Clasificarea cozilor protetice pentru femur după forma

Rezumat

Geometria unei cozi de femur influenţează direct rezistenţa mecanică a învelişului de ciment sau reacţia osoasă în jurul unei cozi necimentate. Argument teoretice biomecanice sau experimentale nu sunt suficiente pentru a define forma ideală a unei tije.

O clasificare a tijelor în funcţie de forma lor pare a fi utilă pentru a grupa cozile neanalizate sau puţin utilizate cu modelele, rezulttatele cărora sint bine documentate, analizarea originalităţii lor, identifica erorile de concept.

Noi am definit criterii simple şi reproductive care permit descrierea formei unei cozi:

- o tija protetică este dreaptă sau curbă in 2/3 distale în plan frontal: SF pentru frontale drepte; CF pentru frontale curbe;

- o tija protetica dreaptă sau curbă în plan sagital: SS pentru sagitală dreaptă; CS pentru sagitală curbă

- o tijă protetică de umplere în plan frontal sau/şi sagital: FPF pentru frontal Press Fit; PFS – sagital Press Fit

- o tija protetica poate fi ovală sau rectangulară în plan coronal: Rect – rectangular; Oval pentru Oval

- o tijă protetică poate avea un guler de sprijin (coleret): Col – Collar; ea poate fi cimentată sau necimentată

este deasemenea simplu de apreciat formele principalelor cozi cimentate sau necimentate prin utilizarea nunei formule de maxim 5 criterii apoi de a pune în evidenţă caracteristicele comune şi diferenţele lor.

Introducere

Geometria unei cozi de femur influenţează direct rezistenţa mecanică a învelişului de ciment sau reacţia osoasă în jurul unei cozi necimentate. Numeroase forme de cozi au fost vindute pe parcursul a 30 de ani, forma fiecărei din aceste cozi în perioada sa a fost justificată prin argument biomecanice care dădeau speranţă de rezultate bune pe o perioadă indelungată(în 1995 62 tipuri de implante erau de vînzare în Marea Britanie dintre care 50 % apăruse în perioada 1990-1995, doar 30 % reprezentau serii publicate).

1. Criteriile ce ţin de formă

Noi am definit criterii simple şi reproductibile ce permit descrierea formei unei cozi:

- o tija protetică este dreaptă sau curbă in 2/3 distale în plan frontal: SF pentru frontale drepte; CF pentru frontale curbe;

- o tija protetica dreaptă sau curbă în plan sagital: SS pentru sagitală dreaptă; CS pentru sagitală curbă

- o tijă protetică de umplere în plan frontal sau/şi sagital: FPF pentru frontal Press Fit; PFS – sagital Press Fit

- o tija protetica poate fi ovală sau rectangulară în plan coronal: Rect – rectangular; Oval pentru Oval

- o tijă protetică poate avea un guler de sprijin (coleret): Col – Collar.

Este deasemenea simplu de precizat forma principalelor cozi cimentate sau necimentate aplicînd o formulă de maximum 6 criterii , apoi de a pune în avedenţă asemănările şi deosebirile lor.

2. Tipuri de cozi femurale cimentate- Tija tip Charnley este dreaptă în proiecţia AP, dreaptă in profil, fără de umplere din faţă

şi din profil, rectangulare la nivelul cupei; formula sa este SF, SS, Rect, cem- Tija Kerboull este dreaptă distal în plan frontal, dreaptă în plan sagital, de umplere î,

planurile frontal şi sagital, ovală la nivelul cupei, fără guleraş. Formula: SF,SS, FPF, SPF, Oval. Această tijă este conceptual diferită de cea Charnley şi pare a avea un design de ultimă generaţie.

- Tija autoblocantă – Muller este dreaptă distal în plan AP , dreaptă de profil, de umplere din faţă, fără umplere din profil, rectangular la nivelul cupei, fără guleraş. Formula : SF,SS, FPF, Rect.

- Tija Exeter este dreaptă distal AP dreaptă din profil, de umplere din fată şi din profil, rectangular la nivelul cupei, fără guleraş. Formula : SF, SS, FPF, SPF, Rect, cem.

