Réparation cartilagineuse du genou par plastie en mosaïque
1. Conférence SoFCOT du 8 Novembre 2010
Réparation cartilagineuse du
genou par plastie en mosaïque
Henri Robert
Centre hospitalier Nord Mayenne
53100, Mayenne
2. Le cartilage articulaire
Structure complexe
Chondrocyte
Superficielle
Intermédiaire
Profonde
non calcifiée
Calcifiée
Tide mark
Os sous chondral
3. Introduction
• Le cartilage articulaire a un faible potentiel
de réparation spontanée. (Hueter W, 1743,
Buckwalter JA, 1998),
• Les lésions chondrales ou ostéo chondrales
ont un fort potentiel d‘évolution arthrosique.
(Linden B, 1977), en 40 ans
• Si les lésions chondrales sont fréquentes, seules 5 % sont
des lésions profondes, chez des sujets < 40 ans (Curl W, 1997).
4. Plusieurs techniques :
• A partir de 1959, les perforations multiples
de Pridie (Pridie KH, 1960), puis les
« Microfractures » (Steadman R, 1997).
Fibro- cartilage
A partir de 1983, Les auto greffes
de chondrocytes adultes.
H. Robert
(Brittberg M, Peterson L, 1994),
Tissu « hyalin like »
5. Auto greffes ostéo chondrales :
A partir de 1978, les auto greffes ostéo chondrales
massives et uniques :
– Condyle postérieur, Müller W, 1978.
– Rotule, Outerbridge KK, 1995,
Mais 2 problèmes :
* Zone donneuse douloureuse
* Congruence imparfaite
6. Historique des greffes multiples
• 1er patient opéré en 1988: lésion condylienne + LCA: bon
résultat. (Matsusue Y, 1993),
• Bobic V. (KSSTA, 1996),
• Hangody L. (KSSTA, 1997),
• Chow JC, Jacob R, Christel P…..
7. Principes :
1 / Autogreffe ostéo chondrale
2 / Un seul temps opératoire
3 / Transfert d’une unité fonctionnelle vivante :
os + cartilage
4 / Couverture par du cartilage hyalin de + 70 % de la
perte de substance.
10. Quelle valeur seuil pour traiter ?
8 genoux humains, lésions à l’emporte pièce de 8 à 20 mm de diamètre
Mesure des pressions en périphérie par des capteur plans Tekcan®
Medial Pressure versus Defect size
Pressure (kPa)
Lateral
Ø =12 mm 10
Defect Size (mm)
Seuil de Ø: 10 mm minimum
Guettler JH, AJSM, 2004
11. Rôles des greffes sur la pression
PDS de 2 cm2 du condyle médial humain, étudiée par capteurs Tekscan®:
Avant Après greffe
La sur-pression sur les berges de la PDS en zone portante peut
atteindre 90 %
La greffe en mosaïque réduit la sur-pression à 30 %
Kock NB, KSSTA, 2008
12. Quelle zone donneuse ?
Sulcus
terminalis
L’idéal est de prendre dans une zone de faible pression, de courbure et
d’épaisseur voisines à celles de la zone receveuse.
Zones para-trochléennes ou échancrure antérieure ?
Jamais sur les condyles +++
13. 1. Zones de courbure concordante
Ahmad CS. AJSM, 2001.
Bartz RL. AJSM, 2001
Latérale Médiale
7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
Zone de courbure maximale Trochlée médiale
Trochlé mé latérale
laté Echancrure
Méthode stéréophotogrammétrique sur genou cadavérique
1. Les trochlées médiale ou latérale basse permettent de couvrir
indifféremment le condyle latéral ou médial.
2. Les trochlées sont plus convexes en haut,
3. L’échancrure plus plate convient à la greffe de la rotule.
14. 2. Zones d’épaisseur optimale ?
Ahmad CS. et coll. AJSM, 2001
Thaunat M. et coll, KSSTA, 2007
mm. ≈ 2,5 mm
3 ≤ 2 mm
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Arthro-scanner
T. lat
T med H
T med B
échanc
C. Lat.
C Med.
On peut prendre indifféremment la trochlée
latérale, médiale ou l’échancrure médiale
mais l’épaisseur de cartilage (≤ 2 mm) reste
inférieure à celle du condyle receveur (2,5 mm).
15. 3. Zones de faibles pressions ?
