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Greffe osseuse en_orthopedie[1]
- 1. Greffe osseuse en orthopédie Réalisé par: Dr M.Ali Trafeh. Dr M.Bachkira. Dr M.Bouhouch
- 2. Greffe osseuse en orthopédie Definition:Une greffe osseuse est un procédé chirurgical visant à réimplanter un fragment d’os pour réduire ou réparer une lésion osseuse. Problématique: quel type de greffon ? Quelle technique ?quel est le devenir d’un greffon osseux Le chirurgien orthopédiste est souvent confronté au traitement de pertes de substance osseuse, qu’elles soient d’origine congénitale, traumatique, orthopédique, infectieuse ou tumorale, dont il doit supprimer ou minimiser les conséquences par un comblement adéquat. Il a actuellement à sa disposition un certain nombre de techniques chirurgicales et une large gamme de substituts. Ces derniers peuvent être d’origine humaine ou animale, voire minérale, ou être purement chimiques et synthétiques .
- 3. Greffe osseuse en orthopédie Historique l’idée de remplacer un segment osseux remonte au 5ie siècle de notre ère. Cosme et Damien, réalisèrent un miracle en guérissant une tumeur osseuse de la jambe, qui fut réséquée et remplacée par de l’os provenant d’un homme récemment décédé. en 1668, un chirurgien hollandais Job Van Meek’ren aurait comblé une PDS de la voûte crânienne d’un soldat à l’aide d’un fragment osseux provenant d’un crâne de chien Le véritable début des remplacements osseux date du 19ie siècle ainsi : En 1880, le chirurgien écossais William MacEwan rapporta le remplacement de l’humérus d’un garçon de 4 ans par une allogreffe de tibia provenant d’un enfant rachitique (allogreffe) Les hétérogreffe même la tentative d’emploi de substituts non osseuse furent également essayées a cet époque Van Merren pratiqua la première autogreffe expérimentale en 1810
- 4. Greffe osseuse en orthopédie Epidémiologie l’os est le tissu humain le plus greffé, qu’il s’agisse des autogreffes ou des allogreffes à environ 500 000 par an le nombre de greffes osseuses de toute nature aux États-Unis En France, le nombre de têtes fémorales réceptionnées en 2007 dans les banques de tissus est de 14 722 Aspect réglementation En France l’utilisation des allogreffes est strictement encadrée au plan réglementaire, ce qui permet d’en assurer la traçabilité mais surtout la sécurité microbiologique
- 5. Greffe osseuse en orthopédie Type de greffon osseux Une greffe osseuse est un apport de tissu osseux vivant ou non, qui peut provenir du patient lui-même – il s’agit alors d’une autogreffe d’un individu de la même espèce – il s’agit alors d’une allogreffe (terme qui remplace celui d’« homogreffe ») – Ou d’une autre espèce – il s’agit alors d’une xénogreffe (qui remplace « hétérogreffe »).
