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INTÉRÊT DE LA LATÉRALISATION OSSEUSE DANS LA PROTHÈSE D'ÉPAULE INVERSÉE : LA TECHNIQUE BIO-RSA
P. Boileau, N.Brassart, Y. Roussanne, G. Moineau, Ch. Trojani
Sommaire de l'article

Introduction 
Les Inconvénients de la Médialisation Humérale
La BIO-RSA : Concept & Technique Chirurgicale
Etude Biomécanique 
Expérience Clinique
Discussion
Conclusion
Service de Chirurgie Orthopédique  et Traumatologie du Sport. Hôpital de l’Archet 2- Université de Nice Sophia-Antipolis. 151, route de St Antoine de Ginestière  06202 Nice. boileau.p@chu-nice.fr

Introduction

Le succès de la prothèse totale d’épaule inversée (PTEI) développée par Paul Grammont repose sur deux principes biomécaniques essentiels : l’abaissement huméral et la médialisation du centre de rotation. L’abaissement huméral met en tension les fibres musculaires du deltoïde et augmente sa force, permettant ainsi de pallier l’absence ou la déficience des muscles de la coiffe des rotateurs. La médialisation du centre de rotation, en concentrant les forces de cisaillement au niveau de la surface osseuse de la glène, diminue les contraintes sur l’implant glénoïdien lors de l’abduction, ce qui est favorable à sa tenue et à sa longévité. Elle permet aussi de recruter d’avantage de fibres musculaires au niveau du deltoïde antérieur et postérieur.

 
 figure 1
 
 figure 2
 
 figure 3
 
 figure 4

Les Inconvénients de la Médialisation Humérale

Malheureusement, cette médialisation du centre de rotation s’accompagne d’une médialisation humérale qui elle, est délétère, entraînant un conflit huméro-scapulaire dans tous les plans de l’espace. Le contact entre la cupule humérale et la scapula limite la mobilité gléno-humérale passive dans tous les mouvements de l’épaule. Ce contact humero-scapulaire est également responsable de la formation d’une encoche au niveau du pilier de la scapula, de l’usure du polyéthylène (PE) et/ou d’un effet came, facteur d’instabilité prothétique. Enfin, la médialisation humérale est responsable d’un aspect inesthétique de l’épaule.

1) Limitation de la Mobilité Gléno-humérale Passive, Encoche Scapulaire et Usure du polyéthylène

• Conflit dans le plan Frontal = Limitation de l’Adduction (fig. 1)

Le conflit inférieur avec la scapula est responsable de la limitation de l’adduction et de l’érosion osseuse du pilier de la scapula aboutissant à la formation d’une encoche scapulaire. Le taux d’encoche de la scapula rapporté dans la littérature est de 40 à 80%. Les débris d’usure du PE génèrent une réaction granulomateuse qui est responsable d’une ostéolyse associée aggrandissant l’encoche. L’abduction, par contre, est peu limitée par le conflit supéro-latéral avec l’acromion.

• Conflit dans le plan Sagittal = Limitation de la Flexion

Le conflit antérieur avec la coracoïde est responsable d’une limitation de la flexion à environ 60° (fig. 13) alors que le conflit postérieur avec le bord postérieur de l’acromion limite peu l’extension.

• Conflit dans le plan Vertical (Axial) = Limitation de la Rotation Interne / Rotation Externe (fig. 2)

Le conflit antérieur avec le col de la scapula est responsable d’une limitation de la rotation interne tandis que le conflit postérieur avec le col de la scapula est responsable d’une limitation de la rotation externe. Un patient sur quatre ne pouvait passer la main dans le dos après PTEI pour omarthrose excentrée (Symposium SOFCOT 2006)

• Conflit dans le plan Horizontal = Limitation de la Flexion-Horizontale

Le conflit antérieur et postérieur avec le col de la scapula est responsable d’une limitation de la flexion-horizontale et de l’extension-horizontale. 

2) Instabilité Prothétique (Fig. 3)

La médialisation humérale participe aussi à l’instabilité prothétique à cause du conflit médial entre la cupule humérale et le pilier de la scapula qui peut créer un “effet came”. A cela, il faut ajouter que la médialisation de l’humérus entraîne un relâchement des muscles de la coiffe des rotateurs et crée un vecteur défavorable (latéral-oblique) pour le deltoïde qui devient luxant dans les premiers degrés d’abduction. Le taux d’instabilité est de 3 à 10% selon les séries de la littérature.

