Summary
Le présent protocole illustre une méthode d’évaluation des propriétés biophysiques des réparations tendineuses ex vivo. Un matériau de suture en polytétrafluoroéthylène (PTFE) a été évalué par cette méthode et comparé à d’autres matériaux dans différentes conditions.
Abstract
Avec l’évolution des matériaux de suture, il y a eu un changement de paradigme dans la réparation des tendons primaires et secondaires. L’amélioration des propriétés mécaniques permet une rééducation plus agressive et une récupération plus rapide. Toutefois, pour que la réparation résiste à des exigences mécaniques plus élevées, des techniques de suture et de nouage plus avancées doivent être évaluées en combinaison avec ces matériaux. Dans ce protocole, l’utilisation du polytétrafluoroéthylène (PTFE) comme matériau de suture en combinaison avec différentes techniques de réparation a été étudiée. Dans la première partie du protocole, la résistance à la traction linéaire et l’allongement des brins noués contre des brins non noués de trois matériaux différents utilisés dans la réparation des tendons fléchisseurs ont été évalués. Les trois matériaux différents sont le polypropylène (PPL), le polyéthylène de poids moléculaire ultra-élevé avec une enveloppe tressée en polyester (UHMWPE) et le polytétrafluoroéthylène (PTFE). Dans la partie suivante (expériences ex vivo avec des tendons fléchisseurs cadavériques), le comportement du PTFE utilisant différentes techniques de suture a été évalué et comparé à PPL et UHMWPE.
Cette expérience comprend quatre étapes: la récolte des tendons fléchisseurs des mains fraîches du cadavérique, la transsection des tendons de manière standardisée, la réparation des tendons par quatre techniques différentes, le montage et la mesure des réparations tendineuses sur un dynamomètre linéaire standard. L’UHMWPE et le PTFE présentaient des propriétés mécaniques comparables et étaient significativement supérieurs au PPL en termes de résistance à la traction linéaire. Les réparations avec des techniques à quatre et six brins se sont avérées plus solides que les techniques à deux brins. La manipulation et le nouage du PTFE sont un défi en raison du très faible frottement de surface, mais la fixation de la réparation à quatre ou six brins est relativement facile à réaliser. Les chirurgiens utilisent régulièrement du matériel de suture en PTFE en chirurgie cardiovasculaire et en chirurgie mammaire. Les brins de PTFE conviennent à une utilisation en chirurgie tendineuse, fournissant une réparation robuste des tendons afin que des régimes de mouvement actif précoces pour la rééducation puissent être appliqués.
Introduction
Le traitement des blessures au tendon fléchisseur de la main est un sujet de controverse depuis plus d’un demi-siècle. Jusque dans les années 1960, l’aire anatomique entre la phalange moyenne et la paume proximale était nommée « no man’s land », pour exprimer que les tentatives de reconstruction du tendon primaire dans cette zone étaient vaines, produisant de très mauvais résultats1. Cependant, dans les années 1960, la question de la réparation primaire des tendons a été réexaminée en introduisant de nouveaux concepts de rééducation2. Dans les années 1970, avec les progrès des neurosciences, de nouveaux concepts de réadaptation précoce ont pu être développés, y compris les attelles dynamiques3, mais par la suite, seules des améliorations marginales ont pu être réalisées. Récemment, de nouveaux matériaux ont été introduits avec une stabilité intégrale considérablement améliorée4,5 de sorte que des problèmes techniques autres que la défaillance des matériaux de suture ont été mis en évidence, y compris le câblage du fromage et l’arrachement6.
Jusqu’à récemment, le polypropylène (PPL) et le polyester étaient largement utilisés dans la réparation des tendons fléchisseurs. Un brin de polypropylène 4-0 USP (United States Pharmacopeia) correspondant à un diamètre de 0,150-0,199 mm présente une résistance linéaire à la traction inférieure à 20 Newton (N)6,7, alors que les tendons fléchisseurs de la main peuvent développer in vivo des forces linéaires allant jusqu’à 75 N8. Après un traumatisme et une intervention chirurgicale, à cause de l’œdème et des adhérences, la résistance du tissu progresse davantage9. Les techniques classiques de réparation des tendons comprenaient des configurations à deux brins qui devaient être renforcées par des sutures de course épitendineuses supplémentaires 3,10. De nouveaux matériaux polymères polymélangés avec une résistance linéaire nettement supérieure ont entraîné des développements techniques4; un seul brin de polymélange avec un noyau de polyéthylène à très haut poids moléculaire à longue chaîne (UHMWPE) en combinaison avec une enveloppe tressée en polyester du même diamètre que PPL peut résister à des forces linéaires allant jusqu’à 60 N. Cependant, les technologies d’extrusion permettent de fabriquer des brins de polymère monofilamenteux présentant des propriétés mécaniques comparables6.