- 6. Greffe osseuse en orthopédie AUTOGREFFE L’autogreffe est certainement le matériau de comblement osseux le plus anciennement et le plus couramment utilisé par les chirurgiens orthopédistes et traumatologues. Il s’agit d’un prélèvement osseux effectué sur le patient lui-même au niveau d’un site donneur et qui est placé dans le même temps opératoire au site receveur où le comblement est nécessaire. Il a un rôle biologique mais également mécanique lorsqu’il est de nature corticale ou corticospongieuse. Ainsi 2 types d’autogreffe sont utilises
- 7. Greffe osseuse en orthopédie Autogreffes vascularises Elles peuvent être utilisées en : • greffon libre nécessitant une anastomose vasculaire microchirurgicale • en îlot ou seules • au sein d’un lambeau composite pluritissulaire Site de prelevement Fibula , la crête iliaque antérieure ou postérieure ou les Côtes Indication Perte de substance importante sur os long d’étiologie tumorale, traumatique ou post-traumatique. pseudarthroses d’origine traumatique,congénitale et ostéite …
- 8. Greffe osseuse en orthopédie Avantages • Ostéogéniques • Ostéo-inductrices • conserve ses propriétés mécaniques • Bonne trophicité du greffon • Adaptation a l’environnement biologique et mécanique • Faible résorption Inconvénients • Morbidité liée au prélèvement • Douleurs au site de prélèvement • insuffisance musculaire • Troubles neurologiques sensitifs ou moteurs • instabilités
- 9. Greffe osseuse en orthopédie
- 10. Greffe osseuse en orthopédie Fixation du greffon La fixation et la stabilité sont assurées de façon variable selon les cas cliniques. Le greffon est en général impacté à ses extrémités dans les diaphyses, métaphyses et épiphyses La fixation peut faire appel à : vis plaques aux extrémités un fixateur externe
- 11. Greffe osseuse en orthopédie Autogreffe non vascularisée • Lorsqu’on parle d’autogreffe, on considère en général l’os frais prélevé extemporanément, sans vascularisation. • La nature du greffon : spongieuse ,cortical ou corticospongieuse • sites donneurs de prédilection sont : crête iliaque antérieur et postérieur ,condyles fémoraux ,plateaux tibiaux… Exp :La crête iliaque post peut apporter plus de volume et surtout plus d’os spongieux (30 ml contre 5 à 10 pour la crête antérieure, une taille possible de 8 × 4 cm) • La longueur maximale d’un tel greffon ne dépasse pas 6 à 7 cm. • Longueur d’incision sera adapte au volume + dimension d’os prélever (ancillaire spécifique) • Conditions: Préparation du site receveur avant le prélèvement de l’autogreffe Préserver la viabilité du greffon en raccourcissant le temps d’attente sur table a quelque dizaine de minutes Eviter le dessèchement de l’os en le préservant dans une cupule avec sérum ou du sang du patient Addition d’un antibiotique n’a pas d’intérêt, l’emploi d’un antiseptique est à proscrire
- 12. Greffe osseuse en orthopédie Indications L’autogreffe non vascularisée trouve son indication dans toutes les pertes de substance osseuse d’origine traumatique ou orthopédique qu’elle qu’en soit l’origine, limitée uniquement par une éventuelle insuffisance qualitative ou quantitative
- 13. Greffe osseuse en orthopédie • Aspect biologique la survie des cellules est conditionnée par : la rapidité de la réimplantation de l’os dans le site receveur, qui doit intervenir dans les 3 h . Seules les cellules les plus superficielles semblent pouvoir survivre et retrouver des capacités fonctionnelles Parmi les cellules les plus résistantes figurent les cellules mésenchymateuses et les cellules endothéliales progénitrices Les autogreffes manifestent également des propriétés ostéo-inductives par les facteurs de croissance qu’elles apportent.
- 14. • Lorsque l’os spongieux est limité en volume, il est pos- sible d’y associer un substitut osseux phosphocalcique en proportion variable, adaptée à la perte de substance. Il est classique d’admettre que le substitut ne doit pas représenter plus d’un tiers du volume total. Cette notion doit être nuancée et ne saurait être une règle absolue. La forme « granulés » doit alors être privilégiée.
- 15. • Le substitut apporte ses propriétés de bioactivité et constitue un support favorable pour le développement des cellules osseuses. Ces mêmes propriétés peuvent également s’appliquer à l’association moins habituelle avec une allogreffe sous forme morcelée ou structurale. Dans ce dernier cas, le substitut peut combler les interstices entre les fragments et favoriser la repousse osseuse.
- 16. Greffe osseuse en orthopédie • Ostéo-intégration des allogreffes • les allogreffes vont être l’objet, au cours du temps, de phénomènes de résorption et d’apposition qui seront plus ou moins complets et prononcés selon leur nature corticale ou spongieuse. • Les greffes osseuses sont acellulaires et ce sont les cellules de l’hôte provenant de l’os environnant qui permettront la néoformation osseuse. La qualité de cet environnement est donc essentielle.