- Tija Lubinus sp este dreaptă în AP, curbă în profil, de umplere din faţă şi profil, ovală la nivelul cupei, cu guleraş. Formula : SF, CS, SPF, Oval, Col, cem

În concluzie două tipuri geometrice au dat dovadă de eficacitate:

De-o parte cozile SF, SS, Rect, drepte în plan frontal şi sagital fără caracter de umplere, rectangulare la nivelul cupei: acestea sunt implante de tipul Charnley. Ele se folosesc cu un inveliş gros de ciment care adaptează perfect forma lor la femur. Reculul este mai marea de 20 ani

Pe de altă parte implantele SF, FPF, SPF, de umplere în zona metafizară aşa numitele autoblocante, acestea sint implantele tip Kerboull, Exeter, Lubinus. Ele se disting prin faptul căa sint ovale sau rectangulare în plan coronal sau curbe în plan sagital. Prezenţa unei curburi sagitale pare a fi un element favorabil la centrarea distală a implantului facînd învelişul de ciment mai uniform. Rezultatele obţinute cu implantele Lubinus sp o confirmă. Adaugarea guleraşului este discutabilă. Pentru Harris ele permit transferul de greutate spre col, pentru mai bine a presa cimentul şi de a diminua constrîngerea în zona proximală, cu scop de a proteja de particulele de uzură articulară. Criticii gîndesc că citeodată e dificil de obţinut contactul între col şi guleraş. Ling constată că guleraşele merg împotriva principiilor de autoblocare a implanttelor şi pot gena raclajul implantelor în caz de dezlipire.

3. Tipuri de tije femorale necimentate Tija Lord este dreaptă distal din AP , dreaptă din profil , de umplere din fată şi profil,

ovale la cupă, cu guleraş. Formula: SF, SS, FPF, Oval, Col, Uncem Tija Spotorno este este dreaptă distal din AP , dreaptă din profil , de umplere din fată şi

profil, rectangulară la cupă, fără guleraş. Formula: SF, SS, FPF, SPF, Rect. Tijele moderne Esop, Linea, Omnicase.

Tijele Esop sint drepte distal din AP, curbe din profil, ovale la cupă, fără guleraş. Formula: SF, CS, FPF, SPF, Oval, Uncem.

în concluzie ţinînd cont de experienţa obţinută, un implant necimentat trebuie să prezinte o structură ce permite o stabilitate primară obtimală ce garantează osteointegrarea cu titanul sablat acoperit sau nu cu hidroxiapatită. Tijele necimentate moderne (ABG, Spotorno, Alloclassic, Omnicase, Esop, Omnifit ) au caracteristici comune, ele sint drepte în plan frontal, de umplere în plan frontal şi sagital. Ele se disting prin faptul că ele sint ovale sau rectangulare în plan coronal; drepte sau curbe în plan sagital. Formula de bază a tijelor necimentate este SF, FPF, SPF

4. Exemple de aplicare Aplicarea cozilor cimentate şi necimentate de formă identică

Familia cozilor cimentate şi necimentate clasificate după formă prezinta caracteristici comune;este posibil de realizat modele de tije ce pot fi aplicate cu sau fără ciment, avînd o farmă similară apropiată de una din familiile de cozi, dar cu o componenţă şi cu un tip de suprafaţă diferită adaptat la tipul de fixare.

Se disting două tipuri de tije: cimentate și necimentate

Formula SF, SS, FPF, SPF, Rect, Incem este comună tijelor cimentate de tipul Exeter și tijelor necimentate Spotorno/Alloclassic. O familie de tije cimentate sau necimentate drepte din AP, de umplere din AP cu cupa rectangulară, fără guleraș trebuie să deie rezultate fiabile în cazul dacă este realizată corect.

