TRAITEMENT CHIRURGICAL DES LESIONS DU CARTILAGE

Traitement chirurgical des lésions du cartilage

Qui ? Quand ? Comment ?
Dr. Christophe BURES –
Correspondant
Clinique Internationale du Parc Monceau
21, Rue de Chazelles - 75017 Paris
Tel 01 48 88 25 25
mardi et Vendredi matin

Nous éliminerons de cette présentation le traitement des lésions cartilagineuses en miroir qui rentre dans le cadre de celui de l'arthrose, pour n'envisager que celui des pertes de substance chondrale ou ostéochondrale (post-traumatiques ou sur ostéochondrite) focalisées sur une surface cartilagineuse portante.

 

Pour réparer durablement ces lésions cartilagineuses, il est nécessaire :

d'évaluer parfaitement la taille, la profondeur et la localisation des pertes de substances de réintégrer la surface à traiter dans son contexte articulaire c'est à dire en prenant en compte les conditions biomécaniques locales en terme de contrainte, d'axe et de stabilité de connaître les techniques de réparation actuellement disponible qui ont faits la preuve de leur efficacité à court et moyen terme de préciser les indications actuelles

 

 

C'est la première étape de ce choix thérapeutique. Il s'agit d'une évaluation à la fois fonctionnelle et morphologique que l'on retrouve dans la fiche de L'International Cartilage Repair Society (ICRS) pour le genou, modifiée et adaptée au dôme astragalien pour la cheville, les traitements locaux des lésions chondrales au niveau des autres articulations (hanche, coude et épaule ) étant plus anecdotiques et non encore validés.

 

1- L'évaluation fonctionnelle porte classiquement sur la douleur, la mobilité et la marche pour le membre inférieur (la douleur, la mobilité et la force de préhension ou de soulèvement pour le membre supérieur). Cette évaluation chiffrée est relative par rapport au côté opposé supposé sain intéressant par exemple:
 

a. échelle visuelle analogique de la douleur

b. évaluation subjective du genou lésé en % par rapport au genou sain

c. niveau d'activité du patient avant l'accident, avant et après le traitement

d. état fonctionnel subjectif (normal, presque normal, limité, très limité) avant l'accident, avant et après le traitement

e. amplitudes articulaires pour la cheville

f. items de la fiche IKDC pour le genou ….etc

Cette évaluation permet à la fois de quantifier la gène fonctionnelle préopératoire et d'évaluer le résultat post-opératoire.

 

L'arthroscanner est performant pour réaliser une cartographie lésionnelle (images en addition), et particulièrement intéressant selon Daenen pour explorer les lésions de grade III en coupes millimétriques jointives mais aussi pour identifier les méplats des stades II ou les fissures. Ses inconvénients majeurs sont son caractère invasif et l'irradiation qui rend son utilisation discutable dans le suivi répété pour apprécier l'évolution de ces lésions.
 

Enfin, cette évaluation peut être arthroscopique notamment dans le cadre des greffes de chondrocytes où cela représente le premier des 2 temps de la technique (prélèvement de cartilage en vue de sa mise en culture).
 

La connaissance de la profondeur de la lésion est intéressante car l'espoir d'une stabilisation ou d'une pseudo-cicatrisation en dépendent (Passuti).

 

3- L'étude du terrain est fondamentale car l'évolution spontanée de la lésion et le résultat d'une éventuelle réparation chirurgicale en dépendront.
 

Il faut apprécier :

a. Le poids, les activités physiques sportives et professionnelles actuelles et souhaitées du patient, et naturellement le morphotype du membre qui peut être mécaniquement favorable ou défavorable selon la localisation de la lésion du fait (par exemple un genu valgum peut être favorable en cas de lésion du condyle interne).

b. La stabilité articulaire doit être appréciée cliniquement mais aussi radiologiquement avec la présence ou non d'une instabilité car celle-ci représente un facteur connu de dégradation cartilagineuse.

c. L'âge est également un facteur limitant, arbitrairement fixé à 50 ans mais corroboré par les résultats des techniques de réparation qui sont moins bons au-delà de cet âge.

