytes
en prolifération autour du foyer de fracture, lors de l’ossification enchondrale
(dès J7). Leur expression décroît avec la différenciation et la maturation des
chondrocytes. L’expression des BMP-2 et -4 reste détectable tout au long
de la consolidation dans le tissu cartilagineux alors que celle de la BMP-7
disparaît presque totalement dès le 14ème jour post-fracturaire.
L’expression des BMP dans le processus de la consolidation est variable dans le
temps et dans l’espace au sein du cal.
18
En site extra-osseux, les BMP sont également capables d’orienter la
différenciation cellulaire des CSM indifférenciées vers les lignées
ostéoblastiques. L’introduction in vivo d’une BMP en milieu extra-osseux
déclenche une série d’évènements cellulaires (à partir des cellules
environnantes de l’hôte) aboutissant à la synthèse du tissu osseux : c’est
l’ostéoinduction.
La plupart des BMP sont ostéoinductrices. Seule la BMP-1 semble
incapable d’induire une néoformation osseuse au même titre que la BMP-3 qui
inhibe l’activité ostéogénique des BMP-2,4, 6, 7 et 977. La BMP-3 (ou
ostéogénine) est par ailleurs la BMP retrouvée avec les plus fortes
concentrations au sein de la DBM (environ 65% des BMP). Elle joue
probablement un rôle de régulateur (plutôt inhibiteur) de l’ostéoinduction
en entrant en compétition avec les autres BMP sur les mêmes récepteurs
cellulaires.
Les BMP interviennent à des niveaux différents dans le processus de
l’ossification : aussi bien lors de la différenciation ou de la prolifération des
lignées cellulaires que lors de la formation de la matrice osseuse puis dans sa
minéralisation.
B. Ostéoinduction et produit d’alésage :
L’équipe de Shmidmaier[29] à comparé la quantité des divers facteurs de
croissances entre une crête iliaque et le produit d’alésage récupéré à l’aide du
RIA. Leur étude a démontré qu’il existait une plus grande quantité de FGFa,
PDGF, IGF-I, TGFß1, et BMP2 dans le produit d’alésage du RIA que dans la
crête iliaque. En revanche, il y avait moins de VEGF et VGFb dans le groupe
RIA.
19
2. Potentiel d’ostéoformation :
L’ostéoformation ou ostéogénèse correspond au phénomène de construction
de la matrice osseuse par des cellules ostéoformatrices (SOFROT).
Les publications étant nombreuses et les termes employés souvent différents
rappelons que les termes Cellule Souche Mésenchymateuse (CSM), Colony
Forming Unit-Fibroblast (CFU-F) et Mesenchymal Stem Cell (MSC) sont
superposables et désignent les mêmes cellules (des cellules souches
pluripotentes encore indifférenciées). Ces cellules peuvent donner
20
après prolifération et différenciation des lignées cellulaires osseuses,
cartilagineuses, de tissu de soutien hématopoïétique et adipeuses.
En revanche, les Bone Marrow Cells (BMC) ou plus précisément les Bone
Marrow Stromal Cells (BMSC) sont des CSM déjà orientées vers la
différenciation osseuse. Les cellules souches ne sont, par définition, pas
ostéoinductrices. Elles sont ostéogènes ou ostéoformatrices.
Wenisch[42] a réalisé une étude sur les facultés ostéoformatrices du produit
d’alésage issu de 12 patients. Il a ainsi démontré que les facultés ostéogènes du
produit d’alésage n’étaient pas dégradées par le dégagement de chaleur de
l’alésoir, et que les cellules, une fois mise en culture, débutaient leur croissance
dès le quatrième jour. Après dix jours d’incubation, la majorité de ces cellules
avaient adopté une forme cubique, et synthétisaient des facteurs histochimiques
telles que la phosphatase alcaline (fig. G), et l’ostéocalcine
(fig. G, encart). La trame minérale devenait visible à partir
de trois semaines.
