Quels sont les matériaux utilisés pour les prothèses ?
Les matériaux utilisés pour les prothèses sont caractérisés par 3 critères essentiels : leur biocompatibilité (bonne tolérance par l’organisme humain), leur résistance à la corrosion et leurs propriétés mécaniques.
Différents matériaux sont utilisés pour le corps de la prothèse :
Les métaux sont en fait des alliages (combinaison de plusieurs constituants : 2 au minimum dont un au moins est métallique).
On distingue : les aciers inoxydables (acier inox et chromecobalt), les alliages à base de titane et les nouveaux alliages : nickel-titane.
Les céramiques sont des éléments solides non organiques et non métalliques. Les céramiques le plus souvent utilisées en orthopédie sont l’alumine et la zircone. La fabrication des céramiques demande une technologie complexe.
Des céramiques bio-actives comme l’hydroxyapatite (composant naturel de l’os) sont également utilisées. D’autres matériaux d’origine biologique comme le corail, céramique naturelle poreuse, sont peu utilisés car la colonisation du corail par le tissu osseux est moins bonne que prévu…
Les polymères sont des matériaux dont la caractéristique commune est de provenir de la polymérisation d’un élément de base comme par exemple l’éthylène.
Le polyéthylène (macromolécules thermoplastiques) est le constituant des cupules cotyloïdiennes (pour la prothèse de hanche), des plateaux tibiaux (pour la prothèse de genou). Les élastomères de silicone (silastic) sont utilisés le plus souvent pour les implants digitaux.
En général, une prothèse est constituée de plusieurs matériaux qui vont s’articuler entre eux avec des forces de frottement (couple de frottement). Il est nécessaire d’obtenir le couple de frottement le plus bas possible : ainsi les alliages de métaux s’articulent avec des pièces en polyéthylène : on parle de couple de frottement métal-polyéthylène.
D’autres associations sont possibles : les pièces en alliage de métal peuvent s’articuler avec d’autres pièces en alliage de métal (couple de frottement métal-métal).
Des pièces en céramique peuvent s’articuler avec du polyéthylène (couple de frottement céramique-polyéthylène) ou avec une autre pièce en céramique (couple de frottement céramique-céramique).
La matériovigilance a pour objet la surveillance des incidents ou des risques d’incidents pouvant résulter de l’utilisation de ces dispositifs médicaux après leur mise sur le marché.
Notre avis : Il n’existe pas de matériau idéal : le traitement de chaque maladie, a des impératifs mécaniques propres qui imposent l’utilisation d’un matériau adapté, d’où la diversité des produits disponibles. Le choix des matériaux utilisés en orthopédie dépend du chirurgien et de l’articulation à remplacer.
Dans tous les cas, les matériaux choisis doivent résister aux contraintes mécaniques et biologiques entraînées par leur implantation dans un tissu vivant.
Existe-t-il des matériaux inusables ?
Actuellement, toutes les prothèses utilisées sont faites à partir de matériaux qui s’usent plus ou moins vite. Par exemple, le polyéthylène (le plus largement utilisé pour les prothèses de hanche, de genou et d’épaule) s’use en 15 à 20 ans.
Les couples de frottement métal-métal et céramique-céramique s’usent peut-être moins vite, mais actuellement aucune étude suffisamment longue ne permet de le prouver. Quand la prothèse est usée, il faut parfois la remplacer.
Notre avis : Les matériaux inusables n’existent pas encore.
Faut-il du ciment » pour fixer la prothèse dans l’os ?
L’utilisation d’un ciment pour fixer la prothèse permet une répartition plus harmonieuse des contraintes entre l’implant et l’os.
De plus, l’ablation des pièces prothétiques est plus aisée lors d’une éventuelle reprise chirurgicale ultérieure. Le ciment chirurgical utilisé pour fixer la prothèse dans l’os est un polymère appelé polyméthyl méthacrylate (plastique très dur, biologiquement compatible). Il ne s’agit pas d’une colle mais d’une résine.
Le ciment est introduit à l’état pâteux et se solidifie en quelques minutes.
Le ciment permet la fixation d’un implant prothétique par pénétration dans l’os sur une faible épaisseur. C’est le type de fixation prothétique le plus fréquemment utilisé depuis la fin des années 60.
Cette fixation est durable. L’altération possible à long terme des propriétés mécaniques du ciment n’est pas mise en évidence comme facteur limitant de la durée de vie des prothèses. Hélas, le ciment résiste mal au granulome développé en réaction aux débris d’usure des pièces prothétiques.
Il existe des solutions n’utilisant pas le ciment chirurgical pour fixer les implants prothétiques.
