Séance du mercredi 4 mars 2015

FRANCE TERRE D'INNOVATION EN CHIRURGIE ORTHOPÉDIQUE
14h30-17h00, Les Cordeliers
Modérateur : Jacques CATON (Lyon)

Résumé
Le couple de frottement céramique d’alumine a été initié en France par Pierre Boutin un chirurgien de Pau. Marquée au début par les problèmes mécaniques de fracture, son utilisation s’est généralisée. Les améliorations successives du produit ont permis progressivement d’en faire un matériel très performant. Caractérisé par une usure très faible, expliquant l’absence de réactions macrophagiques, il est aussi remarquable par la tolérance surtout chez des patients jeunes ou actifs, ce qui évite les réinterventions précoces. De plus la génération d’un tissu fibreux dense explique la remarquable stabilité des prothèses l’utilisant. Actuellement il est reconnu de par le monde comme le couple idéal dans la population la plus active et ceci repose sur les données des registres australiens ou anglais. En France il représente actuellement 40% des prothèses implantées, c’est aussi le cas en Corée ou en Angleterre, en Allemagne. Aux USA, il a été longtemps supplanté par le couple métal sur métal. A la suite des échecs documentés de ce couple, il reprend actuellement de l’importance et ce malgré les campagnes médiatiques sur la génération de bruits ou le risque de fractures qui sont en fait d’une grande rareté. Les taux de succès sont importants. Nous avons publié des chiffres à 20 ans : 10% de réintervention. L’avantage principal est d’autoriser la pratique de sports à haut niveau de risque sans problèmes majeurs.

Commentateur: Jacques CATON

Résumé
L’enclouage centromédullaire, décrit par G. Küntscher en 1939, s’adressait au traitement des lésions diaphysaires. Ce même auteur avait adapté sa méthode aux fractures trochantériennes, mais avec des problèmes techniques liés à la tenue de l’implant dans la tête fémorale. L’école strasbourgeoise, sous l’impulsion de Kempf et Grosse, a développé dès les années 1970 l’enclouage centromédullaire avec verrouillage pour le traitement à foyer fermé des lésions diaphysaires. Le développement du clou Gamma™ à partir de 1984 en est l’évolution naturelle pour le traitement des fractures trochantériennes. Le clou Gamma™ est un clou court servant de support à une vis cervicale solidarisée au clou par une vis de blocage. L'implant est lui-même verrouillé à la diaphyse fémorale par une vis corticale. La technique s'effectue à foyer fermé de façon mini-invasive.
Les développements au niveau des implants (qui existent maintenant dans des versions longues) mais également du matériel ancillaire ont été effectués à Strasbourg avec une collaboration internationale (avec des collègues américains et asiatiques entre autres). Plus de 3 million de clous Gamma™ ont été implantés dans le monde, les opérateurs ayant été séduits par la facilité de la technique de pose et les possibilités de remise en charge rapide des patients opérés.
De nouveaux développements, fondés sur l’aide informatisée à la mise en place de la vis cervicale, ainsi que des systèmes de visée externe ont été mis au point très récemment et facilitent encore la technique opératoire.