Les techniques de réparation ont également évolué au cours de la dernière décennie. Les techniques de réparation des tendons à deux brins ont cédé la place à des configurations plus élaborées à quatre ou six brins11,12. Par l’utilisation d’une suture bouclée13, le nombre de nœuds peut être diminué. En combinant de nouveaux matériaux avec des techniques plus récentes, une résistance linéaire initiale de plus de 100 N peut être obtenue4.
Un régime de réadaptation individualisé devrait être préconisé dans tous les cas, en tenant compte des attributs spéciaux du patient et des techniques de réparation des tendons. Par exemple, les enfants et les adultes incapables de suivre des instructions complexes pendant une longue période devraient être soumis à une mobilisation retardée. Les réparations moins fortes devraient être mobilisées par le seul mouvement passif14,15. Sinon, les régimes de mouvement actif précoces devraient être la norme d’or.
L’objectif global de cette méthode est d’évaluer un nouveau matériau de suture pour la réparation du tendon fléchisseur. Pour justifier le protocole, cette technique est une évolution des protocoles précédemment validés trouvés dans la littérature 4,10,12,16 comme moyen d’évaluation du matériel de suture dans des conditions qui ressemblent à une routine clinique. En utilisant un système moderne d’essai des matériaux servohydrauliques, une vitesse de traction de 300 mm/min peut être réglée comme une contrainte in vivo, contrairement aux protocoles antérieurs utilisant 25-180 mm/min4,10, en tenant compte des limites du logiciel et de l’équipement de mesure. Cette méthode convient aux études ex vivo sur les réparations des tendons fléchisseurs et, dans un sens plus large, à l’évaluation de l’application des matériaux de suture. En sciences des matériaux, de telles expériences sont couramment utilisées pour évaluer les polymères et d’autres classes de matériaux17.
Phases de l’étude : Les études ont été réalisées en deux phases; Chacune a été divisée en deux ou trois étapes ultérieures. Dans la première phase, un brin de polypropylène (PPL) et un brin de polytétrafluoroéthylène (PTFE) ont été comparés. Les brins USP 3-0 et 5-0 USP ont été utilisés pour imiter les conditions cliniques réelles. Les propriétés mécaniques des matériaux eux-mêmes ont d’abord été étudiées, bien qu’étant des dispositifs médicaux, ces matériaux ont déjà été largement testés. Pour ces mesures, N = 20 brins ont été mesurés pour la résistance linéaire à la traction. Les brins noués ont également été étudiés car le nouage modifie la résistance à la tension linéaire et produit un point de rupture potentiel. La partie principale de la première phase consistait à tester les performances des deux matériaux différents dans des conditions cliniques. En outre, 3-0 réparations de noyau (Kirchmayr-Kessler à deux brins avec les modifications de Zechner et Pennington) ont été effectuées et testées pour la résistance linéaire. Pour une aile supplémentaire de l’enquête, une suture de course épitendineuse 5-0 a été ajoutée à la réparation pour une force supplémentaire18,19.
Dans une phase ultérieure, une comparaison entre trois matériaux de suture a été effectuée, y compris PPL, UHMWPE et PTFE. Pour toutes les comparaisons, un brin USP 4-0 a été utilisé, correspondant à un diamètre de 0,18 mm. Pour une liste complète des matériaux utilisés, consultez le Tableau des matériaux. Pour la dernière étape, une réparation du noyau Adelaide20 ou M-Tang21 a été effectuée comme décrit précédemment.
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Protocol
Cet article ne contient aucune étude avec des participants humains ou des animaux réalisée par l’un des auteurs. L’utilisation du matériel humain était pleinement conforme à la politique de l’université concernant l’utilisation de cadavres et de parties du corps reconnaissables, Institut d’anatomie, Université d’Erlangen.
1. Récolter les tendons fléchisseurs
- Récolte du fléchisseur digitorum profundus
- Placez un membre supérieur cadavérique frais sur la table de dissection avec le côté ventral-palmaire face au chirurgien. Utilisez un dispositif de fixation manuelle standard pour maintenir les phalanges dans l’extension.
- Notez l’âge et le sexe du défunt.
- À l’aide d’un scalpel no 15, placer une incision longitudinale médiane à l’index du côté palmaire en partant de la phalange distale distalement vers la poulie A1 22 au-dessus de l’articulation métacarpophalangienne22.
- Sectionner les poulies A1 et A222 longitudinalement sans blesser les tendons fléchisseurs. Couper le fléchisseur digitorum profundus22 au niveau de l’articulation interphalangienne distale à l’aide d’un scalpel.
- Utilisez la bande d’une éponge chirurgicale pour placer le tendon sous traction et récupérez le fléchisseur digitorum profundus au niveau de la poulie A1.
- Faire une incision transversale de 6 cm sur le pli de rascetta22 à l’aide d’un scalpel n° 15.
