Pedicle Screws Provide Superior Fatigue Resistance compared with lateral mass Screws in the subaxial cervical spine: A Paired Cadaveric Study
Dans une étude cadavérique appariée utilisant des essais de fatigue par basculement cranio-caudal cyclique progressif, les vis pédiculaires cervicales ont démontré une résistance à la fatigue, une capacité de charge maximale et une rigidité significativement supérieures à celles des vis de la masse latérale dans la colonne cervicale subaxiale.
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La colonne vertébrale humaine est une merveille d'ingénierie, une colonne flexible qui soutient le poids de la tête tout en nous permettant de regarder autour de nous, de hocher la tête et de l'incliner. Lorsque la maladie ou une blessure endommage la partie inférieure du cou, les chirurgiens doivent souvent stabiliser la zone à l'aide de vis et de tiges métalliques. Pour maintenir ces vis en place, ils doivent les ancrer fermement dans l'os afin de résister aux mouvements constants et subtils de la vie quotidienne. Pendant des décennies, l'approche standard a consisté à ancrer des vis dans les blocs osseux situés sur le côté des vertèbres, appelés masses latérales. Cependant, ces vis ne s'engagent que dans la coque externe de l'os. Une méthode alternative consiste à enfoncer des vis à travers le pont osseux étroit du pédicule et profondément dans le corps principal de la vertèbre. Ce chemin offre une prise plus longue et un contact avec un os interne plus solide, mais il est techniquement plus difficile à réaliser. La question cruciale pour les chirurgiens n'est pas seulement de savoir si la vis s'ajuste, mais si elle tiendra dans le temps au fur et à mesure que le patient bouge, ou si elle se desserrera et échouera lentement sous l'effet du stress répétitif de la vie.
Une équipe de chercheurs de l'Université Center Médical de Göttingen s'est donné pour mission de répondre à cette question en testant les deux méthodes côte à côte. Ils ne se sont pas appuyés sur des modèles informatiques ou de simples tests de traction, qui mesurent la force nécessaire pour arracher une vis verticalement. Au lieu de cela, ils voulaient voir comment les vis résistaient au type de mouvement de balancement répétitif qui se produit à l'intérieur d'un corps vivant. Ils ont pris dix vertèbres provenant de donneurs humains, allant du troisième au septième niveau du cou, et les ont préparées pour les tests. Grâce à une conception ingénieuse, chaque vertèbre servait de propre témoin : d'un côté, ils ont inséré une vis dans la masse latérale, et de l'autre côté, ils ont placé une vis pédiculaire. Cela garantissait que toute différence dans les résultats était due au type de vis et non aux variations de la qualité osseuse entre différentes personnes.
Les chercheurs ont ensuite monté ces vertèbres dans une machine capable d'appliquer une force de balancement rythmique de haut en bas sur la tête de chaque vis. Ils ont commencé par une charge très légère et ont augmenté légèrement la force à chaque cycle, imitant l'accumulation graduelle de stress qui conduit au desserrage. Le test s'est poursuivi jusqu'à ce que la vis se déplace de cinq millimètres de sa position d'origine, un point que les chercheurs ont défini comme la défaillance. Cette méthode leur a permis de mesurer exactement la force que la vis pouvait supporter et le nombre de cycles de mouvement qu'elle survivait avant de céder.
Les résultats étaient clairs et cohérents. Les vis pédiculaires se sont révélées nettement plus solides que les vis de masse latérale dans chaque cas. En moyenne, les vis pédiculaires ont résisté à une force maximale de 252,4 newtons avant de céder, tandis que les vis de masse latérale ont lâché à 166,4 newtons. En termes d'endurance, les vis pédiculaires ont survécu en moyenne à 2 573 cycles de balancement avant d'atteindre le point de rupture, tandis que les vis de masse latérale n'ont duré que 1 636 cycles. Cela signifie que les vis pédiculaires ont supporté environ 57 pour cent de mouvements de plus avant de se desserrer. De plus, les vis pédiculaires sont restées plus rigides tout au long du test, résistant mieux au vacillement que leurs homologues. Dans chaque paire de vertèbres testée, la vis pédiculaire a surpassé la vis de masse latérale.
L'étude a également examiné comment la densité osseuse affectait les résultats. Bien que les chercheurs aient constaté que l'avantage de la vis pédiculaire était plus marqué dans les os à faible densité, ils ont précisé que cette observation était basée sur un petit nombre d'échantillons et nécessite des investigations supplémentaires. La conclusion principale reste la supériorité mécanique de la vis pédiculaire dans ces conditions de test spécifiques. Les auteurs notent que bien que cette méthode offre un avantage mécanique clair, elle n'est pas sans risques. Le passage à travers le pédicule est étroit et proche de nerfs et de vaisseaux sanguins vitaux, ce qui exige une grande précision chirurgicale et une planification minutieuse. Par conséquent, les résultats suggèrent que lorsqu'un chirurgien peut placer une vis en toute sécurité à travers le pédicule, cela peut offrir une fixation plus durable pour les patients souffrant d'instabilité de la colonne cervicale, offrant ainsi une ancre plus forte contre le mouvement incessant du corps.
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