Prothèse de genou personnalisée à partir d’une imprimante 3D
Jusqu’à il y a quelques années, la technologie d’impression 3D n’était connue que des designers et des constructeurs automobiles. Les imprimantes 3D sont également de plus en plus utilisées en médecine, par exemple pour les prothèses de genou personnalisées. Depuis plusieurs années maintenant, il est devenu possible en Suisse d’adapter la prothèse à l’articulation du genou et de réaliser des prothèses individuelles selon l’anatomie sur une imprimante 3D. Professeur, l’un des rares médecins utilisant cette technique en Suisse, Markus P. Arnold, médecin traitant à la Bierchof Klinikum et spécialiste du genou dans le cabinet du groupe LEONARDO à Munich, Bâle. Dans une interview, l’orthopédie explique à qui ces implants conviennent et comment ils sont créés et utilisés.
Quel est le problème avec les prothèses de genou standard, alors vous avez maintenant besoin d’implants personnalisés à partir d’une imprimante 3D?
«Suspension» est probablement le mauvais mot. Après tout, de nombreux patients sont satisfaits d’une prothèse standard. Cependant, des études montrent qu’un patient sur cinq n’est pas satisfait d’une prothèse de genou standard après une chirurgie. Vous cherchez des raisons. Et l’une des raisons peut être que la «chose» que nous installons n’est qu’une mauvaise copie de ce que nous avons utilisé il y a 60-70 ans comme notre propre articulation du genou.
Le genou en tant qu’organe fonctionne comme suit: la forme des condyles (partie osseuse de l’articulation) et des ligaments est attachée à un design unique et personnalisé. Si je change maintenant le facteur (par exemple, attache le ligament croisé à un nouvel emplacement ou remodèle le condyle), le genou ne fonctionnera plus comme prévu. Il ne travaille parfaitement que dans le design avec lequel il a grandi. Ils essaient maintenant de remplacer cette conception «parfaite» par une prothèse standard. Dans de nombreux cas, cela fonctionne plutôt bien, mais dans certains non.
Jusqu’à récemment, nous n’avions que des prothèses standard prêtes à l’emploi pour le remplacement du genou. Les tailles 1 à 10 sont peut-être légèrement plus étroites ou plus larges. Vous pouvez comparer cela aux chaussures: les chaussures de tailles régulières conviennent à la plupart des pieds. Ensuite, il y a des pieds qui ne correspondent pas aux chaussures standard. Les chaussures personnalisées s’adaptent quand même. Les articulations du genou ont différentes formes, comme les jambes.
De plus, il n’y a généralement qu’un choix radical entre une prothèse complète et une prothèse partielle avec prothèse standard.
Qu’est-ce qui peut améliorer les prothèses de genou conventionnelles?
Ils peuvent être ajustés pour les genoux qui n’ont pas de « forme standard ».
Mais ce n’est même pas la chose la plus excitante: il arrive souvent que tout le genou ne soit pas blessé à cause de l’arthrose. Le genou a trois compartiments: intérieur, extérieur et la partie qui forme la partie articulaire entre la rotule et la cuisse. Avec les prothèses standard, vous pouvez remplacer une partie ou la totalité de l’articulation. Cependant, les deux compartiments sont souvent affectés. Cela ne peut pas être fait en termes de disponibilité à porter, car, tout d’abord, l’anatomie, la relation d’une partie à l’autre est individuellement très différente. Jusqu’à présent, ces patients recevaient généralement une prothèse complète.
L’arthrose ne peut concerner qu’un seul (gauche), deux (milieu) ou les trois (droite) compartiments du genou.
C’est là que les duoprothèses sur-mesure sont en train de révolutionner car elles peuvent relier plusieurs prothèses partielles entre elles, par exemple en remplaçant 2/3 de l’articulation du genou. Et les bandes restent intactes! Cela signifie que la cinématique, ma forme de mouvement, reste la même que celle à laquelle je suis habitué. Le joint est simplement recouvert de métal, comme une couronne.
Prothèses de genou personnalisées pour (gauche) deux (milieu) ou trois compartiments (droit) du genou
Dans le cas d’une prothèse standard, au moins le ligament croisé antérieur est retiré, et de nombreux collègues retirent également le ligament croisé postérieur. En ce sens que « la cinématique est désormais différente, en tout cas, la prothèse prend en charge la stabilisation des ligaments, tout ce qui est inutile ne fait qu’interférer et doit être enlevé ». Avec les prothèses sur mesure, par contre, vous construisez magnifiquement autour d’un appareil ligamentaire normal. Avant cela, j’étais également sceptique quant à savoir si les prothèses seraient fabriquées sur mesure. Mais cette connexion, ces duoprothèses ouvrent vraiment un nouveau monde de pensée.
