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Prothèses totales de cheville

35 ans de prothèse de cheville

Maintenir la mobilité tout en redonnant l’indolence et la stabilité est le but recherché par toute technique d’arthroplastie. Historiquement, de nombreux patients présentant des arthropathies sévères ont bénéficié d’un traitement par arthrodèse et actuellement la plupart bénéficient d’une solution prothétique avec des résultats fiables à moyen et à long terme. Depuis plus de 40 ans, différentes équipes tentent de trouver une solution au difficile problème posé par l’arthroplastie talo-crurale.

L’histoire de la prothèse totale de cheville a débuté en 1970 en France où Lord et Marotte, non satisfaits des résultats de l’arthrodèse ont proposé un implant prothétique de la cheville. Sa mise en place nécessitait une talectomie partielle et une pièce de polyéthylène était cimentée dans la région calcanéenne. Le pilon tibial était remplacé par un implant sphérique dérivé des prothèses totales de hanche.

Prothèse de Lord et Marotte

Un nouvel intérêt pour les prothèses totales de cheville (PTC) a vu ensuite le jour avec le développement des implants semi- contraints et non contraints.

En 1972 sont apparues les prothèses dites de deuxième génération dont le concept était de resurfacer le talus à l’aide d’une pièce métallique et le pilon tibial à l’aide d’une pièce en polyéthylène.  Là aussi se sont opposés les défenseurs des implants cimentés ou vissés et la stabilité intrinsèque de la prothèse était confiée à une pièce cylindrique, sphérique ou torique.

Ces implants de deuxième génération se sont avérés insuffisants, ce qui a été clairement rapporté dans un article de Kitaoka, publié en 1996, qui montrait une courbe de survie globalement inférieure à 50% à dix ans de recul et déconseillait la poursuite de l’expérience. Les causes d’échec étaient probablement l’excès de contraintes auxquelles étaient soumis les implants, la forme sphéroïde des surfaces articulaires responsable d’une stabilité propre insuffisante, et la résorption osseuse due à la réaction macrophagique réactionnelle à la libération de particules de polyéthylène sous l’effet de contraintes excessives, et responsable d’un descellement à court et à moyen terme.

Illustration d’une prothèse à deux composants : L’implant tibial est en polyéthylène « taillé » à la main.

Illustration d’une prothèse à deux composants : L’implant tibial est en polyéthylène « taillé » à la main.

Les “temps modernes” remontent aux années 80 avec les implants dits de troisième génération qui ont proposé un ménisque (patin) mobile entre les deux pièces de resurfaçage tibiale et talienne. Les promoteurs de ce nouveau concept furent Buechel et Pappas aux Etat-Unis (prothèse de  Buechel Pappas TM) et Kofoed au Danemark (prothèse STAR : Scandinavian Total Ankle Replacement). Le patin mobile en polyéthylène de haute densité est la caractéristique essentielle de ces nouvelles prothèses totales de cheville.

Exemple d'une prothèse totale de cheville à trois composants

Exemple d'une prothèse totale de cheville à trois composants

Par sa surface supérieure plane et mobile avec la pièce tibiale, il permet de modifier ou d’adapter le centre de rotation et d’absorber les micromouvements de cisaillement antéro- postérieurs et rotatoires lors de la marche. Le système à deux composants ne permettait pas cette adaptabilité. Les taux de survie de ces prothèses sont beaucoup plus encourageants avec, à plus de sept ans, des taux de reprise compris entre 5 et 12%.

Depuis les années 2000, il y a à nouveau un regain d’intérêt pour la prothèse totale de cheville, ce qui est sans aucun doute dû aux résultats à long terme de nouveaux types d’implants.

Que reprocher à l’arthrodèse ?

« L’arthrodèse garde une place de choix mais Lord et Marotte pensaient déjà qu’en méconnaissant trop délibérément ses inconvénients, on lui faisait une part un trop belle ».

Comme Mazur  l’a rapporté, l’arthrodèse réduit la vitesse de marche de 16%, augmente la consommation d’oxygène de 10%, réduit les possibilités de marche de 10% et nécessite des compromis dans la vie quotidienne principalement pour monter et descendre les escaliers, se lever d’une chaise, conduire une voiture … L’arthrodèse est une intervention techniquement exigeante imposant un positionnement parfait et son taux de pseudarthrose est compris entre 8 et 48% dans la littérature.  Les problèmes septiques ne sont pas rares (2 à 12%) et enfin, l’enraidissement de cette articulation majeure de l’arrière-pied est responsable d’un excès de contraintes sur les articulations sus- et sous-jacentes, d’autant plus qu’il existe déjà à ce niveau une pathologie post-traumatique ou inflammatoire.