 

 

Elles se différencient en fonction du type de tissu qu'elles sont susceptibles de créer ou d'apporter: fibrocartilage pour les unes, cartilage hyalin pour les autres. Mais aucune technique actuelle ne peut prétendre à une véritable régénération du cartilage par un tissu identique aussi bien sur le plan histologique, chimique ou mécanique, tout au plus un cartilage hyaline-like. Nous vous présenterons ici uniquement les techniques d'utilisation courante.

 

1-     Les techniques de stimulation locale en vue d'une réparation par du fibrocartilage sont utilisées depuis les travaux de Pridie (19) et permettent à partir de la stimulation des cellules souches de la moelle osseuse sous-jacente de combler la perte de substance par des cellules mésenchymateuses qui vont donner en profondeur de l'os et en superficie un fibrocartilage qui, même s'il comporte un pourcentage non négligeable de collagène de type II, ne peut résister efficacement aux contraintes mécaniques et va se dégrader en quelques mois ou années.

 

2-Nous citerons, selon le degré d'agressivité, les chondroplasties abrasives de Johnson (1979), les débridements de Schmid ou les abrasions superficielles de Levy (12), les perforations de Pridie (19) et les micro fractures de Steadman et Gill (5, 20).

 

Parmi ces techniques, nous retiendrons surtout la technique des micro fractures (microfracturing) mise au point par Steadman en 1988.

 

Il s'agit d'une technique conduite sous arthroscopie, avec du matériel simple et peu coûteux, comprenant un premier temps de débridement qui respectent la couche sous chondrale, qui élimine la couche cartilagineuse lésée et qui avive les berges. Le deuxième temps est la réalisation de perforations au poinçon tous les 2 à 3 mm sur une profondeur de 2 à 4 mm de manière à soulever des fragments ostéochondraux sans l'action délétère thermique de la broche ou de la mèche utilisée dans les perforations de Pridie.

 

Les suites post-opératoires paraissent très importantes aux auteurs avec une mise en décharge complète de 6 à 8 semaines associée à une mobilisation passive continue, une reprise du sport au 4ème mois. Par contre, pour les traitements des surfaces fémoro-patellaires, la mise en charge en extension est autorisée, la flexion limitée à 30°.

 

Fig. 1 et 2 : microfracturing selon Steadman et Gill

 

Les avantages de cette technique sont sa simplicité, son faible coût, sa faible morbidité et le fait qu'elle ne coupe pas les ponts aux autres techniques de régénération. En outre, certaines localisations sont accessibles à cette technique comme le pilon tibial ou le plateau tibial, alors qu'elles ne le sont pas pour les techniques de greffe.
 

Ses inconvénients tiennent avant tout au type de tissu qu'elle génère (fibrocartilage) et aux contre-indications relatives car sources de moins bons résultats : âge de plus de 40 ans, pincement radiologique pré-opératoire, étendue lésionnelle de plus de 4 cm², lésions chroniques de plus de 12 semaines.

 

Steadman (20) a rapporté en 1998 sur 435 cas consécutifs porteurs de lésions stades IV d'Outerbridge un taux de 75 % de bons résultats sur la douleur. Son élève Thomas Gill (5) rapporte 86 % de reprise du sport dans une série personnelle de 103 patients de moins de 35 ans, pour des lésions de 2.5 cm² en moyenne et avec un recul moyen de 6 ans donc des résultats assez stables dans le temps. En outre des contrôles arthroscopiques ont été réalisés montrant une surface normale dans 50 % des cas.

 

2- Les techniques d'autogreffe en vue d'un remplacement par du cartilage " hyalin " reposent sur l'implantation in situ de tissu mature pouvant s'intégrer (mosaicplasty), de tissu chondrogénique capable de se différencier (périoste ou périchondre) ou de cellule pouvant se développer (culture de chondrocytes).

Nous n'aborderons pas ici les techniques de recherche dans le domaine de la thérapie cellulaire qui consiste par exemple à implanter dans des cellules périostiques un gène de la BMP 7, éventuellement incorporées à une structure tridimensionnelle poreuse qui va permettre, au sein de la perte de substance, le développement des cellules et leur différenciation en chondrocytes. Nous exclurons également de ces techniques les allogreffes ostéochondrales fraiches et en monobloc, actuellement non utilisées en France du fait des risques viraux mais de pratique courante dans certains pays (USA, Belgique, Espagne) avec de bons résultats.