Pour quels patients ces prothèses individuelles ont-elles un sens particulier?
Ils sont idéaux pour les jeunes patients souffrant d’arthrose qui ont besoin d’une prothèse, car beaucoup moins d’os est retiré qu’avec les prothèses standard. Cela laisse au patient suffisamment d’os pour recommencer après 10 à 20 ans. Ainsi, s’il existe une arthrose plus étendue due à l’âge, cette prothèse se desserre ou des particules d’abrasion provoquent une inflammation osseuse. De cette façon, vous pouvez mieux découvrir les futures options de traitement et utiliser, par exemple, une prothèse standard plus tard.
Quels sont les avantages notables pour le patient d’un implant de genou personnalisé par rapport aux prothèses standard conventionnelles?
Comme cette technologie est encore jeune, malheureusement, il y a peu de résultats concrets à long terme. Mais ce que vous dites et attendez, c’est que le genou redevienne naturel très rapidement, donc vous avez moins de sensation de corps étranger: vous ne pensez plus qu’il y a une prothèse dans le genou.
Dans de nombreux cas, le patient bénéficie d’une plus grande stabilité car les ligaments sont laissés seuls, en particulier avec les prothèses partielles. Avec les prothèses standards, le chirurgien est souvent obligé de faire un compromis entre stabilité et mobilité car la prothèse ne s’adapte pas à 100%. Le patient souhaite également avoir un genou stable avec une prothèse, car sinon, il ne se sent pas en sécurité. Il souhaite également plier à nouveau sa jambe à plus de 90 ° et pouvoir à nouveau faire du vélo, par exemple. La combinaison optimale est souvent difficile pour les prothèses standard, bien que ce compromis ne s’applique pas aux prothèses individuelles car vous copiez la prothèse de genou idéale.
Quelle est la procédure d’implantation d’une prothèse de genou personnalisée?
Il faut environ huit semaines entre la planification et la chirurgie. Avant l’opération, nous créons un scanner de l’articulation du genou. En utilisant ces images des couches, une prothèse individuelle est imprimée en 3D et livrée à la clinique peu de temps avant l’intervention. Bien entendu, les vendeurs ne divulguent pas exactement comment fonctionne le processus de fabrication. Mais ce qui en ressort est incroyable. J’ai récemment vu trois genoux prothétiques, chacun complètement différent. C’est vraiment impressionnant!
La procédure chirurgicale est-elle différente des prothèses standard?
Il est techniquement quelque peu différent, il comporte différents processus auxquels vous devriez vous habituer en tant que médecin. C’est différent et pourtant similaire au vélo et au VTT.
Qu’en est-il du temps de récupération après la chirurgie?
La première étape est pratiquement la même qu’elle est et reste l’opération principale. Nous devons être honnêtes. Au départ, le facteur décisif de la douleur est l’état des tissus mous, la quantité de saignements et l’enflure du genou.
Après environ quatre mois, je constate une grande différence. Jusqu’à récemment, les patients porteurs de prothèses articulaires du genou devaient dire: «Attendez un an, alors vous serez satisfait». Environ la moitié des patients sont plutôt satisfaits des nouvelles prothèses standards après quatre mois, mais n’ont pas complètement oublié le genou. Avec les prothèses sur mesure, après quatre mois, tous les patients me disent: «C’est très bien». Et l’inspection annuelle n’est qu’une formalité.
Vous avez déjà des prothèses d’une imprimante 3D pour d’autres articulations?
Je sais qu’il existe également des implants personnalisés pour la hanche. Je me concentre moi-même sur mon genou.
Quelle est votre évaluation personnelle: y a-t-il une tendance générale à un moment donné à remplacer toutes les articulations par des prothèses personnalisées?
C’est difficile à dire. L’une des premières articulations de la hanche jamais implantées (John Charnley de la fin des années 1950) est toujours l’une des meilleures aujourd’hui. Contrairement au genou, la hanche est également une articulation «plus simple». Le genou, mobile avec six degrés de liberté, est contrôlé très précisément et donc très bien alimenté en nerfs. Ce contrôle neuromusculaire nécessaire et délicat rend le genou relativement sensible. Cette sensibilité a certainement conduit certains patients à être insatisfaits après une chirurgie de routine. Bien que je ne sois pas un chirurgien de la hanche, je pense que la demande et le succès clinique des prothèses de hanche personnalisées auront tendance à rester plus faibles.
Mais je vois beaucoup de potentiel dans les prothèses de cheville pour les chirurgiens du pied, car les gains de satisfaction des patients sont encore assez modestes. Ici, je peux imaginer que la technologie de l’imprimante 3D pourrait apporter de nouvelles possibilités correspondantes.
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