Cette minéralisation, d’abord visible au microscope à
contraste de phase, devenait par la suite visible
macroscopiquement (fig. H).
21
3. Intérêts du produit d’alésage fémoral :
D’après la littérature[43-46], la prise de greffe par alésage permet de récupérer
un volume important d’os autologue avec une morbidité faible comparé à la crête
iliaque.
Le système RIA permet de fournir un volume de greffe de 30 à 90 cc. Le
volume est donc plus important qu’une prise de crête (13 à 30 cc), cependant, il
est sous forme de débris cortico-spongieux, et ne peut assurer un rôle mécanique,
telle que peut le faire un greffon tricortical issu d’une crête iliaque.
La morbidité des prélèvements est un fait établi et objectif. Le taux de
complication est variable de 2,5 à 39%. Les auteurs les plus optimistes relèvent
10% de douleurs après 1 an voire plus. La douleur n’est pas toujours très forte
mais est la conséquence d’un geste chirurgical accessoire. D’autres complications
sont fréquemment citées : hématome, cicatrice, sérome, abcès.
22
IV. Technique chirurgicale :
1. Technique de base :
1). Déterminer le diamètre maximal de l‘alésage
en fonction du diamètre de l‘isthme (environ
2mm de plus que le diamètre de l‘isthme pour
une prise de greffe ne fragilisant pas l‘os).
2). Réaliser le point d’entrée et insérer le guide
d‘alésage.
3). Attacher la tête d’alésage au tube d’assemblage
(La tête d’alésage doit tourner librement tout en
étant tenue par le tube d’assemblage).
4).Connecter les tubulures d’aspiration et
d’irrigation.
5).Introduire le système RIA dans le canal
médullaire. (L’aspiration et l’irrigation doivent
impérativement être en marche lors de l’alésage).
6). Aléser progressivement avec un mouvement de
va et vient. Irriguer pour émulsifier le produit
d‘alésage et permettre une bonne aspiration.
23
7).Retourner le filtre en
dirigeant le piston vers le bas.
Retirer le filtre interne du
canister. Pousser le piston
pour chasser le greffon hors
du filtre.
8).Réaliser la
greffe osseuse.
2. Trucs & Astuces :
Certains auteurs[47-49], dans leurs publications, se sont attachés à souligner
l’importance de certains détails lors de la réalisation technique d’une prise de
greffe à l’aide du système RIA. Son utilisation diffère de celle d’un alésoir
traditionnel, et doit respecter un certain nombre de principes afin d’éviter les
complications[50].
24
La technique la plus répandue est l’alésage antérograde du fémur, patient
en décubitus dorsal. Cependant, Quintero[47] fait remarquer qu’il est plus aisé de
réaliser un alésage fémoral concentrique par voie rétrograde, tout comme certains
auteurs, qui utilisent le RIA dans l’arthroplastie totale de genou, dans le but de
diminuer les risques d’embolie graisseuse[51]. Lowe[50] évoque également la
possibilité de choisir le tibia comme site donneur.
Tous les auteurs insistent sur l’importance de la mesure du canal
médullaire avant la réalisation de l’alésage. La mesure doit être réalisée sur des
radiographies à l’échelle 1/1, de face et de profil, ou à l’aide d’un scanner. En
effet, le canal médullaire est ellipsoïde, et son diamètre antéropostérieur est
souvent supérieur au diamètre latéromédial. De plus, il peut varier d’un sujet à
l’autre[48].
Habituellement, la taille maximale de l’alésage ne doit pas dépasser de 1 à 1,5
mm le diamètre du canal médullaire. Une autre méthode consiste à ne pas
dépasser de plus de 45% le diamètre extérieur[48, 49].
25
L’assemblage du système RIA requiert une attention toute particulière car
la majorité des complications surviennent alors que celui-ci à été mal réalisé.
