Biomécanique de l'ancrage de vis pédiculaires pour l'instrumentation du rachis

La scoliose est une pathologie qui cause une déformation tridimensionnelle de la colonne vertébrale et de la cage thoracique. Elle peut être d'origine congénitale, neuromusculaire ou dite idiopathique (de cause inconnue). Cette maladie apparait généralement durant l'adolescence et les cas dits « évolutifs » touchent à 90% les filles. La scoliose idiopathique adolescente a une prévalence de 3% à 5% et environ 10% des patients nécessiteront un traitement. Pour des déformations sévères, le principal traitement utilisé est la correction par instrumentation, en général par abord postérieur. Des vis sont alors insérées dans les vertèbres, à travers les pédicules. Elles servent de lien pour appliquer des manoeuvres chirurgicales de correction afin d'aligner la colonne dans le plan coronal et transverse, et restaurer les courbes dans le plan sagittal. Des tiges d'instrumentation sont fixées aux vis pour maintenir la correction du rachis. L'objectif des implants est, à court terme, de permettre l'application des manoeuvres de correction et de maintenir la correction des déformations scoliotiques et, à long-terme, de rigidifier et stabiliser le rachis par une fusion osseuse. Les vis pédiculaires subissent des efforts importants et variables en intensité et direction tout au long de leur utilisation, ce qui peut entrainer des micro-fractures ou un déchaussement partiel ou total pendant les manoeuvres et en période postopératoire, menant à des risques de défaillance. Un bon ancrage biomécanique des vis pédiculaires dans les vertèbres est donc nécessaire pour assurer une correction sécuritaire et durable. L'ancrage biomécanique des vis pédiculaires dépend de paramètres intrinsèques de la vertèbre (forme et taille des vertèbres, densité et distribution osseuse), donc du patient, mais aussi des techniques chirurgicales d'insertion des vis, comme le choix de la trajectoire d'insertion ou le quantité d'os enlevé au point d'insertion des vis. Toutefois, le design des vis (forme de filets, type de filetage) et le choix de la dimension des implants et de la technique d'insertion (préparation du point d'entrée, diamètre du taraudage ou trajectoire d'insertion) reposent encore principalement sur des principes empiriques et sur l'expérience des chirurgiens. Un certain nombre d'études expérimentales ont permis de déterminer les effets des paramètres les plus importants, mais de par l'aspect destructif et la forte variabilité expérimentale des tests, peu d'études ont pu examiner quantitativement un ensemble de paramètres pertinents.