Contribution à la spécification d'un implant assurant la stabilité et la mobilité des os du carpe dans le cas de la rupture du ligament scapho-lunaire.

Specification of an implant for stability and mobility of the carpal bones in the case of scapholunate ligament injury

• Auteur / Autrice : Laetitia Rossi
• Direction : Jean-Marc Linares
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomécanique
• Date : Soutenance le 03/10/2014
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences du mouvement humain (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Christine Hobatho
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Houvet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Swider, Serge Samper

Mots clés

Mots clés contrôlés

Arthroplastie

Ligaments

Os scaphoïde

Poignet

Mots clés libres

Poignet

Ligament scapho-Lunaire

Implant

Wrist

Scapholunate ligament

Implant

Résumé

Le poignet, complexe articulaire situé entre l'avant-bras et la main, est sujet aux traumatismes. Par exemple, une chute sur le poignet suite à la pratique d'un sport de glisse ou tout simplement dans un accident de la vie quotidienne peut entraîner une lésion du ligament scapho-lunaire. Cette lésion, difficile à diagnostiquer sur une simple radiographie, évolue toujours vers l'arthrose du poignet. Si le diagnostic est fait pendant la phase aigue, proche du traumatisme, la réparation du ligament ou des techniques conservatrices sur parties molles sont possibles. Si la lésion n'est pas détectée à temps, celle-ci engendre une instabilité du carpe évoluant vers l'arthrose.. A ce stade, des techniques plus radicales incluant des arthrodèses partielles ou totales sont bien connues. Cependant, ces techniques de fusion des os engendrent une perte conséquente de mobilité du poignet. L'objectif de la thèse est de définir une méthode de conception et le dimensionnement d'un implant dont le but est de rétablir la cinématique du carpe après une lésion ligamentaire. Ce dispositif devra remplacer la partie dorsale du ligament scapho-lunaire lorsque celui-ci n'est plus réparable et avant apparition de l'arthrose.

ScaphoLunate interosseous ligament (SLIL) lesion can occur when falling on an outstretched, pronated hand and lead to carpal instability. If SLIL tears are detected early, the ligament can be repaired. However, if the ligament is left untreated, SLIL instability can evolve into carpal arthritis called ScaphoLunate Advanced Collapse (SLAC). Well-known SLAC treatments include arthrodeses. These techniques modify the carpal kinematics and involve a range of motion (ROM) loss. Different prostheses are proposed for patients with arthritis. However, these prostheses do not make an acceptable compromise between the ROM allowed and their mechanical strength. This thesis presents an implant to replace the dorsal part of SLIL when the ligament is not repairable and before the apparition of SLAC. The implant must restore normal kinematics and the mechanical behavior of the carpus. Each step of its design is presented. Kinematic constraints of the implant were derived from measured bone displacements. Using a 3D best-fit method, their mean values and uncertainties were determined. The mechanical behavior of the implant was defined by SLIL stiffness and elongation. Strain energy of the native ligament was a characteristic relevant to the implant behavior design. Surgical and anatomical constraints lead to a small amount of space availaible; hence, the design was driven by strain energy distribution. Using an material capability index, the choice of suitable material is discussed. Finally, the implant design and its method are presented, which satisfy all previous constraints. FEA of the most critical case of kinematic constraints was performed to validate the proposed implant design.