Institut de Chirurgie Osseuse
et de la moelle épinière
Médipôle - Avignon

Questions fréquentes en chirurgie orthopédique sur les matériaux utilisés pour les prothèses
Institut Medipole Montagard, chirurgiens orthopédistes à AVIGNON (84)

Cette foire aux questions sur les matériaux utilisés pour les prothèses est donnée à titre purement informatif. En effet, en raison de l’évolution des techniques et des spécificités de chaque cas, les informations présentent sur cette Faq ne sauraient se substituer aux consultations, recommandations et prescriptions délivrées par les chirurgiens orthopédistes de l’Institut Medipole Montagard, à AVIGNON (84).

Quels sont les matériaux utilisés pour les prothèses ?

Les matériaux utilisés pour les prothèses sont caractérisés par 3 critères essentiels : leur biocompatibilité (bonne tolérance par l’organisme humain), leur résistance à la corrosion et leurs propriétés mécaniques.

Différents matériaux sont utilisés pour le corps de la prothèse :

  • Les métaux sont en fait des alliages (combinaison de plusieurs constituants : 2 au minimum dont un au moins est métallique). On distingue : les aciers inoxydables (acier inox et chromecobalt), les alliages à base de titane et les nouveaux alliages : nickel-titane.
  • Les céramiques sont des éléments solides non organiques et non métalliques. Les céramiques le plus souvent utilisées en orthopédie sont l’alumineet la zircone. La fabrication des céramiques demande une technologie complexe.
  • Des céramiques bio-actives comme l’hydroxyapatite(composant naturel de l’os) sont également utilisées.
  • Les polymères sont des matériaux dont la caractéristique commune est de provenir de la polymérisation d’un élément de base comme par exemple l’éthylène.
  • Le polyéthylène (macromolécules thermoplastiques) est le constituant des cupules cotyloïdiennes (pour la prothèse de hanche), des plateaux tibiaux (pour la prothèse de genou).

En général, une prothèse est constituée de plusieurs matériaux qui vont s’articuler entre eux avec des forces de frottement (couple de frottement). Il est nécessaire d’obtenir le couple de frottement le plus bas possible : ainsi les alliages de métaux s’articulent avec des pièces en polyéthylène : on parle de couple de frottement métal-polyéthylène.

D’autres associations sont possibles : les pièces en alliage de métal peuvent s’articuler avec d’autres pièces en alliage de métal (couple de frottement métal-métal).

Des pièces en céramique peuvent s’articuler avec du polyéthylène (couple de frottement céramique-polyéthylène) ou avec une autre pièce en céramique (couple de frottement céramique-céramique).

La matériovigilance a pour objet la surveillance des incidents ou des risques d’incidents pouvant résulter de l’utilisation de ces dispositifs médicaux après leur mise sur le marché.

Notre avis : Il n’existe pas de matériau idéal : le traitement de chaque maladie, a des impératifs mécaniques propres qui imposent l’utilisation d’un matériau adapté, d’où la diversité des produits disponibles. Le choix des matériaux utilisés en orthopédie dépend du chirurgien et de l’articulation à remplacer.

Dans tous les cas, les matériaux choisis doivent résister aux contraintes mécaniques et biologiques entraînées par leur implantation dans un tissu vivant.

Existe-t-il des matériaux inusables ?

Actuellement, toutes les prothèses utilisées sont faites à partir de matériaux qui s’usent plus ou moins vite. Par exemple, le polyéthylène (le plus largement utilisé pour les prothèses de hanche, de genou et d’épaule) s’use en 20 ans environ.

Les couples de frottement métal-métal et céramique-céramique s’usent peut-être moins vite, mais actuellement aucune étude suffisamment longue ne permet de le prouver. Quand la prothèse est usée, il faut parfois la remplacer.

Notre avis : Les matériaux inusables n’existent pas encore.

Faut-il du « ciment » pour fixer la prothèse dans l’os ?

Il existe des solutions n’utilisant pas de ciment chirurgical pour fixer les implants prothétiques (« prothèse sans ciment »).

Cette option recherche par la repousse osseuse, une fixation qui peut être mécanique à l’aide de la surface métallique irrégulière de l’implant (impaction ou technique press-fit ») et surtout biologique grâce à des revêtements à base de dérivés calciques (hydroxyapatite permettant une repousse osseuse à la surface des implants).

L’utilisation d’un ciment pour fixer la prothèse permet une répartition plus harmonieuse des contraintes entre l’implant et l’os.

