Les Méthodes d’évaluation de la stabilité des Implants

L'évaluation de la stabilité primaire de l'implant peut aider le chirurgien à adapter la stratégie clinique en déterminant si l'implant est correctement mis en place et présente les conditions conduisant à une ostéointégration efficace.

Ces méthodes doivent permettre au chirurgien d'évaluer plusieurs propriétés nécessaires à une bonne implantation:

- évaluer si la stabilité initiale est adéquate pour permettre l'ostéointégration.

- déterminer si la stabilité primaire est suffisante pour permettre à l'implant de supporter la charge de la vie quotidienne alors que la croissance osseuse se poursuit

- prévoir la défaillance de l'implant et adapter une stratégie de rattrapage.

Différentes méthodes intra-opératoires ont été développées pour évaluer la stabilité de l'implantation primaire, la plupart d'entre eux dans le domaine de la chirurgie dentaire et maxillo-faciale.

2.1 L’imagerie médicale

L'utilisation des techniques d'imagerie médicale a été proposée pour étudier la stabilité de l'implant AC, tels que l’imagerie résonance magnétique (IRM) (42) ou la tomodensitométrie (CT) (42,43).

Cependant, ces deux méthodes ne peuvent pas être utilisées en peropératoire pour fournir des informations sur la stabilité primaire. Ni les rayons X ni l'imagerie par résonance magnétique peuvent fournir une résolution suffisante pour évaluer le méplat géométrique entre l'os et l'implant à cause des artefacts dus à la diffusion des rayons X (44) dans le premier cas et à la perturbation des champs magnétiques (45–47) dans le second cas. De plus, les deux

mécanique de la liaison entre l'implant et l'environnement osseux, qui joue un rôle essentiel dans la notion de stabilité primaire (30,48,49).

2.2 Approches empiriques

La plupart des chirurgiens utilisent des approches empiriques (basées sur la proprioception ou l’écoute des variations du son d'impact (50)) et s'appuient sur leur expérience pour estimer le niveau de stabilité primaire de AC. Cependant, les méthodes empiriques manquent de précision et de quantificateurs afin de fournir une meilleure évaluation de la stabilité de l'implant.

Basé sur l'expérience du chirurgien, une étude intéressante a étudiée l’analyse fréquentielle du son de martèlement de la tige fémorale, obtenue avec un microphone (51). Cependant, une telle technique ne permet pas de prédire le niveau de stabilité primaire de la tige fémorale. Pour les implants dentaires, le son fait par le marteau sur l'implant a été utilisé: il est connu sous le nom de test de percussion (52). Une technique similaire est utilisée en orthopédie lors de l'impaction d'implants. Un son de cristal correspond à une stabilité appropriée tandis qu'un son sourd suggère une mauvaise stabilité. Ces méthodes sont subjectives, car elles dépendent des sensations du chirurgien, et ne sont pas assez précises pour évaluer correctement

l'interface de l'implant osseux et évaluer la stabilité primaire. Cependant, elles ont donné des idées qui ont conduit à la technique décrite dans la section suivante.

2.3 Les tests biomécaniques

Plusieurs tests destructifs ont été développés afin d'évaluer la stabilité de l'implant de hanche in vitro.

Le test de stabilité tangentielle consiste à produire une force tangentielle sur l'implant AC en tirant sur l'extrémité de l’ancillaire de l'implant AC perpendiculairement à sa direction (53,54).

L'essai de stabilité en torsion, réalisé en appliquant un couple axial à l'implant AC le long de son axe de symétrie a été utilisé pour comparer la stabilité de l'implant AC entre différentes configurations d’implantations ( vissage, cimentation, « press-fit ») (55).

Le test de chargement implique l'application d'une charge sur le bord de l'implant AC pour transmettre une charge de cisaillement à l'interface de l'implant osseux tandis que le mouvement de l'implant AC est enregistré à partir du côté opposé au bord chargé (56). La stabilité de l'implant a également été étudiée par un test de traction qui mesure la force axiale nécessaire pour le déplacer et extraire l'implant inséré [220].

Cependant, de telles approches sont destructrices et les tests de rupture ont été essentiellement confinés à des études ex vivo et ne peuvent être utilisé en peropératoire.

2.4 Mesure du couple d’insertion

Le couple d'insertion nécessaire pour insérer correctement un implant dentaire peut être mesuré. La corrélation entre le couple d'insertion et la stabilité primaire a

été montrée (57,58). La stabilité initiale augmente en fonction de l’augmentation du couple nécessaire à l'insertion (59). Un dispositif utilisant une cellule de charge de torsion et un capteur angulaire a été développé pour mesurer en per-opératoire alors que le chirurgien applique un couple à la tige fémorale, le dispositif fournit des informations sur la rigidité en torsion du système.

