Introduction

La qualité des résultats de l'arthroplastie totale de hanche s'est considérablement améliorée au cours des dernières décennies. Grâce à des recherches intensives, le dessin des prothèses, les alliages et les finitions de surface ont beaucoup évolué ce qui a permis aux nouvelles tiges sans ciment d’obtenir d’excellents résultats cliniques : soulagement de la douleur, qualité de vie, restauration ou amélioration de la fonction ^[9]. Grâce à la standardisation des protocoles opératoires, la longévité accrue des prothèses, la publication de remarquables résultats cliniques à long terme [3, 5, 13], l'arthroplastie totale de hanche (ATH) de première intention est devenue une intervention courante. Néanmoins, du fait de l’augmentation de l'espérance de vie et de l'extension des indications à des patients jeunes et actifs, la révision de la prothèse est inévitable à plus ou moins long terme ^[26]. Par conséquent, l'intervention initiale doit être aussi conservatrice que possible tant pour le stock osseux que pour les parties molles.

La préservation du col fémoral présente plusieurs avantages potentiels : meilleur ancrage, stabilité accrue et meilleure répartition des contraintes ^[29]. Le col fémoral est préservé en tant que zone d'ancrage et de transfert des contraintes. Ce type d’ implant n'exige qu'un sacrifice osseux relativement modeste, les insertions des muscles moteurs et stabilisateurs de la hanche sont ainsi respectés.

Dans le but de créer une tige courte anatomique, un groupe de 7 auteurs a travaillé depuis 2002 en collaboration avec Plus Orthopedics GmbH devenu aujourd'hui Smith&Nephew, à un projet d'implant économisant le col fémoral, tenant compte des exigences anatomiques, et assurant un ancrage métaphysaire stable et un bon transfert des contraintes au fémur.

Figure 1 : Tige anatomique NANOS.

Figure 2 : Adaptation hydroxyapatit et Bonit®.

Développement de la prothèse

Pour faciliter l’étude scientifique des modèles anatomiques, 565 coupes scanners de patients de moins de 65 ans furent réalisées pour étudier la géométrie interne du cortex fémoral et la position du centre de la tête fémorale. De plus, 50 scanners (CT scans) ont été effectués pour mesurer la distance entre la jonction tête/col et le petit trochanter et permettre ainsi une modélisation 3D optimale de l'implant.

Les scanners ont en outre fourni d'intéressantes informations quant à la forme et la section de la tige et la définition des tailles d'implant : dessin triplement conique permettant de préserver le col fémoral et d’assurer une stabilité maximale en rotation grâce à une large surface de contact. Les analyses radiographiques et les études sur cadavres ont permis de définir différents angles cervico-diaphysaires (CCD), et les travaux sur l'optimisation des contraintes ont permis de sélectionner le dessin final de l'implant ^[35] (figure 1).

Ainsi est née la prothèse NANOS qui présente d'importantes caractéristiques spécifiques. La position du col fémoral de cet implant monobloc permet de restaurer l’architecture physiologique de l'articulation. L'accroissement de la taille d'implant va de pair avec la progression de la latéralisation alors que la courbe polynomiale de l’implant au niveau des bords inféro-interne et supéro-externe s’adapte d’elle même à l’angle cervico diaphysaire anatomique, si bien que la longueur du membre et l’offset peuvent être restaurés, même en utilisant une prothèse monobloc. Le fait de se focaliser sur la stabilité a permis d'éviter les complications généralement liées aux cônes modulaires : corrosion ^[19], migration ^[7], ou rupture ^[2]. Le nom de la prothèse, NANOS (Nain), fait bien évidemment référence à sa petite taille.

L’implant est fait d’un alliage de titane forgé (ISO 5832-3) recouvert dans sa partie proximale d’un revêtement ostéoconducteur. La rugosité de surface de ce revêtement appliqué par torche à plasma (Ra 25 µm± 5 µm) augmente la surface de contact. Les aspérités destinées à favoriser l'ostéointégration assurent en outre une remarquable stabilité primaire. Ce revêtement est complété d'une couche de phosphate de calcium (Bonit®) (figure 2) qui renforce et accélère l'ostéointégration [23, 30, 32, 36]. Des impacteurs décalés sont disponibles pour faciliter les techniques d'implantation mini-invasives (MIS).

Figure 3 : Planification préopératoire.