3) Aspect Inesthétique de l’Epaule (fig. 4)

Enfin, la médialisation humérale est responsable d’un aspect peu esthétique de l’épaule, en bouteille de Bourgogne (ce qui s’explique sûrement par le fait que la prothèse d’épaule inversée est née à Dijon!...)

En résumé, l’inversion du mécanisme de l’épaule associée à la médialisation humérale entraîne un conflit huméro-scapulaire dans tous les plans de l’espace. Il semble donc que les différentes complications rapportées (encoche, instabilité, manque de rotation, d’adduction et de flexion-horizontale, aspect inesthétique de l’épaule) soient le prix à payer pour pouvoir bénéficier  des principes biomécaniques de la prothèse inversée de Grammont.

 
 Figure 5
 
 Figure 6
 
 Figure 7
 
 Figure 8

La BIO-RSA : Concept & Technique Chirurgicale

Confrontés à ces problèmes ou complications, nous avons eu l’idée de prélever une greffe spongieuse au niveau de l’humérus proximal et de l’incorporer en « rondelle » sous l’embase d’une métaglène spécifique, à plot long (fig. 5).

L’objectif primaire de cette modification technique et technologique est d’obtenir la consolidation de la greffe osseuse avec la glène native, de façon à obtenir une scapula à col long. L’objectif secondaire est de latéraliser la glénosphère et l’humérus de façon à retarder le conflit huméro-scapulaire afin d’éviter les complications observées avec la prothèse de Grammont.

L’intervention est menée par voie deltopectorale ou par voie supérieure à l’aide d’une instrumentation spécifique. Le tendon du subscapularis, après désinsertion du trochin, est libéré par section du ligament glénohuméral supérieur, capsulotomie antérieure et inférieure.  L’intervention comporte 3 temps opératoires et n’est possible qu’avec une glène spécifique à plot long.

Prélèvement de la Greffe Osseuse et Ostéotomie Humérale (fig. 6 et 7) : Un guide humeral basé sur l’avant-bras, permet de mettre en place une broche dans le centre de la tête humérale avec une inclinaison de 155°; la rétroversion choisie est habituellement de 20°. Une scie-cloche, guidée sur la broche, permet de délimiter un disque spongieux de 29 mm de diamètre. Le centre du disque est perforé à l’aide d’une mèche cannulée de 8 mm, elle aussi guidée sur la broche. Un guide de coupe est ensuite posé sur le disque de façon à prélever un greffon de 10 mm d’épaisseur pour une glénosphère de 36 mm de diamètre et de 7 mm d’épaisseur pour une glénosphère de 42 mm de diamètre. La greffe osseuse est insérée sur la métaglène spécifique en l’enfilant comme une brochette sur le plot long (25 mm). La coupe osseuse de l’humérus proximal étant plus généreuse que dans la technique classique, ceci facilite l’exposition de la glène car  l’humérus peut être luxé en arrière sans problème.

Temps Glénoïdien (fig. 8) : Le labrum est excisé et une capsulotomie inférieure et postérieure est realisée. L’origine du triceps est désinséré au pôle inférieur de la glène et un écarteur spécifique est mis en place (Playboy retractor, Tornier Inc.). Le guide glénoidien est placé au bord inférieur de la glène permettant de mettre en place une broche filetée de 2.5 mm avec une inclinaison inférieure de 10°. La glène est préparée uniquement avec la fraise cannulée de 29 mm de diamètre.  Le fraisage se fait sur une épaisseur d’environ 3 mm et permet d’exposer l’os spongieux à la partie basse de la glène (à cause du tilt inférieur). A la partie haute de la glène, des orifices sont forés à l’aide d’une petite mèche de façon a faire saigner l’os. Un trou central est foré à l’aide d’une mèche cannulée de 8 mm. La métaglène à plot long avec la greffe osseuse est impactée puis fixée à l’aide de 4 vis (2 vis à compression antéro-postérieures et 2 vis auto-bloquantes supéro-inférieures). La glènosphère définitive de 36 mm (pour les femmes) et de 42 mm (pour les hommes) est impactée et vissée sur la métaglène. Le fait qu’il n’est plus nécessaire de passer les fraises de 36 et 42 mm contribue également à faciliter  la preparation de la glène  par rapport à la technique classique.

