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Aug 06, 2023

L'étude de la biomécanique et de l'analyse par éléments finis sur une nouvelle plaque pour les fractures du plateau tibial via supra antérolatérale

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 13516 (2023) Citer cet article 274 Accès aux détails des métriques Pour les fractures du plateau tibial fendu-déprimé de type Schatzker II impliquant les fractures de

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 13516 (2023) Citer cet article

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Pour les fractures du plateau tibial fendu-déprimé de type Schatzker II impliquant des fractures des colonnes antéro-latérales et postéro-latérales (APC), le schéma de fixation optimal est controversé. Les objectifs de cette étude étaient : (1) introduire une plaque nouvellement conçue pour traiter les fractures APC via des tests biomécaniques et une analyse par éléments finis (FEA), et (2) la comparer avec deux méthodes de fixation conventionnelles. Des modèles de fracture APC ont été créés et attribués au hasard à trois groupes (groupes AC). Le groupe A a été fixé avec une plaque de verrouillage latéral de 3,5 mm, le groupe B a été fixé avec une plaque de verrouillage latéral de 3,5 mm et deux vis canulées de 3,5 mm (fixation hybride). Le groupe C a été corrigé avec la plaque nouvellement conçue. Il s'agit d'une plaque de verrouillage arquée permettant la fixation du plateau tibial latéral par voie d'abord antérolatérale supra-fibulaire. Chaque modèle de fracture a subi une charge de compression axiale progressivement croissante allant de 250 à 750 N à l'aide d'un pénétrateur personnalisé. L'analyse biomécanique a démontré que la plaque nouvellement conçue présentait le déplacement minimum parmi les trois méthodes, suivies par la méthode de fixation hybride. A l’inverse, la plaque verrouillée latérale de 3,5 mm présentait le déplacement maximal dans les fractures APC (p < 0,05). Les résultats de la FEA ont indiqué qu'à 750 N, les déplacements maximaux pour les groupes AC ont été mesurés respectivement à 3,06 mm, 2,74 mm et 2,08 mm. De plus, les contraintes maximales enregistrées pour l'implant dans les groupes AC à 750 N étaient de 208,32 MPa, 299,59 MPa et 143,26 MPa, tandis que pour l'os, elles étaient de 47,12 MPa, 74,36 MPa et 40,01 MPa. Les tendances globales à 250 N et 500 N étaient cohérentes avec celles observées à 750 N. En conclusion, grâce à ses bonnes performances biomécaniques et aux résultats FEA, la plaque nouvellement conçue représente un choix prometteur pour la gestion des fractures APC du plateau tibial.

La fracture du plateau tibial est l’une des fractures les plus fréquentes lors des traumatismes du genou, représentant 1 % de toutes les fractures1. La réduction anatomique et la fixation rigide constituent le premier choix pour traiter de telles blessures. Cependant, une mauvaise réduction et une mauvaise fixation peuvent entraîner une arthrite traumatique et un dysfonctionnement du mouvement. En raison de la géométrie et de la biomécanique particulières de l'articulation du genou, environ 60 % des fractures du plateau tibial surviennent dans la colonne latérale2,3. L'analyse des caractéristiques morphologiques des fractures apparentes à la tomodensitométrie (TDM) permet de classer les fractures de Schatzker de type II en trois sous-types : les fractures antérolatérales à colonne unique (AC) ; fractures postérolatérales à colonne unique (PC) ; et les fractures de la colonne antérolatérale et postérolatérale (APC)4. Sun et coll. ont rapporté que la proportion de fractures uniques du PC était d'environ 15,0 % (28/187) et que l'incidence des fractures impliquant l'APC atteignait 23,4 % (123/525)4. Ces résultats indiquent que la probabilité de fracture de l'APC ne doit pas être négligée lors de la prise en charge des fractures du plateau tibial de type Schatzker II.

Plusieurs chercheurs ont proposé que dans les fractures comminutives du plateau tibial, y compris les fragments de colonne antérolatérale et postérolatérale, le fragment postérolatéral devrait également être correctement fixé4,5. Actuellement, il n’existe pas de consensus sur les approches et les implants pour traiter les fractures APC. Plusieurs experts ont proposé une fixation par double plaque utilisant une approche combinée en L inversé antéro-latérale et postéro-médiale, avec le patient en position flottante4. Parmi les 41 patients traités par cette approche, trois patients ont présenté une déhiscence ou une nécrose de l'incision, et deux patients ont subi des lésions nerveuses iatrogènes. Bien que les plaques doubles assurent une fixation rigide, il était difficile d'exposer directement le fragment de fracture postérolatérale via l'incision postéro-médiale, en particulier chez les patients présentant des muscles du mollet bien développés ou souffrant d'obésité. Même lorsque le fragment postérolatéral pouvait être exposé, l'opération entraînait souvent la séparation des vaisseaux poplités et du nerf tibial, augmentant ainsi le risque de lésions vasculaires et nerveuses de traction. Zhang et al.6 ont introduit une autre approche combinée pour les fractures APC, consistant en une approche antérolatérale conventionnelle et une approche postérolatérale en forme de L inversé. Cependant, deux patients sur dix-sept traités avec cette approche ont présenté une liquéfaction aseptique des graisses après l'opération. Même si cette approche permettait d'exposer directement le fragment postérolatéral, elle provoquait inévitablement des lésions iatrogènes au coin postérolatéral de l'articulation du genou. De plus, le pont cutané entre les deux incisions avait tendance à développer une nécrose ischémique. Zhu et coll. a utilisé une plaque à arceau en forme de tonneau combinée à une plaque de verrouillage latérale traditionnelle pour réparer les fractures APC via une approche Frosch modifiée7. Cependant, dans cette méthode, une plaque en T conventionnelle de rayon 2,7 devait être découpée et profilée pour obtenir la plaque cerceau de canon. D'autres chercheurs ont utilisé des plaques de verrouillage latérales en plus des techniques de vis tire-fond antéro-postérieures pour gérer les fractures APC8, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour vérifier l'efficacité de cette méthode de fixation.