Étude cinématique tridimensionnelle du rachis cervical

Les conceptions de PDC existantes

La prothèse de type Bryan Medtronic Sofamor Danek (Goffin et al., 2002, Phillips et al., 2005) La prothèse discale de type Bryan (Figure 44) est implantée depuis 2000. Elle est faite d’une seule pièce et se compose d’un cœur de polycarbonate/polyuréthane placé entre deux plateaux en alliage de titane poreux aux deux extrémités, le tout est encapsulé par une gaine de polymère. De cette façon, l’axe de rotation n’est pas limité par la géométrie. La gaine de polymère est conçue pour récupérer les débris d’usure et pour empêcher la croissance des tissus mous. Deux vis à os assurent la stabilité primaire de l’implant. Le compartiment ainsi formé est le siège d’une mobilité multidirectionnelle, se rapprochant des mouvements physiologiques du disque intervertébral. Les plateaux de titane de l’implant sont manufacturés afin de favoriser une bonne intégration de la prothèse et garantir ainsi la stabilité. Ils viennent se placer dans des empreintes préalablement fraisées dans le corps des vertèbres sus- et sousjacentes, les empreintes sont réalisées sur mesure (en fonction du diamètre de la prothèse) assurant ainsi la stabilité du montage. Figure 44. La prothèse métal-polyuréthane imaginée par Bryan 1990 58 Premiers Résultats de la Prothèse Bryan Goffin (Goffin et al., 2003) a publié un premier rapport préliminaire sur une étude multicentrique d’implantation de la prothèse cervicale de type Bryan pour le traitement des troubles dégénératifs sur un seul niveau discal. Des patients présentant une radiculopathie ou une myélopathie ont été recrutés pour l’étude. Les premiers résultats étaient basés sur l’interprétation des critères de sûreté et de soulagement clinique des patients. L’état clinique du patient a été mesuré avec l’outil SF-364 . Ces auteurs rapportent que le succès (défini par les investigateurs comme excellent, bon ou assez bon) était bon pour 86% des patients à 6 mois et pour 90% des patients à 1 an. L’amplitude des mouvements a été préservée dans 88% des cas à 1 an. Seule une migration a été rapportée, attribuée par les auteurs au fraisage inachevé des plaques d’extrémité (Bertagnoli et al., 2005b ; Goffin et al., 2002). Goffin (Golfin et al., 2003) ont ultérieurement fourni ses résultats sur un plus long suivi (1 et 2 ans) avec des études comprenant des patients implantés à deux niveaux. Dans l’étude à niveau unique, 90% des 60 patients évalués à 2 ans et 88% des patients évalués à 1 an ont été considérés comme étant un succès. Deux patients ont été sujets à une migration. Une ossification para-vertébrale péri-prothétique a été observée après scanner avec un certain impact sur les résultats cliniques. Dans ce cas, l’ossification secondaire pourrait être le résultat du fraisage excessif des plaques d’extrémité exigées pour l’implantation. Aucune prothèse n’a été reprise. De même, des résultats encourageants ont été rapportés pour la cohorte à deux niveaux avec 70% de patients présentant un suivi d’un an montrant des bons résultats par l’amélioration SF-36, bien que ces résultats ne soient pas statistiquement significatifs (Goffin et al., 2003 ; Goffin et al., 2004). Une plus petite cohorte a confirmé ces résultats. Vingt-six patients souffrant de myélopathie et de radiculopathie ont été implantés à un ou deux niveaux et suivis pendant 24 mois. L’index d’incapacité cervical (NDI) et le SF-36 étaient améliorés. Une analyse quantitative des mouvements segmentaires traités a indiqué que ces mouvements ont été préservés (avec en moyenne 7,8 degrés de mobilité en flexion extension) (Duggal et al., 2004). 