 

De même, les autogreffes monobloc au dépens le plus souvent de la rotule ou d'un condyle sont très peu utilisées en France mais l'ont été dans certains pays comme en témoigne quelques publications de Muller (en 1978), Yamashita (22), Outerbridge (17), Fabbriciani (4) et Jacob (11) qui notent toutefois un taux de morbidité élevé. Leur intérêt réside surtout sur la stabilité initiale et la possibilité de restitution d'un rayon de courbure sur la zone greffée. Il s'agit de technique de sauvetage in situ, d'indication très rare.

 

a)     Les autogreffes ostéochondrales en mosaïque (mosaicplasty) ont pour principe de combler la perte de substance à l'aide de greffons cylindriques ostéochondraux de diamètre variable (2.7 mm à 10mm de diamètre selon les ancillaires), pris au dépens des zones articulaires non portantes du genou (berges trochléennes et pourtour de l'échancrure). Décrite pour la première fois en 1993 par Matsusue (14), elle a été largement étudiée, utilisée puis promue par L. Hangody (6, 7, 8) depuis 1991, puis par Bobic (1) et Jakob (3, 11).

 

Actuellement, la validation technique intéresse le genou axé, stable ou stabilisé en zone portante (condyles, trochlée, rotule), le dôme astragalien pour lequel l'implantation nécessite le plus souvent une ostéotomie de malléole. La greffe de cartilage hyalin doit combler au moins 80% de la surface du défect cartilagineux, les espaces inter-plots seront comblés par une repousse de fibrocartilage.

La mise en place sous arthroscopie est difficile et ne peut être appliquée raisonnablement qu'aux lésions de moins de 1 cm² ; au-delà, l'arthrotomie s'impose. La mise en décharge avec mobilisation précoce est réalisée pendant les 6 premières semaines post-opératoires avec un retour au sport vers 6 mois.
 

Les avantages proviennent de la simplicité de la technique opératoire réalisée en un temps, l'apport de tissu cartilagineux autologue vivant, de son faible coût, de sa faible morbidité sur le site de prélèvement (3% de syndrome douloureux résiduel sur la série de 600 cas de Hangody) et de ses bons résultats (85% de patients satisfaits).

Les inconvénients sont en fait la limitation de ses indications aux lésions inférieures à 1.5 cm² sur l'astragale et inférieures à 3 cm² sur le condyle du fait du risque de morbidité sur le site donneur, et aux lésions très profondes (supérieure à 1 cm) du fait du risques de fractures ou d'instabilité des greffes (greffon " flottant ").

Tableau n°1 : principales séries de mosaicplasties de la littérature

Figures 3 et 4 : Principes techniques et exemple de greffe (cas extrème de Hangody)

 

b) Les greffes périostées sont utilisées depuis les travaux de O'Driscoll (16) en 1981. Le " cambium layer " couche profonde du périoste est riche en cellule progénitrices chondrales et osseuses et en facteurs de croissance.

Le principe est de placer un lambeau libre inversé de périoste sur la perte de substance cartilagineuse qui a été préalablement avivé et micro-fracturée.

Les avantages sont la simplicité de la technique qui ne coupe pas les ponts à une autre technique et la possibilité d'obtenir du cartilage hyalin ou hyaline like. Dans la littérature (9, 13, 16), les résultats sont très contradictoires avec, sur des séries courtes, des résultats satisfaisants allant de 0 % à 75 % des cas.

Les inconvénients sont les dégradations secondaires en relation avec la diminution du taux des cellules progénitrices avec l'âge et l'ossification à moyen terme (production de collagène type X).

Une technique utilisant le périchondre a été développée par Homminga (10) en 1990 donnent des résultats médiocres avec seulement 40% de patients satisfaits et avec la présence de calcifications dans la zone greffée dans 53% des cas.

 

fig. 9 et 10: principe de la greffe périostée (patch) au condyle et à la rotule

 

b)     Les greffes de chondrocytes autologues ont été mises au point par l'équipe suédoise de Göteborg de Lars Peterson (18) et Matts Brittsberg (2) en 1987. Ce procédé original à pour principe de prélever chez le patient sous endoscopie du cartilage sain en zone non portante (200mg), puis de l'adresser dans un laboratoire de culture cellulaire agréé pour y subir une mise en culture après l'avoir débarrassée de sa matrice. Après 3 semaines, la culture est prête, conditionnée dans de petits flacons contenant 12 millions de cellule (viabilité > à 80%). L'implantation se fait par arthrotomie.