Formula SF, CS, FPF, SPF, Oval, Uncem, Cem este caracteristică pentru tijele cimentate Lubinus și tijelor necimentate Lienea/Esop/Omnifit/Omnicase

O familie de tije cimentate și necimentate drepte din AP și curbe din profil, cu umplere din față și din profil, cu cupă ovală, fără guleraș trebuie să dea rezultate fiabile dacă este realizată fără eroare. Tija Omnicase cimentată sau necimentată este un exemplu concret.

Analiza comparativă a efectului unui criteriu izolat

Atunci cînd doua formule sînt identice și rezultatele discordante se convine la verificarea diferenței de concepție a unui criteriu anumit. Astfel tija PCA cu formula SF, CS, FPF, SPF, Oval nu a dat rezultate bune și era la originea durerilor de coapsă. Curbura tijei în plan sagital e joasă și tija de umplere în partea sa distală din față și din profil: ca fiind formulă identică concepția sa se îndepartează de criteriile bunei adaptări

Cînd doua formule nu se diferențiază decît printr-un singur criteriu devine posibil de analizat influența acestui din urmă asupra rezultatelor. Comparația rezultatelor obținute cu tijele Lubinus cimentate și tijele Omnicase cimentate ar permite de analizat influianța gulerașului. La compararea tijelor Lubinus SS, SF, FPF, SPF, Oval, Col, Cem are o supravețuire inferioară, conform datelor unui fișier suedez că tija Lubinus sp SF, CS, FPF, SFP, Oval, Col, Cem. În registrul național suedez prezintă rezultatul la distanță după 13 ani, din 93,4% pentru tijele SP atunci cînd pentru tijele Lubinus IP rezultatul era de 86 %. Influieanța la așa factori ca curbura în pan sagital este deci favorabil.

Clasificarea tijelor nedocumentate

Majoritatea tijelor pot fi atașate la o familie cu formulă identică sau foarte apropiată. Aceste tije neinovaționale ar trebui să de aceleași rezulatate.

Tijele inovaționale

Tijele neclasificabile după formă sau care diferă de la criteriile cunoscute a ansamblului de tije cimentate și necimentate ar fi SF, FPF, SPF care ar trebui să fie obiectul unei cercetări particulare înainte de a fi date în vinzare. Atenție, forma nu este unicul element care condiționează rezultatul, materialele din care este compusă tja și efectul de suprafață sunt în aceeași masură necesare. O tijă de formă adaptată compusă din aliaje diferite și cu o acoperire de suprafață la fel diferită poate duce la rezultate mai mult ca insuficiente: tijele cimentate din titan, tijele cimentate rugoase și tijele necimentate netede sunt exemple cunoscute. Formula: SF, SS, FPF, SPF, Oval , Col, Uncem.

5. Analiza evoluției formelor tijelor principale Tijele Charnley DF, DS, Rect, Cem. La artroplastia de fricțiune joasă a lui John

Charnley este născută în 1962 după numeroase cercetări asupra fixării cu ajutorul cimentului acrilic și asupra cuplului de fricțiune.tijele inițiale așa numitele L.F.A. pentru Low Friction Arthroplasty poate fi de finită ca tija SF, SS, Rect astfel spus dreaptă în plan frontal și sagital în secțiune rectangulară. Fără umplere și fără guleraș. Primele rezultate au fost publicate în JBJS British fiind 379 de ATȘ din cele 582 implantări realizate în Wrightington din noiembrie 1962 pînă în decembrie 1965 cu un recul de 4-7 ani. Toate tijele erau de tipul flat-back, pe de o parte existau două tipuri de cupluri de polietilen cu sau fără metal-back. Rezultatele tijei au fost excelente fără nici o complicație pe parcurs a 4-7 ani. Alte studii extrem de numeroase validînd rezultate inițiale a lui Charnley cu reculuri importante care arată rate de revizie de 10-20 % la 20 ani și mai mult. Spre exemplu studiu inclus in registrul național suedez arată 14 % de revizii la 17 ani pe un nr de 11880 de tije. Elementele geometrice de reusită a acestei tije au fost analizare de numeroși autori în trecut. Acestea sunt forma sa rectangulară pe secțiune ce permite o bună stabilitate rotațională, a tijă dreaptă în plan frontal de formă conică fără guleraș ceea ce diminua forțele de forfecare la nivelul de interferanță a tijei cu cimentul și care permite un recalaj eventual în caz de dezlipire (debonding). O evoluție spre forme mai rotunde (round-back) nu a fost incoronată cu succes; descendenții școlii lui Charnley au revenit cu gama de tije „elită” cu o structură asemănătoare cu cea a tipului flat-back.