4 SF 36 : échelle fonctionnelle et de la qualité de vie (auto questionnaire à 36 questions) 59 Une majorité des patients des deux différentes cohortes souffrait de radiculopathie, et ces résultats ne reflètent pas les résultats du traitement de la myélopathie avec décompression associée. Il est également important de modérer les résultats cliniques prometteurs par le fait que le succès peut être attribué à la décompression qui lui est associée. L’évaluation des patients souffrant de myélopathie a été traitée par Sekhon (Sekhon, 2003) dans une série de 11 cas chez lesquels 15 prothèses de type Bryan ont été implantées. Les patients ont été évalués à 6 semaines, à 3 mois, à 6 mois et à 1 an avec le NDI et l’échelle de type Nurick5 . A 18,4 mois de moyenne (étendue de 18 à 32 mois) une amélioration significative de 0,91 du score de Nurick et de 40,5 % du NDI ont été notées. Un patient a présenté une cyphose locale avec une détérioration passagère de son état de santé. Une autre a fusionné à 17 mois post opératoire. Pickett (Pickett et al., 2004) ont rapporté des résultats sur une cohorte de 14 patients durant un suivi de 6 à 24 mois. Les résultats montrent que, l’amplitude de mobilité a été préservée après chirurgie, le niveau traité est demeuré plus cyphotique, même si la balance de l’équilibre sagittal semblait être préservée. Cette tendance à la cyphose locale après l’implantation de la prothèse de type Bryan a été confirmée par l’équipe de Sekhon dans une étude portant sur 15 patients. Ces patients avaient eu une fusion précédente ou une foraminotomie, et l’arthroplastie discale s’est montrée efficace dans la gestion de la décompression neurale précédant la foraminotomie et aucune ossification n’a été observée (Sekhon et al., 2005b). La première évidence, selon laquelle une arthroplastie discale peut empêcher le SSA, provient d’une étude récente de 158 patients qui ont été suivis pendant 24 mois. L’équipe de Robertson (Robertson et al., 2005) prouve que l’incidence de SSA est statistiquement plus limitée dans le groupe à niveau unique de Bryan que dans le groupe à niveau unique d’arthrodèse. Les troubles symptomatiques des segments adjacents ont été évalués radiologiquement. Les formations nouvelles ou l’élargissement d’ostéophytes, le rétrécissement de l’espace inter-discal, les nouvelles discopathies et les calcifications du ligament longitudinal antérieur, étaient les critères de résultats radiologiques indicatifs des troubles symptomatiques des segments adjacents. Sur ces critères cliniques radiologiques, l’avantage du groupe disque artificiel est 5 Nurick Scale : échelle d’incapacité. 60 statistiquement significatif par rapport au groupe arthrodèse (respectivement p = 0.001 et p = 0.018). Ces résultats suggèrent que le maintien du mouvement par rapport à la fusion permet une diminution des changements radiologiques aux niveaux adjacents à moyen terme et empêche même la détérioration des disques adjacents (SSA) (Robertson et al., 2005). Cependant, même si les résultats à court terme sont satisfaisants, un suivi plus long et un nombre plus important de patients aideraient à confirmer l’arthroplastie discale comme un outil pertinent dans la gestion de la pathologie cervicale dégénérative. Les études cliniques de Sekhon (Sekhon, 2003 ; Sekhon, 2004a) montrent que l’implantation demande de l’habileté et génère quelquefois la mise en cyphose du niveau prothésé. Le degré moyen de mobilité pour un segment traité avec cette prothèse est 7,8° en flexion-extension et la taille moyenne de celle-ci se trouve réduite de 0.75% après 10 millions de cycles. Des essais d’usure in vitro de la prothèse de type Bryan (Baba et al., 1993) ont montré que cette prothèse produit 1.2 mg de particules d’usure par million de cycles. La taille de la prothèse est réduite de 0.02 millimètre par million de cycles (la cause principale en est le fluage). Les particules produites ont une forme granulaire, avec un diamètre moyen de 3,9 microns. Il n’y avait aucune inflammation observée. Il n’a pas été retrouvé de particules d’usure à distance de l’implant, véhiculées par la lymphe, le foie ou la rate.