Garretson RB. AJSM, 2004
Latérale Médiale
4,6
4,4 2,75
2,75
1,3
Sulcus
Capteur de pression
Pressions latérales > médiales
(Kg/cm2)
(Tekscan®)
Prélèvement sur la trochlée médiale de petits greffons
et de gros greffons sur la trochlée latérale basse
16. Quelle voie pour prélever : scopie ou tomie ?
• Etude cadavérique,
• Les prélèvements sont congruents (≤ 1 mm)
– par arthrocopie: 69 %
– par arthrotomie: 57 % (ns)
Ø=
1
mm 0
• L’incongruence Ø greffe
ØØ =
= 7m
7mmm
En pratique, le prélèvement par
arthrotomie est plus simple
Keeling JL, Knee, 2009
17. Comment prélever: moteur ou manuel ?
• Etude sur mouton
• Ø 4,5 mm
• Coupe de 40 μ
Manuel Moteur
Micro. confocal
Effet défavorable sur la vitalité cellulaire du moteur
En pratique, le prélèvement au marteau est préférable
Evans PJ, Arthroscopy, 2004
18. Quelle force d’insertion ?
Viabilité // Force Force // longueur greffe
L. greffe = L. puits
L. greffe > L. puits
Saillant de niveau pénétrée
pé tré
Contrôle 400 N 800 N
92 % 67 % 53 %
Si la Force reste < 400 N et la greffe de même longueur que le puits,
pas d’effet défavorable sur la vitalité cellulaire.
Patil S, AJSM, 2008
19. Stabilité primaire verticale
Effort d’arrachement axial
Genou porçin
1. Longueurs 10, 15 et 20 mm
greffe de 15 mm = greffe de 20 mm
> greffe de 10 mm.
2. Diamètres 8 et 11 mm.
greffe de Ø 11 mm > greffe de Ø 8 mm.
Les greffes longues et larges sont plus stables
Duchow J, AJSM 2000
20. Stabilité primaire horizontale
Makino T. Arthroscopy 2004
Genou de lapin
Greffe instable Greffe stable
en press-fit
= 1 mm
+ 24 S.
Hyperplasie chondrale
Densité cellules
Cartilage normal
Un effet press-fit doit être recherché par un ancillaire adéquat.
21. Quelle niveau de pénétration ?
• Effects of small incongruities in a sheep model of osteochondral
grafting. AJSM, 2004. Huang FS.
nécrose
nécrose
G
G
1
G
greffe de niveau greffe à - 1 mm.
Cartilage vivant, - 2 mm
épaissi nécrose
Au delà de 1 mm. Échec par non sollicitation
22. Si la greffe est saillante ?
• An investigation of 2 techniques of optimizing joint surface congruency using
multiple cylindrical OC autografts. Arthroscopy, 2001. Pearce SG.
Si la greffe est saillante:
cavitation
+ dégénérescence en surface
La greffe doit être de niveau ou pénétrée au
maximum de 1 mm, jamais saillante.
23. Devenir exp. de la greffe
Etudes sur la chèvre : + 3 mois Micro. confocal
Ø 4,5 mm. X 2
Viabilité > 95 %
Trochlée condyle médial
Non cicatrisation marginale
Bonne intégration spongieuse
Lane J, Arthroscopy , 2001
24. Devenir clinique de la greffe
Biopsie de 7 patients
à 12 mois post-op.
Chondrocytes vivants Ostéocytes Tide mark
Les cellules transplantées sont vivantes,
la Tide mark persiste.
Barber AF, Arthoscopy 2001
25. Devenir de la zone donneuse
Vide
Hypertrophie fibreuse
Comblement partiel
Ahmad CS, Arthoscopy 2002
31. 2. Estimation per-op. de la surface
Gabarit de Ø connu
Choix du nombre et du diamètre des plots
32. Diamètre et nombre de greffes ?
1 plot de Ø 20 mm: méga OATS ?
15 x 20 mm
= 300 mm2
3 plots de Ø 11mm de la
trochlée médiale ou lat.
6 plots de Ø 8 mm de la trochlée médiale et latérale.
11 plots de Ø 6 mm des 2
trochlées + échancrure
33. Diamètre et nombre de greffes
Soit de nombreux greffons Soit peu de greffons
de petit Ø : de grand Ø :
* *
P. Beaufils
H. Robert
*
• Stabilité moindre ? • Iatrogénie supérieure ?
• Couverture moindre ? • Meilleure couverture
• Restauration convexité ? • Meilleure stabilité
34. Ou prélever ?
1 / Trochlée
3 / Trochlée interne
externe
Sulcus terminalis
4/ Condyle post.
