Quoi de neuf dans la chirurgie du L.C.A. ?

Groupe GRAAL

 

Ancrages des plasties du LCA avec les tendons de la patte d'oie

Données actuelles, déductions thérapeutiques, possibilités futures. 

Henri Robert - Centre Hospitalier du Nord Mayenne

 

Les tendons de la patte d'oie sont de plus en plus utilisés dans la reconstruction du ligament croisé antérieur, essentiellement en raison de la moindre morbidité du prélèvement comparativement au tendon rotulien (1,21). La fixation primaire ou secondaire du tendon rotulien dans les tunnels n'est plus un problème avec les vis d'interférences, ce qui n'est pas le cas avec les tendons ischio-jambiers (4, 19). La qualité de la fixation des tendons ischio-jambiers dans les tunnels constitue le point faible de cette technique, tant au niveau du comportement mécanique qu'au niveau de l'ancrage histologique.

 

Il faut distinguer deux types d'insertion ligamentaire (13) au genou : l'insertion directe comme celle du croisé antérieur et l'insertion indirecte comme celle d'un ligament collatéral interne. L'insertion directe comprend 4 couches réparties sur 1 mm d'épaisseur : tendon, fibrocartilage non minéralisé, fibro-cartilage minéralisé et os. L'insertion indirecte comprend 3 couches : tendon, fibres Sharpey et os. Quel que soit le type d'ancrage, le collagène est soit de type 1, soit de type 3. Les fibres de Sharpey décrites initialement au niveau des ligaments alvéolo-dentaires permettent des micros mouvements de cisaillement (23, 26)

 

 

Travaux expérimentaux sur la fixation tendineuse

 

Kernwein (9) a étudié l'ancrage du fascia lata ou d'un long extenseur d'orteil dans un os long de lapin ou de chien. La greffe est progressivement envahie par des ostéoblastes qui vont combler le tunnel osseux. Whiston et Walmsley (28) ont montré l'existence d'une enveloppe conjonctive autour du tendon suivi d'un envahissement de cellules chondrales précédant une ossification enchondrale. Rodeo et al (19) ont étudié l'ancrage du long extenseur dans un tunnel trans-tibial sur le chien. Après quelques semaines, une interface fibro-vasculaire se développe à partir des cellules multi-potentielles de la moelle osseuse. Certaines cellules vont subir une métaplasie ostéoblastique et d'autres une métaplasie fibroblastique. L'ancrage sera assuré par des fibres de type Sharpey s'orientant selon les axes de traction, les bordures osseuses vont progressivement se minéraliser. La résistance à la traction évolue parallèlement à la maturation et est considérée comme normale à partir de 12 semaines. Ces auteurs notaient que la quantité de tissu ostéoïde et de fibres de collagène était plus importante à l'entrée du tunnel qu'à l'intérieur. Rodéo recommande une protection des plasties pendant 8 semaines. Grana et al (5) ont confirmé l'existence d'une interface fibro-cellulaire et d'une maturité de cet ancrage à 12 semaines. Tous ces travaux confirment l'existence d'une " fibrous interzone " (25,26) à l'origine des fibres de Sharpey dès la 3è semaine. Ces fibres sont plus abondantes dans la zone antérieure que postérieure de la greffe et traduisent les efforts de traction auxquels est soumise la plastie. La zone de faiblesse est dans la portion intra tendineuse de la greffe incluse dans le tunnel jusqu'à la 12e semaine puis dans le portion libre intra articulaire (25).

Weiler et al. (26,27) ont étudié chez la chèvre la fixation tendon d'achille-os par vis d'interférence résorbable en intra-tunellaire. Dès la 6è semaine, il existe des zones d'ancrage direct de la plastie sur de l'os jeune et une interface avec des fibres de Sharpey. À 12è semaines, l'ancrage est continu avec une alternance de fibres de Sharpey et de fibro-cartilage. L'entrée des tunnels est le siège d'une intense activité d'ostéoblastes et de cellules géantes jusqu'à la 12è semaine ; le cartilage articulaire se poursuit avec le fibro-cartilage de la greffe. A 24 semaines, la vis est résorbée et remplacée par du tissu osseux; l'ancrage est de type direct en 4 couches. La résistance de la greffe en traction diminue de façon considérable (plus de 90 %) entre 6 et 9 semaines pour redevenir identique à celle de l'insertion après 12 semaines. À 1 an, la résistance à la rupture de la reconstruction n'est que de 40 % de celle du LCA controlatéral. Le point faible lors des essais de traction axiale est la jonction tendon- entrée du tunnel jusqu'à la 9è semaine. La vis d'interférence semble altérer les propriétés mécaniques du tendon soit par lacération lors de son introduction soit par usure à l'entrée du tunnel lors des sollicitations quotidiennes. Son intérêt reste certain par l'accélération de l'ancrage dans les premières semaines et la réduction du cisaillement de la greffe.

