Conditions Biomécaniques

La colonne vertébrale doit servir de support pour le corps, tout en permettant la mobilité en assurant la protection des éléments neurologiques au niveau du canal vertébral.

Le rachis thoracique est une zone peu mobile, la cage thoracique le protège contre la mobilité excessive. Les vertèbres au niveau du sacrum sont fusionnées en amenant également une rigidité.

Entre la zone de rigidité du rachis thoracique et la colonne lombaire très mobile, il existe une zone particulièrement sollicitée qui est la charnière thoraco-lombaire. Cette zone très sollicitée 99-1-2est souvent le siège des lésions traumatiques.

Entre le bassin rigide et le rachis lombaire mobile, la charnière lombo-sacrée est également très exposée. Ceci explique que cette zone est le siège le plus fréquent des lésions dégénératives, essentiellement au niveau des étages L5 S1 et L4 L5.

Les charges agissant sur la colonne vertébrale sont importantes, mais varient en fonction de la position. La pression au niveau des disques est relativement faible en position couchée mais augmente en position debout et augmente encore plus en position assise. Lors du soulèvement d’une charge lourde, avec la colonne vertébrale fléchie, la pression intradiscale peut correspondre à une charge de plus de 500 kilogrammes. Dans des conditions post opératoires, certaines opérations nécessitent que la colonne vertébrale soit protégée des contraintes excessives pour que la cicatrisation ligamentaire et consolidation osseuse puissent survenir dans de bonnes conditions.

La charge supportée par la colonne vertébrale est supportée par trois zones – par “trois colonnes anatomiques”. La première correspond aux disques et aux corps vertébraux en 99-1-3avant qui supportent la majorité de la charge. Il existe deux autres colonnes à la partie postérieure composées des articulaires et des structures osseuses correspondantes qui supportent également une grande partie des charges.

En position de flexion dorsale (lordose),la charge pesant sur les articulaires postérieures est plus importante.

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En flexion antérieure (cyphose), la compression au niveau discal augmente essentiellement.

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Lors des interventions de décompressions neurologiques, les structures osseuses sont partiellement affaiblies, il faut un certain temps pour que le remodelage osseux puisse compenser la résection osseuse pratiquée lors de l’opération.

Si une fixation est pratiquée lors de l’intervention chirurgicale, celle-ci serait plus résistante si les conditions osseuses sont meilleures. En cas d’ostéoporose, la fixation sera relativement fragile car les implants peuvent se mobiliser à l’intérieur de l’os.

Plus une fixation est étendue sur la partie antérieure et postérieure, plus la stabilité sera importante. Plus de solidité lors de la fixation d’une colonne vertébrale permet moins de restrictions post opératoires.

Une stabilisation peut maintenir la colonne vertébrale en place pendant plusieurs mois. Néanmoins, si une greffe osseuse est généralement censée prendre le relais de la stabilité en permettant une consolidationosseuse, si la greffe osseuse ne peut pas évoluer vers la consolidation il se peut que le matériel puisse subir un phénomène de fatigue avec la rupture des éléments de stabilité telle que les vis et les tiges.

ans le cas où une ostéosynthèse est réalisée, il est important qu’elle puisse stabiliser de manière suffisante la colonne vertébrale. La stabilisation doit être à la fois solide et élastiques pour 99-1-6permettre le développement de la greffe osseuse si une arthrodèse est pratiquée. Les ostéosynthèses modernes répondent à ces critères. Les vis posées au niveau des pédicules intervertébrales permettent une fixation solide, leurs dessins et l’alliage choisi permettent de maintenir une certaine élasticité, même avec la fixation.

Les ruptures de matériel sont devenues plus rares, un point critique existe toutefois : la mobilité entre l’os et l’ostéosynthèse peut se développer si les conditions osseuses ne sont pas optimales. Une telle mobilité peut représenter un champ de mobilité autour des vis provoquant une pseudarthrose et un échec de l’opération. Ainsi, en présence de tel risque, l’ostéosynthèse doit être protégée par un corset durant la période de la consolidation. Une cimentoplastie associée peut augmenter les chances de réussite d’une telle stabilisation.

Une stabilisation par voie antérieure permet de lutter efficacement contre des forces de compression. Les cages intersomatiques sont conçues pour résister à la compression sur une grande surface99-1-7 osseuse au niveau des plateaux vertébraux tout en permettant la consolidation osseuse. Des vis peuvent être positionnées aussi par voie antérieure au niveau des corps vertébraux, toutefois leur résistance est moins importante que celle des vis pédiculaires. Ainsi, cette fixation par voie antérieure peut avoir une certaine faiblesse, surtout lors de la position assise contre des forces de distractions postérieures auxquelles elles n’opposent pas de résistance.

99-1-8Pour augmenter la stabilité des ostéosynthèses, une stabilisation circonférentielle peut être utilisée par voie postérieure. Ainsi, à la fixation par vis et tiges, une stabilisation au niveau des disques peut également être utilisée en mettant en place une greffe associée à une cage intersomatique pour lutter contre la mobilité entre les vertèbres et maintenir la distance entre les plateaux vertébraux. Dans des situations plus exposées, certains préfèrent associer une fixation postérieure à une fixation antérieure réalisant un double abord avec des caractéristiques mécaniques optimales.