Les différentes équipent[48, 49] s’accordent sur le fait que les deux étapes
primordiales sont la bonne connexion de la tête d’alésage à l’axe moteur en
faisant correspondre la pointe hexagonale du flexible à l’empreinte hexagonale de
la tête, ainsi que la mise en place convenable du bouchon d’étanchéité.
D’autre part, il est important d’utiliser un moteur rapide à faible couple, car un
moteur lent et puissant risquerait de casser le flexible hexagonal, et serait moins
efficace pour diminuer la pression centromédullaire[52].
Le point d’entrée peut être réalisé au niveau de la fossette pyriforme, ou
bien plus latéralement par rapport au sommet du grand trochanter. Il a été
démontré qu’un point d’entrée plus latéral
permettait de diminuer les risques de fractures
cervicale[53]. Cependant, il faudra alors veiller à ce
que l’angle du guide soit le plus parallèle possible
avec l’axe de la diaphyse afin d’éviter que l’alésage ne
soit excentré vers le versant médial de la diaphyse au
risque d’entraîner une fracture diaphysaire[48].
26
L’intérêt principal du système RIA par rapport aux techniques
traditionnelles de prise de greffe est le volume important de greffon, spécialement
si, en plus de la diaphyse, les condyles fémoraux sont prélevés[47]. Il faut alors
courber l’extrémité distale du guide, de façon à épouser la forme du condyle. On
peut alors pousser d’emblée le guide jusqu'à un des condyles, ou bien le placer au
milieu lors de l’alésage diaphysaire, puis le replacer pour aléser en distalité.
Lors de l’alésage, il faut effectuer des mouvements régulier de va et viens,
entrecoupés de courtes pauses afin d’obtenir le meilleur rapport irrigation/
aspiration. Lorsque l’alésoir avance, il n’y a pas, ou peu, de phénomène
d’irrigation, en revanche l’aspiration est favorisée. Les courtes pauses permettent
d’augmenter l’irrigation, et lors de la phase de recul, il se crée une zone de
moindre pression en avant de la tête d’alésage, qui favorise l’irrigation. Plus il y a
d’irrigation, plus la masse d’os corticospongieux est diluée, plus elle sera
facilement aspirée. Le succès du R.I.A dépend donc du rapport
irrigation/aspiration, qui lui-même dépend de l’amplitude et de la fréquence des
mouvements. Des mouvements plus amples et plus rapide, comme ceux que l’on
exécute lors d’un alésage classique, auraient tendance à insuffisamment irriguer le
greffon, qui serait plus dense, et donc plus difficile à aspirer. C’est là l’erreur la
plus communément commise, et expliquant la courbe d’apprentissage lié à cette
technique[48]. Enfin, il faut veiller à couper l’aspiration en cas d’interruption de
27
l’alésage (par exemple si le guide doit être repositionné, ou lors du changement
impromptu d’une poche de sérum), car l’aspiration continue engendre un
saignement inutile.
Les recommandations fondamentales lors de l’alésage avaient été décrites
par Küntscher en 1967[12, 54]. Avec le système R.I.A, apparaissent de nouvelles
recommandations [47-49]:
1). Effectuer les mouvements de va et viens entrecoupés de courtes pauses, afin
d’optimiser le rapport Irrigation/aspiration. Spécialement lors du passage au
niveau de l’isthme.
2). Insister sur l’amplitude des mouvements à l’approche du fémur distal, où la
masse d’os spongieux est plus importante, afin d’en recueillir un maximum.
3). Utiliser l’amplificateur de brillance sur plusieurs incidences aussi souvent que
nécessaire afin de réaliser un alésage le plus centré possible tout en évitant les
fausses routes tout particulièrement chez le sujet ostéoporotique.
4). Veiller à couper l’aspiration pour éviter un saignement inutile.
28
3. Complications :
Finnan[55], au cours d’une étude cadavérique, avait démontré l’innocuité
de l’alésage fémoral, cependant il en va autrement sur le vivant. Lowe[50] et son
équipe se sont tout particulièrement penchés sur les complications liées à
l’utilisation du R.I.A. Ils ont dénombré six cas de complications lié au R.I.A, dont
quatre cas de fractures (tableau 1).