Tipul MacKee CF, SS, Rect, Col

Tije curbe în plan frontal și drepte în plan sagital au fost utilizate foarte precoce, ele reprezintă o altă mare familie originală. Tija de origine este tija Mac Kee Farrar CS, SS, Rect, Col, curba în plan frontal, dreaptă în plan sagital, de formă rectangulară pe secțiune. Designul tijei era definitiv începînd cu anul 1965 datorită colaborării cu Watson Farrar. Cercetările efectuate prezintă rezultate mixte; toleranța cuplului metal/metal este bună. J. Muller a alcătuit un implant ce se numește Charnley-Muller de formă curbă în plan frontal, dreaptă în plan sagital, de lungime redusă , pe secțiune rectangulară, cu guleraș, Formula CF; SS, Rect, Col evocînd o formă de banană. Starea suprafeței este de tip mat. Rezultatele pe termen lung sunt mediocre. Hoogland în 1981 raportează 18 % de revizii. Dunn în 1981 pe 189 de implante raporteaza 28 % de decimentări la examenul radiologic și 8 % de revizii la o distanță de urmariră de 5-9 ani. Hofman raportază 37 % de decimentări la un recul de 15 ani. În total ansamblul de autori confirmă frecvența poziționări în varus semnificativ corelat la decimentarea acestui tip de implant. Aceste

mal poziții sunt responsabile în asociere cu geometria implantului de un moment de varizare așa numitul efectul de spînzurare, majorat față de un implant drept în plan frontal.

Tijele Charnley-Kerboull SF, SS, FPF, SPF, Oval, Cem Tija tip Muller SS, SF, FPF, Rect Tijele Exeter SF, SS, FPF, SPF, Rect, Cem Tijele tip Lubinus sp

6. Tijele necimentate Prima generație înainte de cimentarea cozilor toate cozile erau necimentate. Concepția de

coadă protetică a lui Moore cu formula SS, SF, FPF, Rect, Col, Uncem apărută în anii 1950 cu rezultate care au fost foarte interesante. Cea mai buna dovadă de utilizare a acestor cozi în traumatologie în zilele noastre sunt capacitățile funcționale limitate. Caracterul său autoblocant în plan frontal permite o bună stabilitate imediată a implantului suficientă pentru acest tip de pacienți.

Generația II. A fost necesar să apară primele eșecuri a implantelor cimentate pentru ca să apară a doua generație de cozi necimentate. Prima experiență se trage din Uniunea sovietica cu proteza Sivaș ce a fost rapid abandonată. Ring SF, SS, Col pe parcursul anilor 1964 propune o coadă necimentată care a fost progresiv modificată pentru ultima generație și rezultatele vor fi comparabile cu tijele de acea epocă.

- La începutul anilor 70 Robert Judet propune utilizarea unui implant SF, SS, FPF, Rect, Col, Uncem din poro-metal (crom-cobalt acoperit de macroporozități de siprafață de la 200 microni pînă la 2mm). Acest implant este autoblocant în plan frontal asigurînd o bună stabilitate primară. Noțiunea de ancorare biologică apare odată cu colonizarea osoasă demonstrată de studiile histologice. Primele proteze necimentate de tip poro-metal a lui Judet aveau intenție de asigurare un ancoraj perfect intre proteză și os ceea ce este garantul unei longevități mari. Integrarea protezei în os se făce perfect în acest tip de proteze făcînd uneori dificil extracția lor. Principala calitate a unei proteze este posibilitatea de a fi extrasă fără distrucții și schimbări.

