Le couple céramique-céramique validé par l’expérience

HISTORIQUEMENT, voici plus d’un demi-siècle, la révolution chirurgicale autorisée par la prothèse totale de hanche sous la houlette inventive du Britannique, John Charnley, doit son succès à deux concepts essentiels : le choix du couple de friction entre les surfaces articulaires en présence et le choix du joint de solidarité entre le squelette récepteur et les pièces prothétiques implantées. L’expérience acquise au cours des décennies a démontré qu’il existe des alternatives à ces concepts fondateurs.

Comme l’écrivait déjà le pionnier de cette prothèse articulaire, John Charnley, ce qui compte dans une prothèse de hanche n’est pas l’éventuel succès spectaculaire immédiat, mais la durée de fonctionnalité à long terme de cette articulation artificielle. Cette affirmation reste intacte plus de cinquante ans plus tard. Mais c’est justement les deux idées maîtresses de ce concepteur de génie qui ont fini, sur le long terme, par représenter des sources possibles d’inquiétude sur la « survie fonctionnelle » durable des implants prothétique, sans pour autant amoindrir le service rendu à la population par ces idées fondatrices.

Tout d’abord, le joint de solidarisation des implants au squelette, le ciment polymetacrylique, a dû faire l’objet de nombreux « ravalements » à la fois dans son cahier des charges de fabrication et dans ses règles d’utilisation opératoires.

Ensuite, le couple articulaire de référence proposé, qualifié à juste titre par son concepteur de couple à faibles frottements (friction), met en présence une bille d’acier avec une cavité hémisphérique de polyéthylène à haute densité. Il n’est pas question de taire les services rendus sur le long terme par un tel couple, plus particulièrement lorsque la bille était de faible diamètre. Il est cependant apparu à l’usage que ce polyéthylène pouvait, malgré sa qualité sans cesse améliorée, présenter des phénomènes d’usure du fait des sollicitations mécaniques incessantes auxquelles se trouve soumis cette interface articulaire prothétique.

Le problème de l’usure du polyéthylène est qu’elle est génératrice de débris. Ces débris viennent graduellement s’accumuler dans l’environnement prothétique immédiat et induisent une réaction inflammatoire de type granulomes à corps étranger. Ces granulomes sont certes sans commune mesure avec ceux induits par des débris métalliques qui avaient pu être observés sur des prothèses de couple métal-métal ; les débris d’usure polyéthyléniques n’en demeurent pas moins néfastes sur le long terme car ils finissent par représenter une cause prédominante de l’échec prothétique par descellement et ostéolyse péri-prothétique.

L’avantage des céramiques.

Les céramiques utilisées dans les arthroplasties de hanches ont pour avantage essentiel de résister à l’usure. Elles permettent ainsi d’espérer augmenter la longévité des implants, en particulier chez le sujet jeune et actif. Le terme de céramique tire son étymologie du grec keramos qui signifie terre cuite. Ce terme prête parfois à confusion car il englobe des domaines d’usage très différents (artisanat, arts plastiques, industries variées…). Les céramiques utilisées comme matériau inter facial de frottement dans les arthroplasties totales de hanches, sont des céramiques industrielles, denses et bioinertes, obtenues par frittage. On distingue parmi elles l’alumine, la zircone et les composites alumine-zircone. Elles présentent des propriétés de surface exceptionnelles, mais souffrent d’une grande rigidité et d’une faible ténacité (capacité de résister à la propagation d’une fissure), à l’origine de difficultés d’ancrage osseux et de possibles fractures.

C’est au début des années soixante-dix que Boutin fut le premier à utiliser le couple alumine-alumine dans les prothèses de hanche. Il fut rapidement suivi par l’allemand Mittelmeier avec un taux d’échec initial important, non pas lié à l’usure, mais à une qualité de matériau médiocre et à une géométrie inadaptée d’implants. En quarante ans d’utilisation, d’énormes progrès ont été réalisés dans la fabrication des matériaux, la conception des implants et les contrôles de qualité. Le couple alumine-alumine a fini par représenter une référence. Son exceptionnelle résistance à l’usure est clairement établie in vitro et in vivo. Dans des conditions normales, l’usure linéaire est inférieure à 1 µm/an et l’usure volumétrique 500 à 5 000 fois moindre que celle du couple métal/polyéthylène. Les associations alumine/zircone sont moins performantes et restent expérimentales. L’engouement récent pour les composites alumine/zircone, justifié par des propriétés mécaniques supérieures, doit être tempérée par un recul clinique encore limité et les incertitudes sur le risque de transformation de phase in vivo de la zircone, susceptible de la fragiliser et de modifier ses propriétés de surface.

Un bilan d’étape rassurant.

Les résultats cliniques et radiologiques des arthroplasties céramique-céramique utilisant des implants modernes sont très satisfaisants à moyen terme, avec en particulier une usure non mesurable et une quasi-absence d’ostéolyse. Néanmoins, certaines interrogations persistent sur les risques de fracture d’implants, les risques de conflit métal/céramique, les difficultés de reprise et plus récemment sur l’existence de bruits articulaires (« couinements »).

L’utilisation d’une céramique de qualité « chirurgicale », d’implants bien conçut et adaptés aux propriétés intrinsèques des céramiques et enfin une technique de pose irréprochable doit faire s’éloigner ces craintes et permet de penser que l’utilisation du couple céramique-céramique est justifiée dans les arthroplasties de hanche du sujet dont l’espérance de vie dépasse trente ans et à grande demande fonctionnelle.