- 17. Greffe osseuse en orthopédie • Les événements biologiques : l’hématome local l’inflammation l’invasion par des néo vaisseaux l'action ostéoclasie associée à la formation osseuse i
- 18. Greffe osseuse en orthopédie • L’os spongieux subit donc : • une pénétration cellulaire et par des bourgeons vasculaires • l’os néoformé au sein des logettes intertrabéculaires correspondant à l’ostéoconduction • La résorption ostéoclastique est la première à entrer en jeu • l’apposition osseuse ostéoblastique surviendra quelques semaines plus tard • L’interstice entre les deux corticales est comblé par de l’os immature qui évoluera vers un os haversien au-delà de 1 an
- 19. • La réparation osseuse se fait selon deux processus, l’un interne et l’autre externe • Extérieurement, en 3 à 6 mois, une fine couche d’apposition osseuse recouvre la surface de l’allogreffe qui se transformera en os haversien en 1 an, mais sans augmenter d’épaisseur. • survient une apposition osseuse ulterieure
- 20. • La réparation interne commence par • l’invasion des canaux osseux par des bourgeons conjonctivovasculaires • l’os va subir une résorption ostéoclastique avant l’apposition osseuse.
- 21. • conclusion Les possibilités de remplacement du tissu osseux sont multiples et ne cessent de se développer. Nombre d’entre elles restent du domaine prospectif et leur application clinique n’est pas d’actualité. Cependant, les chirurgiens orthopédistes disposent de nombreuses solutions pour faire face à une perte de substance les greffes osseuses, autogreffes et allogreffes cryoconservées ou sécurisées restent irremplaçables. L’autogreffe est toujours considérée comme le tissu de remplacement de référence mais elle peut trouver ses limites, qu’elles soient quantitatives ou qualitatives. Elle ne peut répondre à toutes les indications de perte de substance osseuse
Notes de l'éditeur
- l’idée de remplacer un segment osseux est très ancienne et remonte au 5e siècle de notre ère. En effet, Cosme et Damien, l’un médecin, l’autre chirurgien, réalisèrent un miracle en guérissant une tumeur osseuse de la jambe, qui fut réséquée et remplacée par de l’os provenant d’un homme récemment décédé. en 1668, un chirurgien hollandais du nom de Job Van Meek’ren aurait comblé une perte de substance de la voûte crânienne d’un soldat à l’aide d’un fragment osseux provenant d’un crâne de chien. L’hétérogreffe fut retirée secondairement, non pour des problèmes de tolérance immunologique ou infectieuse, mais pour des raisons d’éthique religieuse, Le véritable début des remplacements osseux date du xixe siècle. le premier cas de greffe osseuse ait été publié par Van Merren d’Amsterdam en 1810. En 1880, le chirurgien écossais William MacEwan rapporta le remplacement de l’humérus d’un garçon de 4 ans par une allogreffe de tibia provenant d’un enfant rachitique. En 1887, c’est Poncet qui réalisa une allogreffe osseuse chez un adulte pour traiter une pseudarthrose. C’est également au19iem siècle que débutèrent réellement les premières tentatives d’emploi de substituts d’origine non osseuse : (ivoire, bois, or) fut le plâtre de Paris proposé par Dresman, toujours disponible actuellement. Les hétérogreffes furent également essayées, en particulier par Percy au début du xixe siècle, mais Ollier en montra rapidement les limites (1867). Les autogreffes connurent plus de succès. Van Merren pratiqua la première autogreffe expérimentale en 1810
- À cet égard, l’os est le tissu humain le plus greffé, qu’il s’agisse des autogreffes ou des allogreffes [30]. Ainsi, on estime à environ 500 000 par an le nombre de greffes osseuses de toute nature aux États-Unis [28]. En France, le nombre de têtes fémorales réceptionnées en 2007 dans les banques de tissus est de 14 722, et le nombre de rétrocessions quelle qu’en soit la forme est de 18 491, correspondant à une augmentation d’activité constante depuis 2003. L’utilisation des allogreffes est strictement encadrée au plan réglementaire, ce qui permet d’en assurer la traçabilité mais surtout la sécurité microbiologique, qui est du ressort des banques de tissus. Les principes de cette réglementation doivent être connus des chirurgiens orthopédistes.