2 / Echancrure
35. En pratique :
Les berges de la trochlée fournissent 3 greffons de Ø ≥ 9
mm; au delà, il vaut mieux recourir à un prélèvement
autour de l ’échancrure avant de prendre l’autre
trochlée.
Trochlée
échancrure
Intérêt du condyle post. : 1 plot de Ø ≥ 2 cm
36. « Mega OATS » : 1 greffon Ø ≥ 2 cm
OCD condyle médial Forage Implantation
Ostéotomie condyle
postérieur
Recoupe + 2 mois
+ 4 ans
Braun S et Imhoff A, 2008 Technique de sauvetage
37. 3. Prélèvement des greffons :
Par arthrotomie para patellaire, courte, centré sur la trochlée
Sous arthroscopie pour l’échancrure
Jamais au moteur ++
Impaction sur + 15 mm, sans rotation ++++
Double
Double
orthogonalité
orthogonalité
Marque au laser
Trochlée latérale
Trochlée latérale cartilage
Malgré toutes les précautions, 50 % des greffes ont une
angulation de 10° ! Barber FA, 2006
38. 3. Prélèvement des greffons :
Extraction par 1 mouvement de levier puis des rotations
2
Arthrotomie 1 Arthroscopie
3 mm entre
chaque greffe
39. Mesure des greffons :
Hauteur :
15 mm pour les PDS traumatiques
20 mm pour les OCD.
Profondeur du creusement
H.
Longueur du puits receveur = longueur de la greffe
41. 4. Forage du puits receveur
* Par gouges tubulaires :
Ø gouge donneuse
> Ø gouge receveuse
Forage orthogonal / arthroscopie
Longueur du puits vérifié
42. 5. Implantation du greffon
Présentation du greffon
Présentation
Pénétration par rotation de la poignée, sans impaction
43. 5. Implantation du greffon
Impaction douce en press-fit
press-fit
Greffe de niveau ou légèrement pénétrée
Greffe « Step by step » > 70 % de couverture
44. Comment reconstituer la courbure ?
Si implantation parallèle
Si implantation parallèle
couverture plane
couverture plane
Si implantation parallèle
Si implantation parallèle
de greffons obliques
de greffons obliques
Roland Jakob couverture convexe
couverture convexe
45. Comment reconstituer la courbure ?
Si implantation radiaire
Si implantation radiaire
couverture convexe
couverture convexe
+ Microfracture ou bourrage spongieux inter plots (Stone)
+ Microfracture ou bourrage spongieux inter plots (Stone)
47. 6. Comblement de la zone
donneuse
Réduction du saignement post op.
48. Fermeture
Fermeture sans tension AR Ext / Int +
A bio. prophylactique
A coag. à discuter
1 redon pour 24 H
Hospitalisation : 1 nuit
49. Personnellement
• Au-delà de 3 greffons,
l’arthroscopie devient difficile
• Les grands diamètres > 9 mm.
sont privilégiés.
• La zone de prélèvement est contro-latérale
de la zone de greffe.
• Ne pas hésiter à convertir.
• Greffe « step by step ».
50. Astuces / arthroscopie :
1. Abord instrumental choisi à l’aiguille
pour être orthogonal au condyle.
2. Synovectomie de la porte instrumentale.
3. Repérer le bord supérieur du condyle
(Sulcus terminalis) avant de prélever.
4. Croiser zone receveuse et zone de prélèvement.
55. Suites post-opératoires
Si plusieurs greffons:
1 / Condyles :
* non appui : 3 à 4 semaines,
* appui partiel 2 semaines,
* flexion libre,
* sports en ligne à 4 mois,
* sports en pivot à 6 mois.
2 / Rotule et trochlée :
* appui d’emblée,
* flexion de 0° à 30°.
Si greffe unique et stable: appui immédiat.
56. Surveillance IRM
T1
Evolution normale des greffes:
Intégration des plots osseux:
3 mois 6 mois
Disparition de l’œdème périphérique < 12 mois
Signal cartilagineux = signal cartilage sain
Marche d’escalier osseuse
Score 3-D MOCART
58. Surveillance IRM
+ 1 an
Evolution anormale des greffes:
Absence d’intégration des plots osseux
Persistance de l’œdème périphérique + 1 an
Signal cartilagineux ≠ signal cartilage sain
Cavitation spongieuse
+ 10 mois
59. Les complications prévisibles
OCD du 1. Douleurs de prélèvements multiples
condyle
latéral.
2. Hémarthrose
Hangody L.