 

Sakai et al. (22), ont effectué des reconstructions du LCA chez le lapin par bandelette ilio-tibiale. Les animaux ont été divisés en plusieurs sous groupes selon la durée d'immobilisation post-opératoire et sacrifiés à la sixième semaine en réalisant, pour chaque greffe, un test de rupture en traction et un examen histologique de la partie intra-osseuse du transplant. La charge à la rupture est la même pour tous les groupes, mais le site de la rupture est différent avec un arrachement survenant au niveau de la fixation tibiale chez les lapins sacrifiés en post-opératoire immédiat, survenant au niveau de la fixation fémorale pour les transplants non immobilisés et sacrifiés à la sixième semaine post-opératoire. Tous ceux qui ont eu une immobilisation supérieure à une semaine ont présenté une rupture siégeant au niveau de la portion intra-articulaire du greffon. La fixation biologique peut ainsi être retardée du côté fémoral ce qui explique la faiblesse et l'arrachement fémoral pour le groupe non immobilisé.

 

 

Les études cliniques de l'insertion tendineuse dans un tunnel.

 

La littérature rapporte 5 observations de biopsie tendon os sur des fixations anatomiques par vis des tendons de la patte d'oie. Celles-ci montrent la présence de fibres de Sharpey à partir de la 6e semaine postopératoire pour Scranton et al. (24) et à partir de la 12e semaine pour Pinczewski et al. (15). L'interface tendon os en cours de revascularisation et l'os ostéoide contiennent des myo-fibroblastes et des fibres Sharpey&emdash;like peu nombreuses. Une dernière observation de biopsie dans le tunnel tibial, à un an postopératoire, d'une greffe fixée par vis met en évidence la présence à la fois de fibres de Sharpey entre le tendon et l'os et d'une interface fibro-chondrale (3). Dans notre expérience, dans un cas de biopsie tibiale d'une plastie avec les tendons de la patte d'oie stabilisée par vis, l'ancrage de type indirect est présent dès le 5è mois.

Deux publications ont étudié l'ancrage dans les fixations non anatomiques. Pour Petersen et Laprell (13), à partir de 6 mois, avec une fixation fémorale par Endobutton® et tibiale par agrafe, la fixation est de type indirect. Pour Robert et al. (17), en cas de fixation fémorale par Transfix® , il faut attendre 10 mois pour obtenir un ancrage continu au fond des tunnels. Il est probable que les sites de biopsie situés à distance de l'entrée des tunnels ne reflètent que partiellement la réalité ; en effet des arthroscopies dans les premières semaines post opératoires, montrent une intense activité synoviale et vasculaire près des zones d'ancrage des plasties favorable à une intégration tendon os et par ailleurs, des biopsies, à l'entrée des tunnels fémoraux retrouvent une insertion directe à partir de 8 mois (2). De toutes ces études se dégage une différence indiscutable dans les délais d'ancrage entre les fixations anatomiques et non anatomiques. Les fixations anatomiques accélèrent l'intégration, mais exposent à une certaine fragilisation initiale de la greffe et d'autres travaux seront nécessaires pour juger des qualités des nouveaux systèmes d'ancrage anatomique pour les plasties aux tendons de la patte d'oie.

De nombreux travaux (7,10,12,14) ont montré l'existence d'élargissement des tunnels quel que soit le type de greffe, de fixation. Leur mécanisme est double : mécanique (persistance d'une micro mobilité de la greffe) et biologique (présence de cytokines pro inflammatoires).

 

 

 

Déductions thérapeutiques

 

L'ensemble des travaux expérimentaux ont montré l'importance de la jonction tendon os à l'entrée des tunnels (8) ; les systèmes de fixation ont un rôle transitoire de stabilisation de la greffe en attendant d'obtenir un ancrage stable et mature à ce niveau.

Plusieurs mesures préventives peuvent actuellement être mises en place pour accélérer cet ancrage (16):

Z Le choix des tunnels est  sûrement la principale mesure préventive mais c'est un autre sujet…

Z La dilatation des tunnels demi-millimètre permet de compacter le spongieux notamment au tibia et améliore la résistance osseuse (+ 30 %).

Z Le press-fit de la greffe par une mesure du diamètre après la mise en tension et non avant ce qui fait réduire le forage de 0.5 mm régulièrement.

Z La fixation hybride : on associe une fixation anatomique et une fixation non anatomique ; de multiples combinaisons sont possibles : endobutton + vis ou plot osseux, système de transfixion + vis ou plot osseux, vis + agrafe…On peut ainsi améliorer la résistance du montage et la raideur de la plastie.

Z Si une vis est choisie, elle ne sera pas lacérante pour la greffe.