- L’autogreffe est certainement le matériau de comblement osseux le plus anciennement et le plus couramment utilisé par les chirurgiens orthopédistes et traumatologues, même si, pour certains auteurs, la place de l’autogreffe tend à se restreindre par rapport à l’allogreffe et ne représente que 1 % de l’ensemble de leurs interventions en orthopédie Il s’agit, par définition, d’un prélèvement osseux effectué sur le patient lui-même au niveau d’un site donneur et qui est placé dans le même temps opératoire au site receveur où le comblement est nécessaire. Il a un rôle biologique mais également mécanique lorsqu’il est de nature corticale ou corticospongieuse. Ainsi 2 types d’autogreffe sont utilises : l’autogreffe vascularise et non vascularise
- Elles peuvent être utilisées en greffon libre nécessitant une anastomose vasculaire microchirurgicale ou en îlot, seules, ou au sein d’un lambeau composite pluritissulaire, comportant un composant musculaire et/ou cutané. La palette cutanée permet éventuellement de couvrir la perte de substance cutanée, mais peut également servir à la surveillance vasculaire du lambeau. Le composant musculaire comble une perte de substance des parties molles tout en favorisant le contexte trophique et vasculaire local. C’est en effet la fibula qui est la plus exploitée (dans une moindre mesure la crête iliaque antérieure ou postérieure ou les côtes), souvent dans des indications de perte de substance importante sur os long d’étiologie tumorale, traumatique ou post-traumatique.
- Les autogreffes vascularisées peuvent être considérées comme, tout à la fois, ostéogéniques en raison de l’apport de cellules vivantes, ostéo-inductrices grâce aux protéines matricielles et ostéoconductrices de par la structure osseuse Contrairement aux autogreffes non vascularisées, il n’y a pas de phénomène de revascularisation secondaire qui diminue la résistance mécanique de l’os. Une autogreffe vascularisée conserve ses propriétés mécaniques. La grande majorité des ostéocytes (90 %) survit grâce à la revascularisation endostée et périostée immédiate qui, par ailleurs, permet une bonne trophicité du greffon, Cette vascularisation permet une véritable adaptation du greffon à l’environnement biologique et mécanique. Néanmoins, il se produit une résorption de faible ampleur de l’os cortical, comme montré par des biopsies de fibula La morbidité liée au prélèvement est de 19 % à 3 mois dans la série de Vail comportant 247 fibula vascularisées. Ainsi, les patients peuvent présenter des douleurs au site de prélèvement ou à la cheville, une insuffisance musculaire en particulier des muscles extensor hallucis longus et flexor hallucis longus, des troubles neurologiques sensitifs ou moteurs. Enfin, des instabilités de la cheville ont également été décrites lorsque la longueur du prélèvement est trop importante. Certaines complications disparaissent avec le temps, d’autres au contraire apparaissent secondairement ou s’aggravent. Ainsi, à 5 ans, ce même auteur retrouve une morbidité de 24 % chez les 74 patients revus à 5 ans et plus
- Laffosse et al., dans une série de 13 cas de reconstruction d’os long (7 fémurs, 5 tibias, 1 humérus), après exérèse carcinologique chez l’enfant et l’adolescent, retrouvent 11 consolidations aux deux extrémités, obtenues dans un contexte de chimio et/ou radiothérapie [49]. Sept patients ont nécessité de 1 à 5 interventions supplémentaires pour consolidation définitive. Le foyer distal a toujours consolidé en première intention. Dans 8 cas (62 %), une hypertrophie significative du greffon a été constatée au terme de 1 an d’évolution, témoignant de la vitalité de l’os et de l’adaptation biomécanique. Cinq fractures sont survenues entre le 5e et le 24e mois postopératoire. L’hypertrophie retrouvée à un taux comparable dans toutes les séries provient d’une néoformation osseuse d’origine périostée produisant un os cortical, favorisée par les contraintes en compression lors de la mise en charge. Elle semble plus importante chez les sujets jeunes et les hommes, au fémur plutôt qu’au tibia, et moindre au membre supérieur