3. Mobilisation des greffons Douleurs sur la
zone greffée
60. Les complications imprévisibles
Complications imprévisibles
1. Douleurs fémoro-patellaires:
Fréquentes pendant les 3 premiers mois
> 3 mois:
Hangody L: 5 %
Jacob R : 8 %
Beaufils et Prove: 12%
Potel JF: 20 %
+ 2 ans
Liées à une hypertrophie fibreuse cicatricielle
61. Les complications imprévisibles
Complications imprévisibles
1. Douleurs fémoro-patellaires
Diagnostic difficile: échec de la greffe ?
Scintigraphie +
1 an 3 ans
Intérêt du croisement: zones donneuse et receveuse
62. Les complications imprévisibles
Complications imprévisibles
Douleurs fémoro-patellaires
Débridement arthroscopique
La Prade RF, Arthroscopy, 2004
Prévention: comblement osseux
ou par un biomatériaux ?
63. Les « vraies » complications :
1. La pénétration de la greffe incongruence
64. Les « vraies » complications :
2. Le gap entre les plots par non fusion chondrale marginale.
G G
Contrôle OATS à 3 ans
Délamination des greffes. Bobic, JBJS, 2004
65. Le gap entre les plots
Prévention:
Bourrage spongieux inter plots,
Microfracture,
Chevauchement des plots,
Greffons de grand diamètre,
Berges saines,
Arrêt de la cigarette
….
66. Les « vraies » complications :
3. La nécrose d’un greffon.
2ème greffe ostéo-chondrale
67. Les « vraies » complications :
4. La nécrose de plusieurs greffons = échec complet.
T1
T2
Acc. sport, 25 ans
PDS post traumatique 6 mois
Greffes instables
Greffe spongieuse en profondeur
+ Greffe de chondrocytes en surface
(Cartipatch®)
69. Greffe mosaïque de l’adolescent
Douleur du genou Dt. Méniscectomie latérale à 12 ans
Vissage à 16 ans
16 ans
Franck Chotel
70. Echec du vissage Mosaïque:
18 ans
5 greffes de Ø 8 mm
L > 15 mm
19 ans
• A repris sport
• Asymptomatique
• Mob 0-150° / genou sec
• IKDC: A
Franck Chotel
71. Greffe tibiale en mosaïque
Visée tibiale sous arthroscopie
Prélèvement angulé sur la trochlée de 20 à 30°
Inversion du greffon
Blocage du greffon par une vis résorbable
α
α
Vis
Matsusue Y, Arthroscopy 2001
72. Série de 4 cas (Djian P, Wajsfisc A, SFA 2008)
Lésion traumatique isolée
Corticotomie tibiale médiale ou latérale
Visée à 20 ou 30°
1 greffon sur la trochlée médiale
de Ø: 8 à 10 mm greffe
L: 20 mm
3 Bons résultats cliniques sur 4 à 1 an
IRM: intégration des greffes
Vis
73. Greffe en mosaïque + Ostéotomie
G. Varum de 5°
5°
+ 3 ans
1er temps: OTV
2ème temps: greffe
Bon résultat
74. Greffe rotulienne
Chirurgie par arthrotomie médiale en éversant la rotule,
± Section aileron rotulien latéral,
± Ostéotomie de la TTA.
OCD facette médiale
75. Greffe rotulienne
Crête médiane
Greffes convergentes
Privilégier la surface articulaire. Moyen, OTRS 2010
76. Greffes O-C sur Ostéochondrite
1. Greffes multiples de Ø 4,5 mm
« Tuteur biologique »
Berlet GC, Arthroscopy, 1999
2. Greffes multiples + Vis enfouies P. Beaufils
« Fixation + »
Moyen B, RCO, 2006
77. « Fixation + » fixation + mosaïque
8 cas sur OCD instables, physe fermée
Bons résultats cliniques,
Consolidation radio.
Lintz et Beaufils, Sofcot 2009
78. Greffes OC sur Ostéochondrite
3. Greffes multiples de comblement + vis de stabilisation
H, 18 ans
Vis
+ 5 ans
Greffe
80. Rupture LCA + lésion O-C
Commencer par la plastie cartilagineuse
6 mois
puis 6 mois
Plastie du LCA
81. Rupture LCA + lésion O-C + ménisque
1. Si le ménisque est suturable ou intact ,
la réparation chondrale ne semble pas
obligatoire.
2. Si le ménisque n ’est pas conservable,
la réparation chondrale est souhaitable,
si lésion symptomatique .