Il existe différentes analyses biomécaniques et de la marche après arthrodèse pour arthrose. Beyart et coll, ont décrit un appui talonnier trop précoce de la cheville fusionnée lors de la marche pieds nus, avec une amélioration lorsque le patient est bien chaussé. La vitesse de marche est diminuée. Wu et coll, à l’aide de l’analyse tridimensionnelle, ont mis en évidence des troubles de rotation du membre inférieur sus- jacent à une arthrodèse. Valderrabano a retrouvé les mêmes anomalies en étudiant des chevilles arthrosiques. Les analyses de détection électromyographique ont objectivé des co-contractions anormales des muscles antagonistes dans les chevilles douloureuses, ce qui traduit probablement une tentative de soulager les douleurs par  une « ankylose dynamique » de l’articulation.

La PTC tient-elle ses promesses ?

Diverses évaluations de cette dernière décennie ont permis de confirmer le bien- fondé de la PTC, au moins d’un point de vue cinématique (par analyse de la marche) et fonctionnel (à l’aide des scores AOFAS et SF36).

Les analyses de la marche dans les cohortes de patients ayant une PTC ont permis de valider objectivement de nombreux points théoriques. La restauration de la cinématique de la cheville sera probablement la garantie de la longévité des articulations péri- prothétiques non surchargées par l’ankylose talo- crurale.

La nouvelle génération de prothèses procure de meilleurs résultats cliniques. Des études cadavériques ont montré que la cinématique après PTC est normale.

Néanmoins, ces études ne portent que sur les anomalies segmentaires et ne donnent que peu d’informations sur les anomalies globales de la marche L’invalidité globale a été mieux analysée par les mesures mécaniques et énergétiques considérées comme indicateurs de synthèse de la marche. Cette approche permet une meilleure compréhension du mécanisme d’une marche pathologique. Detrembleur et Leemrijse ont ainsi évalué l’effet de la PTC sur à les anomalies de la marche chez 20 patients étudiés avant et environ sept mois après l’intervention. Le score AOFAS a été amélioré une fois et demi. La vitesse a également été très sensiblement améliorée. Afin de limiter l’influence de la vitesse et de mettre en évidence l’effet de la seule chirurgie, toutes les variables ont été normalisées à l’aide du Z-score. Tous les paramètres temporo-spatiaux et l’amplitude de la cheville étaient sensiblement améliorés.

Le déplacement du centre de masse  était significativement amélioré, avec une courbe de marche moins plate, et une diminution de la dépense énergétique. Ces résultats démontrent l’effet bénéfique de la PTC sur la fonction locomotrice.

Types d’implants, évolutions

Classifications

Les classifications se réfèrent à différents critères comme le mode de fixation, le nombre de composants, le degré de contrainte et de congruence entre les composants.

Presque tous les systèmes modernes possèdent une embase tibiale et un resurfacement talien métalliques séparés par un ménisque intermédiaire en polyéthylène de très haute densité. Dans certains modèles, le polyéthylène est fixé sur la pièce tibiale. Dans d’autres, il est plus ou moins contraint par rapport à la pièce tibiale ou talienne. La question du polyéthylène est cruciale, avec un risque de fluage et de libération de microparticules du au nombre d’interfaces de glissement.

Exemple d'une prothèse totale de cheville à trois composants

Le futur

Les résultats de la prothèse totale de cheville n’ont pas encore la qualité de ceux des prothèses de hanche et du genou. et ce pour plusieurs raisons. Comme nous l’avons vu, les variantes anatomiques de l’articulation talo- crurale posent beaucoup plus de problèmes pour une arthroplastie qu’au niveau des autres articulations. De plus, les pathologies en cause sont plus variées. Enfin, les déformations de la cheville et des articulations voisines doivent être corrigées avant l’implantation d’une prothèse de cheville, ce qui n’est pas encore toujours fait et compris.

Une planification pré- opératoire minutieuse, la connaissance des différentes étapes de la chirurgie et de leurs pièges sont indispensables. Seuls des chirurgiens entraînés devraient entreprendre une telle intervention. S’il faut 25 heures d’intervention pour apprendre la technique, le nombre de cas nécessaires pour apprendre cette technique en un an doit être d’au moins de deux par mois.

Or, en France actuellement, sur 63 chirurgiens interrogés (dont 95 % membres de la Société Française de Chirurgie du Pied), 70 % implantent des prothèses totales de cheville. Sur ces 44 chirurgiens, 17 en posent plus de 2 par an et seulement 7 plus de 10 !