- Faire une autre incision transversale de 10 cm proximale à la rascetta.
- Maintenant, faites une incision longitudinale à la médiane du côté palmaire de l’avant-bras, reliant les deux incisions transversales susmentionnées.
- Développer deux lambeaux de peau opposés au niveau du fascia de l’avant-bras pour exposer les tendons fléchisseurs. Les tendons fléchisseurs sont facilement identifiables sous la peau.
- Encore une fois, utilisez la bande d’une éponge chirurgicale pour placer le tendon fléchisseur digitorum sous traction et rétracter le tendon proximal au poignet.
- Maintenant, sectionnez le tendon à la jonction musculo-tendineuse pour une longueur tendineuse maximale à l’aide d’un scalpel n ° 11.
- Placer l’échantillon tendineux dans 500 mL de solution saline à 0,9 %.
- Répétez les étapes 1.1.1 à 1.1.12 pour le troisième au cinquième doigt.
- Récolte du fléchisseur digitorum superficialis
- Sectionner le tendon du fléchisseur digitorum superficiel de l’index proximal au poignet à la jonction tendino-musculaire, où le tendon blanchâtre se transforme en tissu musculaire brunâtre.
- Utilisez maintenant la bande d’une éponge chirurgicale pour rétracter le tendon au site de la poulie A1 de l’index.
- Couper les vinculae22 des tendons dans la paume.
- Rétracter le fléchisseur digitorum superficiel22 distalement à l’articulation interphalangienne proximale.
- Utilisez un scalpel n ° 15 pour sectionner le fléchisseur digitorum superficiel au niveau du chiasma, juste à l’articulation interphalangienne proximale22.
- Placer l’échantillon tendineux dans 500 mL de solution saline à 0,9 %.
- Répétez les étapes 1.2.1 à 1.2.6 pour le troisième au cinquième doigt.
- Récolte du fléchisseur pollicis longus22
- Utilisez un scalpel n ° 15 pour faire une incision médiane longitudinale de 9 cm du côté palmaire du pouce de la phalange distale jusqu’à la poulie A1.
- Inciser longitudinalement les poulies A1 et A2.
- Exposez le tendon fléchisseur du pouce et, à l’aide d’un scalpel no 15, coupez le tendon à son insertion sur la base de la phalange distale.
- À l’aide de la bande d’une éponge chirurgicale, rétracter le tendon au niveau de la poulie A1.
- Au site chirurgical proximal du poignet, trouvez le tendon longus fléchisseur pollicis au coin le plus radial du compartiment fléchisseur et rétractez-le avec une bande d’éponge chirurgicale.
- Sectionner le tendon à la jonction musculo-tendineuse.
- Placer l’échantillon tendineux dans 500 mL de solution saline à 0,9 %.
2. Transsection du tendon (Figure 1)
- Fixer l’échantillon de tendon sur une plaque de polystyrène expansé munie de broches ou de canules de 18 G.
- Transectez le tendon au milieu à l’aide d’un scalpel avec une lame n ° 11.
REMARQUE: Ne transectez pas le tendon deux fois ou la longueur ne sera pas suffisante pour un montage stable sur la machine à mesurer servohydraulique.
3. Réparation des tendons
- Réparation du noyau à deux brins de Kirchmayr-Kessler avec les modifications Zechner et Pennington18,19 (Figure 2)
- Utilisez une lame no 11 et faites une incision à l’arme blanche de 5 mm dans la ligne médiane de la partie droite du tendon, à environ 1,5 cm du moignon (c.-à-d. le site du tendon sectionné).
- À travers cette incision, insérez l’aiguille ronde pointue de la suture et sortez sur le côté du tendon au même niveau vers le chirurgien. Cette passe de l’aiguille doit être sur le plan superficiel.
- Insérez maintenant l’aiguille à la surface du tendon environ 3 mm plus à droite et plongez dans le plan profond.
- Sortez au moignon et insérez l’aiguille exactement du côté opposé à la partie gauche du tendon.
- Émerger à la surface du tendon, du côté le plus proche du chirurgien, à environ 1,8 cm du moignon.
- Maintenant, entrez sur le côté du tendon de 3 mm vers le moignon et suivez un chemin transversal jusqu’au tendon. Sortez du côté opposé au chirurgien.
- Entrez dans la surface du tendon 3 mm plus loin du moignon et suivez un plan profond sortant du moignon gauche.
- Entrez dans le moignon droit et suivez un plan longitudinal profond jusqu’à ce qu’il sorte à la surface du tendon à environ 1,8 cm du moignon.
- Insérez l’aiguille de l’autre côté du tendon, au niveau de l’incision initiale. Émerger de l’incision du coup de couteau.
- Nouez un nœud chirurgical avec huit lancers, en alternant la directionmanuellement 23.