Z La tête de vis doit rester à distance de l'entrée des tunnels pour permettre une expansion des greffons au pourtour du tunnel et une absence de conflit en flexion-extension.

Z L'immobilisation post opératoire par attelle articulée permet de protéger la greffe de mouvements en hyper extension ou hyper flexion .

Z La rééducation douce : appui progressif, travail strict en chaîne fermée. Une rééducation accélérée est responsable d'épanchement intra-articulaire riche en cytokines.

 

 

L'avenir

 

L'une des pistes pour stimuler l'ancrage osseux en zone " anatomique " d'un tendon est le développement de l'activité ostéoïde à l'interface tendon os d'où l'idée de recourir à des facteurs ostéo-inducteurs comme les BMP.

 

S. Rodéo (20) a utilisé son modèle canin d'ancrage tendineux en enveloppant le tendon d'une éponge collagènique chargée en rhBMP-2. Dès la 2e semaine, l'interface tendons-os est plus étroite que dans le groupe contrôle en raison d'une prolifération intense de tissu ostéoïde qui va se minéraliser, mais il n'y a pas de différence significative de la résistance en traction à 4 et 8 semaines entre les 2 groupes. Récemment, Hattersley (6)  a utilisé une BMP-12 sur un modèle murin de jonction tendon os avec un meilleur résultat que précédemment. Une autre cytokine a été étudiée (11), il s'agit du TGF-ß, elle améliore la migration des fibroblastes à l'interface tendon os. De nombreux autres facteurs de croissance sont en cours d'exploration : BMP-7, FGF, PDGF, HGF… . Il est probable que l'association de plusieurs facteurs sera retenue comme la BMP-2 pour stimuler la phase osseuse et la BMP-12 ou le TGF-ß pour stimuler la phase fibroblastique. De nombreux problèmes restent en suspens : la date, la dose, la durée, le mode de délivrance et surtout le contrôle des effets secondaires.

Actuellement, et très simplement, il est possible d'utiliser un lambeau de périoste mis autour des 4 greffons juste à son entrée dans le tunnel fémoral (18) ; cette technique a permis de réduire significativement les élargissements fémoraux. L'arrivée des vis bio conductrices (PLLA-HA ou PLLA-TCP) permettra peut-être de réduire la réaction inflammatoire initiée par l'hydrolyse des vis résorbables et d'accélérer l'ancrage.

La thérapie génique pourra apporter une réponse à ces différents problèmes dans quelques années. Elle permet en effet de délivrer sur le site choisi, à dose continue, pendant une durée précise une protéine type facteur de croissance. Le message génétique (cADN) est transféré à un virus qui infectera les cellules cibles, (  méthode " in vivo "), ou des cellules cibles prélevées sont infectées et réinjectées, (méthode " ex vivo "). Pour la cicatrisation ligamentaire des essais sont en cours par méthode " ex vivo " à partir de myoblastes exprimant des facteurs de croissance spécifiques (PDFF, TGF-ß, EGF) (6). Il sera possible ultérieurement, d'apporter des facteurs de croissance à la jonction tendon os pour accélérer l'ancrage.

 

 

Conclusion

L'intégration osseuse des tendons de la patte d'oie utilisés dans les plasties du LCA reste un problème non résolu et discuté. La stabilité mécanique précoce de l'ancrage dans les tunnels est indispensable  pour permettre de reproduire l'ancrage primaire en 4 couches à l'entrée du tunnel.

 

 

 

 

Bibliographie

 

1 . Aglietti P, Buzzi R, D'Andria S et al: Patellofemoral problems after intraarticular anterior cruciate ligament reconstruction. Clin Orthop 1993; 288: 195-204.

2. Colombet P, Allard M, Bousquet V, Delavigne C, Flurin PH : Histological analysis of hamstring tendons in ACL reconstruction. Communication at French arthroscopic meeting, Annecy France, December 9 , 2000.

Eriksson K, Kindblom L G, Wredmark T. Semitendinosus tendon graft ingrowth in tibial tunnel following ACL reconstruction, a histological study of 2 patients with different types of early graft failure. Acta Orthop Scand 2000; 71 (3) : 275-279

4. Franceschi JP, Potel JF. Reconstruction du Ligament croisé antérieur :tendon rotulien ou patte d'oie ? Annales de Société Française d'Arthroscopie. Editeur Sauramps Medical , Montpellier. Décembre 1999.

5. Grana W, Egle D, Mahnken R, and al . An analysis of autograft fixation after anterior cruciate ligamrent reconstruction in a rabbit model. Am J. Sports Med 1994; 22 : 344-351 .

6 . Hattersley G, Cox K, Soslowsky LJ et coll. Bone morphogenetic proteins 2 and 12 alter the attachement of tendon to bone : a histological and biomechanical investigation. Trans Orthop Res Soc. 1998, 23, 96-100.