Indications et contre-indications

Pathologies de la cheville

Une cheville dégénérative n’est pas seulement une cheville dépourvue de cartilage. L’arthrose primitive respectant l’anatomie de la cheville est rare. Les étiologies des arthropathies de cheville sont très variées : traumatique (séquelles de fracture, lésions tendineuses comme les lésions du tendon tibial postérieur, lésions ligamentaires principalement du plan ligamentaire latéral), arthrite rhumatoïde, lupus érythémateux disséminé, autres rhumatismes inflammatoires, hémochromatose, hémophilie, pied creux, séquelles de pied bot varus équin… Chacune de ces pathologies entraîne de nombreuses modifications locales, avec par exemple des ossifications, des lésions dégénératives des articulations voisines, des modifications ligamentaires et tendineuses, et souvent des modifications de la force et de l’équilibre des muscles de la jambe. On ne peut imaginer qu’il est possible de corriger toutes ces modifications par la simple mise en place d’une prothèse totale de cheville. Celle- ci, en fait, permettra tout au plus de diminuer les douleurs de la cheville. Si l’ensemble du problème n’est pas pris en compte (c’est-à-dire si l’on ne parvient pas à obtenir un pied plantigrade et une articulation stable, à corriger les déformations de l’arrière- pied et à rééduquer les muscles de jambe), le résultat de la prothèse sera médiocre. Il est nécessaire de corriger et de traiter la totalité des anomalies de la cheville et du pied. Pour y parvenir, les méthodes diffèrent. Certains préfèrent les traitements extra- articulaires par ostéotomie correctrice du tibia distal, ostéotomie de translation de la malléole médiale, ostéotomie du calcanéus, arthrodèse de l’arrière- pied, voire même une triple arthrodèse (blocage du couple de torsion et de la sous talienne) avec mise en place de l’implant au niveau de la surface articulaire tibio- talienne. D’autres pensent que la correction de la désaxation doit se faire au niveau de la mortaise à l’aide d’une ligamentoplastie notamment dans le cas difficile de l’arhtrose varisante.

Indications et contre- indications

Les indications sont très discutées actuellement et font intervenir un grand nombre de facteurs : demande du patient, anatomo- pathologie, contexte psychologique et expertise du chirurgien.

Il existe des contre-indications reconnues : infections aigues, contre- indications indiscutables, ostéoarthropathies neurogènes, nécroses osseuses étendues dont la résection complète sera impossible lors de la mise en place de la prothèse, absences d’animateurs dans certaines pathologies neurologiques, grands désordres statiques ou ligamentaires qui ne peuvent pas faire l’objet d’une reconstruction préalable ou concomitante, insuffisance vasculaire.

Les indications de choix sont bien sûr l’arthrose centrée de la cheville, les arthropathies d’origine inflammatoire comme la polyarthrite rhumatoïde, les destructions articulaires d’origine hémophilique et les arthroses post-traumatiques.

L’âge est un facteur à prendre en compte sans pour autant en faire un élément d’indication ou contre-indication absolu, tout en sachant que comme pour toute chirurgie prothétique, il est préférable que le sujet soit âgé. La pathologie post-traumatique est la plus fréquente de toutes et c’est un problème car ces patients sont souvent jeunes et actifs. L’activité du patient est en effet un élément péjoratif; à cet égard, il faut souligner que toutes les activités sportives avec impact doivent être formellement déconseillées sans pour autant interdire un certain niveau de pratique. Le nombre d’interventions préalablement réalisées doit également être considéré, car plus leur nombre est élevé et moins bon sera le résultat de la prothèse sur la douleur. Une atteinte associée des différentes articulations du membre inférieur, qu’elles soient sous-talienne, médio- tarsienne ou du genou) intervient beaucoup dans la décision, en sachant qu’au niveau du pied, la cheville est la seule articulation qui puisse bénéficier d’une solution prothétique fiable alors que l’arthrodèse est la seule intervention possible pour les autres articulations. Si ainsi, il existe une atteinte associée de l’articulation sous- talienne nécessitant une arthrodèse, la PTC mérite d’être considérée car une arthrodèse tibio- talienne et sous- talienne enraidirait beaucoup le pied et surchargera l’articulation médio-tarsienne.

Il faut donc se poser les questions suivantes :

- le patient retirera-t-il un réel bénéfice par rapport à une arthrodèse ?

- la PTC est-elle réaliste dans le contexte local et général ?