Temps Huméral : L’humérus est luxé prudemment en avant en saississant la diaphyse à l’aide d’un crochet de Lambotte.  Le canal médullaire est préparé à l’aide des râpes de diamètre croissant. L’épiphyse est préparée à l’aide des fraises de diamètre 36 ou 42 mm (en fonction du diamètre de la sphère choisie).  La prothèse definitive est scellée après mise en place d’un obturateur diaphysaire distal. Des essais de PE peuvent être faits mais habituellement le PE de +6 mm est suffisant: la latéralisation de la glénosphère donne une stabilité immédiate qui est tout à fait perceptible en peropératoire (si l’on associe une greffe osseuse trop grosse avec une glénosphère 42, il peut même être très difficile de réduire la prothèse). La prothèse est réduite à l’aide du “chausse-pied” (Horse-Shoe, Tornier). Le tendon du subscapularis est réinséré par 3 ou 4 points transosseux passant dans la gouttière bicipitale. L’espace deltopectoral est refermé sur un drain.

En résumé, le fraisage de 2-3 mm associé à une greffe osseuse de 10 mm permet une latéralisation 6 à 8 mm. Dans tous les cas, le positionnement de la métaglène avec la greffe doit être bas, affleurant le bord inférieur de la glène.

 
 Figure 9
 
 Figure 10
 
 Figure 11
 
 Figure 12
 
 Figure 13
 
 Figure 14
 
 Figure 15
 
 Figure 16
 
 Figure 17
 
 Figure 18

Etude Biomécanique

Nous avons mené une étude biomécanique sur 10 épaules prélevées au laboratoire d’anatomie afin d’évaluer les bénéfices potentiels de la latéralisation de la PTEI  sur la mobilité glénohumérale passive.

• Gain sur  l’Adduction / Abduction : La latéralisation du centre de rotation permet d’améliorer très nettement l’adduction en retardant le conflit avec le pilier de la scapula (fig. 9 et 10). L’amélioration de l’adduction pourrait en théorie permettre la diminution du contact inférieur et donc de diminuer le nombre d’encoches au niveau du bord inférieur du col de la scapula.

L’abduction, par contre, est peu améliorée du fait de la persistance du conflit avec l’acromion (fig. 11 et 12).

• Gain sur la Flexion / Extension : La latéralisation du centre de rotation permet d’améliorer très nettement la flexion en retardant le conflit avec a coracoïde (fig. 13). Une latéralisation de 10 mm donne un gain de 20° de flexion.

• Gain sur la Rotation Interne / Rotation Externe : La latéralisation du centre de rotation permet d’améliorer très nettement les rotations en retardant le conflit avec le col de la scapula en avant et en arrière (fig. 14, 15). Il existe une corrélation très forte entre latéralisation et rotation : 1 mm de latéralisation apporte + 7,5° de rotation (Fig 16 et 17).

• Gain sur la Flexion-Horizontale / Extension-Horizontale : Finalement, la latéralisation du centre de rotation permet d’améliorer très nettement la flexion-horizontale en retardant le conflit antérieur avec le col de la scapula (fig 18).

En résumé, cette étude biomécanique a confirmé notre hypothèse initiale : la latéralisation du centre de rotation de la PTEI (et donc  de l’humérus) permet d’améliorer l’amplitude des mouvements passifs de l’articulation gléno-humérale dans tous les plans de l’espace.

 
 Figure 19
 
 Figure 20
 
 Figure 21
 
 Figure 22
 
 Figure 23

Expérience Clinique

Le bénéfice théorique de la latéralisation osseuse ayant été montré par cette étude biomécanique, nous avons débuté en 2006, une étude clinique prospective continue afin d’évaluer le bénéfice clinique de la latéralisation osseuse de la PTEI dans les omarthroses excentrées.

Nous avons émis l’hypothèse que la latéralisation osseuse de la glénosphère, à l’aide d’un greffon osseux prélevé aux dépens de la tête humérale et d’une glène à plot long, permettrait : 1) d’éviter les complications ou problèmes mentionnés précédemment (encoche scapulaire, manque de mobilité en rotation et adduction, instabilité et aspect inesthétique de l’épaule); 2) que la greffe osseuse soumise à des contraintes de compression devait consolider, permettant de conserver le centre de rotation localisée dans la scapula, minimisant ainsi les contraintes sur l’implant glénoidien et 3) que la puissance d’abduction du deltoïde ne serait pas diminuée par la latéralisation osseuse.