La prothèse de type Prestige Medtronic Sofamor Danek 

La prothèse métal-métal ou prothèse de Bristol a été décrite par Cummins dès 1989 et nommée Prestige 1, 2 puis Prestige 3. Elle est constituée d’une rotule sphérique en acier inoxydable sur le plateau supérieur (Figure 45). Cette prothèse est placée dans l’espace inter-discal et fixée à la partie antérieure du corps vertébral par des vis à os. 61 Figure 45. La prothèse métal-métal de type Bristol ou Prestige décrite par Cummins Cette conception permet un mouvement de flexion-extension, une inclinaison latérale et une rotation axiale. La rotule est légèrement plus petite que l’élément creux, ce qui permet une translation de 2mm dans le plan transversal, avec plus de 10° de mobilité en flexion-extension et inclinaison latérale. Cette interface, aux composantes non adaptées entre elles, permet à la vertèbre supérieure de trouver ses propres centres de rotation. Des plaques rigides en acier sont fixées avec des vis aux extrémités afin de favoriser la croissance de l’os. Premiers résultats de la prothèse Prestige En 1998, l’équipe de Cummins (Cummins et al., 1998) a passé en revue les cas de 20 patients chez lesquels 22 prothèses de Cummins (Prestige 1) avaient été posées. Aucun SSA n’a été rapporté et les auteurs ont conclu que la prothèse en acier inoxydable était stable, mobile, biomécaniquement et biochimiquement compatible (DiAngelo et al., 2004). Le disque Prestige 1 a été évalué ultérieurement dans le cadre d’une étude préliminaire composée de 15 patients présentant une radiculopathie cervicale ou une myélopathie. Tous les patients avaient une fusion spinale chirurgicale ou congénitale précédemment et présentaient des troubles radiologiques aux niveaux adjacents. Les critères de résultats étaient basés sur l’évaluation de la sûreté et de la stabilité du dispositif. Le disque artificiel a maintenu le mouvement dans tous les cas. Le procédé a été jugé sûr (sans dislocation ou desserrement des vis) (Wigfield et al., 2003). Quatre ans après, les patients ont été évalués pour des résultats à moyen terme. Les mesures 62 cliniques des résultats étaient basées sur le NDI6 et le SF- 36 administrés à intervalles réguliers, et ont montré une bonne amélioration (30%). L’évaluation radiographique a permis de vérifier que le mouvement a été maintenu avec 5,7° de mobilité moyenne en flexion-extension dans tous les cas disponibles (12 patients) à 48 mois. Deux vis se sont cassées sans conséquences cliniques. Deux dispositifs ont été explantés, l’un pour douleur chronique due à une surcharge des facettes articulaires et l’autre après 3 années d’implantation, pour traiter une condition préexistante. Robertson et collaborateurs (Robertson et al., 2005) font remarquer qu’aucun dispositif n’a fait l’objet d’un échec direct. Cependant, l’équipe de Bordeaux juge que la prothèse Prestige 1 peut s’avérer encombrante et exposerait au risque de dysphagie (Vital et al., 2007). Par ailleurs, une étude multicentrique, randomisée et comparative a été lancée pour comparer la prothèse Prestige 2 (évolution de Prestige 1) à l’arthrodèse. L’étude a uniquement inclus des patients qui n’avaient jamais subi une chirurgie cervicale précédemment et qui présentaient des troubles dégénératifs sur un unique niveau de C4 à C7. Les patients ont été évalués radiologiquement et médicalement (E.V.A., NDI, SF36) jusqu’à 24 mois de suivi. Les résultats préliminaires des 55 patients inscrits dans l’étude ont été présentés à 12 mois. La prothèse Prestige 2 a maintenu le mouvement angulaire (en moyenne de 5,9 degrés en flexion-extension). Bien que les résultats ne soient pas statistiquement significatifs, il est noté une tendance à une meilleure amélioration clinique du groupe arthroplastie versus le groupe arthrodèse (de type Smith-Robinson). Une analyse préliminaire des données d’une étude longitudinale sur la prothèse Prestige 2 prouve que pour 118 patients souffrant de névralgie cervico-brachiale par suite de hernie discale à niveau unique, la prothèse discale a maintenu à moyen terme la mobilité segmentaire cervicale et la hauteur du disque (Sawin et al., 2005). L’implant a été qualifié de stable. La flexion-extension moyenne était de 7,5° à 6,5° en flexionextension à 24 mois après implantation et de 5,7° après 48 mois. La translation moyenne était de 0.83 millimètres. Les résultats d’un essai d’usure fait sur la prothèse de type Prestige montrent un taux d’usure de 0.42 mm3 /million de cycles après 10 millions de flexions-extensions et 5 millions d’inclinaisons latérales couplées à de la rotation axiale, ce qui est un résultat 6 NDI : Index d’invalidité cervicale (Neck Disability Index) 63 raisonnable comparé aux 5 mm3 /million de cycles produits par une prothèse de hanche de chrome-cobalt (Bertagnoli et al., 2005a).

 La prothèse de type Prodisc-Cervical Synthes

La Prothèse de Synthes de type Prodisc-C, (Figure 46) implantée depuis 1990, est faite de deux plateaux en chrome-cobalt avec, deux ailerons sagittaux aux extrémités qui permettent d’assurer la fixation dans le corps vertébral, et d’un composant fixe de polyéthylène. Cette articulation est faite d’une partie concave dans la plaque d’extrémité crâniale et d’une pièce convexe en UHMWPE (polyéthylène) fixée sur la plaque d’extrémité caudale. La surface de la prothèse en contact avec la vertèbre présente un enduit de plasma-titane pulvérisé afin de stimuler la croissance de l’os. Cette prothèse assure une restauration physiologique cinématique des segments cervicaux vertébraux procurant +/- 10° de flexion-extension, +/- 10° d’inclinaison latérale et aucune limite pour la rotation axiale. Figure 46. La prothèse Prodisc-C de Marnay et Bertagnoli (plateaux en chrome, cobalt, molybdène et noyau en polyéthylène) Premiers Résultats de la prothèse Prodisc-Cervical L’étude de Bertagnoli (Bertagnoli et al., 2005b) décrit une facilité d’utilisation de ce type de prothèse et montre de bons premiers résultats.