Malgré des résultats encourageants, des problèmes de reproductibilité et dans la manipulation par les chirurgiens ont été soulignés (60).

2.5 Les méthodes d'impact

Elles fonctionnent avec un petit marteau pour mesurer les signaux des récepteurs et en déduire des informations sur la stabilité. Le vérificateur de mobilité dentaire (VMD) utilise un microphone pour enregistrer le son produit par l'impact.

Alors que de bons résultats ont été obtenus pour évaluer la mobilité dentaire(61), des problèmes de reproductibilité ont été signalés en utilisant cette technique (62).

Le Periotest se compose d ‘une système impactant la vis de cicatrisation d’un implant à une fréquence de 4 Hz avec une tige métallique. Un accéléromètre positionné à l'extrémité enregistre la réponse, y compris le temps de contact entre la vis et la tige pour donner une valeur du Periotest qui évalue la stabilité de l'implant. Alors que ce système semblait avoir montré des résultats encourageants (63), des limitations ont été mises en évidence telles que sa faible sensibilité ainsi que la dépendance aux conditions de mesure (longueur de l'implant, distance entre la vis et le dispositif, hauteur de la vis à laquelle la tige le frappe) (52). Récemment, notre équipe a mis au point une installation mécanique pour enregistrer les signaux d'impact lors de l'insertion de l'implant AC dans l'os par des impacts reproductibles (64). Elle a permis de suivre l'insertion de l'implant. Cependant, la stabilité de l'implant AC n'a pas été évaluée avec cette technique. Les méthodes d'impact n’ont n'a pas encore été en mesure de fournir un dispositif fiable pour évaluer la stabilité de l'implant.

2.6 Analyse de la Fréquence de résonance

L'analyse de fréquence de résonance (AFR) consiste à appliquer une vibration à l'implant à différentes fréquences et à enregistrer des amplitudes de vibrations.

Une analyse plus approfondie identifie les fréquences de résonance. Cette méthode a été développée en implantologie dentaire. Un produit (Osstell®) a été commercialisé. Il donne un quotient de stabilité de l'implant (ISQ) qui augmente avec la stabilité de l'implant.

Il a été utilisé dans de nombreuses études pour évaluer la stabilité de l'implant dentaire (52,65). L’ISQ a été démontré comme facteur permettant de prédire augmenter le temps de guérison (66).

Des études histologiques et morphologiques ont également démontré la corrélation entre la stabilité et l’ ISQ (67). Des corrélations entre ISQ et couple d'insertion

ainsi qu’avec la perception du chirurgien de la qualité osseuse ont été mises en évidence (68). Cependant, le la relation entre l'ISQ et le pourcentage de contact avec l'implant osseux est mal comprise (69) .

D'autres dispositifs ont été développés pour évaluer la stabilité de la tige fémorale grâce au même principe. Une équipe italienne a étudié la fonction de réponse en fréquence de la tige. La tige était excitée dans la gamme 1200-2000 Hz et un accéléromètre

monté sur la tige mesurait les vibrations (60) .

La fréquence de résonance a été mesurée après l'insertion et pendant que l'implant était soumis à un couple. Un décalage de fréquence a été dérivé de la différence

entre ces fréquences et a été comparé à la micro-mobilité après le retrait de la charge. Il a été constaté que lorsque le décalage de fréquence était inférieur à un seuil de 5Hz, les micro-mouvements étaient inférieurs à 150 µm.

2.7 Méthode ultrasonique

Les méthodes quantitatives d'échographie (QUS) sont utilisées cliniquement pour l'estimation de la qualité de l'os (70). Les QUS sont des techniques non invasives en temps réel. De plus, il s'agit d'une technologie non ionisante, relativement bon marché. Les ultrasons sont des ondes élastiques capables de fournir des informations sur les propriétés du tissu osseux. En fonction de la fréquence utilisée, différentes échelles peuvent être explorées.

De plus, les méthodes QUS sont sensibles à la microarchitecture osseuse (71). L'utilisation des QUS pour l'évaluation de l'ostéointégration de l'implant osseux

et la stabilité a été introduite par de Mathieu et al. (64,72,73).

L’impact sur le temps de cicatrisation de la réponse ultrasonore à l'interface de l'implant osseux a ensuite été évalué (73).

Une autre étude ex vivo a montré la sensibilité de la réponse ultrasonore à la quantité d'os en contact avec l'implant (72). Des simulations ont également montré le potentiel de cette

technique pour suivre la variation des paramètres principaux de l'ostéointégration de l'implant (74,75). L'amplitude de la réponse de l'implant est démontrée comme diminuant lorsque la stabilité primaire et secondaire de l'implant dentaire augmente, ce qui est cohérent avec les résultats expérimentaux.

Partie II Évaluation de la stabilité primaire de l'implant acétabulaire