- La fixation et la stabilité sont assurées de façon variable selon les cas cliniques. Le greffon est en général impacté à ses extrémités dans les diaphyses, métaphyses et épiphyses correspondantes. La fixation peut faire appel à des vis plaques aux extrémités mais une plaque, voire un fixateur externe peut ponter l’ensemble du greffon. Différentes techniques ont été décrites pour favoriser la consolidation comme une autogreffe spongieuse ou corticospongieuse ou un lambeau périosté aux extrémités, ou encore pour favoriser la mise en charge, comme l’association à une allogreffe
- En fait, lorsque l’on parle d’autogreffe, on considère en général l’os frais prélevé extemporanément, sans vascularisation. Suivant le lieu d’implantation et la nature du geste, il est prélevé un greffon spongieux, cortical ou corticospongieux. Les sites donneurs de prédilection sont représentés par les crêtes iliaques antérieure et postérieure. Bien que la crête iliaque antérieure soit moins riche, elle est la plus utilisée en raison de sa voie d’abord plus facile. D’autres sites sont également possibles, correspondant en général à un massif épiphysaire (condyles fémoraux, plateaux tibiaux, grand trochanter, pilon tibial, épiphyse radiale). La longueur maximale d’un tel greffon ne dépasse pas 6 à 7 cm. La longueur de l’incision sera adaptée au volume et aux dimensions d’os à prélever. En cas de prélèvement limité, en particulier d’os spongieux, des ancillaires spécifiques ont été développés qui limitent l’agression locale et améliorent la qualité de prise du greffon. Lorsqu’il est nécessaire d’obtenir un fragment osseux de bonne qualité mécanique, il est possible d’utiliser la face antéro-interne du tibia où une tranchée est creusée au niveau de son tiers proximal. La longueur peut atteindre facilement 20 cm Il est conseillé de prélever l’autogreffe après la préparation du site receveur, de telle sorte qu’elle ne reste pas trop longtemps en attente sur table. En effet, la survie des cellules osseuses est menacée après le prélèvement et leur viabilité reste limitée à quelques dizaines de minutes il faudra éviter le dessèchement de l’os, qui favorise la mort cellulaire, et préserver le greffon dans une cupule avec du sérum physiologique ou du sang du patient s’il s’agit de petits fragments osseux, ou dans un champ ou des compresses imbibées de sérum physiologique s’il s’agit de pièces de plus gros volume. l’addition d’un antibiotique n’a pas d’intérêt. L’emploi d’un antiseptique est à proscrire
- Enfin, les autogreffes sont aussi utilisées de façon plus spécifique dans des circonstances particulières. Ainsi la tête fémorale est-elle une autogreffe réservée exclusivement aux arthroplasties de hanche sur dysplasie cotyloïdienne ou avec perte de substance osseuse. Elle apporte un tissu avec une bonne résistance mécanique, facile à stabiliser par une ostéosynthèse adaptée et conduisant à une fusion osseuse constante C’est ce qu’ont constaté Shinar et al. sur une série de 55 reconstructions cotyloïdiennes. L’autogreffe ne met pas à l’abri des phénomènes de résorption qui peuvent conduire à un descellement. Néanmoins, ces mêmes auteurs ont effectué moins de reprises pour descellement après reconstruction par autogreffe que par allogreffe.