- Réparation du noyau à quatre brins à verrouillage transversal d’Adélaïde11,19 (Figure 2)
- Insérez l’aiguille dans le moignon gauche du tendon transecté. Suivez le trajet du tendon du côté du chirurgien sur 1,5 cm et sortez à la surface du tendon. Insérez l’aiguille de 3 mm vers la gauche et prenez une bouchée de 3 mm, en sortant vers le chirurgien.
- Insérez l’aiguille à 3 mm à droite, à côté du point de sortie du premier chemin et suivez le tendon sur le côté jusqu’au moignon gauche. Insérez l’aiguille dans le moignon droit dans un chemin à la partie la plus externe du tendon. Sortir à environ 1,5 cm à droite de la souche.
- Maintenant, insérez à nouveau l’aiguille à 3 mm vers la droite et prenez une prise, en sortant sur le côté du tendon.
- Insérez l’aiguille vers le moignon droit, en entrant environ 3 mm vers la gauche. Sortir par le moignon droit et entrer à nouveau dans le moignon gauche sur 1,5 cm. Saisissez une partie du tendon de 3 mm avec la suture et sortez près de la ligne médiane.
- Réinsérez l’aiguille 3 mm plus près du moignon et suivez la direction du tendon vers la droite, en veillant à sortir au niveau du moignon.
- Insérez l’aiguille dans le moignon droit et suivez les fibres tendineuses à environ 1,5 cm vers la droite. Sortir à la surface.
- Rentrez dans le tendon plus à droite (3 mm) et prenez une prise en visant le côté éloigné. Insérez l’aiguille à 3 mm vers la gauche et suivez le tendon sortant du moignon. Maintenant, nouez un nœud chirurgical avec huit lancers, en alternant la direction manuellement.
- Réparation du noyau à six brinsM-Tang 11 (Figure 2)
- Insérez l’aiguille de la boucle à environ 1,5 cm du moignon droit du tendon et saisissez une partie du tendon d’environ 3 mm.
- Passez l’aiguille à travers la boucle et insérez l’aiguille dans la surface du tendon.
- Suivez le chemin du tendon et sortez entre les souches.
- Réinsérez l’aiguille dans le moignon opposé et suivez le tendon dans le plan profond sur 1,8 cm. Sortir à la surface du tendon.
- Maintenant, entrez 3 mm près du moignon et suivez un chemin transversal jusqu’à l’autre côté du tendon et sortez là.
- Insérez l’aiguille portant la boucle à 3 mm vers la gauche, plus loin des souches. Suivez le chemin du tendon et sortez entre les souches. Rentrez par le moignon opposé et sortez à 1,5 cm à droite à la surface du tendon.
- Coupez l’un des deux brins en armant l’aiguille avec des ciseaux.
- Insérez l’aiguille et saisissez une portion de 3 mm du tendon.
- Maintenant, nouez manuellement un nœud chirurgical avec huit lancers, en alternant la direction23.
- Prenez une autre suture en boucle et effectuez une suture Tsuge24 en saisissant une partie du tendon d’environ 3 mm à 1,5 cm vers la droite.
- Réinsérez l’aiguille et suivez le chemin du tendon vers la gauche. Sortir entre les souches.
- Rentrez dans le moignon gauche et suivez le trajet du tendon sur 1,5 cm. Sortir à la surface du tendon.
- Ici, coupez l’un des deux brins en armant l’aiguille avec une paire de ciseaux.
- Réinsérez l’aiguille en saisissant 3 mm du tendon.
- Maintenant, nouez manuellement un nœud chirurgical avec huit lancers, en alternant la direction.
4. Essai de traction uniaxial
- Configurer la machine d’essai de traction
- Montez le capteur de pesage sur la traverse supérieure du système d’essai de traction standard à l’aide du système de connexion et des boulons respectifs.
- Montez les poignées de l’échantillon sur la partie inférieure, en déplaçant la traverse et le capteur de charge à l’aide du système de connexion et des boulons respectifs.
- Allumez l’ordinateur de contrôle et ouvrez le logiciel de test. Attendez l’initialisation de la machine d’essai de traction. Cliquez sur Fichier > Ouvrir , puis choisissez le programme de test Zwick Test de traction simple pour la détermination Fmax. Cliquez ensuite sur OK.
- Configurez la distance de préhension actuelle de l’échantillon en cliquant sur Configuration de la > de la machine. Mesurez la distance de préhension de l’échantillon à l’aide d’un pied à coulisse et écrivez la valeur dans Séparation de l’outil actuel/Poignée actuelle pour saisir la séparation et cliquez sur OK.
- Configurez la séquence de mesure en cliquant sur Assistant. Passez au pré-test et réglez la poignée pour saisir la séparation à la position de départ à 20 cm. Ensuite, cochez Pré-charge et réglez la précharge sur 0,50 N. Accédez à Paramètres de test et réglez la vitesse de test sur 300 mm/min. Cliquez sur Series Layout pour terminer le processus de configuration.