Depuis 2006, plus de 80 PTEI + autogreffe osseuse de glène ont été réalisées et sont suivies régulièrement. Nous avons évalués les 35 premiers patients (25 femmes et 10 hommes) ayant un recul suffisant. L’âge moyen était de 72 ans (52 à 86). L’indication concernait des omarthroses excentrées  ou  des ruptures de la coiffe irréparable sans perte osseuse glénoïdienne (Hamada 1, 2, 3, 4). Les patients présentant une perte de substance osseuse de la glène (Favard E3, E4) ou une nécrose humérale (Hamada 5) ont été exclus. Le disque de greffon osseux spongieux prélevé aux dépens de la tête humérale à l’aide d’un ancillaire spécifique était encastré sur une platine spéciale avec plot rallongé (25 mm). Les patients ont été opérés par un seul opérateur et suivis de manière prospective avec radiographies et scanners de contrôle par deux observateurs indépendants.

Les résultats sur la mobilité étaient bons (fig. 19) : l’élévation antérieure active était en moyenne de 136° (+70°), la REA de 24° (+13°) et la RI  permettait d’atteindre L3 (+4 niveaux vertébraux). Le score de Constant absolu moyen était de 72 points (+34, p<0.001) et le SSV de 70% (+42%, p<0.001). La comparaison des résultats sur la mobilité avec la série de la SOFCOT 2006 (fig. 20) montre que les résultats sont équivalents voire meilleurs en particulier sur la rotation interne (Tableau I).

La greffe osseuse était totalement consolidée dans tous les cas sauf un cas de consolidation partielle. Trois encoches (2 types I, 1 type III) ont été observées. Aucune résorption osseuse de la greffe, aucun descellement glénoidien, et aucune instabilité prothétique n’ont été constatées au recul moyen de 15 mois (12 à 36 mois). (fig. 21, 22, 23). On a observé 2 cas de lyse partielle de la greffe à sa partie supérieure, sans conséquence clinique. Dans tous les cas, la greffe était intégrée à la partie basse.

 
 Figure 24

Discussion

Le bénéfice de la latéralisation de la PTEI apparaît évident en terme d’amélioration de la mobilité passive et de réduction des zones de conflit scapulo-huméral dans notre étude biomécanique. Ceci a été confirmé récemment par d’autres auteurs (Guttierez). En dehors du gain sur la mobilité glénohumérale dans tous les plans de l’espace, le bénéfice esthétique, sur la stabilité prothétique et sur les encoches scapulaires permis par la latéralisation est lui aussi confirmé par notre étude clinique prospective. Malgré tout, deux questions, posées par la latéralisation, restaient en suspens : 1) l’abduction-élévation est-elle diminuée à cause d’une éventuelle moindre puissance du deltoïde qui recrute moins de fibres musculaire antérieure et postérieure du fait de la latéralisation ? et 2) la greffe osseuse consolide-t-elle chez ces patients âgés et ostéoporotiques ?

En théorie, d’après Grammont, l’abaissement et la médialisation de l’humérus participent au renforcement du deltoïde, de façon à ce qu’il puisse pallier la déficience ou l’absence de coiffe des rotateurs. La latéralisation (prothétique ou osseuse) va donc à l’encontre de l’un des deux principes biomécaniques fondamentaux de la PTEI de Grammont. Une moindre élévation active en cas de latéralisation du centre de rotation était donc une crainte légitime. Ceci n’est pas confirmé par notre étude clinique qui montre, au contraire, que l’élévation active de la BIO-RSA est équivalente, si ce n’est meilleur que celle obtenue avec une PTEI conventionnelle de Grammont (Tableau I). Des expériences biomécaniques récentes ont d’ailleurs montré que le rôle de la médialisation pour renforcer la deltoïde est minime et que l’abaissement humérale constitue le facteur le plus important (Honecke). Comment alors expliquer que l’élévation active soit un peu moindre dans les séries rapportant les résultats des PTEI avec latéralisation prothétique (Frankle, Valenti) ? Une interprétation possible est que ces auteurs ont réalisé à la fois une latéralisation au niveau du dessin de l’implant glénoïdien et au niveau de celui de l’implant huméral, s’éloignant du concept de Grammont. Il est possible que cette double latéralisation (glénoïdienne et humérale) aboutisse à un recrutement significativement moindre
des fibres du deltoïde qui se trouve parfois potentiellement affaibli ; ceci reste à démontrer. Ce n’est pas le cas avec la BIO-RSA, où la latéralisation est réalisée uniquement du côté glénoïdien.

