Introduction

La fixation d’une fracture comminutive du fémur médio-distal est un défi dans la pratique clinique, principalement en raison du degré élevé de comminution et de malformation causé par la traction des muscles attachés (1,2). Notamment, il y a un manque de support mécanique sur le côté médial de la fracture lorsque la corticale médiale est pulvérisée. Cette condition est plus sujette à des complications telles que la déformation en valgus, la non-union de la fracture et l’échec de la fixation interne (3).

Bien que divers traitements tels que la traction cutanée et osseuse, la fixation externe, les clous intramédullaires imbriqués et les plaques anatomiques aient été tentés, certaines complications restent non résolues (4). Par exemple, la traction cutanée et osseuse à long terme peut entraîner une raideur articulaire, une déformation et des complications liées au confinement au lit (5). La fixation externe est potentiellement compliquée par une infection de l’aiguille et une fonctionnalité limitée (6). L’application d’un clou intramédullaire interverrouillé peut entraîner une union osseuse liée à des difficultés de réduction anatomique de la fracture comminutive (7). Pendant ce temps, la réduction ouverte et la fixation interne (ORIF) avec une plaque anatomique nécessite la réduction du fragment de fracture par l’enlèvement du périoste sur une grande surface, ce qui peut entraîner un retard de guérison osseuse (8).

Une plaque de compression à verrouillage latéral (LCP) a récemment été recommandée pour la fixation des fractures comminutives du fémur pour ses excellentes caractéristiques mécaniques (9). Une protection maximale des fragments de fracture osseuse et de l’approvisionnement sanguin environnant peut être obtenue par la technologie d’ostéosynthèse par plaque percutanée mini-invasive (MIPPO). Celles-ci fournissent un bon environnement biologique pour la guérison de la fracture, réduisant ainsi le taux de greffe osseuse et l’apparition de non-union (10). Cependant, cette procédure chirurgicale est encore limitée par une mauvaise correction de l’alignement et une réduction insuffisante des fragments osseux (11).

Nous rapportons ici l’application de la tomographie tridimensionnelle (3D) par ordinateur pour imprimer un modèle 3D grandeur nature du fémur controlatéral d’un patient en utilisant une technique de miroir. Le modèle imprimé en 3D a servi d’outil préopératoire pour préformer le LCP personnalisé et simuler l’implantation. Le LCP préformé correspondait à l’anatomie fémorale, ce qui a été bénéfique pour la réduction du fragment de fracture et la correction du ligament. La technique MIPPO a ensuite été utilisée pour traiter la fracture comminutive multisegmentaire du fémur, avec une bonne récupération clinique pour le patient. La combinaison de ces approches devrait être envisagée pour le traitement des fractures comminutives du fémur.

Présentation de cas

L’étude a été menée conformément aux principes énoncés dans la Déclaration d’Helsinki, et a été approuvée par le comité d’éthique du deuxième hôpital de l’Université de Jilin (n° 2019025). Le patient a donné son consentement écrit et éclairé pour participer. Les données ont été gardées anonymes pour protéger la vie privée du patient.

Un homme de 35 ans a été admis à l’hôpital avec une blessure de chute haute. L’examen physique a révélé une rotation externe évidente et une déformation (raccourcissement) du membre inférieur gauche, avec une sensibilité et une douleur lancinante longitudinale ainsi qu’un grincement et un frottement des os. Des ecchymoses sous-cutanées étaient visibles sur la face latérale du grand trochanter et de la fesse. Ce patient n’avait aucun antécédent de maladie ou de chirurgie, et les membres de sa famille n’ont aucune maladie héréditaire. La radiographie (Figure 1) et la reconstruction par tomodensitométrie 3D (Figure 2) ont révélé que le patient présentait des fractures multiples, notamment une fracture de la double colonne acétabulaire gauche avec déplacement du corps quadrilatéral vers le côté médial (classification AO : C1.3), associée à des fractures de l’aile iliaque gauche et du pubis droit. Le fémur gauche présentait de multiples fractures comminutives avec un déplacement important, et plusieurs lignes de fracture irrégulières ont été détectées entre le condyle fémoral latéral et la fosse intercondylienne, sans déplacement évident. Une fracture d’avulsion du tibia gauche du ligament croisé postérieur (LCP) a également été observée.