- Cliquez sur Position de démarrage pour définir la séparation de la poignée sur la position de départ.
- Montage et test du tendon réparé
- Cliquez sur Force 0 dans le logiciel de test directement avant le montage de l’échantillon.
- Transférer le tendon réparé immédiatement après la réparation sur la machine d’essai de traction (Figure 3 et Figure 4) à l’aide d’une pince.
- Insérez du papier grossier entre les poignées de l’échantillon et le tendon pour augmenter la friction pendant l’essai de l’échantillon. Fermez les poignées de l’échantillon hermétiquement serrées à la main et sans stress.
- Cliquez sur Démarrer pour lancer la séquence de mesure. La force de traction linéaire est documentée par le logiciel de test dédié. Documentez la force maximale avant la défaillance.
- Inspectez visuellement la construction et documentez l’échantillon photographiquement avec n’importe quelle caméra commerciale. Définissez le mode de défaillance en fonction des classifications suivantes :
- Glissement : Les boucles du matériau de suture glissent à travers le tendon et la suture se retire.
- Échec du nœud: Le nœud échoue et se détache.
- Rupture : Rupture de la suture.
REMARQUE: Prendre une photo de l’échantillon échoué est juste à des fins qualitatives, pas pour une mesure, et donc il n’est pas nécessaire qu’il soit de manière standardisée. Par exemple, pas de lumière standard ou de distance.
- Exportez les données brutes (force-déplacement-données) sous la forme d’un tableau (fichier .xls) pour la représentation graphique. Résumez les résultats dans un tableau de valeurs exprimées en Newton (N).
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Representative Results
Réparation des tendons : Lorsqu’une technique de Kirchmayr-Kessler à deux brins a été utilisée seule, il y avait un taux élevé de glissement avec des réparations atteignant une résistance linéaire d’environ 30 N (Figure 2 et Figure 5A)5. In vivo, le tendon du fléchisseur digitorum profundus peut développer une traction linéaire allant jusqu’à 75N8. Dans des conditions post-traumatiques, cette valeur peut être encore plus élevée en raison de la friction, de l’enflure et des adhérences9.
Lorsqu’une technique de Kirchmayr-Kessler à deux brins était utilisée en combinaison avec une suture de course épitendineuse (Figure 2 et Figure 5B)5, le glissement pouvait être évité dans le groupe PPL mais pas dans le groupe PTFE. Malgré cela, les réparations avec du PTFE (73,41 ± 19,81 N) étaient significativement plus fortes que le PPL (49,90 ± 16,05 N)5, confirmant l’hypothèse selon laquelle le PTFE peut fournir une réparation plus forte. Ce type de réparation a été (et est toujours) le pilier de la réparation des tendons dans la plupart des services manuels en Allemagne. Néanmoins, un nouveau type de technique de réparation serait nécessaire pour éviter le glissement avec ce matériau. Par conséquent, d’autres expériences ont été effectuées avec des réparations à six et huit brins.
Des techniques de réparation plus fortes couramment utilisées de nos jours ont été appliquées pour cette ligne d’expériences; les réparations de type Adélaïde et M-Tang ont été utilisées11,15 (Figure 2). L’utilisation de l’UHMWPE (80,11 ± 18,34 N) ou du PTFE (76,16 ± 29,10 N) a produit des réparations tendineuses significativement plus fortes que la PPL (45,92 ± 12,53 N)6, sans tenir compte de la technique de réparation (Figure 6 et Tableau 1). Les réparations avec UHMWPE et PTFE étaient comparables en termes de résistance linéaire. En comparant les différentes techniques, la technique de Kirchmayr-Kessler à deux brins a donné des résultats inférieurs à ceux des techniques à quatre brins (Adélaïde) et à six brins (M-Tang) 5,6. En comparant Adélaïde à M-Tang, la réparation à six brins était un peu plus forte, mais pas significativement (Figure 6 et Tableau 1)6.
En bref, le PTFE est comparable à l’UHMWPE en tant que matériau de suture et les techniques Adelaide ou M-Tang peuvent être utilisées.
Manipulation et nouage des matériaux : le PTFE présente un frottement de surface très faible. Ceci est avantageux pour fixer les techniques à brins multiples d’une manière agréable et uniforme, mais pose un défi au chirurgien pour le nouage et la manipulation. Par conséquent, plus de lancers sont nécessaires qu’avec PPL ou UHMWPE6.
Analyse statistique : Une ANOVA unidirectionnelle a été utilisée pour la comparaison entre les groupes. Toutes les mesures de la résistance à la traction (charge de rupture) sont exprimées en Newton (N) avec des valeurs moyennes et un écart type (±). Le matériel tendineux des mains de donneurs cadavériques a été attribué également à tous les groupes d’effets.