Cette option recherche par la repousse osseuse, une fixation qui peut être mécanique à l’aide de la surface métallique irrégulière de l’implant (impaction ou technique press-fit ») et surtout biologique grâce à des revêtements à base de dérivés calciques (hydroxyapatite : céramique bio-active permettant une repousse osseuse à la surface des implants).
Cette fixation résiste peut-être mieux au granulome, mais rend complexe une reprise ultérieure (fixation intime au tissu osseux).
Les implants en silicone, utilisés pour les prothèses des doigts, ne nécessitent pas l’utilisation de ciment.
Notre avis : L’utilisation ou non de ciment dépend de l’articulation remplacée, du modèle de prothèse utilisé, des habitudes du chirurgien et des vôtres (âge, maladie, etc.). Discutez-en avec votre chirurgien qui vous expliquera ce qui lui paraît le plus adapté à votre cas.
L’équipe médicochirurgicale de l’hôpital Cochin, préfère la fixation cimentée des implants car il s’agit d’une méthode ayant démontré sa fiabilité dans le temps.
Pourquoi y a-t-il autant de modèles différents de prothèses pour une même articulation ?
Pour une même articulation, différents modèles de prothèses peuvent être utilisés du fait :
– du modèle lui-même.
Chaque modèle de prothèse comporte des avantages et des inconvénients (il en est de même en matière d’automobiles : il est bien évident que toute voiture a quatre roues et un moteur mais les modèles sont très différents).
Ainsi, prenons l’exemple de la prothèse totale de hanche : il existe plus de 400 modèles disponibles. Certains cas particuliers nécessitent une prothèse spécifique. Selon les circonstances, votre chirurgien pourra donc préférer vous implanter telle ou telle prothèse.
Cela dépend de nombreux facteurs : la forme et la taille de l’articulation, l’importance des dégâts osseux. Il existe aussi (un peu comme en matière d’achat vestimentaire) des facteurs de mode ou d’habitude, voire de prix de revient (un hôpital gère un budget annuel : face à 2 prothèses très similaires, le choix peut être orienté en fonction du coût proposé par le fabriquant).
– du type de fixation de la prothèse : avec ou sans ciment.
– de la voie d’abord (technique pour mettre la prothèse en place).
Notre avis : La prothèse parfaite ou idéale n’existe pas. Tout dépend du chirurgien, de son école de formation, de ses habitudes. Faites-lui confiance, il est le professionnel le plus à même de vous guider, ne vous laissez pas abuser par les médias qui ne détiennent qu’une partie des informations !
Est-ce qu’une prothèse peut durer toute la vie ?
Les prothèses sont faites avec des matériaux qui s’usent lentement mais de façon inéluctable. Ainsi, prenons l’exemple de la prothèse totale de la hanche. Elle dure en moyenne 16 ans, soit 10 à 25 ans.
Les prothèses du genou ont une durée de vie de 10-15 ans et les prothèses d’épaule gardent de bons résultats au moins 8-10 ans après leur mise en place. Pour les prothèses comme celle de la cheville, le manque de recul ne nous permet pas de donner une durée de vie précise.
La durée de vie d’une prothèse dépend de nombreux autres facteurs : survenue de complications éventuelles, traumatismes ou microtraumatismes répétés (lors d’activités sportives intensives), surpoids (surtout pour les prothèses des hanches, genoux, chevilles)…
Ainsi l’usure peut être plus précoce chez des personnes très jeunes, très actives.
Notre avis : La prothèse n’est pas éternelle. Comme toutes les pièces mécaniques, les prothèses utilisées actuellement s’usent.
S’efforcer de marcher le moins possible pour éviter l’usure est une idée logique mais tout aussi infondée que celle qui consisterait pour un automobiliste à ne pas rouler pour éviter d’user ses pneus.
Demandez à votre chirurgien l’avenir prévisible de la prothèse dont vous avez besoin.
Peut-on remplacer une prothèse usée ?
On peut remplacer une prothèse usée, à condition que votre âge et votre état général soient compatibles avec cette intervention. Cette opération, appelée reprise chirurgicale de prothèse, ou arthroplastie itérative est plus difficile et donc plus « ourde ». Lorsque l’usure de la prothèse s’accompagne de lésions osseuses autour de la prothèse, il faut réaliser une reprise chirurgicale de la prothèse.
Votre chirurgien pourra, dans certains cas, vous proposer une reprise chirurgicale avant que votre articulation prothétique ne soit douloureuse, car les lésions osseuses radiologiques sont importantes.
Ainsi pour la hanche, un changement de prothèse est une intervention plus longue. Elle provoque une perte de sang plus importante que la mise en place de la première prothèse.
Notre avis : Le remplacement ou reprise de prothèse (arthroplastie itérative) est une intervention plus complexe et plus traumatisante que la mise en place de la première prothèse. Il est donc nécessaire d’être opéré par un chirurgien entraîné à ce type de chirurgie.