- În același timp Lord în 1975 propune tija Madreporique cu formula: SF, SS, FPF, SPF, Oval, Col, Uncem col cu sprijin trohantero-diafizar, tija autoblocantă în plan frontal și sagital cu guleraș si cu tija lungă rotunde pe secțiune. Rezultatul osteointegrării acestor două tije a fost bun. Din punct de vedere clinic durerile de coapsă erau frecvente, pe plan radiologic prezența de stress-schielding era frecvent întîlnită ( 20 %) prin pontaj de constrîngeri de la zona metafizară secundară unei fixări de preferință diafizare. În sfîrșit dificultățile în timpul extragerii s-au soldat cu dificultăți extrem de dificile. Iată de ce pe parcursul anului 1973 Lord abandonează suprafața Madreporique în favoarea celor cu suprafață canelată.

Generația III. Începînd cu anul 1984 toate implantele sunt de tip SF, FPF așa spusele drepte cu umplere în plan frontal permițind un efect de autoblocare cu scopul de asigurare a unei stabilități primare. Ele diferă între ele după formă în plan sagital, după lungime și după forma secțiunii lor.

- Tija Harris Galante SF, SS, FPF, Rect, Col, Uncem este o tijă lungă dreaptă de formă conică în plan frontal, în plan sagital este dreaptă și cu mică posibilitate de umplere în zona metafizară (neconică). Pe secțiune ele sunt rectangulare cu guleraș. Rezultatele sunt mediocre, de exemplu pentru seria Kim cu un recul de 5 ani 10 % de instabilitate aseptică, 33 % de linii radiotransparente suprior de 2 mm în zona metafizară și 67 % de osteoliză de calcar de ma i mult de 10 mm în înalțime și în sfîrșit 28 % de dureri de coapsă. Din toată seria durerea de coapsă ( 35 %) este acea care alterează rezultatele. Ulterior implantul a fost înlocuit de forma sa evolultă așa numita tija anatomică SF, CS, FPF, Rect, gulerașul a dispărut, tija este curba în plan sagital, volumul metafizar a fost mărit pentru a ameliora umplerea. Ca urmare plasa fibroasă acoperă toată zona metafizară. Rezultatele clinice s-au ameliorat dar fără dispariția durerilor de coapsă. În 1995 laboratorul a retras acest implant.

- Implantul anatomic medular looking dit AML dezvoltat de Engh: în plan frontal acest implant seamănă cu Harris Galente- I Generație cu guleraș, diferența este in plan sagital SF, SS, FPF, SPF, Rect, Uncem. Implantul AML fiind de umplere asigură o bună stabilitate primară, el este drept în plan sagital, suprafața fiind porous-coated, repartizată pe toată zona metafizară. Rezultatele sunt bune pentru o serie prezentată de Engh cu o rată de supravețuire la 10 ani de 96,4 % pe 900 de pacienți. O alta serie realizată in 1982-1984 ce cuprinde 227 implante AML la un recul de 9 ani. O singură tija a fost revizuită ceea ce dă o rată de supravețuire de 99,3 %, trei tije instabile la examen radiologic, rata de eșec a implantelor femorale este de 1,8 % după 9 ani.

- Imlantul Alloclassic SL: SF, SS, FPF, Rect, Uncem a apărut în anii 1985 , structura sa geometrică este puțin diferită, ea este de o lungime inferioară, dreaptă în plan frontal și sagital, de umplere în plan frontal și rectangulară pe secțiune. Ea prezintă o aripă metafizară ce mărește stabilitatea rotatorie și axială tansmițînd forțele de constrîngere trahanterului mare. Rezultatele sunt excelente. În seria Delaunay pe două tipuri de implante care regrupează două modele de tije, inițial Hochgzogen-hg ulterior pe parcursul anilor 1988 213 tije Alloclassic SL sunt împărțite în 59 hg și 154 Alloclassic SL. Unica diferență între aceste două implante era umplerea mai importantă în zona metafizară mai ales în plan sagital pentru Alloclassic.