Figure 1 : Division normalisée du tendon. (A)Les échantillons de tendon sont montés sur une plaque de polystyrène expansé à l’aide de broches ou d’aiguilles de 30 G. Les échantillons de tendons ont une longueur d’environ 20 cm. (B) L’échantillon de tendon est transecté au milieu. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Techniques de réparation des tendons fléchisseurs. Réparation Kirchmayr-Kessler à deux brins (à gauche). Réparation à quatre brins d’Adélaïde (deuxième à partir de la gauche). Réparation M-Tang à six brins (deuxième à partir de la droite). Réparation Kirchmayr-Kessler à deux brins avec suture épitendineuse du matelas (à droite). La figure a été adoptée à partir de 6 et reproduite avec permission. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Montage du tendon fléchisseur de réparation sur le système d’essai des matériaux servohydrauliques. (A) Le tendon réparé est monté sur la machine d’essai servohydraulique universelle. Pour cette ligne d’expériences, un module 100 N est appliqué. (B) L’échantillon (tendon réparé) est monté sur la machine d’essai. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Réparation du tendon fléchisseur monté (détail). (A,B) Détail du tendon réparé monté des deux côtés. Cette figure a été adoptée à partir de 5 et reproduite avec permission. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Comparaison entre le polypropylène et le polytétrafluoroéthylène (PTFE) avec la technique de Kirchmayr-Kessler. (A) La résistance linéaire à la traction du polypropylène et du PTFE lors de l’utilisation de la technique de Kirchmayr-Kessler. Il n’y avait pas de différence entre les deux matériaux en termes de résistance linéaire à la traction, bien que le PTFE ait été un peu plus faible en raison du glissement5. Abréviation : PTFE = Polytétrafluoroéthylène. Les barres d’erreur indiquent l’écart type. N = 10 pour toutes les expériences. (B) La résistance linéaire à la traction du polypropylène et du PTFE, lorsqu’une suture de fonctionnement épitendineuse était utilisée, le glissement était moins problématique pour les réparations en polypropylène, mais la réparation s’est effondrée à environ 50 N. Au contraire, les réparations avec PTFE ont échoué à environ 70 N en raison d’un glissement. ** = p < 0,001 (ANOVA unidirectionnelle avec correction de Bonferroni)5 . Les barres d’erreur indiquent l’écart type. N = 10 pour toutes les expériences. Cette figure a été adoptée à partir de 5 et reproduite avec permission. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 6: Comparaison entre PPL, PTFE et UHMWPE avec les techniques Adelaide et M-Tang. Avec la combinaison d’une réparation plus forte (Adélaïde à quatre brins ou M-Tang à six brins) et d’un matériau de suture plus résistant (polytétrafluoroéthylène ou UHMWPE), une résistance à la tension linéaire de 75 N ou plus pourrait être obtenue. Aucun avantage significatif de la technique à quatre brins par rapport à la technique à six brins n’a été observé. ** = p < 0,001 (ANOVA unidirectionnelle avec correction de Bonferroni)6. Les barres d’erreur indiquent l’écart type. N = 10 pour toutes les expériences. Ce chiffre a été adopté à partir de 6 et reproduit avec permission. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
| PPL | UHMWPE | PTFE | Valeur p | |
| M-Tang 6 brins | 52,14 ± 14,21 N | 89,25 ± 8,68 N | 80,97 ± 30,94 N | PPL-UHMWPE <0,001**, PPL-PTFE 0,0079 **,UHMWPE-PTFE >0,99 |
| Adélaïde 4 brins | 39,69 ± 6,57 N | 70,96 ±21,18 N | 72,79 ± 27,91 N | PPL-UHMWPE 0,0036**, PPL-PTFE 0,0019**, UHMWPE-PTFE >0,99 |
| Valeur p | 0.53 | 0.15 | >0,99 | |
| données regroupées Adélaïde +M-Tang | 45,92 ± 12,53 N | 80,11 ± 18,34 N | 76,16 ± 29,10 N | PPL-UHMWPE <0,001**, PPL-PTFE <0,001**, UHMWPE-PTFE >0,99 |
| Résistance linéaire à la traction du brin solitaire | 16,37 ± 0,21 N | 72,16 ± 4,34 N | 22,22 ± 0,69 N | Toutes les comparaisons <0,001** |
Tableau 1 : Résumé des résultats des réparations des tendons fléchisseurs. Les réparations avec PTFE ont montré une résistance maximale à la traction comparable à l’UHMWPE. Les deux réparations étaient significativement plus fortes que celles avec PPL. Abréviations : PTFE = polytétrafluoroéthylène, UHMWPE = polyéthylène de très haut poids moléculaire. Le tableau a été adopté à partir du 6 et reproduit avec permission.