- la reprise éventuelle de cet implant sera-t-elle réalisable de façon simple, à savoir en ne sacrifiant que l’articulation prothétique ou au contraire la reprise de l’implant va-t-elle imposer une reconstruction complexe avec sacrifice d’une articulation adjacente, principalement de l’articulation sous- talienne par un clou transplantaire?

S’il est possible de répondre par l’affirmative à toutes ces questions, la PTC peut être retenue en fonction de l’expertise du chirurgien.

Technique opératoire d’une prothèse de cheville

La voie d’abord antéro-médiale, entre les tendons tibial antérieur et long extenseur de l’hallux, sera privilégiée lors de la mise en place d’une prothèse totale de cheville. La voie d’abord postérieure n’a jamais été pratiquée. Certaines équipes proposent la voie d’abord latérale avec ostéotomie de la fibula (ESKA Ankle Prosthesis). La voie la plus utilisée cependant est la voie antéro-médiale. La voie antéro- latérale, latérale au tendon extenseur commun des orteils, peut être utilisée mais elle est souvent à l’origine de malposition des implants en rotation externe.

Il est fondamental de comprendre que la mise en place d’une PTC doit être considérée comme un acte de resurfaçage et qu’en aucun cas, elle n’est capable de corriger à elle seule les défauts osseux ou ligamentaires qui ont été à l’origine des lésions dégénératives, principalement dans les désaxations. L’arthroplastie pourra donc corriger par exemple, une fracture articulaire du pilon tibial sans désaxation métaphyso- épiphysaire qui n’intéresse que la surface articulaire ou encore une nécrose très parcellaire du dôme talien.

Représentation des corrections à associer lors de la mise en place de la prothèse. Z1. Implant centré et orthogonal dans la pince bimalléolaire axée. Z2. Correction de la longueur relative de la fibula, suite au raccourcissement du tibia, par ostéotomie en Z permettant de recentrer le talus dans la mortaise tout en corrigeant le varus de l’arrière-pied. Z3. Correction du cal vicieux de la malléole fibulaire par addition suite à son raccourcissement fracturaire. Z4. Correction d’une arthrose varisante par geste additionnel à la demande, réparation du plan collatéral latéral, release du plan collatéral médial, ostéotomie de valgisation. Z5. Correction du valgus, par arthrodèse isolée ou double de l’arrière-pied, retente éventuelle du plan ligamentaire médial. (Figure adapted from Leemrijse Th, Valtin B. Pathologie du pied et de la cheville, Novembre 2009, édition Masson-Elsevier, ISBN 978-2-294-61208-4)

Soins post-opératoires

Classiquement une immobilisation de 45 jours était proposée, dont 3 semaines sans appui. Cette durée a été réduite. L’appui peut être plus précoce (parfois dès le premier jour) ce qui va dans le sens de l’impaction des implants) mais il faut tenir compte des gestes associées (allongement du tendon calcanéen, ostéotomie,…). Une immobilisation par une attelle plâtrée ou en résine est habituellement conservée jusqu’à parfaite cicatrisation.

Complications.

Complications aspécifiques

L’infection, les phénomènes thrombo- emboliques, les nécroses cutanées, l’algodystrophie, les lésions nerveuses ou artérielles sont des complications communes à toute chirurgie prothétique.

Les troubles de cicatrisation sont redoutables car souvent à l’origine de complications septiques. Ils doivent être prévenus en per- opératoire et traités de façon rapide par des soins adaptés ou par un lambeau de couverture ( 1,5% à 17% Myerson, Schuberth).

Complications spécifiques précoces

En per- opératoire, la complication la plus fréquente est la fracture d’une malléole, fibulaire ou médiale (10 à 38%). Elle nécessite une ostéosynthèse stable et immédiate. Elle nécessite une immobilisation post-opératoire mais n’a pas d’influence réellement péjorative sur le résultat.

Les lésions tendineuses sont peu fréquentes mais peuvent être observées lors de la voie d’abord (lésion de l’extenseur de l’hallux) ou, principalement, lors de la partie postérieure de la coupe tibiale au niveau du fléchisseur commun des orteils ou du long fléchisseur de l’hallux (2 à 9%).

La malposition est possible pour les deux implants et dans tous les plans malgré les guides.

Complications spécifiques tardives

C’est le descellement prothétique (liseré continu et évolutif ou migration progressive) qui peut apparaître rapidement ou progressivement et qui traduit l’absence d’intégration. Des migrations limitées en particulier de la pièce tibiale sont fréquentes et sont souvent muettes sur le plan clinique ; il peut s’agir également de véritables enfoncements au niveau du talus, imposant le plus souvent une arthrodèse.

