Biomécanique et chirurgie : développement de techniques

17 décembre 2019

arnaud.germaneau@univ-poitiers.fr

Biomécanique et chirurgie : développement de techniques innovantes pour la réparation de structures osseuses

PHILIPPE RIGOARD & ARNAUD GERMANEAU

U N I T É R AC H I S N E U R O M O D U L AT I O N H A N D I C A P, P R I S M AT I C S, C H U, P O I T I E R S, F R A N C E

I N S T I T U T P P R I M E U P R 3 3 4 6 , C N R S – U N I V E R S I T É D E P O I T I E R S – I S A E - E N S M A , F R A N C E

FRACTURES OSTÉO-ARTICULAIRES

2

Fractures en compression : ‘Tassement’ des structures

FRACTURES DE LA CHARNIÈRE THORACO-LOMBAIRE

3

• 15% des traumatismes du rachis

• Jeunes adultes (20-35 ans) : chutes, accidents de voiture, de sport,…

• Traumatisme par compression dynamique d’une vertèbre de la charnière thoraco-lombaire

• Ecrasement important du corps vertébral

Jonction thoraco-lombaire

Lésion du plateau vertébral

Eclatement du plateau en

plusieurs fragments

Recul du mur postérieur dans le

canal rachidien

Fractures ‘burst’

FRACTURES DE LA CHARNIÈRE THORACO-LOMBAIRE

4

Fracture instable Stabilisation immédiate

Choix de la technique de stabilisation ?

Fractures ‘burst’

Chirurgie « classique » Chirurgie mini-invasive

Kyphoplastie Kyphoplastie +

Montage postérieur

Ostéosynthèse Courte

Postérieure (OCP)

Cage + Plaque Latérale +

ostéosynthèse courte

postérieure (CPL)

AUGMENTATION OSSEUSE : UTILISATION D’UN BALLON ?

5

Progressive, puissante, monobloc et réduction douce

FRACTURES DE LA CHARNIÈRE THORACO-LOMBAIRE

6

Fracture instable Stabilisation immédiate

Choix de la technique de stabilisation ?

Etudes biomécaniques ?

Fractures ‘burst’

Chirurgie « classique » Chirurgie mini-invasive

Kyphoplastie Kyphoplastie +

Montage postérieur

Ostéosynthèse Courte

Postérieure (OCP)

Cage intersomatique +

Plaque Latérale +

ostéosynthèse courte

postérieure (CPL)

LA BIOMÉCANIQUE

7

Pathologies,

Problématiques

https://www.arte.tv/fr/videos/067093-020-A/tu-mourras-moins-bete/

8

Assemblage d’éléments subissant des sollicitations extérieures tout en assurant une fonction de mouvement ou de maintien de position

PROBLÈME MÉCANIQUE

PROBLÈME MÉCANIQUE

9

Assemblage d’éléments subissant des sollicitations extérieures tout en assurant une fonction de mouvement ou de maintien de position

Comportement des structures osseuses ?

Mécanismes de fractures ?

Comportement des systèmes de stabilisation ?

Expérimentations sur segments anatomiques

Simulations numériques

ETUDES BIOMÉCANIQUES AU LABORATOIRE D’ANATOMIE

10

Marteau (15kg)Segment rachidien

Impact

Reproduire des chargements physiologiques ? Reproduire des fractures burst ?

ANALYSE MÉCANIQUE SUR SEGMENTS ANATOMIQUES

11

Analyse en déformation Stabilité Primaire

Analyse des mobilités angulaires intervertébrales Différence de mobilité avant fracture et après

T11/T12

T12/L1

L1/L2

L2/L3

ANALYSE MÉCANIQUE SUR SEGMENTS ANATOMIQUES

12

Analyse en déformation Stabilité Primaire

Analyse des mobilités angulaires intervertébrales Différence de mobilité avant fracture et après

T11/T12

T12/L1

L1/L2

L2/L3

Chirurgie mini-invasive

Kyphoplastie Kyphoplastie +

Montage postérieur

Bonnes solutions d’un point de vue biomécanique

FRACTURES DU PLATEAU TIBIAL

13

4500 Fractures en France en 2018 Utilisation de la kyphoplastie pour la prise

en charge des fractures du plateau tibial ?

FRACTURES DU PLATEAU TIBIAL

14

4500 Fractures en France en 2018 Utilisation de la kyphoplastie pour la prise

en charge des fractures du plateau tibial ?

La tuberoplasty (Vendeuvre et al 2012)

Tenue mécanique ?

Pré-opératoire

Post-opératoire

• Développement de modélisations expérimentales et numériques pour étudier les effets mécaniques liés aux mécanismes de fracture et aux techniques de stabilisation

• Meilleure tenue mécanique de la stabilisation avec une prise en charge mini-invasive

• Modélisation numérique : méthodologie pour créer un modèle patient spécifique de remise en charge

PERSPECTIVES

• Stabilité à moyens et longs termes après remodelage osseux

• Etudes des effets mécaniques pour d’autres sites de fractures ostéoarticulaires

15

CONCLUSION

17 décembre 2019

arnaud.germaneau@univ-poitiers.fr

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PHILIPPE RIGOARD & ARNAUD GERMANEAU

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I N S T I T U T P P R I M E U P R 3 3 4 6 , C N R S – U N I V E R S I T É D E P O I T I E R S – I S A E - E N S M A , F R A N C E