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Discussion
Dans cette ligne d’expériences, un brin de PTFE a été évalué comme matériau de suture pour la réparation du tendon fléchisseur. Le protocole reproduit des conditions qui ressemblent à la situation in vivo dans tous les aspects sauf deux. Premièrement, les charges appliquées in vivo sont répétitives, de sorte qu’un type de chargement cycliquement répété pourrait être plus approprié. Deuxièmement, au cours des 6 premières semaines postopératoires, le passage significatif de la biomécanique à la biologie à mesure que la guérison des tendons progresse, un processus qui ne peut pas être traité de manière adéquate dans des conditions ex vivo .
Le matériau PTFE utilisé dans ce protocole présentait un éventail d’attributs avantageux, notamment une bonne biocompatibilité, un faible frottement de surface, une flexibilité ainsi qu’une excellente résistance linéaire à la traction. Cependant, les nœuds ont tendance à devenir trop volumineux, car le PTFE a besoin de quelques lancers supplémentaires pour que les nœuds soient stables. C’est un point crucial dans la réparation des tendons fléchisseurs puisque les nœuds encombrants interfèrent avec le glissement et la guérison. En dehors de cela, la manipulation peut être difficile car la surface de la suture est très glissante. Par conséquent, les auteurs sont encore réticents à l’utiliser dans la pratique clinique quotidienne.
Ce protocole a connu une évolution puisque les auteurs ont subi quelques revers. Premièrement, les spécimens de tendons prélevés sur des cadavres humains étaient censés être utilisés deux fois (c.-à-d. effectuer deux réparations à différents niveaux du même tendon fléchisseur). Cependant, pour un montage stable sur le dispositif de mesure servohydraulique, toute la longueur du tendon était nécessaire. Deuxièmement, les comparaisons initiales effectuées avec une seule réparation du noyau de Kirchmayr-Kessler se sont avérées inadaptées au matériau PTFE, se terminant par un glissement précoce du brin à travers les fibres du tendon. Comme première mesure, une suture épitendineuse du matelas a été ajoutée à la réparation du noyau. La suture de course épitendineuse est connue pour renforcer la réparation d’environ 40%10. En fin de compte, il a été décidé que pour une préhension et une écharpe adéquates des fibres tendineuses, des réparations plus fortes devaient être effectuées12,15.
Le type de réparation Adelaide au milieu (technique à quatre brins à verrouillage croisé) a d’abord gagné en popularité parmi les chirurgiens de la main en Australie. C’est une réparation très forte, permettant une rééducation précoce de la main après une blessure au tendon fléchisseur25. Un autre type populaire de réparation multibrin est la technique M-Tang à six brins introduite par Jin Bo Tang26. Ces techniques se sont avérées plus appropriées lors de l’utilisation du PTFE pour la réparation des tendons. Le PTFE a un avenir dans la réparation des tendons si les préoccupations concernant la stabilité des nouages sont résolues. Une sorte de soudage thermique pourrait remplacer les nouages encombrants multiples à l’avenir.
En outre, une difficulté mineure a été rencontrée concernant la gamme de mesures linéaires de résistance à la traction. Les éléments modulaires utilisés avec les appareils de mesure linéaire servohydrauliques sont généralement compris entre 10 et 100 N ou 100 000 N, etc. Les mesures ont dû être répétées occasionnellement avec des réparations plus fortes résistant à une traction linéaire de 100 N sans rupture.
Pour comprendre la raison d’être du protocole et les limites des expériences ex vivo, il est important de comprendre la biologie derrière la réparation des tendons fléchisseurs. Elsfeld et al.8 ont démontré dans des mesures peropératoires que la flexion isolée sans résistance d’un tendon fléchisseur peut produire des forces de pointe allant jusqu’à 74 N 8. Amadio et al. ont postulé que, après une blessure, les adhérences et l’enflure devraient conduire à une résistance au glisse encore plus élevée9. Une réparation Kirchmayr-Kessler standard à deux brins avec une suture de course épitendineuse peut tenir entre 30 et 50 N5. Des matériaux plus récents, associés à des techniques de réparation plus puissantes, peuvent résister à des forces linéaires supérieures à 100 N 4,6.
Tang et coll.15 ont identifié quatre points clés pour améliorer la réparation des tendons fléchisseurs. Tout d’abord, une technique de réparation multibrin forte devrait être utilisée. Deuxièmement, il convient de créer suffisamment d’espace pour un glissement sans tension en ventilant la poulie et en débridant le fléchisseur digitorum superficiel si nécessaire. Troisièmement, il devrait y avoir une légère surapproximation des souches tendineuses au site du moignon afin qu’aucun espace ne se produise pendant les exercices de rééducation. Enfin, comme quatrième point, il est suggéré que l’exercice de mouvement actif précoce devrait être fait sous le contrôle d’un thérapeute de la main15.
