Couples de frottements dans les prothèses totales de hanche

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Aurore Milot
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1 Couples de frottements dans les prothèses totales de hanche Redouane Si larbi, N.Soal, A.Benbouzid E.H.S Professeur Boukhroufa, Hopital de Ben Aknoun

3 Le couple de frottement entre la tête et le cotyle = Facteur le plus important dans la survie de la prothèse Registre suédois : Couple polyéthylène / métal (< 55 ans) survie à 10 ans = 80% INACCEPTABLE!

4 1962 : CHARNLEY Couple polyéthylène / métal Tige monobloc Tête 22.2 mm 1970 : MULER,Mac Farlan Tête 32 mm Moins de luxations

5 Modularité de la tige Modularité Nouveaux couples de frottements CoCr acier Mais! nouveau concept = nouveaux problèmes corrosion chimique Usure par micromouvements Possibilité de soudure.etc

6 Modularité Modularité acétabulaire Début années 80 But : éviter de cimenter Beaucoup de descellement début années 90

7 Calibre des têtes mm But : plus de stabilité et plus de mouvement Mais! L usure volumétrique est proportionnelle à la surface de frottement usure tête 32 > 22.2 Morrey (JBJS 1989) : taux de révision X 3 avec tête 32 mm!!

8 Calibre des têtes Donc, avec un couple de frottement dur sur souple petit diamètre de tête Les plus gros diamètres de tête devraient être réservés à des couples de frottement dur sur dur

9 Etat de la surface de la tête : Le plus lisse possible Une rayure de 0.2 micron sur tête métallique Usure polyéthylène X 6 d où la recherche de matériaux plus résistants à la rayure : Céramique d alumine (début années 70) Zircone (fin années 80)

10 Usure multidirectionnelle

11 Usure des couples : Méthodes de mesure In vitro : les tests tribologiques Indispensables mais l extrapolation est aléatoires et délicate In vivo : Radiographie Moyen de mesure le plus simple, le plus utilisé mais aussi le moins fiable Ne tient pas compte de l aspect multidirectionnel de l usure Résultats: Couple acier-pe-22.2mm : usure 0.1mm/an Tête céramique 32mm use PE deux fois moins que tête métal 32mm

12 Usure des couples : Méthodes de mesure Biologie : Mesure de concentrations urinaires en Co,Al,Ti.. Pas de bonne corrélation avec l usure réelle. Usure réelle: étude des explants Hall (J Arthroplasty 1998): La sous évaluation radiologique de l usure est de l ordre de 20% l usure est multidirectionnelle

14 Matériaux actuellement utilisés Polyéthylène (versant acétabulaire(0,1mm/an)) :PE > HMWPE (high MOLECULAR AND ULTRA HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE).> PE réticulé PE usinés moulage en compression Gamma stérilisation à l air milieu inerte

15 Matériaux actuellement utilisés Alliage cobalt-chrome : 3ème génération Peut s utiliser soit en couple CoCr/poly soit en couple CoCr/CoCr

16 Matériaux actuellement utilisés Titane et alliages de titane Plus dur que le CoCr Utilisés surtout au niveau des tiges Couple titane/titane est à éviter en raison de la dureté Déchaussement des graines de TiO2 (3eme corps) incrustation usure précoce

17 Matériaux actuellement utilisés Céramique d alumine : Avantages par rapport au métal : Plus grande mouillabilité Plus dur Plus grande résistance à l usure par 3eme corps Inconvénients : Sensible aux chocs Letournel : implantations 30/10000 Semlitsch 1996 : 1.5/10000 Holmer 1993 : 2000 PTH 0 fracture (Biolox 28mm) 300 PTH 5 fractures (alumine Biomet)

18 Derniers développements sur le PE «cross-linked PE» : taux d usure annuel de 45 à 97% en moins que le PE classique (usure: 0.05mm/an) Les polyéthylènes hautement réticulées enrichis en vitamine E constituent la dernière génération. Effet des petites particules libérées?? Le 14èmesymposium BIOLOX Las Vegas mai 2012

20 Derniers développements sur les céramiques Propriétés mécaniques dépendent de la pureté et la qualité de la poudre initiale La qualité de la manufacture est le facteur déterminant dans les fractures des céramiques Aux USA entre 2000 et 2005 («Biolox-CeramicTec) 2 millions implants distribués : 314 fractures (0.016%) Mehmood J surg orth 2006

$de fracture est estimé à : 0.02% tête 0.$

21 Derniers développements sur les céramiques A ce jour, le risque de fracture est estimé à : 0.02% tête % insert acétabulaire

22 Derniers développements sur les céramiques

23 Derniers développements sur le métal/métal Progrès au niveau de la fabrication : Diminution taux de carbone Diminue la rugosité de surface et améliore le polissage A ce jour, le taux d usure d un couple métal/métal est 25 fois moins que le couple PE classique

Derniers développements sur le métal/métal Aux USA, depuis 1999, 150000 implants posés : effet systémique des ions est encore inconnu le

24 Derniers développements sur le métal/métal Aux USA, depuis 1999, implants posés : effet systémique des ions est encore inconnu le risque cancérigène est encore à explorer ce couple est contre indiqué chez jeune femme en âge de procréer et chez les insuffisants rénaux.

25 Conclusion il n y a pas de réponse définitive. Le choix du couple de frottement est très large du fait des associations possibles. Il existe d autres types de prothèses de hanche que nous n avons pas citées pour nous intéresser qu à la Prothèse Totale classique. Chaque couple de frottement ( ou de glissement devrait-on dire) présente des avantages et des inconvénients mécaniques et tribologiques.

26 Conclusion Même si tous ces matériaux répondent à des normes précises, il faut garder à l esprit qu une prothèse est un implant artificiel qui n est pas inusable ou incassable. Tous les choix sont licites dans la mesure où il faut adapter les matériaux choisis aux : conditions anatomiques et physiologiques, à l utilisation qui sera faite de la hanche prothésée par le futur opéré.

27 C est une décision à prendre lors de la consultation en accord avec le chirurgien

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