Indications / contre-indications

La tige fémorale NANOS est indiquée dans les cas de coxarthrose primaire et secondaire, de dysplasie de la hanche et de nécrose de la tête fémorale chez les patients actifs bénéficiant d'une bonne structure osseuse. L'obtention d'une bonne stabilité primaire est indispensable. La tige NANOS est par ailleurs conçue pour restaurer la géométrie de l'articulation. Une coxa vara ou valga sévère et une déformation du col fémoral peuvent rendre l'implantation difficile voire impossible. Une sévère ostéoporose ou l’échec d'interventions antérieures n’ayant pas réussi à assurer un appui métaphysaire satisfaisant sont considérées comme une perte de chance pour le succès de l'implantation d'une tige NANOS.

Figure 4 : Ostéotomie et ouverture de la cavité médullaire, impaction, placement de la prothèse.

Planification préopératoire

(figure 3)

La planification préopératoire s'effectue à l'aide d'un cliché de face du bassin et de clichés de face et de profil de la hanche à opérer. Les calques transparents radiologiques ou les programmes numériques permettent de déterminer la taille appropriée de l'implant, la latéralisation, et la position de la tête fémorale. Pour répondre aux impératifs de ce dispositif, on doit obtenir de face un bon contact proximal avec le calcar et un bon contact distal avec la corticale externe au niveau de la pointe de la prothèse. De profil le but est d’obtenir un blocage proximal en coin au niveau des faces antérieure et postérieure de la prothèse et d’appuyer son extrémité au niveau de l’os cortical fémoral dorsal. On doit obtenir d'une part un bon remplissage métaphysaire et d'autre part un bon appui cortical postérieur distal. La partie distale courbe, polie de la tige se situe habituellement à distance du petit trochanter.

Lors de la préparation du fémur, il est généralement possible de préserver les deux tiers inféro-internes du col fémoral. Au niveau de la face supéro-externe du col une résection légèrement plus distale est possible afin d'assurer une transition douce entre l'épaulement arrondi de la tige et la partie externe du col fémoral (figure 4).

Figure 5 : Voie d´abord antéro-externe.

Technique Opératoire ^[20]

La tige fémorale NANOS peut être implantée par toutes les voies d'abord habituelles. Une technique mini invasive par voie antérieure, antéro-externe, ou postérieure, est également possible car l'instrumentation fémorale a été conçue pour permettre ces techniques chirurgicales.

La voie d’abord antéro-externe décrite ici est celle que privilégie l'auteur. (https://www.kleos.md/join_free.aspx permet d'accéder à deux présentations vidéo de l'accès). Le patient est installé en décubitus dorsal sur une table permettant l'hyperextension des membres inférieurs. Après la mise en place des champs stériles, l’auteur utilise une voie de Watson-Jones modifiée pour préservation des parties molles : l'incision cutanée est pratiquée latéralement strictement au dessus du trochanter, et est habituellement prolongée symétriquement de 3-4 cm en directions proximale et distale. L'incision du fascia est curviligne. En mettant à profit l’espace anatomique entre les masses musculaires, deux écarteurs de Hohmann sont placés au niveau du col fémoral, et un écarteur de Hohmann large est placé sur le bord antérieur du cotyle. Après la procédure standard d’ouverture de la capsule et sa résection partielle, l'ostéotomie sous-capitale est effectuée à environ 0,5-1 cm de la tête fémorale, perpendiculairement au col fémoral, permettant l’ablation de la tête. Comme indiqué précédemment, la résection au niveau de la partie supéro-externe du col peut être légèrement plus distale en horizontalisant  le trait de coupe et en conservant ainsi un tiers de la partie supéro-externe du col. Après l'implantation de la cupule selon la technique standard (les préférences de l'auteur vont à une cupule press-fit avec insert céramique), le membre inférieur est placé en adduction, 90° de rotation externe, et hyperextension. Un écarteur protège le moyen fessier et un second est placé sur la face interne du col fémoral (figure 5).

A l'aide d'une petite râpe pilote et d'une râpe médullaire introduites au centre du col fémoral, on repère l'axe du col et la zone de transition entre la métaphyse et la diaphyse. Dans l'idéal, l'extrémité de la râpe pilote doit atteindre la corticale externe pour garantir le positionnement optimal de la prothèse. La cavité médullaire est ensuite élargie à l'aide d'une râpe de même forme que la prothèse. Le spongieux est ensuite fermement compacté à l'aide d’impacteurs n’emportant pas l’os spongieux. Les bords des arêtes des compacteurs sont conçus en forme de spirale pour diminuer la pression dans le canal médullaire. La préparation s'effectue avec des compacteurs de taille progressivement croissante jusqu'à la taille planifiée.