Le PTFE n’est pas un nouveau matériau dans la réparation des tissus. En chirurgie cardiovasculaire, les sutures en PTFE sont largement utilisées et les barrières en PTFE contre les adhérences sont largement acceptées27. Récemment, certaines applications chirurgicales ont été introduites en neurochirurgie28. Cependant, en chirurgie de la main, le PTFE n’a pas été largement utilisé jusqu’à présent, bien qu’il présente plusieurs avantages potentiels16. Ce matériau n’est ni rigide ni facile à manipuler, il résiste à la distorsion après nouage (pas de point de rupture) et ne se prête pas aux changements de longueur sous tension (moins d’écartement)29. En raison d’une bonne biocompatibilité30, il ne conduit pas à l’inflammation des tissus31,32. Enfin, en tant que suture non tressée, le risque d’infection est minimisé.
Cependant, le réseau expérimental réalisé présente certains inconvénients. Tout d’abord, une mesure singulière des tendons réparés a été effectuée, alors qu’in vivo, les tendons sont soumis à un type de charge répétitif. Deuxièmement, les expériences, étant ex vivo , manquent de considérations de biologie33 et de la façon dont un tendon réparé change biologiquement au cours des six premières semaines, ce qui est critique. Amadio et al.9 ont largement commenté l’importance de la biologie pour la réparation robuste des tendons. Enfin, aucun calcul d’échantillon n’a été effectué à l’avance. Des études antérieures, ainsi que des expériences préliminaires des auteurs, ont donné une orientation pour les expériences réalisées. Il est important de noter qu’une différence biophysique significative d’au moins 10 N doit être supposée, sinon la différence, même statistiquement significative, n’influencera pas la force de la réparation du tendon fléchisseur. Les connaissances tirées de ces expériences étaient si remarquables qu’elles ont eu un impact sur la façon dont les auteurs ont effectué des réparations tendineuses par la suite.
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Disclosures
Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas de conflit d’intérêts. Il n’y a pas de source de financement.
Acknowledgments
L’étude a été menée avec des fonds de l’hôpital Sana Hof. En outre, les auteurs tiennent à remercier Mme Hafenrichter (Serag Wiessner, Naila) pour son aide inlassable dans les expériences.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Chirobloc | AMT AROMANDO Medizintechnik GmbH | CBM | Hand Fixation |
| Cutfix Disposable scalpel | B. Braun Medical Inc, Germany | 5518040 | Safety one use blade |
| Coarse paper/ Aluminium Oxide Rhynalox | Indasa | 440008 | abrasive with a grit size of ISO P60 |
| Fiberloop 4-0 | Arthrex GmbH | AR-7229-20 | Ultra-high molecular weight polyethylene with a braided jacket of polyester 4-0 |
| G20 cannula Sterican | B Braun | 4657519 | 100 Pcs package |
| Isotonic Saline 0.9% Bottlepack 500 mL | Serag Wiessner GmbH | 002476 | Saline 500 mL |
| KAP-S Force Transducer | A.S.T. – Angewandte System Technik GmbH | AK8002 | Load cell |
| Metzenbaum Scissors (one way, 14 cm) | Hartmann | 9910846 | |
| Screw grips, Type 8133, Fmax 1 kN | ZwickRoell GmbH & Co. KG, | 316264 | |
| Seralene 3-0 | Serag Wiessner GmbH | LO203413 | Polypropylene Strand 3-0 |
| Seralene 4-0 | Serag Wiessner GmbH | LO151713 | Polypropylene Strand 4--0 |
| Seralene 5-0 | Serag Wiessner GmbH | LO103413 | Polypropylene Strand 5-0 |
| Seramon 3-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO201714 | Polytetrafluoroethylene 3-0 |
| Seramon 4-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO151714 | Polytetrafluoroethylene 4-0 |
| Seramon 5-0 | Serag Wiessner GmbH | MEO103414 | Polytetrafluoroethylene 5-0 |
| testXpert III testing software (Components following) | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | See following points for components | testing software |
| Results Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035615 | |
| Layout Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035617 | |
| Report Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035620 | |
| Export Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035618 | |
| Organization Editor | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035614 | |
| Virtual testing machine VTM | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035522 | |
| Language swapping | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035622 | |
| Upload/download | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035957 | |
| Traceability | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035624 | |
| Extended control mode | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035959 | |
| Video Capturing | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035575 | |
| Plus testControl II | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1033655 | |
| Temperature control | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035623 | |
| HBM connection | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035532 | |
| National Instruments connection | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035524 | |
| Video Capturing multiCamera I | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1035574 | |
| Video Capturing multiCamera II | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1033653 | |
| Measuring system related measuring uncertainty to CWA 15261-2 | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 1053260 | |
| Zwick Z050 TN servohydraulic materials testing system | ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm, Germany | 58993 | servohydraulic materials testing system |
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