Cas n°1 Cas n°2 Cas n°3 Cas n°4
29
Pour les quatre premiers cas, la fracture est survenue entre 2 et 15 jours
postopératoire, lors de traumatisme à faible énergie.
Après analyse, il apparait que chacune des complications étaient liées soit à un
défaut de planification préopératoire (cas n°2 et 5), soit à une erreur technique
lors de l’alésage (cas n°1, 3, 4, 6).
Quintero[47], à bien démontré l’importance du contrôle de
face et de profil de la position de la tige guide lors de l’ alésage. Un
scanner postopératoire peu révéler une brèche corticale passée
inaperçue.
Pape[48] insiste sur le contrôle scopique, notamment en cas d’alésage au
niveau des condyles fémoraux.
30
ETUDE CLINIQUE
Le service a débuté son expérience du RIA en 2007. Il s’agissait de la
première utilisation française de ce matériel. Depuis, nous l’utilisons
régulièrement pour combler les pertes de substances osseuses, en Traumatologie
ou en Orthopédie tumorale, tant au niveau du membre inférieur, qu’au membre
supérieur.
Chaque patients étant un cas singulier, souvent multi-opérés, la compilation de
chacun de ceux-ci constituerai une série trop hétérogène pour être sujette à une
étude. Nous illustrerons donc notre propos en présentant divers cas isolément.
I. Cas clinique n°1 :
Il s’agit d’un homme de 45 ans, sans emploi, victime d’un accident de la voie
publique à moto le 03/08/2007. Il n’a pas d’antécédents notables (tabagisme,
diabète, artérite, os pathologique, prise d’AINS au long cours).
L’examen clinique initial révèle une fracture ouverte de jambe gauche Gustilo III
b, avec une perte de substance osseuse initiale, et une ischémie positionnelle du
pied. Dans un premier temps, la fracture est stabilisée à l’aide d’un fixateur
externe monoplan (le 03/09/2007), puis le patient est transféré dans le service où
nous réalisons un enclouage centromédullaire associé à un brochage de la fibula.
31
Les suites immédiates sont marquées par une nécrose cutanée nécessitant la
réalisation d’une couverture par lambeau (18/09/2007) associé à une stabilisation
par fixateur externe Hoffmann II™ au cours de laquelle le fragment
intermédiaire est réséqué. La perte de substance osseuse mesure de face 45mm
sur la corticale externe, 75mm sur la corticale interne, et de profil, 45mm sur la
corticale antérieure, 30 mm sur la corticale postérieure. Elle est donc classée
Catagni B1.
Celle-ci est ci est comblée par une entretoise en ciment (Palacos-Genta™), afin
qu’une membrane[5, 6] se forme en vue de la future greffe.
Le patient est réopéré plusieurs fois pour modification du fixateur, nettoyage du
lambeau et couverture cutanée.
32
La greffe osseuse est réalisée le 30/04/2008, à l’aide du système R.I.A, soit
huit mois et demi après le traumatisme.
Six mois après la greffe, le greffon est corticalisé, cependant, l’aspect n’autorise
pas l’ablation du fixateur externe qui est modifié afin de libérer la cheville.
33
Le fixateur externe est retiré le 24/04/2009, soit un an après la greffe. L’appui
complet est retrouvé un mois après.
Bien que la cheville soit souple, le patient marche avec une canne. On note sur la
radio de face un cal vicieux de cheville en varus de 15°.
34
II. Cas clinique n°2 :
Il s’agit d’un homme de 38 ans, sans emploi, victime d’une chute en état
d’ébriété le 30/06/2007. Il a pour antécédent un tabagisme à 15 paquets/année, et
un alcoolisme chronique. L’examen clinique initial révèle une fracture fermée de
jambe gauche avec un mauvais état cutané qui conduit à réaliser une
ostéosynthèse par fixateur externe Orthofix™.