Commentateur: Emmanuel BAULOT

Résumé
Cette véritable Odyssée d’une invention d’un chirurgien universitaire dijonnais, Paul Grammont, démarre d’un constat unanime à la fin des années 1970 : l'impossibilité d'obtenir par arthroplastie prothétique d’épaule un bon résultat fonctionnel dans l'omarthrose associée à une rupture irréparable de la coiffe des rotateurs. Charles Neer lui-même parlait devant cette pathologie de « limited goals surgery ». C’est partant de l’Anatomie Comparée que Paul Grammont expliquait la faillite mécanique de l’épaule de l’homme actuel. Il analysait : l’acquisition de la position érigée chez l’homme libère son l’épaule qui développe de nouvelles compétences fonctionnelles mais celles-ci dépassent ses véritables possibilités organiques avec un changement majeur : une atrophie relative du sus épineux couplée à la latéralisation de l’acromion renforçant le deltoïde moyen aboutissant à un réel déséquilibre mécanique aux dépends de la coiffe avec pour conséquence la faillite mécanique du système. C’est ensuite par une approche théorique purement mathématique que le concept mécanique original nécessaire au rééquilibrage intrinsèque du deltoïde moyen a été démontré et énoncé dans le travail dirigé par P. Grammont dans le rapport de fin d'études des ingénieurs J. Bourgon et P. Pelzer ((Université de Dijon, E.C.M.A de Lyon,Juin 1981) intitulé "Etude d'un modèle mécanique de prothèse totale d'épaule. Réalisation d'un prototype".
Je cite « .. il en résulte le principe suivant : médialiser le centre de rotation de l’articulation scapulo-humérale, donc augmenter le bras de levier du deltoïde pallie la suppression d’activité du muscle sus-épineux. Ainsi, nous allons chercher à déplacer l’articulation mobile vers l’omoplate, mais sans déplacer la position de l’humérus par rapport à l’omoplate. En effet, si dans le même temps on intériorisait l’humérus, le bras de levier deltoïdien serait conservé et non pas augmenté………. mais retenant l’idée d’un centre de rotation interne, le passage de l’humérus sous la voûte acromiale sera plus difficile encore. Nous serons amenés dans un premier temps à abaisser le centre de rotation ».
Le concept mécanique original de MEDIALISATION du centre de rotation était né, définissant ainsi le cahier des charges d’une prothèse innovante avec inversion des formes. La rupture avec l’anatomie est totale, brutale, c’est une vraie « révolution ». Le premier prototype sera fabriqué en 1985 et baptisé TROMPETTE. Constitué d’une pièce humérale en polyéthylène et d’une pièce glénoïdienne représentant les deux tiers d’une sphère de 44 mm de diamètre, son centre de rotation, médialisé, unique et fixe se projette sur le plan de la glène. Ce prototype sera testé et validé sur un modèle expérimental de type Strasser dans le travail de X. Deries intitulé : « Approche biomécanique du retentissement sur les forces deltoïdiennes de la modification du centre de rotation d'une prothèse d'épaule dans le mouvement d'abduction ( D.E.A. Université Paris XI ,1986). La première implantation dijonnaise se fera début 1986. Par améliorations successives arrivera en 1991 une première génération de prothèse modulaire dite DELTA III constituée de 5 pièces : platine glénoïdienne fixée par 2 vis polaires divergentes et 2 vis équatoriales avec hémi-sphère glénoïdienne vissée, cupule polyéthylène, métaphyse et diaphyse pour le versant huméral). Cette prothèse est la « mère » de toutes les prothèses actuelles. L’accueil sera mitigé mais devant la qualité des résultats fonctionnels obtenus sur la mobilité active en particulier en flexion antérieure la diffusion devient française puis rapidement européenne. Enfin après l’obtention de l’agrément « FDA » aux Etats-Unis en 2004, la diffusion devient planétaire. L’analyse des premières séries montrera l’apparition d’une complication spécifique et fréquente, l’encoche scapulaire pouvant compromettre la fixation glénoidienne à moyen terme. Des solutions seront rapidement proposées pour en diminuer la survenue et l’importance. Actuellement environ 60% des prothèses d’épaules implantées sont de type inversé, et les perspectives d’augmentation de poses sont de 15% par an.
Cette invention originale et majeure d’un chirurgien français, développée en partenariat avec le laboratoire français Medinov, donc 100% française, a permis d’introduire une solution efficace pour traiter un problème resté jusque-là sans réponse.

Commentateur: Laurent SEDEL

Résumé
Depuis 1962, date de la première prothèse de hanche, après les premiers essais des frères JUDET en 1946-1948, la luxation est devenue un risque majeur dans cette chirurgie. En effet, outre les luxations post opératoires, J. CATON et D. BERRY ont montré en 2004 que ce risque était cumulatif tout au long de la vie de l'implant sur plus de 25 ans. Par ailleurs, les registres nationaux de suivi des PTH ont confirmé ces données et démontré qu'il s'agit actuellement de la cause la plus fréquente de reprises.
Sur le plan biomécanique, l'augmentation du diamètre de la tête prothétique permet de diminuer ce risque en augmentant la distance de luxation appelé "Jump distance" par G. MASSE et H. WAGNER. Néanmoins, cette augmentation du diamètre a une limite à 36 mm. Au-delà de celle-ci, un certain nombre de problèmes apparaissent sur le col prothétique ("fretting-corrosion"), débris métalliques dans les couples métal/métal, excentration du centre de rotation, bruits et grincements dans le couple céramique/céramique.
De 1974 à 1977, Gilles BOUSQUET de St Etienne et son ingénieur André RAMBERT ont mis au point un nouveau concept appelé cupule à double mobilité (DM) présentant les avantages d'une grosse tête supérieure à 36 mm de diamètre, sans en avoir les inconvénients. Le principe en est simple en apparence : il s'agit de deux cupules se mobilisant l'une dans l'autre, d'abord la tête métallique prothétique rétentive dans une cupule polyéthylène (PE) (petite articulation), puis par un phénomène de recrutement, la cupule PE se mobilise dans une cupule métallique fixée dans l'acétabulum (grande articulation ) : ceci permet d'augmenter la mobilité de la hanche en diminuant, voire supprimant les possibilités de luxation. Par ailleurs, en 2003, D. NOYER a mis en évidence, dans ce système, une pseudo articulation entre le col prothétique métallique et les bords de la cupule PE qu'il a appelé à juste titre « troisième articulation ».
De nombreuses modifications ont été apportées par différents concepteurs à partir de cette prothèse initiale baptisée par G. BOUSQUET en 1977, cupule NOVAE. Ces modifications ont porté sur la fixation de la cupule métallique, son matériau, la géométrie de la cupule PE et son anneau de rétention, et enfin sur la troisième articulation afin d'optimiser les contacts et d'éviter le maximum de conflits, générateurs d'usure et donc de débris. Ceci a abouti à classer en fonction du temps ces cupules DM en première, deuxième et troisième génération.
La cupule métallique actuelle que nous utilisons bénéficie d'un dessein mixte à la fois hémisphérique et géométrique. Elle est en chrome-cobalt avec une surface externe sans ciment ré habitable avec des éléments de fixation, une surface interne lisse ultrapolie, une cupule PE de volume plus large avec un anneau de rétention inférieur de 2 mm au diamètre de la tête prothétique et un bord largement chanfreiné pour optimiser le contact avec le col prothétique ultra brillant, rond, et de petit diamètre si possible.
Les résultats sur la luxation sont excellents de 0 à 1% sur les PTH pour lésions dégénératives et inférieurs à 1.5% dans les fractures du col fémoral. Leur taux de reprise est de moins de 2% à 10 ans de recul.
Cette cupule à DM, spécificité française, peut être considérée comme une deuxième révolution dans le domaine des PTH faisant quasiment disparaitre une complication invalidante qui était la luxation.

