L Sedel (Paris)
Les premières prothèses en céramique étaient françaises (Ceraver), en alumine AL2O3. Ce matériau présentait une tolérance biologique parfaite, une résistance à la compression élevée, mais une résistance en flexion plus discrète. Cependant avec l’expérience les fabrications s’améliorent de 1970 à 1985 aboutissant à un produit très dense, très résistant et surtout parfaitement stable dans le temps (Willman). Ce que nous observons en clinique depuis plus de 30 ans.
En concurrence, la céramique allemande de la société Ceramtec*: Biolox apparait en 1974 (Prothèse de Mittlemeier). En raison de fractures plus nombreuses, ils passent ensuite à la Biolox forte*. Mais la stratégie est différente puisque Ceraver manufacture tous les éléments de la prothèse en particuliers les pièces métalliques, les cônes et garde ainsi le contrôle. Ceramtec par contre vend ses composants en céramique au monde entier. Ceci sera à l’origine de problèmes. A New York c’est la prothèse de Ranawat qui présente plusieurs fractures. Les prothèses métalliques étaient fabriquées dans les sous-sols de la clinique avec un défaut sur les cônes qui n’étaient pas assez longs. D’autre part, les chirurgiens américains demandent à pouvoir tester les prothèses avec des liners échangeables, d’où l’angle des liners différents : 18°au lieu des 5° des liners de Ceraver.
Une étude parue en 2001 (1) compare les deux types de céramique et conclut à la supériorité de la céramique Ceraver : taille des grains plus petite, porosité plus faible. Ceci, plus les dessins différents des cones pousse Ceramtec à modifier sa céramique ; Il introduit la Biolox Delta qui est un composé mixte d’alumine et 18% de Zircone.
Or la céramique de zircone est très différente de la céramique blanche. C’est un produit instable, stabilisé par de l’Ytrium. Mais cette stabilité moindre explique des détériorations internes et de la surface avec le temps lorsque la phase tétragonale de cette zircone se transforme en phase monoclinique. Des tests de vieillissement accélérés en laboratoire ne correspondent pas aux analyses effectuées sur des composants retirés de patients ; In vivo la dégradation avec transformation de phase est beaucoup plus marquée en particulier dans les zones de contact (2).
Ceci peut laisser supposer qu’avec le temps on observera plus de fracture ainsi qu’une usure plus marquée des polyéthylènes ou des couples s’il s’agit d’un couple Co/Co.
En conclusion : Le chirurgien doit bien connaitre les matériaux qu’il introduit chez ses patients, connaitre les differences et les avantages et parfois adapter sa technique chirurgicale si nécessaire.
1JE.Nevelos, F.Prudhommeaux, M.Hamadouche, C.Doyle, E. Ingham, A.Meunier, AB.Nevelos, L.Sedel, J.Fisher. Comparative analysis of two different types of alumina-alumina hip prosthesis retrieved for aseptic loosening. J Bone Joint Surg Br. 2001 May;83(4):598-603.
2Parkes M, Sayer K, Goldhofer M, Cann P, Walter WL, Jeffers J : Zirconia phase transformation in retrieved, wear simulated, and artificially aged ceramic femoral heads.
.J Orthop Res. 2017 Dec;35(12):2781-2789.
At the beginning of the story in the year 1970 and during 20 years, the only ceramic was alumina : Al2O3. It was manufactured by different compagnies, but two survived : Ceraver° in France and Ceramtec° in germany. Fracture and sometimes wear were related to non optimal material ; Density, grain size, porosity are the major elements to explain the quality of a ceramic.
In a paper published in 2001 (1) it was presented that the german ceramic was inferior to the french. That is why Ceramtec modified their product and did create the Biolox forte and then the Delta° with a mixture of alumina (82%) and zirconia (18%). Their strategy were different : Ceraver did produce not only the ceramic but also the metallic parts which support the ceramic , while Ceramtec did manufacture only the ceramic and sold it to every company in the world ; The difference between alumina and zirconia ceramics are well known : Ceraver alumina is perfectly stable over the years and we published results up to 30 years after implantation , while delta ceramic is partially instable due to the zirconia part that transform itself from tetragonal to monoclinic structures ; this could lead to differences in sliding properties and possibly might increase the fracture risk over time. Surgeons must be informed about these differences when he select the implanted material.