- , la survie des cellules est conditionnée par la rapidité de la réimplantation de l’os dans le site receveur, qui doit intervenir dans les 3 h [26]. Seules les cellules les plus superficielles semblent pouvoir survivre et retrouver des capacités fonctionnelles [15]. Parmi les cellules les plus résistantes figurent les cellules mésenchymateuses et les cellules endothéliales progénitrices [9]. Les autogreffes manifestent également des propriétés ostéo-inductives par les facteurs de croissance qu’elles apportent. Ces propriétés sont particulièrement intéressantes dans un contexte trophique défavorable où elles permettent d’obtenir d’excellents résultats [38]. L’autogreffe spongieuse ou corticospongieuse, par sa structure naturelle tridimensionnelle, permet l’envahissement progressif des espaces
- In situ, les allogreffes vont être l’objet, au cours du temps, de phénomènes de résorption et d’apposition qui seront plus ou moins complets et prononcés selon leur nature corticale ou spongieuse. Les greffes osseuses sont acellulaires et ce sont les cellules de l’hôte provenant de l’os environnant qui permettront la néoformation osseuse. La qualité de cet environnement est donc essentielle
- Les événements biologiques qui mèneront à l’incorporation comportent tout d’abord l’hématome local qui apportera cytokines et facteurs de croissance, l’inflammation avec la migration et la prolifération de cellules mésenchymateuses et le développement de bourgeons conjonctivovasculaires, l’invasion par des néovaisseaux et enfin l’action ostéoclastique associée à la formation osseuse intramembraneuse et/ou endochondrale à la surface de la greffe
- ]. L’os spongieux subira donc une pénétration cellulaire et par des bourgeons vasculaires puis par de l’os néoformé au sein des logettes intertrabéculaires correspondant à l’ostéoconduction. Cependant, cette pénétration est initialement limitée par la présence des débris cellulaires et tissulaires au sein des logettes. La résorption ostéoclastique est la première à entrer en jeu ; l’apposition osseuse ostéoblastique surviendra quelques semaines plus tard [56]. Enneking a remarquablement décrit ces phénomènes à partir de l’étude de 63 allogreffes massives retirées de 2 à 156 mois après l’implantation [36]. La jonction entre les corticales de l’os hôte et de l’allogreffe est pontée par un cal osseux unitif, favorisé par un bon contact osseux et une bonne stabilité. Ce cal, qui provient du périoste, s’étend jusqu’à 3 cm sur le pourtour de l’allogreffe. L’interstice entre les deux corticales est comblé par de l’os immature qui évoluera vers un os haversien au-delà de 1 an
- La réparation osseuse se fait selon deux processus, l’un interne et l’autre externe. Extérieurement, en 3 à 6 mois, une fine couche d’apposition osseuse recouvre la surface de l’allogreffe qui se transformera en os haversien en 1 an, mais sans augmenter d’épaisseur. ce phénomène concerne environ la moitié de l’os exposé. Le reste fait l’objet d’une résorption plus ou moins importante mais qui reste de l’ordre de 1 à 2 mm. Puis survient une apposition osseuse, si bien qu’après 2 ans l’os est recouvert d’une fine couche d’os lamellaire le plus souvent non visible radiologiquement
- La réparation interne commence par l’invasion des canaux osseux par des bourgeons conjonctivovasculaires, puis l’os va subir une résorption ostéoclastique avant l’apposition osseuse. Les phénomènes de résorption restent donc prédominants en interne comme en externe pendant les 2 premières années, ce qui fragilise l’allogreffe et explique les risques de fracture.
- Conclusion Les possibilités de remplacement du tissu osseux sont multiples et ne cessent de se développer. Nombre d’entre elles restent du domaine prospectif et leur application clinique n’est pas d’actualité. Cependant, les chirurgiens orthopédistes disposent de nombreuses solutions pour faire face à une perte de substance