Figure 1 Images radiographiques préopératoires. (A) Bassin ; (B,C) vue antérieure (B) et vue latérale (C) du fémur gauche.

Le diagnostic et le diagramme de traitement du patient, comme le montre la figure 3. Le scanner 3D a confirmé que même le plus long LCP à 14 trous disponible était insuffisant pour la fixation de la fracture (figure 4A). Un LCP personnalisé à 17 trous (longueur =400,0 mm, avec une vis corticale de 4,5 mm et une vis de verrouillage de 5,0 mm) a été conçu et fabriqué. Un modèle en résine a été imprimé en 3D sur la base du fémur controlatéral en utilisant le principe du miroir (Figure 4B,C), et a été utilisé pour préformer le LCP et simuler l’implantation de la vis. La simulation a montré que la plaque auto-conçue pouvait se fixer parfaitement sur la face externe du modèle de fémur imprimé en 3D après le préformage et que 4 à 5 vis de verrouillage étaient suffisantes pour la fixation distale et proximale (Figure 4D,E). Une traction d’urgence de la tubérosité du tibia gauche a été effectuée et un grand distracteur a été fixé en travers de l’articulation du genou pour une fixation externe temporaire afin de maintenir les positions des fragments osseux (Figure 5) et de gagner du temps pour la fabrication d’une plaque osseuse personnalisée, et pour réduire la taille de la fracture avant la chirurgie. Deux semaines plus tard, les fractures du bassin ont été fixées par ORIF et après une semaine, la fracture du fémur et la fracture d’avulsion du LCP du tibia ont été traitées simultanément. Cet article se concentre sur le traitement de la fracture du fémur comminutive multisegmentaire par LCP personnalisé en utilisant la technique MIPPO.

Figure 3 Diagnostic et diagramme de traitement du patient.

Figure 4 Détermination du placement du LCP. (A) Des LCP à 12 et 14 trous ont été placées sur la face latérale du fémur ; (B, C) un modèle en résine imprimé en 3D et une LCP à 17 trous conçue sur mesure ont été fabriqués ; (D, E) simulation préopératoire du préformage de la plaque et de l’implantation des vis.

Figure 5 Fixation temporaire d’un grand distracteur à travers l’articulation du genou pour maintenir les positions des fragments osseux.

Avec le patient en position couchée, l’extrémité inférieure gauche a été tournée extérieurement de 30° et allongée de 0,5 cm sur la base de la radiographie préopératoire. En conséquence, le brancard a été tourné et raccourci du même angle pour corriger la déformation. Une incision longitudinale de 3,5 cm a ensuite été pratiquée au centre du condyle fémoral latéral par une approche distale. Une incision proximale est réalisée par l’approche originale pour l’opération du bassin (après avoir retiré 5,0 cm de suture), et le muscle fémoral latéral est partiellement coupé au niveau du point d’insertion du grand trochanter pour exposer le fémur proximal. La plaque a été insérée (Figure 6A) et fixée temporairement avec des broches de Kirschner (Figure 6B,C), et le fragment osseux libre au milieu a été fixé avec 3 vis (Figure 6D). La ligne de fracture et la position de la plaque ont été confirmées par fluoroscopie (Figure 7A,B). Une vis de verrouillage a été fixée à chaque extrémité (Figure 7C,D). Enfin, 4 et 3 vis de verrouillage ont été placées aux extrémités distale et proximale, respectivement (Figure 7E,F). Après la fixation interne, des exercices passifs ont été effectués sur le patient sous anesthésie.

