LES MICROMOUVEMENTS DE LA TIGE DIAPHYSAIRE

Plusieurs propositions ont été faites pour améliorer le couple du à la friction entre la cupule et la tête, et cela, par exemple en modifiant la surface de la tête en titane à titre d’exemple par une nitruration par dépôts de nitrure de titane : cette technique utilisée dans l'industrie pour l'amélioration de la friction pose néanmoins quelques difficultés dans son utilisation orthopédique, notamment en ce qui concerne les variations d'épaisseur du dépôt, et la qualité de son adhérence au substrat. L'implantation ionique est particulièrement prometteuse mais complexe à mettre en œuvre, car n'entraînant que des modifications très superficielles, ce qui peut interférer sur sa longévité. Cette technique d'implantation est donc sûrement précieuse pour améliorer la dureté des surfaces de titane faiblement exposées aux frottements (par exemple les tiges diaphysaires) mais n'apporte peut-être pas toutes les garanties de longévité en ce qui concerne les pièces dont la finalité est le frottement. C'est la raison pour laquelle beaucoup de concepteurs se sont orientés vers l'usage d'une tête en matériau différent de la tige, disposant de qualités tribologiques reconnues, qu'elle soit métallique ou céramique. Mais cette jonction tête/col a pour principale problème majeur le micromouvement de la tige diaphysaire du principalement aux raisons suivantes :

CHAPITRE 6 PROBLÉMATIQUES ET SOLUTIONS EXISTANTES 6.2.1.1 La déformation de l'étui de ciment

Cette déformation peut être le fait soit des qualités mécaniques insuffisantes de cet étui, soit des excès de contraintes liés au dessin de la prothèse. La qualité du cimentage est fondamentale et l'on ne peut considérer une tige comme bien cimentée que s'il y a eu une excision du spongieux diaphysaire, une obturation étanche, l'utilisation d'un ciment basse viscosité (car son homogénéité est bien plus grande), un cimentage sous pression. Les variations de qualité du ciment et de sa préparation induisent des modifications de sa résistance mécanique allant du simple au double. Le dessin de la prothèse est important car il doit éviter que la transmission

des forces de la prothèse vers le ciment se fasse par des zones anguleuses, entraînant des renforcements de contraintes. Ceci peut s'observer sur les arêtes d'une tige de type

autobloquante. Il a en effet été montré que dans les prothèses cimentées l'initiation du descellement survenait volontiers au niveau de la pointe de la tige, et qu'il pouvait être mieux prévenu par l'utilisation d'une extrémité arrondie.

6.2.1.2 La micro-mobilité entre l'implant et le ciment

Cette mobilité peut survenir même en l'absence de déformation significative de l'étui de ciment. En effet, dans le cas des métalloses ont été observées avec des tiges fines en titane, de morphologie identique à celle de prothèses en acier n'ayant posé aucun problème, par exemple des tiges de type Charnley. Il semble que surviennent des micromouvements à l'interface, dus à la grande élasticité de l'alliage de titane, à l'origine de débris d'usure. Ainsi, le dessin de la tige doit

varier en fonction du matériau utilisé : la «reproduction» en alliage de titane d'une prothèse

donnant satisfaction lorsqu'elle est réalisée en un autre métal, n'est pas une garantie de l'obtention de résultats identiques.

6.2.1.3 Méthodes de réduction des conséquences des micromouvements

Il existe donc des sollicitations en glissement, à la jonction prothèse/ciment. Elles peuvent être réduites soit en utilisant le pré-coating (qui permet une excellente adhérence du méthacrylate à la tige prothétique, mais reporte alors le problème de la micro-mobilité entre le bloc de méthacrylate et l'os, ce qui n'est peut-être pas mieux), soit en rendant irrégulière la surface de la prothèse (ce qui est satisfaisant initialement, mais aboutit à une libération accélérée de débris d'usure à partir du moment où la micro-mobilité apparaît). Mieux vaut sans doute considérer cette

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micro-mobilité comme incontournable : dès lors il faut s'efforcer de rendre le cimentage et le

dessin aussi fiables que possible, et rendre la micro-mobilité la moins dangereuse possible en

modifiant la surface de l'alliage. Des traitements de surface de type oxydation anodique, qui apportent une coloration différente, sont destinés à améliorer la passivation, mais ne changent pas la dureté. Par contre, différents traitements de surface, et notamment l'implantation ionique, permettent de doubler la dureté de l'alliage de titane, et de l'amener au voisinage de celle des stellites, très résistants à l'abrasion. Il semble donc que la solution de sécurité actuelle soit

d'utiliser une tige à dessin spécifiquement étudié, à la surface parfaitement polie, voire

bénéficiant d'un traitement de durcissement. La qualité de l'usinage est essentielle. On connaît les risques de fracture d'une tête céramique par concentration de contraintes, s'il existe une non-correspondance des angles des cônes ou un état de surface tel que les appuis sont ponctiformes. Le cône mâle doit bénéficier d'un état de surface précis, éventuellement avec des irrégularités contrôlées (par exemple des stries annulaires) dont la déformation à l'impaction permet une adaptation précise avec le cône femelle. Une adaptation imparfaite sera précocement sanctionnée pour une tête en céramique, mais si on utilise une tête en métal elle aboutira inéluctablement à une corrosion. Encore faut-il que le chirurgien réalise un parfait assemblage préopératoire : ceci limite les micromouvements précoces dont l'amplitude ne peut qu'aller en s’accroissant. Les cônes doivent donc être parfaitement protégés pendant le temps opératoire, tandis que l'impaction ne peut se faire que sur des cônes propres et secs. L'utilisation d'un impacteur dynamométrique apporte un élément de sécurité complémentaire : ce type d'appareil permet de délivrer une force axiale connue, suffisante pour un bon blocage immédiat, sans faire courir de risques à la tête. Mais, comme aux autres niveaux, la micro-mobilité ne peut être totalement éliminée et il faut donc en limiter les conséquences, tout en utilisant une tête bénéficiant de bonnes qualités tribologiques. La meilleure tribologie est assurée par le couple céramique/polyéthylène, à condition de bénéficier d'une céramique irréprochable, tant sur le plan de sa structure que de ses qualités dimensionnelles, et notamment en ce qui concerne le cône femelle. Il faut malheureusement constater que les bris de tête céramique demeurent encore très fréquents, vraisemblablement du fait d'une attention insuffisante portée au versant métallique de la jonction tête/col. Le couple métal/polyéthylène demeure satisfaisant, si l'on utilise une tête de petit diamètre, et si le métal est l'acier ou le cobalt-chrome. Mais il s'agit d'une association pouvant être à l'origine de corrosion galvanique. Cette corrosion est nulle pour une jonction titane/titane

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(mais on connaît la médiocrité tribologique des têtes en titane). Elle est modérée pour le couple titane/acier, et vraisemblablement tolérable pour une prothèse implantée chez un sujet à espérance de vie limitée. La corrosion est faible pour un assemblage titane/cobalt-chrome, ce binôme étant particulièrement favorable si l'on utilise un cobalt-chrome forgé (et donc avec de faibles ségrégations inter granulaires), plutôt que du cobalt-chrome coulé. Ainsi dans l'état actuel de nos connaissances, l'utilisation d'une jonction conique alliage de titane/cobalt chrome forgé, paraît compatible avec nos exigences de longévité prothétique.