Commentateur: Jean DUBOUSSET

Abstract
Introduction: In 1946-1948, JUDET brothers performed the first series of THA. Only 16 years later in 1962, date of the first moderne THA by Sir John CHARNLEY long-term FU demonstrates very good functional results, with an 85% survivorship at 25y and 65% at 40y FU. But dislocation still remains an unsolved and major risk.
Dislocation may occur throughout patients' and implants' lives and was termed «cumulative risk» by J CATON and D BERRY in 2004. The risk of CHARNLEY's THA increases by 1% every 5y according to D BERRY and by 1.39% every 5y according to J CATON. According to national implant registries in SWEDEN, AUSTRALIA, ENGLAND and WALES, dislocations also become the prime reason for revisions in the first 2y after THA.
Biomechanics show that a wider diameter of the head prosthesis increases the «jump distance» (the head displacement required to escape the socket) and hence reduces the dislocation risk. Large femoral heads are being increasingly used in routine THA; however there are limitations associated with a larger femoral head component, such as the risk of increased wear, and with a head diameter superior to 36mm, an increased risk of head/ neck taper fretting and corrosion (with the risk of an adverse reaction to metal debris) and also for ceramic on ceramic bearings, an increased risk of noises and squeaking.
Dual mobility liners represent an alternative to large femoral heads and were developed in FRANCE in the early seventies (1974-1977) by Gilles BOUSQUET from SAINT ETIENNE and his engineer Andre RAMBERT.
Biomechanical principles: The concept is a large head free of the adverse effects of the over-36mm diameter head.
The biomechanical principles are very simple: a small (22.2 or 28mm) metallic or ceramic head, which is snap-fit within a large PE cup or «head» (smaller joint), and which nowadays hinges on a metal chrome-cobalt cup with a highly polished inner surface (larger joint).
This DMC improves the movement capacity range of motion by a two-step recruitment mobility phenomenon: first with the inner (smaller) articulation and then the outer (larger) one, thus increasing the jump distance and enhancing the stability of the hip.
In 2003 Daniel NOYER (France) described a «third articulation» in this system, between the stem neck and the chamfer of the PE cup, true metal/ PE bearing. In 1977 the first DM cup, named NOVAETM, was manufactured by SERF.
Since 1977 many modifications have taken place, though based on the same principle: a metallic shell (stainless steel, or in our case, chrome cobalt in QUATTROTM from the LEPINE group), either cemented or cementless (with a double-layer titanium plasma spray and HA), on the PE insert (standard or HXLPE, lower or high inducing more resistance to plastic deformation), a true chamfer to optimize the neck contact (by making it thinner, and a real retentive rim to avoid the dislocation of the metallic head).
Today the DMC are used routinely in FRANCE, in some European countries, but also in the USA, particularly for high-risk patients.
The technique for performing a THA using a DMC is similar to a standard THA (approach, cup positioning...)