Le prélèvement d’une greffe osseuse au niveau de l’humérus proximal et son incorporation dans une glène spécifique, à plot long, est une solution biologique pour réaliser une latéralisation osseuse de la glène. Le bénéfice d’une telle latéralisation osseuse (Bony Increased Offset – Reverse Shoulder Arthroplasty, BIO-RSA) plutôt que prothétique est préférable (moindres contraintes sur l’implant glénoïdien), à condition que la greffe osseuse consolide avec la glène native. Une absence de consolidation et/ou une lyse osseuse constituaient également des craintes légitimes puisque ce type d’intervention est habituellement pratiqué chez des patients ostéoporotiques (souvent des femmes) dont la moyenne d’âge est de 70 ans. Notre étude clinique montre que ces craintes n’étaient pas fondées : la greffe osseuse consolide dans tous les cas.  Ceci s’explique par le fait que le plot long, associé à une ostéosynthèse par des vis en compression et autobloquantes, permet une fixation solide dans la glène native. Par ailleurs, la greffe  est quasiment toujours soumise à des contraintes en compression lors des mouvements de rotation et d’élévation. Une fois la greffe osseuse consolidée, le centre de rotation reste localisée dans la scapula, minimisant ainsi les contraintes sur l’implant glénoïdien. Il est important d’ailleurs de noter que cette technique ne doit pas être réalisée avec une glène à plot standard. Nous ne déplorons aucun descellement glénoïdien, ce qui confirme le bien-fondé du maintien du centre de rotation dans l’os. Frankle, utilisant une prothèse inversée avec latéralisation prothétique (et non pas osseuse), déplore 13% (8/60 cas) de descellement de métaglène avec révision chirurgicale à 21 mois de recul moyen. Ce taux de descellement de 13% est nettement supérieur à celui retrouvé dans l’étude française multicentrique. Le taux de descellement glénoïdien était de 1,5% (7 sur 457 prothèses inversées) avec un recul moyen de 44 mois.

L’un des objectifs de la BIO-RSA est de réduire le conflit mécanique inférieur avec le pilier de la scapula qui limite l’adduction et crée l’encoche. Nyffeler, dans son étude, retrouve une adduction limitée à -25° lors d’une implantation centrée dans la glène de la glénosphère, de -14° lorsque la glénosphère est affleurante au bord inférieur de la glène et de -1° lorsque la métaglène est mise en position affleurante au bord inférieur de la glène. Dans notre série, les résultats sont similaires avec -20° d’adduction quel que soit le positionnement inféro-supérieur de la glène. Mais contrairement à l’étude précédente, la différence entre la position glénosphère affleurante et métaglène affleurante n’est pas si importante. Le gain d’adduction n’est que de 7°, passant de -25° à -18°. Seule la latéralisation permet une adduction proche de 0°.  On peut donc dire que si le positionnement bas de la métaglène est important pour restaurer l’adduction et éviter l’encoche, il n’est pas toujours suffisant. Un positionnement distal de la métaglène (affleurant le bord inférieur de la glène) associé à une latéralisation de plus de 6 mm, apparaît comme le meilleur compromis biomécanique pour optimiser les amplitudes articulaires avec la PTEI.

 
 Figure 25

Conclusion

La latéralisation osseuse de la PTEI à l’aide d’une greffe osseuse glénoïdienne prélevée aux dépens de l’humérus proximal constitue une solution biologique pour améliorer la mobilité glénohumérale dans tous les plans de l’espace (en particulier en rotation, adduction, flexion), pour éviter les encoches scapulaires, améliorer la stabilité prothétique et l’esthétique de l’épaule (fig. 24). Notre expérience clinique permet de confirmer nos hypothèses : 1) les complications ou problèmes mentionnés précédemment (encoche scapulaire, manque de mobilité en rotation et adduction, instabilité et aspect inesthétique de l’épaule) sont évités ; 2) la greffe osseuse soumise à des contraintes de compression consolide dans tous les cas, permettant de conserver le centre de rotation localisée dans la scapula, minimisant ainsi les contraintes sur l’implant glénoïdien ; et 3) la puissance d’abduction du deltoïde n’est pas diminuée par la latéralisation osseuse.

Cette latéralisation osseuse, respectant l’un des principes fondamentaux de Grammont (centre de rotation dans l’os), nous paraît préférable à la latéralisation prothétique, qui augmente les contraintes en cisaillement, sources de descellement glénoidien. De plus, l’exposition et la préparation de la glène sont facilitées par le fait que l’on coupe d’avantage d’humérus et que l’on a besoin d’utiliser seulement la fraise de 29mm de diamètre (et non plus les fraises de 36 et 42 mm). Les bénéfices fonctionnels et chirurgicaux permis par la latéralisation osseuse nous encouragent à poursuivre notre expérience (fig. 25).    

Références

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Maîtrise Orthopédique n°181 - février 2009
 
 
 
 
 
 
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