Clinical and Mechanical Behaviour of Dual Mobility Total Hip Arthroplasties. Experimental Study confronted to Retrieved Implants
Contribution à l'étude des arthroplasties totales de hanche à double mobilité : Analyse clinique et mécanique. Confrontation des données expérimentales à l'étude des pièces ayant fonctionné in vivo
Résumé
Dual Mobility Total Hip Arthroplasties have been in use in Saint Etienne for 30 years. This type of implants has gained growing interest over the last decade, owing to its high stability. We firstly give some elements of the historical background of these implants. Using kinematic experimentation, we analyse the range of motion satisfying functional requirements of daily living and compare these to the range of motion obtained with several hip arthroplasties, including dual mobility implants. We also analyze the stability conferred by this type of implants using the distance to separation before dislocation occurs. From the literature, we look for clinical situations with increased risk of dislocation. The survival of dual mobility hip arthroplasties is reported from a longitudinal study. At ten, years 95 % of 106 acetabular shells were still functioning. 40 retrieved implants are analyzed for wear. The results did not show increased wear, either linear or volumetric, when compared to other metal on polyethylene series. If linear wear on the convexity was low, it averaged internal wear when converted into volumetric wear. Retrieved implants were analyzed for specific complications observed and differences could be made according to the femoral counterpart functioning with the dual mobility shell. Intra prosthetic dislocation was found to be a specific complication of this kind of implants and the demographics of this complication, its timing and frequency could be drawn from 63 cases over 12 years. Friction on the convexity was analyzed on a benchmark. Using three different materials for the acetabular shell, friction was found lower with wrought stainless steel than cast chromium cobalt. With low grade range of motion, we could not find a protective effect of the two levels of motion towards shell to bone shear stresses. However the external level of mobility, although having a higher frictional torque than the internal one, offers a protective effect when mobility at the internal level is impaired.
Les arthroplasties totales de hanche à double mobilité sont utilisées en clinique humaine à Saint Etienne depuis près de 30 ans. Ce type d'implants a connu un intérêt croissant au cours de la dernière décennie grâce à sa grande stabilité. Dans un premier temps, nous rapportons l'historique de ces implants à double mobilité. Nous effectuons ensuite une analyse du mouvement au niveau de l'articulation de la hanche, afin de caractériser les amplitudes de mouvement utiles qui permettent d'effectuer les mouvements requis par les activités de la vie courante et nous comparons ces données aux amplitudes de mouvement que l'on peut attendre de différents modèles d'arthroplasties totales de hanche, y compris les arthroplasties totales de hanche à double mobilité. Nous analysons également la stabilité que confère ce type d'implant en développant la notion de distance de séparation avant que ne survienne une luxation. A partir des données de la littérature, nous rapportons les situations cliniques pour lesquelles le risque de luxation est accru. La survie des arthroplasties totales de hanche à double mobilité est rapportée à partir d'une série d'implants suivis longitudinalement. A 10 ans, 95 % d'une série de 106 implants étaient toujours en fonctionnement. L'usure a pu être déterminée à partir de 40 inserts en polyéthylène explantés. Ces inserts à double mobilité ne présentaient pas une usure supérieure, qu'il s'agisse de l'usure linéaire ou de l'usure volumétrique, lorsqu'on les comparait aux données d'autres séries avec couple métal polyéthylène. Si l'usure linéaire de la surface convexe était particulièrement faible, elle avoisinait l'usure de la surface interne concave lorsqu'on la rapportait au volume. Les implants explantés lors de reprises chirurgicales ont pu faire l'objet d'une analyse à la recherche de complications mécaniques. Des différences ont été observées quant aux double mobilité. La luxation intra-prothétique est une complication spécifique de ce type d'implants. Ses données démographiques ont pu être appréciées à partir de 63 cas sur une période de 12 ans. Le couple de frottement au niveau de la surface convexe a été analysé sur un bac d'essai en fonction du matériau de la cupule métallique. Ce couple de frottement était inférieur pour l'acier inoxydable forgé comparé à un alliage de chrome cobalt coulé. Pour de faibles amplitudes de mouvement, il n'a pas été possible de mettre en évidence expérimentalement un quelconque effet protecteur de la présence de deux niveaux de mobilité sur les contraintes en cisaillement à l'interface os cupule. La présence d'un degré de mobilité externe, même si le couple de friction y est supérieur à la zone de mobilité interne, permet de protéger l'ancrage dans une certaine mesure lorsque la mobilité interne fonctionne mal.
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