Pourquoi utiliser des modèles d’éléments finis (MEF) ?
La plupart des implants employés pour le traitement des pathologies de la colonne sont constitués de vis, tiges et connecteurs. Sur le marché actuel existe une remarquable variété de systèmes de prothèses et chacun d’entre eux doit se soumettre à différents tests avant de pouvoir être employés sur des sujets humains. Il existe des normes internationales qui réglementent les tests de fatigue et statiques (ainsi, la ISO/CD 12189-2:2000 et les normes américaines telles que ASTM F1717-96), et de nombreux articles relatifs au comportement biomécanique des implants.
Cependant, l’étude des caractéristiques de résistance de l’implant ne tient habituellement pas compte de la relation entre l’implant lui-même et la colonne. À cette fin, il peut être nécessaire de mener des tests in vitro sur des cadavres, qu’il n’est pas toujours facile d’obtenir. En outre, avec ce type de tests, il n’est possible d’étudier qu’un nombre limité de lésions et seulement l’assemblage de pièces qui constituent l’implant.
Pour mettre en relation des charges et les moments qui agissent sur la colonne et l’implant, avec les tensions et déformations provoquées sur les éléments de l’ensemble, il faut appliquer une analyse basée sur les conditions de l’environnement, les propriétés des matériaux et les caractéristiques géométriques. La technique la plus employée aujourd’hui pour résoudre ce type de problème est la méthode d’éléments finis.
Il existe de nombreux modèles développés selon cette méthode, plus ou moins complexes. Certains sont centrés sur la précision de la modélisation des différents éléments anatomiques (disques, zones articulaires) et pour d’autres sur le paramétrage de ceux-ci.
Limitations des modèles précédents d’éléments finis
Bien qu’il existe aujourd’hui plusieurs modèles différents de la colonne, aucun d’entre eux ne peut être considéré comme un outil mis à la disposition des chirurgiens ou fabricants. Les modèles actuels nécessitent, pour la saisie des données de chaque implant, une modification complexe qui les rend inadaptés à un emploi de routine, rapide et fiable.
Ces difficultés provoquent un trou entre la phase de développement d’un implant et la phase d’évaluation préopératoire de celui-ci. Cela est principalement du aux points suivants :
- Les chirurgiens planifient les interventions en utilisant les rayons X pour identifier le type de lésion. Une fois la lésion identifiée, s’ils ont peu d’expérience, ils choisissent l’implant recommandé par le fabricant. S’ils ont de l’expérience, ils choisissent l’implant selon leur expérience, ce qui implique bien souvent qu’ils prennent en compte peu de critères biomécaniques.
- Les fabricants d’implants peuvent généralement réaliser des tests in vitro d’un système de fixation à la fin du processus de développement. À ce niveau, l’introduction de modifications est très chère.
- Lorsqu’un chirurgien planifie une opération avec l’aide du MEF, il a besoin de la collaboration d’un ingénieur biomécanique. Ce processus demande du temps et est de ce fait peu agréable.
- Les modèles existants se trouvent normalement dans les centres de recherche et ne sont accessibles qu’à un petit nombre de personnes.
Innovations du modèle de ‘MyWebspine’
La grande nouveauté qu’apporte MyWebspine est le développement d’un service télématique accessible via l’Internet pour les chirurgiens et fabricants d’implants et qui constituera un outil d’aide pour la conception d’implants et la planification préopératoire.
Le modèle sur lequel est basé l’outil a été développé avec une méthodologie novatrice. En effet, la colonne et le système de fixation ont été modélisés de façon indépendante. En outre, la validation de chacun des modèles s’est également faite de façon indépendante, avec des tests différents. Enfin, le modèle complet a été obtenu grâce à l’union des 2 parties.
