- La prothèse de genou remplace les surfaces articulaires abîmées par des implants fémoral et tibial, séparés par un insert en polyéthylène.
- L’objectif technique est un genou axé, stable et mobile.
- Des prothèses sur mesure peuvent être proposées pour mieux s’adapter à l’anatomie de chaque patient.
S'il est évident que la qualité de la rééducation postopératoire joue un rôle important dans le résultat final, la précision dans la pose des pièces d'une prothèse du genou, reste essentielle pour un bon résultat fonctionnel.
Dessin animé de la pose d’une prothèse du genou
Réalisée par le Dr Shailendra Patil, chirurgien orthopédiste à Mumbai (Inde) avec la société 3D Orthopedic Patient Education And Animation, cette vidéo vous permet d’avoir une idée claire des grandes étapes de la pose d’une prothèse totale du genou.
Les éléments de la prothèse
Trois pièces principales
Une prothèse de genou est en général formée de trois pièces : des implants qui remplacent les surfaces cartilagineuses usées [1].
- Un implant fémoral, métallique, en chrome-cobalt, matériau robuste et biocompatible [2].
- Un implant tibial, métallique, le plus souvent en titane.
- Entre les deux, un insert en "plastique dur", en polyéthylène UHMWPE, assurant le glissement entre les pièces [2].
La rotule
Un implant, un petit « médaillon » en polyéthylène, peut, ou non, remplacer le cartilage usé de la rotule, selon le modèle de prothèse et l’état de l’articulation fémoro-patellaire.
Prothèse totale ou partielle ?
On parle de prothèse totale de genou lorsque la totalité de la surface tibiale et fémorale est recouverte par les implants.
Il existe de nombreuses prothèses de genou sur le marché. Chaque chirurgien choisit une prothèse et travaille donc avec son fabricant.
La stabilité de la prothèse
La prothèse habituelle est dite à glissement : ce sont les ligaments latéraux (interne et externe) qui stabilisent l’articulation en maintenant les pièces tibiale et fémorale l’une contre l’autre, [3]. L’équilibrage ligamentaire est un point technique essentiel pour assurer la stabilité et la longévité de l’implant [5].
Dans certains cas particuliers (ligaments abîmés ou rompus, déformations importantes), des modèles plus contraints (ou à charnière) doivent être utilisés, en particulier dans les reprises (changement de prothèse).
Notez que les prothèses sur mesure sont des prothèses à glissement.
Objectifs techniques du chirurgien
Sur le plan technique, l’objectif du chirurgien est de poser :
- Des pièces de taille adaptée,
- Des pièces bien positionnées,
- pour un genou axé (en corrigeant la déformation éventuelle),
La bonne taille : recouvrant au mieux la surface osseuse
Le fabricant de chaque prothèse propose plusieurs tailles d’implants pour le fémur et pour le tibia (par exemple des tailles de 1 à 5). Lorsqu’il utilise une prothèse « standard », le chirurgien doit choisir le meilleur compromis entre ces tailles, en fonction de ses constatations au cours de l'opération.
La taille de l’implant est importante :
- Trop grande, la pièce peut déborder de l’os et être source de frottement pour les tendons ou les parties molles.
- Trop petite, elle peut s’enfoncer davantage dans l’os et moins bien répartir les contraintes.
C’est l’un des intérêts des prothèses personnalisées, sur mesure : mieux épouser l’anatomie réelle du genou opéré [10].
Le positionnement des pièces
La précision dans la pose d'une prothèse du genou, reste essentielle pour un bon résultat fonctionnel, même s'il dépend aussi beaucoup de la gestion de la douleur postopératoire et de la rééducation (douce et adaptée).
Une position idéale des pièces permet de reproduire le genou tel qu'il était avant l'usure : plus "droit", moins déformé, par exemple. C'est l`un des objectifs de la planification préopératoire [6], [7].
L'alignement du genou par le positionnement des pièces
Un des objectif post-opératoires est de corriger la déformation du genou pour obtenir une jambe "droite", axée autour de 0° (±3°). Cet alignement est la conséquence d’un bon positionnement des implants tibial et fémoral [6], [7].
