Raffinement d'une nouvelle plaque trochanterienne à l'aide de la méthode par éléments finis

• Main Author: Bourgeois, Yan
• Format: Others
• Published: École de technologie supérieure 2010
• Online Access: http://espace.etsmtl.ca/631/1/BOURGEOIS_Yan.pdf; http://espace.etsmtl.ca/631/2/BOURGEOIS_Yan%2Dweb.pdf; http://espace.etsmtl.ca/631/3/BOURGEOIS_Yan_Page_102.pdf

Le détachement du grand trochanter (GT) peut se produire suite à une fracture ou une ostéotomie. Dans tous les cas, il est impératif de repositionner le fragment et de le stabiliser. Plusieurs techniques de cerclage à l’aide de fils ou de câbles ont été développées dans le passé. De nos jours, les systèmes de plaque et câble sont généralement utilisés pour assurer le maintien du grand trochanter. Or ces systèmes montrent des problématiques de maintien qui peuvent porter en échec la guérison osseuse. Dans le but de réduire cette problématique, un nouveau concept (Y3), utilisant une plaque avec vis et câbles, a été développé dans le cadre d’un stage de recherche antérieure effectué par le candidat. Les objectifs de ce nouveau système sont d’abord de réduire les mouvements entre le GT et le fémur, mais aussi de fournir un profil le plus bas possible. Un « profil bas » a pour avantage de diminuer la friction entre les muscles et la plaque pouvant ainsi diminuer les risques de bursite et de douleur. La géométrie en « Y » de la plaque contourne la protubérance du GT favorisant un « profil bas ». Or, les dimensions utilisées pour la conception initiale de la plaque semblent être surdimensionnées. L’objectif de ce mémoire est le raffinement des dimensions de la plaque Y3 à l’aide de la méthode par éléments finis. Le modèle est composé de la partie proximale du fémur avec une ostéotomie du GT et la plaque Y3 utilisant des vis pour maintenir le grand trochanter. En accord avec les essais expérimentaux, la base du fémur est encastrée et des charges sont appliquées sur la tête fémorale et le GT simultanément. Une analyse de la sensibilité des différentes régions de la plaque Y3 sur les déplacements du GT a d’abord été effectuée pour orienter les étapes itératives de raffinement. Par la suite, le modèle a été utilisé pour raffiner les dimensions de la plaque. La comparaison entre les résultats expérimentaux et numériques a montré que les mouvements du grand trochanter par rapport au fémur vont dans la même direction. Par contre, les déplacements du modèle numérique sont plus faibles que l’expérimentation. Les simplifications du modèle numérique sont probablement à l’origine de cette rigidité. L’étude de sensibilité a permis de déterminer que la région qui lie les branches supérieures à la branche inférieure de l’implant est la plus critique pour les déplacements du grand trochanter. Le raffinement de la plaque, réalisé en 5 itérations, a permis de réduire son épaisseur de 5% pour la région critique et entre 25% et 33% pour les autres régions. Cette diminution pourrait avoir un impact appréciable sur la douleur des patients et sur la probabilité de complication.