ICRS, 2002
84. Symposium OCD Sofcot 2005
B..Moyen, G. Lefort
• 98 mosaïques sur OCD condyliennes
– Age moyen: 26 ans (12 à 59 ans)
– Recul: 36 mois (12 à 96 mois)
– ¼ après échec d’un autre geste
– Surface: 3,3 ± 2,5 cm2
– Arthrotomie ou scopie
• 4 échecs repris (mobilisation de greffon, CE)
• 2 chondrolyses
• 12 % de douleur de prélèvement
P. Beaufils et S. Prove
P. Beaufils et S. Prove
85. Résultats
• IKDC subjectif: greffe isolée: 87 ± 4 pts.
• Les résultats se maintiennent avec le recul,
• > 28 ans : résultats moins bons,
y = -.711x + 104.921, R-carré: .237
110
100
90
80
scoreikdc
70
60
50
40
30
100 20
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
age_trt
80
• Couverture < 70% :
60
40
résultats moins bons,
20
0
IKDC
>90% 70-90% 50-70%
• L’ ostéotomie tibiale ne semble pas améliorer les résultats.
86. Résultats: Marcacci et coll
Pré-op.
• 30 greffes du condyle, suivies + de 7ans
• Surfaces < 2,5 cm2
– ICRS: 77 % de bons et très bons résultats
– Tegner: 5,6 /10 + 2 ans
– IRM
• 63 % de survie du cartilage
• 75 % d’intégration complète
• 71 % de structure homogène
+ 7 ans
Score MOCART corrélé aux scores subjectifs et objectifs
AJSM, 2007 et Eur J Radio, 2009
89. Bilan pré-opératoire
IRM à 1,5 T, avec des séquences spécifiques du cartilage en 2D :
• T1-écho de gradient
• T2-FSE + saturation des graisses
• Coupes axiales, sagittales et coronales
• Evolution de l’IRM 3D, haute résolution.
T2-FSE T1-GE
90. Avantages des mosaïques
• Technique en 1 temps
• Unité fonctionnelle et vivante
• Possible sous arthroscopie si
– Opérateur entraîné
– Surface modeste
• Peu onéreuse
91. Inconvénients des mosaïques
• Technique difficile et minutieuse,
• Aléas de l’intégration chondrale,
• Douleurs de prélèvement,
• Reprise difficile (perte osseuse),
• Résultats incertains à long terme (Solheim E, 2010).
Technique « peu fashion » Mats Brittberg.
92. Indications des mosaïques
• Pertes de substance symptomatiques, profondes
(ICRS 3 et 4), en zone portante des condyles,
• Surface < 2,5 cm2
ou Ø < 2 cm
• Genou axé et stable 10 cent
• > 15 ans et < 50 ans
93. Conclusions du symposium OCD:
« OCD instable » (stade 3)
En zone portante:
Perforations du fond de la niche
± greffe spongieuse
Fixation du fragment par vis
Mosaïque de renforcement ou de comblement
H. Robert
P. Beaufils
B Moyen et B Lefort, RCO, 2006
94. OCD: « la niche vide » (stade 4)
En zone non portante En zone portante
Séquestrectomie
isolée
Mosaïque ou greffe de chondrocytes
B Moyen et B Lefort, 2006
95. Conclusions ICRS 2010: PDS chondrale post
traumatique < 2,5 cm 2 (stade 3)
< 30 ans > 30 ans
« Low demand » « High demand » « Non contained » « Contained »
Microfractures Mosaïque ou
Mosaïque Microfracture
Chondrocytes
96. La mosaïque est idéale dans les
PDS traumatiques (A Gobi, ICRS 2010)
• Athlète
• < 30 ans 1 à 3 plots de Ø 10 mm
• < 2,5 cm2
• BMI < 25 kg/m2
Joueur de foot
22 ans
Trauma récent
Lésion isolée H. Robert H. Robert
1 plot de Ø 10 mm
97. PHRC en cours:
Traitement des lésions isolées du cartilage fémoral
par greffes de chondrocytes (Cartipatch®) versus
Mosaïque.
10 centres 27 30
57 patients
Surface > 2,5 cm2
Recul > 2 ans
Réponses en 2012 ….
98. Contre indications des mosaïques
• Pertes de substance peu symptomatiques :
• Surface > 2,5 cm2
ou Ø > 2 cm
• Genou désaxé
20 cent
• Genou instable
• < 15 ans et > 50 ans
• Pré arthrose
• Lésions inflammatoires