La planification préopératoire
Sur des radios
Sur un scanner avec la participation des ingénieurs
Mais elle peut aussi être beaucoup plus précise, à partir d'un scanner ou d'une IRM, grâce à l'intervention d'un ingénieur et de logiciels.
Je travaille avec les ingénieurs de Symbios pour planifier chaque genou. Le scanner permet la visualisation 3D du genou grâce au logiciel KneePlan®.
Le logiciel Kneeplan permet de retrouver comment était le genou avant son usure ("pre-arthritique" sur le schéma) et de prévoir le positionnement des pièces prothètiques sur l'os de façon à reproduire le genou d'avant.
Les guides de coupe osseuse : l'ancillaire
Ce sont les coupes osseuses qui conditionnent la position finale des pièces de la prothèse. Chaque coupe est réalisée avec un guide. L'ensemble des outils, des guides de coupe, est appelé l'ancillaire de la prothèse.
Il s'agit d'enlever ce qui reste de cartilage, ainsi qu'une fine couche d'os, pour pouvoir appliquer la pièce prothètique sur l'os restant.
La précision de la pose des pièces repose sur l'utilisation de guides de coupe, fabriqués en série et prêté par le fabricant. ou fabriqués sur mesure pour votre genou.
Les guides de coupe peuvent aussi être fabriqués sur mesure pour chaque genou [8]
L'équilibrage de la prothèse
Pour la pose d'une prothèse standard, les coupes tibiales et fémorales sont souvent dépendantes : par exemple, coupe première du tibia, perpendiculaire à l'axe du tibia, distraction de l'espace entre tibia et fémur en s'appuyant sur la coupe tibiale, ce qui met les ligaments internes et externes sous tension. La coupe fémorale distale est réalisée sur un guide qui s'appuie sur la coupe tibiale.
Pour que le genou soit stable, il faut que l'espace entre les coupes osseuses soit équivalent en flexion et en extension. Cet espace est occupé par les implants, tibiaux et fémoraux, d'épaisseur fixe, et par l'insert en polyéthylène d'épaisseur adaptée.
Le choix de l'épaisseur de ce dernier permettra d'équilibrer les ligaments interne et externe pour que l'espace entre les coupes osseuses en flexion et en extension pour que la prothèse soit stable.
Le release ligamentaire
Parfois, un ligament peut s'être rétracté dans les arthroses évoluées. Sa libération participera à l'équilibrage ligamentaire en flexion et en extension.
La fixation de la prothèse sur l'os : avec ou sans ciment
Une fois les coupes osseuses terminées, le genou est lavé, puis les pièces sont posées.
Les pièces métalliques de la prothèse peuvent être cimentées à l'os, ou impactées, sans ciment.
Dans les deux cas, les pièces sont solidement fixées et ne peuvent pas bouger en postopératoires.
Avec ciment
Un ciment acrylique (sorte de résine à prise rapide: polyméthyl - métacrylate) peut être utilisé pour la fixation initiale de la prothèse dans l'os.
Le ciment se présente en poudre, que l'on mélange avec un solvant pour obtenir une pate liquide homogène . Il est ensuite appliqué sur l'os et sur la pièce prothètique. La pièce est appliquée en force sur l'os, le ciment pénétrant dans l'os par pression. Il faut attendre une dizaine de minutes que le ciment "chauffe" et durcisse.
Ou sans ciment
La pose sans ciment consiste à impacter la prothèse sur l'os : la prothèse est recouverte d'une structure poreuse. L'os pousse dans toutes les anfractuosités de la surface de la prothèse. La fixation finale est donc liée à cette repousse osseuse. Sur la radio, la pièce sur le fémur n'est pas cimentée.
Faut-il toucher à la rotule ?
On appelle "resurfaçage de la rotule" le fait d'enlever le cartilage de la rotule et de le remplacer par un médaillon cimenté en poly-éthylène.
C'est un vieux débat...
Pas de resurfacage
La rotule peut être laissée intacte si la pièce fémorale "épouse" la forme de la rotule ("patella friendly") comme ci-dessous (Prothese Origin) :
Avec Resurfacage
Le resurfacage de la rotule consiste à poser une pièce prothètique en poly-éthylène (appelé médaillon rotulien), cimenté sur la rotule.