7. Höher J, Möller HD, Fu F. Bone tunnel enlargement after anterior cruciate reconstruction :fact ou fiction. . Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 1998; 6 : 231-240,

Ishibashi Y, Rudy T, Livesay G, Stone J, Fu F, Woo S. The effect of anterior cruciate ligament graft fixation site on the knee stability. J. Arthroscopic Related Surg. 1997; 13: 177-183.

Kernwein G. A study of tendon implantations into bone. Surg. Gynecol. Obstet. 1942 ; 75 : 794- 796.

L'Insalata J, Klatt B, Fu F, and al : Tunnel expansion folowing anterior cruciate ligament reconstruction: a comparison of hamstring and patellar tendon autografts. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 1997, 5 : 234-238 .

.11.Morris H, Nicklin S, Harrison J, Walsh B; Augmentation of tendon bone healing with exogenous OP-1 in an ovine ACL reconstruction. Abstract book ISAKOS congress 14-18 May, Montreux, poster # 433, p 5.169.

12 . Nebelung W, Becker R, Merkel M, Röpke M. Bone tunnel enlargement after ACL reconstruction with semitendinosus tendon using endobutton fixation on the femoral side. J  Arthroscopy related Surg, 1998; 14: 810-815 .

13. Petersen W, Laprell H. Insertion of autologous tendon grafts to the bone : a histological and immunohistochemical study of hamstring and patellar tendon grafts. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2000; 8 : 26-31.

14 . Peyrache MD, Djian P, Christel P, Witvoet J. Tibial tunnel enlargement after anterior cruciate ligament reconstruction by autogenous bone-patellar tendon-bone graft. . Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc.1996; 4: 2-8.

Pinczewski L., Clingeleffer A., Otto D., Bonar F., Corry I. : Integration of hamstring tendon graft with bone in reconstruction of the anterior cruciate ligament. Arthroscopy, 1997; 5: 641-643 .

Robert H, Es SaheyJ. Etude histologique de l'ancrage des tendons ischio-jambiers dans les tunnels osseux des plasties du LCA. Ann Orthop Ouest 2001 33

Robert H, EsSayeh J, Passuti N, Heymann D, Eloit S, Vaneenoge E. Histological study of hamstring tendon into the femoral tunnels after ACL reconstruction. Arthroscpy 2003 (sous presse).

Robert H, Es Sahey J. The role of periosteal flap in the prevention of femoral widening in ACL reconstruction using hamstring tendons. Knee Surg Sports Trauma Arthroscpy 2003, (sous presse)

19. Rodeo SA, Arnocsky SP, Torzilli PA, Hidaka C, Warren RF. Tendon Healing in a bone tunnel: a biomechanical and histologic study in the dog. J Bone Joint Surg 1993; 75: 1795-1803 .

20 . Rodeo S, Suzuki K, Deng Xh, Wozney J, Warren R. Use of recombinant human bone morphogenetic protein-2 to enhance tendon healing in a tunnel bone. Am J Sports Med . 1999,

Rosenberg J, Deffner K: ACL reconstruction: Semitendinosus tendon is the graft of choice. Orthopedics 1997; 20: 396-398.

 

Sakai H, Fukui N, Kawakami A, Kurosawa H (2000) Biological fixation of the graft within bone after anterior cruciate ligament reconstruction in rabbits: effects of the duration of post operative immobilization. J Orthop Sci 5: 43-51

23 . Sharpey W and Ellis GV. Elements of anatomy. by Jones Quain. Ed 6, vol 1, 1856. London, Walton and Moberly.

24 Scranton P., Lanzer W., Ferguson M., Kirkman T., Pflaster D.. Mechanism of anterior cruciate ligament neovascularisation and ligamentisation. . Arthroscopy, 1998; 14: 702-716 .

25. Weiler A, Peine R, Pashmineh-Azar A, Abel C, Südkam NP, Hoffman RFG :Tendon healing in a bone tunnel, Part I : biomechanical results after biodegradable interference fit fixation in a model of ACL reconstruction in sheep. Arthroscopy , in press.

26. Weiler A, Hoffman RFG, Bail HJ, Rehm O, Südkamp NP : The 1999 Richard O'Connor Award : Tendon healing in a bone tunnel &emdash; Part II : histological analysis after biodegradable interference fit fixation in a model of ACL reconstruction in sheep. . Arthroscopy , in press.

27. Whiston TB, Walmsley R. Some observation on the reaction on bone and tendon after tunneling of bone and insertion of tendon. J Bone Joint Surg 1960; 42: 377- 386 .

28 . Yamaguchi K, Oda J, Ross FP. A tissu culture model for tendon bone healing : preliminary findings on the role of TGFß in fibroblast migration. Trans Orthop Res Soc. 1997, 22,627 .

7,476-488 .

 

 

Haut


 
 

  Retour au sommaire Geco 2003

 

© GECO