Modélisation biomécanique de la chirurgie par modulation de croissance de la colonne vertébrale scoliotique : analyse pour prévenir les déformations périphériques subséquentes

Deux à 3% des enfants présentent une scoliose, déformation 3D de la colonne vertébrale, dont 80% sont idiopathiques, c'est-à-dire sans origine connue. Pour les scolioses sévères (angle de Cobb >45°) ou à fort potentiel de croissance, un traitement chirurgical est requis afin de stopper la progression de la courbure. L'intervention chirurgicale actuellement la plus utilisée fait intervenir une fusion vertébrale, la rendant très impactante pour la qualité de vie de l'enfant à cause notamment de la perte de mobilité que cela entraine. Pour l'éviter, le dispositif Anterior Vertebral Body Tethering (AVBT), une chirurgie dite « sans-fusion » par modulation de croissance, a été développée en utilisant une approche basée sur le principe de Hueter-Volkman. Celui-ci stipule qu'un chargement en compression sur les plaques de croissances inhibe la croissance alors qu'une force distractive la stimule. L'AVBT vient ainsi comprimer le côté convexe de la courbure par un câble fixé sur le côté des corps vertébraux afin d'inhiber la croissance et favoriser l'expansion du côté concave. Par modulation de croissance, la colonne vient alors graduellement se redresser au cours du temps et de la croissance. L'AVBT est donc une méthode prometteuse puisque qu'elle préserve la mobilité de l'enfant et ne nécessite pas de chirurgie de suivi périodique pour redresser la colonne. Néanmoins, actuellement implantée de manière empirique par les chirurgiens et chirurgiennes orthopédistes, il manque encore des connaissances sur ses effets au long-terme notamment sur les risques de bris de câble, de surcorrection ou de déformations subséquentes (adding-on). Ces dernières peuvent, en effet, survenir sur les courbures non-instrumentées de la colonne suite à l'implantation de l'AVBT. Ainsi, la courbure distale sous-jacente à l'instrumentation pourrait subir une nouvelle déformation postopératoire à cause de l'implant, ou, au contraire, se stabiliser voire s'améliorer. Pour faciliter la prédiction d'une telle évolution, il s'avère nécessaire de comprendre et d'étudier l'effet de paramètres biomécaniques intervenant dans l'évolution du segment non-instrumenté distal afin de prédire l'effet du dispositif sur le rachis entier. L'objectif de ce mémoire était de développer une technique d'analyse biomécanique afin de prédire les déformations secondaires périphériques distales induites par l'implantation d'un dispositif sans fusion par modulation de croissance AVBT pour la scoliose pédiatrique. Ceci était pour tester l'hypothèse que l'évolution de la courbure lombaire suivant l'instrumentation AVBT peut être prédite par l'angle de cunéiformisation (wedging) discal et l'asymétrie des forces sous la dernière vertèbre distale instrumentée (LIV).