Performance biomécanique d'une nouvelle lumière

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 9339 (2023) Citer cet article

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Les fractures osseuses traumatiques sont souvent des blessures débilitantes qui peuvent nécessiter une fixation chirurgicale pour assurer une guérison suffisante. Actuellement, les matériaux d'ostéosynthèse les plus fréquemment utilisés sont à base de métal ; cependant, dans certains cas, comme les fractures ostéoporotiques comminutives complexes, elles peuvent ne pas constituer la meilleure solution en raison de leur nature rigide et non personnalisable. Dans les fractures des phalanges en particulier, il a été démontré que les plaques métalliques induisent une raideur articulaire et des adhérences des tissus mous. Une nouvelle méthode d'ostéosynthèse utilisant un composite polymère photopolymérisable a été développée. Cette méthode s’est révélée être une solution polyvalente qui peut être mise en forme par les chirurgiens in situ et qui n’induit aucune adhérence des tissus mous. Dans cette étude, les performances biomécaniques d’AdhFix ont été comparées à celles des plaques métalliques conventionnelles. Les ostéosynthèses ont été testées dans sept groupes différents avec différentes modalités de chargement (flexion et torsion), taille de l'espace d'ostéotomie, ainsi que type et taille de fixation dans un modèle de phalange de mouton. AdhFix a démontré des rigidités statistiquement plus élevées en torsion (64,64 ± 9,27 et 114,08 ± 20,98 Nmm/° contre 33,88 ± 3,10 Nmm/°) et des fractures réduites en flexion (13,70 ± 2,75 Nm/mm contre 8,69 ± 1,16 Nmm/°), tandis que les plaques métalliques étaient plus rigides dans les fractures non réduites (7,44 ± 1,75 Nm/mm vs 2,70 ± 0,72 Nmm/°). Les plaques métalliques ont résisté à des couples de torsion équivalents ou significativement plus élevés (534,28 ± 25,74 Nmm contre 614,10 ± 118,44 et 414,82 ± 70,98 Nmm) et des moments de flexion significativement plus élevés (19,51 ± 2,24 et 22,72 ± 2,68 Nm contre 5,38 ± 0,73 et 1,22 ± 0. 30 Nm). Cette étude a démontré que la plateforme AdhFix est une solution viable et personnalisable, comparable aux propriétés mécaniques des plaques métalliques traditionnelles dans la plage des valeurs de charge physiologique rapportées dans la littérature.

Les fractures osseuses traumatiques sont souvent des blessures débilitantes qui nécessitent une fixation chirurgicale pour une guérison optimale. La fréquence et le fardeau économique de ces blessures devraient augmenter en raison d’une population de plus en plus âgée et ostéoporotique1. Aujourd’hui, les implants métalliques traditionnels sont considérés comme le matériau d’ostéosynthèse de référence clinique dans le traitement chirurgical de la majorité des fractures osseuses traumatiques2. Il a été démontré dans de nombreux cas que les implants à base de métal offrent une excellente stabilité biomécanique et un excellent potentiel de guérison3,4. Cependant, dans certains cas cliniques, les matériaux à base de métal constituent une solution rigide, dépourvue de la polyvalence nécessaire aux diverses morphologies de fractures. De plus, il a été démontré que le placage métallique traditionnel induit souvent des effets secondaires et des complications telles que raideur, pseudarthrose, proéminence du matériel et rupture du tendon5. Cela est particulièrement vrai pour les fractures tubulaires de la main et de l’avant-bras, qui comptent parmi les blessures squelettiques les plus courantes4,6,7,8, nécessitant une mobilisation précoce pour une cicatrisation osseuse suffisante9. Alors que les fractures simples de la main peuvent être traitées de manière non opératoire avec un plâtre externe ou une attelle, un traitement chirurgical est souvent nécessaire pour les fractures instables ou déplacées4,10,11.

Une nouvelle méthode d'ostéosynthèse, AdhFix, est en cours de développement pour répondre à ces insuffisances cliniques. AdhFix utilise un composite polymère photopolymérisable pour fournir des solutions de fixation hautement personnalisables12,13,14,15. La méthode implique l'insertion de vis métalliques dans les fragments osseux, suivie de la construction in situ d'une plaque composite polymère dans une configuration souhaitée. Le composite biocompatible est formé de monomères trifonctionnels allyle et thiol traizine-trione et d'une concentration élevée d'hydroxyapatite13. Il est façonné in situ et rapidement durci en un matériau rigide grâce à la chimie de couplage thiol-ène induit par la lumière visible à haute énergie (HEV), offrant aux chirurgiens une solution de fixation hautement personnalisable comme alternative au placage métallique. En plus de sa personnalisation, il a été démontré que le composite utilisé dans AdhFix ne présentait aucune adhérence des tissus mous après 12 mois dans un modèle de rat in vivo13.