Résumé
Histoire du CD : Cette innovation française est venue de la rencontre de deux hommes à l’esprit « Ouvert » en Décembre 1982. Yves Cotrel : qui avait une longue expérience (plus de 20 ans) de la Scoliose à Berck Plage voulait pour les arthrodèses une instrumentation et une greffe stable pour se passer du plâtre Post Opératoire ! Yves qui avait cessé toute activité chirurgicale pour des problèmes de santé avait imaginé un système de fixation en cadre de chaque côté de la colonne avec des tiges d’acier inox et de multiples crochets fermés ou ouverts permettant une stabilité excellente pour éviter le plâtre post op. Jean Dubousset : avait une expérience plus récente (10 ans) de la scoliose mais avait remarqué depuis le début le caractère 3D de la déformation scoliotique et se trouvait insatisfait des techniques de correction par Harrington en arrière ou Dwyer en avant. Il voulait approcher une correction 3D. C’est le 21 janvier 1983 que le premier cas était réalisé à St Vincent de Paul après accord des parents et du directeur de l’Hôpital. Le patient était debout le deuxième jour sans plâtre. Pour les six premiers cas les tiges étaient placées de façon rectiligne. Mais pour le septième cas la courbure trop rigide oblige de cintrer la tige pour lui faire pénétrer les crochets En manipulant la tige dans les crochets je m’aperçois que les « épineuses bougent » ! En un instant la manœuvre de rotation sur elle-même de la tige pré-cintrée est imaginée, modifiant simultanément l’alignement de face et de profil des éléments rachidien. Le 3D entrait dans la pratique. Chaque semaine pendant six mois un nouveau cas était opéré et les instruments ancillaires et de nouveaux implants étaient inventés et testés dès la semaine suivante grâce à la petite compagnie Sofamor que génialement Yves Cotrel avait créée. Le CD était six mois plus tard appliqué aux scolioses adultes grâce à Michel Guillaumat. Toujours sans plâtre post op. En 1985 les vis pédiculaires y étaient intégrées avec l’aide de Raymond Roy Camille. Les principes de stratégies et techniques étaient enseignés d’abord en France puis dans le monde entier grâce au Groupe international CD. Le système baptisé un moment instrumentation universelle, allait révolutionner la chirurgie rachidienne dans le monde entier puisque les principes de stratégie et de technique persistent dans quasiment toutes les instrumentations modernes (plus ou moins copies du CD) réalisées partout dans le monde. Sofamor a été ensuite racheté par Danek, puis par Medtronic compagnie américaine.

Abstract
The came out because of the meeting of 2 « open minds » Yves Cotrel who had a great experience of scoliosis was looking for an instrumentation able to avoid any post-operative immobilization and Jean Dubousset, with much less experience in scoliosis surgery had remark that the scoliosis deformity was 3 dimensional and that the existing device to correct it, the Harrington instrumentation (from post) or Dwyer instrumentation (from ant) were not working to produce a 3D correction, so was looking to try to obtain a device able to correct 3D.
It was why on 23 January 1983 the first case was operate on by Jean Dubousset thank to the prototype produce by the company developed by Yves Cotrel, according the principle to have instrumentation on both side of the curve with bone fixation (segmental) realized thank to hooks (pedicular and laminar) attached to 2 parallel rods, linked themselves by 2 transverse DTT system (already used and designed by Yves Cotrel to improve Harrington instrumentation stability). The surgery was done with the clever acceptation not only of the family but also from the director of the hospital St Vincent de Paul, Christain Paire.
The result was ok, the patient get up 2 days after surgery without cast and brace. Every week a new case was done with improvement of new instruments, realized promptly thanks to the efficacy of the company (SOFAMOR). Around the 10th case the stiffness of the curve required bending of the rods to enter the hooks doing so, Jean Dubousset who was doing the surgery remark that moving the rods inside the hooks, the spine was moving and in one second the rotation of a present rod as a reduction maneuver was discovered.
After a good experience, 8 month later the instrumentation was experimented and used with and by Michel Guillaunat for adult patients always without postoperative cast or brace.
This instrumentation was a real revolution and was the begining of a wide expansion for the adult patients as well as for short instrumentation or large curves and used for any kind of pathologies, idiopathic, congenital, paralytic, traumatic, etc…
In addition thanks to the genious of Yves Cotrel a large teaching program with interactive exchange between the surgeons was developed all over the world under the name of GICD (Group International CD) with yearly meetings everywhere in the world.
Finally the French company created by Yves Cotrel became associate with then completely absorbed by an american one, Medtronic.
With a large part of the money coming from this decision Yves Cotrel create (under the control of Institut de France) the Yves Cotrel Foundation, completely devolved to the research about the etiology of idiopathic scoliosis with 30 laboratories all around the world sponsored by the foundation with yearly meeting in Paris to control and present all the discoveries leading to better understanding and improved treatment of idiopathic scoliosis and other spinal deformities