Figure 6 Procédure chirurgicale. (A) Incision distale et insertion de la LCP ; (B,C) les deux extrémités de la plaque ont été fixées temporairement avec des broches de Kirschner à travers les incisions distale et proximale ; (D) le fragment osseux libre médian a été fixé avec 3 vis.

Figure 7 Fluoroscopie peropératoire de la ligne de force de la fracture et de la position de la plaque. (A,B) Fixation temporaire de la plaque avec des broches de Kirschner ; (C,D) fixation des deux extrémités avec 2 vis de verrouillage ; (E,F) fixation du fragment osseux libre avec 3 vis après ajustement de l’alignement, suivie de la fixation finale des extrémités de la plaque.

Le scanner 3D postopératoire a confirmé que la ligne du fémur gauche était fondamentalement restaurée, avec la fixation interne en bonne position (figure 8). Le jour 3 après la chirurgie, des exercices de flexion et d’extension positifs et passifs de l’articulation du genou ont été commencés. Après 6 semaines, une marche avec mise en charge partielle a été obtenue et à 3 mois, une marche avec mise en charge totale a été recommandée. Un examen radiographique à 5 mois n’a montré aucun déplacement à l’extrémité de la fracture, et le trait de fracture était estompé par la formation d’une grande quantité de cal (figure 9A). L’examen radiographique à 1 an a montré un bon alignement du membre inférieur et une plasticité complète de la structure osseuse (Figure 9B). La plaque a été retirée 3 ans après la chirurgie (Figure 9C,D), et le patient présentait alors une bonne fonction du membre (Figure 10).

Figure 8 Reconstruction CT 3D. (A) Bassin ; (B,C,D) vue antérieure (B) et vue latérale (C,D) du fémur gauche 1 jour après l’opération.

Figure 9 Examens radiologiques lors du suivi. 5 mois (A), 1 an (B) et 3 ans (C) après l’opération, et après le retrait de la plaque (D).

Discussion

Soumettre la diaphyse fémorale à une blessure à fort impact peut entraîner une fracture comminutive (12). La réussite de l’intervention chirurgicale dépend de la réduction efficace et de la fixation interne de la fracture avec une préservation maximale de l’approvisionnement en sang au niveau du site de la fracture (13). Le mécanisme de verrouillage du LCP présente une bonne stabilité angulaire, et les vis et la plaque sont combinées en un support de fixation interne. La plaque peut être insérée dans l’incision avec la technique MIPPO et fixée au canal périostique, avec 4 à 6 vis installées aux extrémités de la fracture. La surface osseuse n’a pas besoin d’être en contact étroit avec la plaque ; l’extrémité de la fracture n’est pas exposée et l’apport sanguin est préservé autant que possible, ce qui permet de protéger les tissus locaux et de créer un environnement favorable à la guérison osseuse (14). Cependant, il a été rapporté qu’une LCP latérale est associée à un taux relativement élevé (jusqu’à 30 %) de complications, y compris la non-union, l’union retardée et l’échec de l’implant, principalement en raison de fragments de fracture mal remis en place, d’un alignement du membre inférieur non corrigé et d’un décapage périosté pendant la chirurgie (15).

La raison pour laquelle l’extrémité distale du grand distracteur traverse l’articulation du genou est qu’une fracture du condyle fémoral a une force de fixation limitée, ce qui affecte l’implantation de la plaque osseuse et augmente le risque d’infection de l’incision distale. La justification de l’utilisation d’un grand distracteur était de restaurer et de maintenir la ligne de force et la longueur fémorale ; dans le processus de réduction et de fixation des fractures pelviennes et acétabulaires, cela permettait la traction et la rotation sans dommage secondaire.

