L Sedel (Paris)
L’anatomie nous décrit des têtes fémorales dont les diamètres varient de 40 à plus de 50 mm. Il existe une capsule avec en avant un complexe comportant le labrum, la capsule et plus en avant le tendon du psoas qui cravate l’ensemble têtes plus capsule en position debout.
Le remplacement de l’articulation par des matériaux artificiels introduit des contraintes liées à la nécessité de résistance mécanique de ces matériaux, à la nécessaire stabilité d’une articulation qui n’a plus de capsule ni d’éléments fibreux intacts, ainsi que des contraintes liées au frottement spécifique à chaque couple de matériel frottant. La tendance actuelle est d’augmenter le diamètre de la tête pour assurer une meilleure stabilité. Au maximum c’est le système de la double mobilité qui assurera la plus grand stabilité mais avec un système particulier et une grosse tête en polyéthylène.
Nous poserons ici deux questions : quelles sont les limites à cette augmentation de diamètre, est-ce que cela n’a pas des conséquences à long terme sur le résultat ? Nous utiliserons pour cela les données du laboratoire ainsi que les résultats des registres australiens et anglais.
Le choix de la taille de la tête va dépendre de différents éléments
Le couple de frottement
Le risque de dislocation
La résistance mécanique des pièces
L’ancrage
Le risque de conflit antérieur avec les parties molles ;
Le couple de frottement : Charnley invente le frottement métal polyéthylène ; il introduit la notion de petite tête : 22,2 pour diminuer le coefficient de frottement. Ceci est la conséquence d’études en laboratoire : avec un couple comportant du polyéthylène, le frottement diminue en diminuant la surface de contact. Mais ceci augmente le risque de dislocation et surtout génère des débris qui vont introduire un élément inflammatoire augmentant le volume de l’articulation par épanchement liquidien créé par cette inflammation. L’usure se produit par abrasion que l’on réduit en augmentant le poli de la tête : c’est ainsi que la céramique à surface plus lisse que le métal est intéressant. Il y a d’autres mécanismes d’usure : par adhésion et par fatigue. L’usure par fatigue pourrait être importante avec le polyéthylène highly cross linked qui est moins résistant mécaniquement.
Pour les couples Dur/Dur le système de lubrification est diffèrent, il s’agit d’un frottement limite reposant sur une mince couche de liquide ; cette fois on améliore le système et le frottement en augmentant la taille du contact ; donc les têtes plus grosses fonctionnent mieux sur le plan tribologique. Faisant cela on diminue l’épaisseur de la surface frottante dans le cotyle avec un risque de rupture s’il s’agit d’un insert en céramique. La céramique est en principe meilleure puisque mouillable à condition que le jeu permette aux liquides de circuler.
Données des registres : Le registre australien a le mérite de comporter beaucoup de prothèses, depuis longtemps et d’intégrer différents couples de frottement avec différentes tailles de tête. Il permet donc de répondre à plusieurs questions.
La taille de la tête : les résultats cumulées donnent plus de réinterventions pour les têtes inférieures à 28 quelles que soient les configurations et les surfaces en frottement ; ce sont surtout les luxations qui sont plus fréquentes.
Pour les tailles supérieures à 32 il n’y a pas de différences statistiques même en allant jusqu’à 40.
Très intéressant est de regarder les causes d’échecs en fonction de la taille mais aussi des matériaux en frottement : Pour le couple céramique sur céramique on retrouve la fréquence majorée des luxations pour une taille de tête égale ou inférieure à 28. Par contre à partir de 32 et plus, il y a une diminution significative des luxations sans différences entre les tailles de 32 à 40.
Il semble donc que si l’augmentation de la taille de tête au-delà de 28 limite le risque de luxation. Il ne semble pas utile d’aller au delà.
The best femoral head diameter must limit dislocation and allows the best sliding behavior.
For metal on polyethylene: as john Charnley invented in his laboratory: the best is a small head size sliding on polyethylene. Then dislocation risk is marked. Debris could be generated in excess and may produce foreign body reaction leading to inflammatory process; this increase the articulation space and could produce an increase in joint dislocation observed with time.
On the contrary, hard on hard surface worked differently: sliding characteristics depends on the presence of liquid. Under boundary condition, the liquid is trapped and friction coefficient is low. This is improved in case of large head size; With ceramic on ceramic couple this mechanism is even better due to wettable characteristics of this material.
Australian registry gave results about the best head size; If all sliding couple show a higher dislocation risk with head size under 28 mm, there is no evidence that increasing head size from 32 to 40 mm present any marked advantage.
Dual mobility system might present advantages considering dislocation risk but with a large polyethylene size and two sliding surface which could increase the macrophagic reaction to plastic.