Le compacteur doit être parfaitement stable et en contact avec l'os cortical, ce qui est confirmé par le changement de bruit à l'impaction. A ce stade, un contrôle sous amplificateur de brillance avec le compacteur in situ s'impose (figure 6).

On compare la taille du compacteur final avec la taille planifiée. Si le sommet du compacteur affleure le plan de coupe mais que l'instrument n'est pas parfaitement stable, passer à la taille supérieure pour éviter tout risque d'enfoncement de l'implant. L'impaction doit être prudente afin de ne pas créer de fissure ou de fracture de l'os résultant de la forme en coin de l’instrument. Retirer le compacteur et impacter l'implant définitif de taille appropriée en respectant la même position. Du fait des dimensions de la prothèse identique à celles de la râpe, un léger enfoncement ultérieur de l’implant (1-2 mm) peut se produire. Un enfoncement plus important nécessite de changer pour la taille supérieure.

Repositionner soigneusement le compacteur muni de la tête d'essai. En effet, contrairement à une prothèse conventionnelle, une prothèse à tige courte transfère les forces de cisaillement et de rotation sur une petite distance. Les suites opératoires sont les mêmes que pour les systèmes prothétiques conventionnels. L'excellente stabilité primaire de la tige NANOS autoriserait l'appui complet immédiat en postopératoire ainsi que l'a démontré Ehrenbrink en mesurant l’accroissement de densité osseuse comparativement à la prothèse Zweymüller ^[16]. Toutefois, compte tenu de l'incision des parties molles et du traumatisme opératoire (pourtant mineur), l'auteur recommande à ses patients d'éviter l'appui complet sur le membre opéré pendant 4 semaines. Une injection flash d'antibiotiques et une thromboprophylaxie péri-opératoire sont conseillées.

L’offset est maintenu ou restauré de façon optimale par deux facteurs, de sorte que le système n’a pas besoin d’être modulaire : d’une part, plus grosse est la taille de la prothèse et plus important est l’offset intégré, déterminé lors de la conception à l’aide des images de scanner et des calculs. D’autre part, la hauteur de résection et l’angle cervico-diaphysaire du patient donnent des repères anatomiques pour le positionnement de la prothèse. Grâce à sa forme incurvée, la prothèse de col de fémur NANOS s’adapte aux particularités du col fémoral et trouve sa position finale en respectant l’alignement anatomique (figure 7).

D’après les études scanner dans 75 à 80% des cas, la forme spécifique de la prothèse et sa taille s’adaptent parfaitement à la forme du fémur. Si des différences irréductibles d’offset ou de longueur des membres inférieurs sont constatées lors de la planification ou de l’intervention, il est conseillé d’implanter une tige standard. C’est également le cas en présence de nette accentuation de l’antéversion ou de la rétroversion selon l’analyse biomécanique ^{[31, 33]}.

Lors d’une révision ou d’une ablation, le membre est placé dans la position de préparation du fémur selon l’abord choisi pour retirer la prothèse. Après avoir pratiqué l’ablation de la tête prothétique, l’extracteur est vissé comme un étau autour du col de la tige. Cette intervention est également possible par abord mini-invasif. La vis est serrée et les instruments d’insertion et d’extraction par percussion peuvent ensuite être utilisés pour extraire la prothèse dans le sens de son axe.

Pour réimplanter une prothèse du même type, l’orifice osseux du col du fémur est légèrement élargi à l’aide d’une râpe. On évite ainsi le risque de fissures ou de fractures. L’impacteur doit se bloquer par petits coups réguliers, avant d’être remplacé par la prothèse définitive après contrôle radiographique. L’ancrage métaphysaire de la tige NANOS permet d’espérer que les révisions, quelle qu’en soit la cause, puissent être effectuées avec des tiges standard à ancrage diaphysaire, ce qui permettrait de réserver les tiges de révision modulaires pour un changement ultérieur. Il est en outre bénéfique que la tige NANOS n’affecte pas la région du grand trochanter et ses insertions musculaires et respecte également le stock osseux de la face interne du col du fémur.

La tige NANOS peut aussi être utilisée pour la révision d’autres prothèses. Il existe ainsi des exemples de cas isolés de remplacements de prothèses à cupule ou d’autres prothèses à tige courte par une prothèse NANOS. L’utilisation de cette tige à ancrage métaphysaire dans les cas d’étroitesse de la section diaphysaire congénitale ou acquise donne également de bons résultats.

Résultats cliniques

Les résultats cliniques obtenus à ce jour sont prometteurs car les études citées en référence ne mentionnent aucun taux anormal de descellement, de migration ou de révision. La satisfaction des patients et les améliorations notoires des scores s’expliquent par le traumatisme limité des parties molles lors de l’implantation.