Reprises des échecs

Analyse des causes d’échec

Comme pour tout échec de prothèse, le bilan étiologique doit être complet. Les causes d’échecs sont de différents types :

- les causes extra-prothétiques ont habituellement été négligées lors de la mise en place de la prothèse, et/ou sont apparues secondairement. Ainsi une désaxation de l’arrière- pied constitutionnelle ou acquise, une instabilité ligamentaire latérale ou même médiale, une arthrose articulaire adjacente ou une raideur mal analysée.

- les causes péri-prothétiques sont plus tardives : ossifications péri-prothétiques, conflit avec les malléoles, géodes.

- les causes prothétiques (malposition des implants, taille inadaptée, fracture d’implant, usure du polyéthylène, descellement et migration, infection…) doivent être analysées.

Reprise en conservant l’implant

Si la ou les causes d’échecs sont extra- prothétiques ou péri- prothétiques, la reprise chirurgicale se fera sans changement d’implant : ostéotomies complémentaires (supra- malléolaires ou du calcanéus[61]), reconstruction ligamentaire, transfert tendineux… .

Reprise avec changement de l’implant

Lorsqu’il existe une cause d’échec prothétique, le changement nécessite la correction préalable ou dans le même temps des causes d’échec extra- prothétiques (désaxations, instabilité ligamentaire…) qui ont pu favoriser cet échec. La possibilité de changer la prothèse est conditionnée par le stock osseux restant après l’ablation de la prothèse : plus les pertes de substance osseuse sont importantes, plus le changement prothétique est aléatoire et doit faire discuter l’arthrodèse.

En cas de défauts « simples », un changement avec recoupes à minima est possible, au prix d’une augmentation de l’épaisseur du polyéthylène. Dans les situations plus complexes, ce qui souvent est la règle, il faudrait associer greffe et implant de révision. L’arthrodèse, dans de tels cas, met fin à une escalade chirurgicale qui pourrait à terme se terminer par une amputation.

Arthrodèse avec ablation de l’implant

L‘arthrodèse après ablation des implants est le dernier recours avant l’amputation dans les échecs de prothèse totale de cheville.

Infection sur prothèse de cheville

Elle pose le même problème que celui de toutes les arthroplasties infectées.

Conclusion

A l’heure actuelle, la mise en place d’une prothèse totale est une alternative acceptable à l’arthrodèse dans le traitement des lésions dégénératives et inflammatoires de la cheville quelle qu’en soit sa cause. Elle nécessite une bonne expérience chirurgicale du pied et de la cheville.

Les travaux de modélisation, basés sur une meilleure connaissance de l’anatomie, de la physiologie et de la biomécanique normales, ont permis d’en déterminer les principes. Différents travaux ont démontré l’avantage biomécanique de la prothèse par rapport à l’arthrodèse. On retrouve en effet, dans différentes études, une amélioration voire la normalisation des schémas de marche et l’amélioration des secteurs de mobilité des articulations adjacentes après prothèse. Ces analyses sont fondamentales et encourageantes pour la poursuite de ce « challenge » chirurgical.

L’étude de la biomécanique normale de la cheville et l’analyse des échecs des précédents implants ont conduit à la mise au point d’une nouvelle génération de prothèses. Ce  progrès théorique, conjugué à la fixation sans ciment, a permis de diminuer le taux d’échec. Une des « révolutions » a été l’ajout d’un « ménisque » en polyéthylène entre les pièces métalliques, ce qui les rend congruentes, améliore la cinématique et permet probablement une diminution des contraintes au niveau des interfaces en charge et de l’usure. Cependant, certains auteurs ont récemment remis ce concept en cause, ce qui peut se concevoir si on développe un ancillaire très précis mais uniquement dans certaines arthropathies centrées..

L’augmentation de la compétence des chirurgiens, grâce à une formation adaptée, est probablement le facteur clé qui permettra de transformer la PTC en une alternative prometteuse à l’arthrodèse de cheville. La sélection appropriée des patients est aussi une pierre angulaire du succès des PTC. L’élargissement des indications à des patients plus jeunes et plus actifs et aux chevilles avec déformation majeure est, comme pour toute arthroplastie, un des défis pour l’avenir.

Différentes méta- analyses ont montré des taux de complication comparables des prothèses totales et des arthrodèses mais sur chez des patients probablement différents. On ne peut, dès lors, pas dire que le niveau de preuve de ces études soit suffisant car elles ne sont pas randomisées et peu sont prospectives. Quoiqu’il en soit, les deux techniques sont exigeantes et il ne faut pas croire que l’arthrodèse est la solution universelle.