 

Un patch de périoste est positionné puis suturé de manière étanche au pourtour de la perte de substance, la culture étant injecté sous ce patch après vérification de l'étanchéité. Après quelques heures d'immobilisation stricte, la mobilisation activo-passive est demandée, sans appui pendant 6 semaines, un retour au sport se faisant entre 6 et 12 mois.

 

Les avantages de la technique tiennent dans les résultats fonctionnels (2, 15, 18) obtenus (88 % de résultats satisfaisants) et dans la production de cartilage hyalin-like. Les surfaces greffées sont supérieures à celles des mosaicplasties avec l'obtention de cartilage hyalin-like dans 80 % des cas sur les biopsies. Les tests d'indentation sont proches de ceux du cartilage sain de proximité.

 

Les inconvénients tiennent au coût de cette greffe et à la lourdeur de sa mise en œuvre (sécurité, traçabilité, ingéniérie cellulaire...) avec l'existence d'un nombre très réduits de laboratoire agréé capable de produire une culture viable et sécurisée pour l'instant. En outre, il n'y a pas de prise ne charge actuellement de la culture par la CNAM, un essai clinique sous l'égide de la SFA est en cours en vue de la validation de ce procédé.

 

fig. 11 et 12 : principes de la greffe de chondrocytes autologues

 

 

INDICATIONS CHIRURGICALES ACTUELLES
 

Elles peuvent être schématisée ainsi au regard des résultats de la littérature:

 

1- Le traitement chirurgical local des lésions du cartilage doit être limité aux lésions symptomatiques et profondes de stade III ou IV de l'ICRS

 

2- Compte tenu de la diminution des progéniteurs cartilagineux avec l'âge, il n'est pas recommandé de traiter les patients de plus de 50 ans

 

3- L'articulation lésée doit être stable ou stabilisée dans le même temps opératoire, elle doit être axée ou désaxée favorablement (valgus pour le condyle interne par exemple)

 

4- En dehors d'essai clinique, ce traitement doit se faire sur des sites validés (condyle, rotule et dôme astragalien) et avec des techniques évaluées

 

5- Au niveau du genou :

a. Les lésions inférieures à 1 cm² peuvent relever idéalement de la mosaicplasty sous arthroscopie

b. Entre 1 et 3 cm², elles peuvent relever

i. soit d'une mosaicplasty à ciel ouvert

ii. soit d'un microfracturing sous arthroscopie en particulier si le sujet est très sportif

c. Au delà de 3 cm², la technique de choix est la culture de chondrocytes autologues

d. Les lésions très profondes, en particulier les ostéochondrites, ou les échecs des mosaicplasties ou des forages qui ont détruits l'os sous chondral doivent relever d'une greffe de chondrocytes. L'autre alternative est une greffe spongieuse première qui précède de quelques mois une nouvelle réparation

e. Les lésions de la rotule ont un moins bon pronostic probablement en raison des contraintes en cisaillement et du sous-sol osseux réduit ; elles peuvent bénéficier de la technique du lambeau périosté ou du microfracturing

 6- Au niveau du dôme astragalien :

a. En dehors des rares lésions antéro-externes faciles d'accès traitées par avivement-greffe spongieuse ou microfracturing réalisés par une voie d'abord antérieure, les abords des lésions du dôme doivent utiliser une ostéotomie malléolaire, y compris sur la partie externe

b. La congruence est plus facilement restituée avec la mosaicplasty, technique de base dans cette localisation alors que l'utilisation de la greffe de culture de chondrocytes n'est pas encore validée et techniquement difficile à réaliser en ce site

c. Le site donneur est le genou homolatéral avec un taux de morbidité (syndrome rotulien douloureux) très faible au delà de la première année

d. Les indications idéales sont les lésions de moins de 1.5 cm², les lésions plus importantes sont de traitement aléatoire et peuvent relever de microfracturing avec ou sans greffe spongieuse

 

 

BIBLIOGRAPHIE

1. Bobic V (1996) Arthroscopic osteochondral autograft transplantation in anterior cruciate ligament reconstruction : a preliminary clinical study. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 1996; 3; 262

2. Brittberg M, Lindahl A, Nilsson A, et al (1994) Treatment of deep cartilage defects in the knee with autologous chondrocyte transplantation. N Engl J med 1994; 331; 889

3. Gautier E, Mainil-Varlet, Saager C, Jakob RP (1998) Osteochondral autografts for the treatment of avascular necrosis of the talus, Book of abstracts, 8th Congress of the European Society of Sports Traumatology, Knee Surgery and Arthroscopy (ESSKA), Nice 1998.