Les suites sont marquées par une ostéite à staphylocoque coagulase négative, qui
conduit à une reprise chirurgicale le 18/04/2008, au cours de laquelle on réalise
un nettoyage du foyer de fracture avec une résection osseuse, et la mise en place
d’une entretoise en ciment.
La perte de substance osseuse mesure de face 50 mm sur la corticale externe, 45
mm sur la corticale interne, et de profil 50 mm sur les corticales antérieure et
postérieure. Elle est donc classé Catagni B1.
35
La greffe osseuse est effectuée à l’aide du système R.I.A le 02/06/2008, soit 6
semaines après la mise en place de l’entretoise en ciment. Pour augmenter le
volume du greffon, on y adjoint de l’OstéOpure™. On note que sur les radios
postopératoires, le greffon a une meilleure densité que lorsqu’on utilise le produit
d’alésage seul.
36
Neuf mois sont nécessaires pour récupérer un appui complet. On note sur les
radios un flessum de 15°.
37
III. Cas clinique n°3 :
Il s’agit d’un homme de 46 ans, éboueur, victime d’un
accident du travail en 2002 au cours duquel sa jambe gauche à été
écrasée. Il a pour antécédents un tabagisme à 6 paquets/année, et
une hépatite C.
La prise en charge initiale avait eu lieu dans un autre
établissement, où après un brochage ayant conduit à une
pseudarthrose, il avait été réalisé une cure de pseudarthrose par
fibula vascularisée et greffe osseuse dont les suites avaient été
marquées par une pseudarthrose septique à staphylocoque
auréus et bacille pyocyanique.
Le patient est pris en charge dans le service le 12/03/2009, ou
une première cure d’ostéite est réalisée avec mise en place
d’un fixateur externe Hoffman II™, et d’une entretoise en
ciment. S’en suit plusieurs interventions dont une anastomose
tibiale antérieure, un lambeau fascio-cutané surale et une greffe
de peau.
La perte de substance osseuse mesure de face 70 mm sur la
corticale médiale, 5o mm sur la corticale latérale, et de profil,
50 mm sur la corticale antérieure, 45 mm sur la corticale
postérieure. Elle est donc classée Catagni B1.
38
La greffe osseuse est réalisée le 22/09/2009 (soit 6 mois après la première
intervention) à l’aide du système R.I.A, on ajoute au greffon de l’OstéOpure™
afin d’augmenter son volume et sa densité, la fibula est alignée sur une broche
centromédullaire. L’épiphyse distale ayant été réséquée au cours des différentes
interventions de cure d’ostéite, le dôme talien est avivé afin d’obtenir une
arthrodèse.
Finalement, compte tenu de l’insensibilité du pied, sujet à des ulcérations
chroniques, le patient est amputé en jambe, sans attendre la consolidation, ce qui
lui confère une bien meilleure autonomie grâce à l’orthèse adaptée.
39
IV. Cas clinique n°4 :
Il s’agit d’un patient de 41 ans, responsable logistique, victime d’une chute lors
d’une activité sportive le 29/06/2008. Il a pour antécédents un tabagisme évalué à
6 paquets/année.
L’examen clinique initial révèle une fracture fermée du quart distal de jambe
droite. Il est réalisé dans un premier temps une ostéosynthèse par 2 plaques. Les
suites opératoires à long terme sont marquées par un sepsis chronique sur ostéite
à staphylocoque auréus.
Le 24/03/2009 on effectue une résection osseuse intéressant la portion
métaphyso-épiphysaire distale du tibia, la mise en place d’une entretoise en
ciment, et la stabilisation par fixateur externe Hoffmann II™. La perte de
substance mesure de face 50 mm sur la corticale externe, 70 mm sur la corticale
interne, et de profil, 65 mm sur la corticale antérieure, et 75 mm sur la corticale
postérieure. Elle est donc classée Catagni B1.
40
Six interventions sont nécessaires pour assécher le foyer, dont deux lambeaux et
une greffe de peau.