M. et P. Ettinger ont publié les résultats à 5 ans de la première série de tiges NANOS avec un recul de 4 à 6 ans ^[10]. Ils ont revu 72 tiges chez 65 patients au recul moyen de 5,2 ans. Deux patients ont fait l’objet d’une révision pour descellement aseptique d’un cotyle. Aucune anomalie radiologique n’a été relevée, à l’exception de lisérés chez deux patients. Le score de hanche Harris ^{[15] (97,6)} et le score fonctionnel de Merle d’Aubigné ^{[4] (11,8)} sont encore très bons après 5 ans.

Parente F. ^[28] a présenté une série de 62 implantations suivies pendant une période de 38 à 62 mois, avec un score de hanche Harris postopératoire supérieur à 80 points dans 89 % des cas et compris entre 70 et 79 % dans les 11 % restants.

Il ne rapporte aucune révision, aucune luxation, un cas d’infection superficielle et un cas de douleurs trochantériennes sur un total de 222 tiges courtes NANOS implantées.

Logroscino et al. ^[24] ont traité 136 patients à partir de 2005, avec un suivi de 6 à 66 mois. Ils décrivent une amélioration des douleurs et de l’amplitude articulaire et une meilleure qualité de vie. Ils notent 100 % de tiges ostéointégrées sans échec et rapportent une fissure métaphysaire peropératoire, deux perforations diaphysaires et ultérieurement deux luxations de hanche et 4 cas d’inégalité de longueur supérieure à 2 cm.

Engelmann L. ^[8] décrit les résultats de 50 tiges NANOS suivies pendant une période s’échelonnant de 3 à 6 ans. Le score de hanche Harris moyen s’est amélioré, passant de 47,3 à 97,8 ; deux révisions ont été nécessaires et il n’y a eu aucun signe radiologique de descellement.

Dans le même temps, Moussa et Dinges ^[27] rendent compte de 110 tiges NANOS avec un suivi de 0,5 à 4,5 ans, sans descellement ni anomalies radiologiques, sans révision et avec un score de hanche Harris postopératoire de 94 points (min. 86 - max. 100). Les examens de suivi par DEXA font apparaître un épaississement de l’os au niveau du calcar.

Fuchs ^[11] a publié un premier retour d’expérience portant sur 109 prothèses NANOS, faisant état d’une augmentation du score de hanche Harris de 47,6 à 97,9 points après 1 ou 2 ans, d'un remplacement de cotyle et d’une fracture du col du fémur consolidée sans complications.

L’Instituto Rizzoli de Bologne ^[25] a traité des patients extrêmement jeunes avec des tiges NANOS en vue d'économiser le stock osseux. Les patients étaient tous âgés de moins de 17 ans, la moyenne d’âge étant de 15,1 ans. Ces interventions étaient nécessitées par des dysplasies, épiphysiolyses, maladie de Legg-Perthes-Calvé ou hyperphosphorémie. Aucune complication n’a été observée pendant le suivi, qui a duré entre 16 et 24 mois.

À Florence, Turelli ^[34] a utilisé des tiges NANOS notamment chez des patients âgés après fractures du col du fémur. L’âge moyen dans cette série est de 79,5 ans (min. 67, max. 87 ans) et le suivi est en moyenne de 10,8 mois (min. 7, max. 15 mois). Le chirurgien constate un raccourcissement de la durée opératoire et de l’anesthésie, avec un besoin réduit d’analgésie postopératoire et une perte sanguine plus faible qu’avec les tiges conventionnelles. La seule complication constatée serait une luxation postopératoire, les tiges étant par ailleurs toutes stables, sans signes de migration.

L’auteur et huit autres chirurgiens du service ^{[21, 22]} ont implanté plus de 560 prothèses NANOS depuis 2005 en association avec le cotyle auto stable ANA-NOVA® (fabriqué par Intraplant) (figure 8).