4. Fabbricciani C. et Coll. (1999) Osteochondral autograft in the treatment of osteochondritis dissecans of tne knee ISAKOS Congress, Washington, DC june 1999

5. Gill T. (1999) Treatment of traumatic full-thickness chondral defect in the knee: indications, technique and long term results of microfracturing Congrés de la Société Française d'Arthroscopie, Paris, Décembre 1999

6. Hangody L, Kish G, Kàrpàti Z, et al (1997) Autogenous osteochondral graft technique for replacing knee cartilage defects in dogs. Orthop Int 1997; 5; 1

7. Hangody L, Kish G, Kàrpàti Z, et al (1997) Treatment of osteochondritis dissecans of the talus: the use of the mosaicplasty technique - preliminary report. Foot Ankle Int 1997; 18; 10

8. Hangody L, Kish G, Kàrpàti Z, Szerb I, Udvarhelyi I (1997) Arthroscopic autogenous osteochondral mosaicplasty for the treatment of femoral condylar articular defects. A preliminary report. Knee Surg, Sports Traumatol, Arthrosc 1997; 5; 262

9. Hoikka VE, Jaroma HJ, Ritsilal VA (1990) Reconstruction of the patellar articulation with periosteal grafts: four year follow-up of 13 cases. Acta Orthop Scand 1990; 60; 36-9

10. Homminga G (1998) Results of perichondral grafting for cartilage lesions of the knee: 2nd ICRS congress, Boston USA, november1998

11. Jakob RP, Mainil-Varlet P, Saager Ch, Gautier E (1998) Mosaïcplasty : the in vivo engineered approach, Book of abstracts, 8th Congress of the European Society of Sports Traumatology, Knee Surgery and Arthroscopy (ESSKA), Nice 1998.

12. Levy AS, Lohnes J, Sculley S, Lecroys M, Garrett W (1996) Chondral delamination of the knee in soccer player. Am J Sports Med 1996 24; 634-639

13. Lorentzon R, Alfredson H (1998) Periosteum transplantation, Sports Medicine and Arthroscopy Review, 1998; 6; 60

14. Matsusue T, Yamamuro T, Hama M (1993) Arthroscopic multiple osteochondral transplantation to the chondral defect in the knee associated with anterior cruciate ligament disruption: case report. Arthroscopy 1993; 9; 318

15. Minas T (1998) Results of autologous chondrocyte transplantation AAOS New Orleans February 1998

16. O'Driscoll SW, Salter RB (1986) The repair of major osteochondral defects in joint surfaces by neochondrogenesis with autogenous osteoperiosteal grafts stimulated by continuous passive motion: an experimental investigation in the rabbit. Clin Orthop 1986; 208; 131

17. Outerbridge HK, Outerbridge AR, Outerbridge RE (1995) The use of lateral patellar autologous graft for the repair of a large osteo-chondral defect in the knee J Bone Joint Surg 1995; 77A; 65-72

18. Peterson L, Brittberg M (1998) Results of autologous chondrocyte transplantation AAOS New Orleans February 1998

19. Pridie KH (1959) A method of resurfacing osteoarthritic knee joint. J Bone Joint Surg (Br) 1959 ; 41 ; 618

20. Steadman JR, Rodkey WG, Singleton SB, Briggs KK, (1997) Microfracture technique for full-thickness chondral defect: technique and clinical results. Operative Tech Orthop 1997; 7; 294-299

21. Versier G, Le Coadou PY (2000) Résultats de l'expérience multicentrique SFA des autogreffes osteochondrales en mosaïque Annales de la SFA 1999, Sauramps Ed.Montpellier 2000, p 239-251

22. Yamashita F, Sakakida K, Suzu F, Takai S (1985) The transplantation of an autogenic osteochondral fragment for osteochondritis dissecans os the knee. Clin Orthop 210: 43