Un vieux débat
Un des risques post-opératoires des prothèses de genou est la possibilité de douleurs antérieures pendant les premiers mois post-opératoires. Il est rare que ces douleurs persistent. Si ces douleurs surviennent alors que la rotule n'a pas été prothèsée, il est tentant de penser que ces douleurs antérieures seraient moins importantes si elle avait été resurfacée... mais il existe des patients avec des douleurs antérieures bien que leur rotule ait été resurfacée...
Une étude
Une étude bien documentée (prospective randomisée) [11] a été publiée en 2021, comparant les deux techniques : il en ressort qu'il n'y a pas d'argument pour préférer le resurfacage ou le non resurfacage.
Vous pouvez lire le résumé de l'étude et si besoin, demander la traduction à google. En voici la conclusion :
Importance du centrage de la rotule
Resurfacée ou non, il est essentiel que la rotule soit centrée sur la pièce fémorale, et cela repose sur le bon positionnement de la pièce fémorale "sous la rotule".
Les douleurs antérieures sont plus fréquentes, si la rotule n'est pas centrée.
Sur la photo, les rotules (avec ou sans médaillon rotulien) sont parfaitement centrées sur la pièce fémorale : c'est la rotation de la pièce fémorale, qui est essentielle lors de la pose. Ceci est grandement facilité par :
Ce que je fais : la prothèse sur mesure
En pratique, tous les patients que j'opère, bénéficient de pièces fabriquées sur mesure, si leur genou le permet.
Elles sont fabriquées à partir d'un scanner, réalisé à la clinique des Maussins-Nollet suivant un protocole précis.
Un ingénieur crée le genou en 3D, et grâce aux DATA, recrée le genou tel qu'il était avant l'usure. Les pièces sont positionnées pour reproduire le genou d'origine.
Les robots, guidés par la programmation, fabriquent les pièces de la taille exacte du genou, et elles sont posées avec un positionnement très précis grâce aux guides sur mesure fabriqués spécialement pour le genou,...
Les premiers résultats de ces prothèses personnalisées sont très rassurants [7].
- Installation en salle d’opération, préparation cutanée minutieuse et mise en place des champs stériles.
- Ouverture du genou par une incision "devant le genou", puis exposition des surfaces articulaires usées.
- Réalisation des coupes osseuses sur le fémur et le tibia à l’aide de guides spécifiques, puis mise en place des pièces d’essai pour vérifier l’axe, la tension ligamentaire et la mobilité.
- Cimentation et mise en place définitive des implants (fémoral, tibial, insert en polyéthylène, et éventuellement implant rotulien).
- Contrôle final de la stabilité et de l’alignement, lavage abondant, fermeture de la cicatrice et pansement compressif.
Autres pages
Références
Certaines références sont en anglais, mais vous pouvez demander la traduction en français sur certains navigateurs (clic droit : « Traduire en français »).
- Hashim HA et al. A comprehensive review of advancements in materials used in knee implants. Orthopedic Reviews. 2023. ↑ Retour
- Kurtz SM et al. Polyethylene in knee arthroplasty: a review. J Knee Surg. 2015. ↑ Retour
- Victor J. Optimising position and stability in total knee arthroplasty. EFORT Open Rev. 2017; 2(5):171-180. ↑ Retour
- Matsuda S. Ligament balancing in total knee arthroplasty. Asia-Pacific J Sports Med Arthrosc Rehabil Technol. 2015; 2(2):64-69. ↑ Retour
- Gromov K et al. What is the optimal alignment of the tibial and femoral components in knee arthroplasty ? Acta Orthop. 2014; 85(5):480-487. ↑ Retour
- Stucinskas J et al. Moderate varus/valgus malalignment after total knee arthroplasty has little effect on knee function. Acta Orthop. 2015; 86(4):1-7. ↑ Retour
- Schippers P et al. High patient satisfaction with customized total knee arthroplasty at mid-term follow-up. Int Orthop. 2024. ↑ Retour
-
Deroche E. et al. No difference between resurfaced and non-resurfaced patellae with a modern prosthesis design: a prospective randomized study of 250 total knee arthroplasties
Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 2024. ↑ Retour