Contributions mécaniques et numériques pour le développement de modèles individualisés os/implant : application à l'optimisation de l'arthroplastie totale du genou

La gonarthrose est une maladie handicapante qui touche l’ensemble des structures articulaires du genou. Elle est favorisee par un defaut d’alignement du genou sur l’axe mecanique du membre inferieur, ce defaut cause un desequilibre de la repartition des charges entre la partie mediale et la partie laterale de l’articulation. Lorsque la gonarthrose est trop avancee, une operation chirurgicale, l’arthroplastie totale de genou (ATG), permet le remplacement de l’articulation native par une prothese totale de genou (PTG). Il n’y a pas de consensus clinique sur le meilleur positionnement des implants de la PTG, les principales causes d’echecs sont le descellement aseptique de l’implant tibial et les douleurs inexpliquees. Ces causes s'expliquent en partie par la perturbation du chargement mecanique de l’os induite par l’implantation d’une prothese. Ce travail propose une methode pour determiner un positionnement des implants specifique au patient pour limiter ces risques d’echec. Des methodes automatiques, operateur-independantes, d’association de reperes anatomiques aux os du genou ont ete developpees et evaluees, elles permettent une implantation virtuelle automatique des implants. Nous avons montre que le defaut d’alignement conditionne les proprietes micromecaniques et micro-architecturales de l’os situe sous l’implant. Des modeles elements-finis patients specifiques ont ete automatiquement construis. Pour chaque patient plusieurs strategies chirurgicales de positionnement des implants ont ete simulees et ont montre que le positionnement et les proprietes mecaniques de l’os trabeculaire influencent les phenomenes a l’origine d’une partie des echecs de PTG.