L’âge des patients s’échelonne de 18 à 79 ans, et la technique d’implantation a été le plus souvent mini-invasive. Dans un tiers des cas, nous avons utilisé des couples de friction de 36 mm en céramique. Il n’y a pas eu de luxation. Quatre hanches ont été révisées par abord mini-invasif pour modifier la longueur de col de S à L et une prothèse de taille 3 a été remplacée par une taille 5 au cours de la période postopératoire immédiate : le raccourcissement de la jambe entrainant douleur ou boiterie, était la raison de la révision. Une infection superficielle a cicatrisé après lavage sous-cutané. Un arrachement du grand trochanter a nécessité une fixation peropératoire par suture trochantérienne transosseuse. La forme arquée de la prothèse favorise une technique d’implantation ménageant les parties molles. Du point de vue radiologique, l’ostéotomie à arêtes vives au niveau du calcar s’adoucit de plus en plus avec le temps, sans incidence sur la position radiographique de la prothèse. Les ossifications péri-articulaires ^[1] sont exceptionnelles dans cette série comparativement aux tiges standard ; les cas observés ont été traités pendant trois semaines avec un AINS.

Götze et al. ^{[6, 12]} ont procédé à des mesures de la densité osseuse. Ils ont étudié la densité minérale osseuse (DMO) périprothétique avec deux types de prothèses différents (Alloclassic et NANOS) par la méthode DEXA chez 36 patients, 3 et 12 mois après l'implantation.

Les hanches traitées avec la tige NANOS présentent lors de cet examen une densité osseuse initiale plus élevée qu’avec la prothèse Alloclassic en zones de Gruen I, VI et VII ^[7]. Par la suite, les contraintes s’exercent de plus en plus au niveau de l'épaulement de la prothèse, au-dessus de la pointe polie de la tige, et les deux implants présentent alors des valeurs comparables. Cliniquement, le score de hanche Harris a progressé de 43,1 points (min. 19, max. 51) à 96,5 points (min. 79,5, max. 100) dans le groupe NANOS et à 91,3 (min. 61,3, max. 100) dans le groupe des tiges droites.

Le suivi par DEXA dans l’étude de Moussa et Dinges ^[27] fait apparaître un épaississement osseux modéré au niveau du calcar, sans anomalies cliniques.

Figure 6 : contrôle sous amplificateur de brillance avec le compacteur in situ.

Figure 7 : Alignement anatomique: CCD de 125° à 145° - variation de l’offset de 28 mm.

Figure 8 : Cotyle ANA-NOVA, couple de friction de 36 mm en céramique, tige NANOS à appui cortical chez une patiente active, née en 1941, souffrant d’ostéoporose, vues AP et axiale.

Figure 9 : Instrumentation NANOS.

Analyse par radiostéréométrie (RSA)

L'analyse radiographique plaide également en faveur de la tige NANOS, aucune anomalie radiologique n'ayant été observée lors des différents suivis postopératoires. L’amincissement de la corticale interne du col fémoral, sans conséquence sur le positionnement radiologique de la tige, que nous avons mentionné précédemment n'est pas surprenant, ce phénomène ayant déjà été soupçonné en 2007 dans l'analyse de Speirs et al. ^[31].

La RSA fondée sur modélisation (MBRSA) de la prothèse NANOS évite les inconvénients inhérents à la méthode classique par marqueurs [17-19]. Les résultats de l’étude, réalisée à la faculté de médecine de Hanovre, sont attendus pour 2013.

En résumé, les quelques 26 000 tiges NANOS implantées dans le monde témoignent d’une bonne tolérance. La littérature, au recul de six ans, et le retour d’expérience actuel donnent à penser que les constatations suivantes faciliteront l’implantation des tiges NANOS :

Une planification préopératoire est indispensable ; le canal médullaire spongieux doit être sondé avec une râpe-pilote, d’autant plus prudemment que sa structure trabéculaire est dure. Les impacteurs de forme conique peuvent seulement comprimer l’os spongieux. Lorsqu’ils atteignent l’orifice osseux du col du fémur, il faut élargir celui-ci à la râpe au point de pénétration afin d’éviter fissures et fractures. Plus l'os spongieux est de mauvaise qualité, plus l’ajustage cortical est important. Il est conseillé de procéder à un contrôle peropératoire sous amplificateur de brillance.

La prothèse à tige courte NANOS permet de réaliser une reconstruction anatomique et biomécaniquement stable avec un sacrifice osseux minimal. Sa forme anatomique prend en compte les caractéristiques de la métaphyse et garantit une parfaite stabilité primaire et un remplissage optimal grâce à sa forme en triple cône. L'ostéointégration est favorisée par le revêtement Bonit®. L'extrémité distale polie évite le phénomène de stress shielding tout en préservant l'élasticité de la diaphyse. Cette prothèse monobloc s'est révélée extrêmement stable, et son col fin assure une grande amplitude articulaire surtout avec les têtes en céramique de taille 36 mm. Grâce à la préservation du col fémoral, elle permet une bonne restitution de la latéralisation et de l’antéversion.