Une plaque avec une longueur de support insuffisante est présumée être la principale cause de non-union de la fracture et de la fracture de fixation interne (16). Cependant, il a également été suggéré que le LCP latéral a une fixation excentrique instable en raison d’un support insuffisant du côté médial lorsqu’il est soumis à une charge longitudinale. Cela provoque une tension importante à l’extrémité de la fracture, ce qui affecte la formation du cal et retarde ou empêche la guérison. En même temps, la contrainte est concentrée dans la plaque latérale sur une période prolongée, ce qui peut induire une défaillance de la fixation interne (17). Les modèles grandeur nature imprimés en 3D qui reflètent la taille et la structure réelles des fractures ont été largement utilisés ces dernières années dans le domaine de la chirurgie traumatologique comme référence pour la conception de schémas chirurgicaux et pour la simulation préopératoire (18). L’utilisation d’un modèle imprimé en 3D dans cette étude a évidemment réduit la difficulté de l’opération et amélioré la précision chirurgicale, ce qui peut prévenir davantage l’échec de la fixation interne dans une certaine mesure (19).

Le LCP personnalisé présentait plusieurs avantages. (I) L’écarteur a rétabli efficacement la ligne d’alignement fémorale et la longueur du membre, et a aidé à ajuster la position des fragments osseux pendant l’opération. (II) La plaque osseuse était bien conçue et pré-courbée selon le modèle en résine imprimé en 3D. (III) La fixation efficace de plusieurs segments osseux a été réalisée en une seule fois dans des conditions peu invasives, ce qui a permis d’effectuer des exercices fonctionnels peu après l’opération. Cependant, ce cas présentait également les limites suivantes. (I) La ligne d’alignement fémorale n’était pas entièrement ajustée et le membre inférieur présentait une légère déformation en valgus. (II) La plaque osseuse aurait dû comporter une vis de blocage près de la ligne de fracture, à l’extrémité distale, qui aurait pu corriger la déformation en valgus et augmenter la force de fixation du fémur. (III) Le grand fragment osseux libre à l’extrémité proximale n’a pas été réenclenché ; l’utilisation d’un fil percutané de mise en faisceau peut permettre un réenclenchement supérieur. (IV) Une plaque osseuse allongée fixée de manière excentrée subit des déformations et des contraintes importantes, ce qui augmente la probabilité de fractures de fatigue.

Conclusions

Une nouvelle stratégie a été développée pour le traitement d’une fracture comminutive multisegmentaire du fémur avec une LCP personnalisée qui impliquait la technique MIPPO ainsi qu’un modèle imprimé en 3D. Le patient a montré une bonne fonction du membre lors du suivi de 3 ans sans aucune complication. Par conséquent, cette procédure mérite d’être considérée comme une option pour la fixation précise des fractures comminutives du fémur médio-distal.

Remerciements

Financement : Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (subventions n° 81671804 et 81772456) ; Programme de développement scientifique de la province de Jilin (subventions n° 20190304123YY, 20180623050TC et 20180201041SF) ; Programme du département de la santé de la province de Jilin (subventions n°. 2019SCZT001, 2019SCZT014, et 2019SRCJ001) ; Programme de culture du deuxième hôpital de l’Université de Jilin pour la Fondation nationale des sciences naturelles (subvention n° KYPY2018-01) ; et Projet de promotion des jeunes talents de la province de Jilin (subvention n° 192004).

Note de bas de page

Déclaration éthique : Les auteurs sont responsables de tous les aspects du travail en veillant à ce que les questions liées à l’exactitude ou à l’intégrité de toute partie du travail soient examinées et résolues de manière appropriée. Un consentement éclairé écrit a été obtenu du patient pour la publication de ce manuscrit et de toutes les images qui l’accompagnent.

Déclaration d’accès libre : Il s’agit d’un article en accès libre distribué conformément à la licence internationale Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 (CC BY-NC-ND 4.0), qui permet la reproduction et la distribution non commerciales de l’article à la stricte condition qu’aucune modification ou édition ne soit effectuée et que l’œuvre originale soit correctement citée (y compris les liens vers la publication officielle par le biais du DOI pertinent et de la licence). Voir : https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.

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