Concept de double mobilité pour les prothèses totales de hanche : analyses multi-échelles de son fonctionnement

Jean Geringer (1) , Bertrand Boyer (1, 2) , Frédéric Farizon (2)

1 CIS-ENSMSE - Centre Ingénierie et Santé
2 COT - Centre d'Orthopédie et Traumatologie

120000 prothèses de hanche sont implantées chaque année, en France, 800000 en Europe. Cet acte chirurgical représente un enjeu de santé publique majeur, dans les années à venir. Dans l'optique d'augmenter la durée de vie des implants, un concept original de l'articulation d'une prothèse de hanche, le concept de double mobilité, représente maintenant 30 % des implants de hanche en France. 250 explants ont été conservés avec leurs caractéristiques complètes, ainsi que celles des patients. Une population homogène d'explants de LIP sans descellement acétabulaire, à même embase fémorale Profil ® a été ciblée. Puis, une première analyse visuelle et les données opératoires ont dégagé 12 explants caractéristiques. Une analyse de rugosimétrie de surface de la convexité a été menée (profilométries 2D et 3D) sur 5 zones de 1 mm² pour 2 latitudes choisies ainsi que le sommet (11 surfaces) [1,2]. La cartographie intégrale, relevés tridimensionnels macroscopiques, a été réalisée. La microscopie électronique à balayage munie d'une sonde EDS a permis de caractériser les transferts métalliques, insert sur metal back, dus à la 2 e mobilité. L'évolution de paramètres particuliers de rugosité 3D a permis de mettre en évidence les différents mécanismes d'usure de la 2 ème mobilité. Les metal backs en alliage de titane, ainsi que les échecs par fibrose capsulaire ont montré un fluage du UHMWPE (Ultra High Molecular Weight PolyEthylen) sans usure significative, ce qui explique une LIP précoce par un contact plus fréquent sur la collerette de rétentivité. Les surfaces de metal-back en acier présentent une phase de fluage puis une phase de frottement sur une bande caractéristique. L'usure du metal back en miroir corrèle cette observation. Le dessin prothétique et la balance de Pauwels permettent d'expliquer finement cette bande d'usure. De plus, il a été mis en évidence que l'usure n'est pas liée à l'âge ou au diamètre de l'insert. Il a été possible d'établir un scénario du mouvement de la deuxième mobilité, à partir des explants étudiés, en tenant compte des matériaux, de la taille des éléments prothétiques et de toutes les données disponibles.

Mots clés: Prothèse totale de hanche; concept de double mobilité; UHMWPE; mécanismes d'usure; rugosité

Domaines: Sciences de l'ingénieur [physics]

Jean Geringer, Bertrand Boyer, Frédéric Farizon. Concept de double mobilité pour les prothèses totales de hanche : analyses multi-échelles de son fonctionnement. MATERIAUX 2010, Oct 2010, NANTES, France. ⟨hal-01081285⟩