De plus, l’ablation des pièces prothétiques est plus aisée lors d’une éventuelle reprise chirurgicale ultérieure. Le ciment chirurgical utilisé pour fixer la prothèse dans l’os est un polymère appelé polyméthyl méthacrylate (plastique très dur, biologiquement compatible). Il ne s’agit pas d’une colle mais d’une résine.

Le ciment est introduit à l’état pâteux et se solidifie en quelques minutes.
Le ciment permet la fixation d’un implant prothétique par pénétration dans l’os sur une faible épaisseur. C’est le type de fixation prothétique le plus fréquemment utilisé depuis la fin des années 60.

Hélas, le ciment résiste mal au granulome développé en réaction aux débris d’usure des pièces prothétiques.

Il n’y a pas de supériorité de l’une ou l’autre technique. Chacune a des avantages et des inconvénients qui justifient leur utilisation (ou pas!) au cas par cas.

Notre avis : L’utilisation ou non de ciment dépend de l’articulation remplacée, du modèle de prothèse utilisé, des habitudes du chirurgien et des vôtres (âge, maladie, etc.). Discutez-en avec votre chirurgien qui vous expliquera ce qui lui paraît le plus adapté à votre cas.

Pourquoi y a-t-il autant de modèles différents de prothèses pour une même articulation ?

Pour une même articulation, différents modèles de prothèses peuvent être utilisés du fait :

- du modèle lui-même. Chaque modèle de prothèse comporte des avantages et des inconvénients (il en est de même en matière d’automobiles : il est bien évident que toute voiture a quatre roues et un moteur mais les modèles sont très différents).

Ainsi, prenons l’exemple de la prothèse totale de hanche : il existe plus de 400 modèles disponibles. Certains cas particuliers nécessitent une prothèse spécifique. Selon les circonstances, votre chirurgien pourra donc préférer vous implanter telle ou telle prothèse.

Cela dépend de nombreux facteurs : la forme et la taille de l’articulation, l’importance des dégâts osseux.

- du type de fixation de la prothèse : avec ou sans ciment.

- de la voie d’abord (technique pour mettre la prothèse en place).

Notre avis : La prothèse parfaite ou idéale n’existe pas. Tout dépend du chirurgien, de son école de formation, de ses habitudes. Faites-lui confiance, il est le professionnel le plus à même de vous guider ,ne vous laissez pas abuser par les médias qui ne détiennent qu’une partie des informations !

Est-ce qu’une prothèse articulaire peut durer toute la vie ?

Les prothèses sont faites avec des matériaux qui s’usent lentement mais de façon inéluctable. e.

La durée de vie d’une prothèse dépend de nombreux facteurs : surpoids (surtout pour les prothèses des hanches, genoux, chevilles)survenue de complications éventuelles, traumatismes ou microtraumatismes répétés (lors d’activités sportives intensives), ...
Ainsi l’usure peut être plus précoce chez des personnes très jeunes, très actives.

Ainsi, prenons l’exemple de la prothèse totale de la hanche. Elle dure 20 à 25 ans.

Les prothèses du genou ont une durée de vie de 15- 20 ans et les prothèses d’épaule gardent de bons résultats au moins 8-10 ans après leur mise en place. Pour les prothèses comme celle de la cheville, le manque de recul ne nous permet pas de donner une durée de vie précis

Notre avis : La prothèse n’est pas éternelle. Comme toutes les pièces mécaniques, les prothèses utilisées actuellement s’usent.
Demandez à votre chirurgien l’avenir prévisible de la prothèse dont vous avez besoin.

Peut-on remplacer une prothèse articulaire usée ?

On peut remplacer une prothèse usée, à condition que votre âge et votre état général soient compatibles avec cette intervention. Cette opération, appelée reprise chirurgicale de prothèse, ou arthroplastie itérative est plus difficile et donc plus « lourde ».

Lorsque l’usure de la prothèse s’accompagne de lésions osseuses autour de la prothèse, il faut réaliser une reprise chirurgicale de la prothèse avec parfois des greffes osseuses.

Votre chirurgien pourra, dans certains cas, vous proposer une reprise chirurgicale avant que votre articulation prothétique ne soit douloureuse, car les lésions osseuses radiologiques sont importantes.

Ainsi pour la hanche, un changement de prothèse est une intervention plus longue. Elle provoque une perte de sang plus importante que la mise en place de la première prothèse.

Notre avis : Le remplacement ou reprise de prothèse (arthroplastie itérative) est une intervention plus complexe et plus traumatisante que la mise en place de la première prothèse. Il est donc nécessaire d’être opéré par un chirurgien entraîné à ce type de chirurgie.

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Chirurgie du sportif, de la hanche, du genou et du pied
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