Intérêt des prothèses totales de genou personnalisées

Abstract

Les principes de base les plus importants de la conception des prothèses totales de genou (PTG) actuelles proviennent d’une époque où deux approches distinctes ont émergé et étaient utilisées : l’approche fonctionnelle et l’approche anatomique. Bien que le taux de survie des PTG atteigne 95 % à 20 ans, 8 à 27 % des patients signalent des douleurs résiduelles, souvent inexpliquées. Introduites en 2011, les PTG personnalisées visent à résoudre ces limitations grâce à l’IA et à l’impression 3D. Ce travail se propose de répondre aux questions suivantes : quels sont les types d’implants disponibles pour les PTG et leurs principales caractéristiques ? Les dessins actuels, tels que les implants postéro-stabilisés ou à conservation de croisé(s) tentent de reproduire la cinématique du genou natif. Cependant, aucun n’est pleinement satisfaisant en termes de biomécanique et d’adaptation à la morphologie des patients. Les implants Médial Pivot, introduits dans les années 2000, se rapprochent le plus d’une cinématique normale. Aucun type d’implant n’a réellement prouvé sa supériorité. Existe-t-il un rationnel anatomique et/ou fonctionnel aux implants personnalisés ? Les études montrent d’importantes variations anatomiques selon le sexe, l’origine ethnique et la morphologie. Les implants standard, conçus pour un morphotype moyen, ne répondent pas toujours à ces variations, augmentant les risques de conflit implant/tissus mous, de cinématique imparfaite d’anomalies biomécaniques et de douleur. Les PTG personnalisées pourraient combler ces lacunes en s’adaptant précisément à la morphologie des patients. PTG personnalisées : où en est-on ? Les études sont peu nombreuses mais les résultats cliniques sont globalement bons. Toutefois, les comparaisons avec les implants standard restent controversées. Certains travaux rapportent des préférences pour les implants personnalisés, tandis que d’autres soulignent des complications, comme plus de raideur ou des révisions plus fréquentes. Des recherches récentes montrent de meilleurs résultats grâce à l’intégration d’un concept d’alignement personnalisé. Implants personnalisés et prise en charge à grande échelle des patients : quelles sont les perspectives ? Le projet FollowKnee illustre comment l’intelligence artificielle (IA) peut démocratiser les PTG personnalisées. En utilisant des algorithmes de segmentation et des modèles statistiques, les implants sont conçus en moins de 30 s, avec une grande précision. Les PTG standard ne répondent pas à la diversité anatomique des patients. Les implants personnalisés, bien que complexes, offrent une solution prometteuse. L’optimisation des concepts biomécaniques et l’intégration de technologies comme l’IA pourraient révolutionner la chirurgie prothétique, permettant une chirurgie « sur-mesure ».

Niveau de preuve

V ; avis d’expert.

The most important foundational principles underlying the design of current total knee arthroplasty (TKA) implants originate from an era when two distinct approaches emerged and were utilised: the functional approach and the anatomical approach. Although TKA survival rates reach 95% at 20 years, between 8% and 27% of patients report persistent, often unexplained, postoperative pain. Introduced in 2011, custom TKAs aim to address these limitations through artificial intelligence (AI) and 3D printing. This work seeks to address the following questions: what types of implants are available for TKA and what are their main characteristics? Current designs, such as posterior-stabilised or cruciate-retaining implants, attempt to replicate native knee kinematics. However, none have proven fully satisfactory in terms of biomechanics or adaptation to patient morphology. Medial Pivot implants, introduced in the 2000s, most closely approximate normal knee kinematics, yet no implant type has demonstrated definitive superiority. Is there an anatomical and/or functional rationale for customised implants? Studies have shown significant anatomical variation based on sex, ethnicity, and individual morphology. Standard implants, designed for an average morphotype, do not always accommodate these differences, increasing the risk of implant – soft tissue conflict, imperfect kinematics, biomechanical anomalies, and pain. Custom TKAs may address these shortcomings by adapting precisely to each patient's anatomy. Custom TKA: where do we stand? Although studies remain limited, overall clinical outcomes for custom TKAs are favourable. Comparisons with standard implants remain controversial. Some studies report patient preference for customised implants, while others highlight complications such as increased stiffness or higher revision rates. Recent research suggests improved outcomes with the integration of a personalised alignment concept. Custom implants and large-scale patient management: what are the prospects? The FollowKnee project illustrates how AI could democratise customised TKAs. Using segmentation algorithms and statistical models, implants can be designed in under 30 seconds with high accuracy. Standard TKAs fail to account for the anatomical diversity of patients. While complex, customised implants offer a promising solution. Optimising biomechanical concepts and integrating technologies such as AI could revolutionise prosthetic surgery, enabling truly “tailored” procedures.

Level of evidence

V; expert's opinion.