La greffe osseuse est réalisée le 02/11/2009 à l’aide du système R.I.A.
Quatre moi après, on constate la consolidation de la partie inférieure du foyer.
Au niveau de la partie supérieure de la greffe, le cal semble encore être
incomplet, phénomène sans doute du au caractère « sableux » du greffon qui a
tendance à être attiré vers le bas.
41
V. Cas clinique n°5 :
Il s’agit d’un patient de 32 ans, conducteur de bus, victime d’un accident de la
voie publique à moto le 25/11/2007. Il a pour antécédent un tabagisme à 4
paquets/année.
Le bilan clinique initial révèle une fracture ouverte du tiers distal de jambe droite
Gustilo IIIb, avec une perte de substance osseuse au dépend du tibia.
Dans un premier temps, la fracture est ostéosynthésée par un clou
centromédullaire. Les suites opératoires sont marquées par l’apparition d’une
fistule avec écoulement purulent et nécrose cutanée.
Le patient est alors adressé dans le service pour la prise en charge de la
pseudarthrose septique.
42
Le 20/12/2007 est réalisée la cure de pseudarthrose septique avec résection
tissulaire et osseuse, mise en place d’une entretoise en ciment, lambeau de
couverture et stabilisation par un fixateur externe hybride Hoffmann II™ et
Orthofix™.
La perte de substance osseuse mesure de face 40 mm sur la corticale externe, 50
mm sur la corticale interne, et de profil, 50 mm sur la corticale antérieure, et 40
mm sur la corticale postérieure. Elle est donc classée Catagni B3 en raison d’un
raccourcissement de 2 cm au niveau de la fibula.
43
La greffe osseuse est réalisée le 19/05/2008, à l’aide du système R.I.A.
Après ablation du fixateur externe et reprise progressive de l’appui, le patient
marche sans canne avec appui total à partir du 27/10/2008.
Cependant, on assiste progressivement à une incurvation plastique de la
zone de reconstruction, là encore par résorption métaphysaire partielle au foyer
supérieur de la greffe.
La déformation nécessite une stabilisation par GITP le 02/02/2009 ; persiste un
varus de 20° qui n’entrave pas la marche du patient et la reprise de son activité
professionnelle.
44
CONCLUSION
Bien qu’il existe de nombreuses techniques de prise en charge des pertes de
substances osseuses, elles obéissent toute au même schéma constitué par trois
temps, séparés ou combinés.
Le premier temps est celui de la « mise à plat » du foyer. On procède au
parage c'est-à-dire à l’excision et au débridement des tissus surinfectés et
nécrotiques, et à l’exérèse du foyer d’ostéite et de l’os scléreux sans vitalité. C’est
la phase d’assèchement.
Le deuxième temps est celui de la réparation des parties molles, en utilisant
parfois l’artifice des lambeaux libres ou pédiculés, afin d’assurer la couverture de
l’os, indispensable à sa consolidation. C’est la phase de recouvrement.
Le troisième temps est celui de la reconstruction osseuse proprement dite.
Quelle que soit la technique employée, elle à pour but d’obtenir la consolidation.
C’est dans cette troisième phase que s’inscrit la technique du R.I.A.
Comme toutes les techniques, elle présente des avantages comme sa nature
d’autogreffe, le volume du greffon ou son caractère peu invasif, mais aussi des
inconvénients, comme son absence de qualité mécanique initiale, et sa texture
sableuse.
Reste encore à déterminer la conséquence mécanique de l’alésage du fémur lors
de la remise en charge. Nous travaillons actuellement sur le sujet, en collaboration
avec le Laboratoire de Biomécanique de l’ENSAM. Le but étant de constituer, à
partir des données d’imagerie et de tests mécaniques à la rupture de fémurs avant
et après alésage, un modèle mécanique informatisé en trois dimensions
permettant d’anticiper le diamètre maximal d’alésage, sans risque de fracture.
45
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