La réalisation d’une ostéotomie transpédiculaire est associée à un taux élevé de complications mécaniques avec ruptures d’instrumentation. Les causes biomécaniques de ces ruptures restent encore discutées. Le but de cette étude utilisant la méthode des éléments finis est d’analyser sur le plan biomécanique l’instabilité du rachis lombaire après OTP, de comparer les effets des montages après différents cintrages de tige et d’analyser les forces agissant sur ces montages pour expliquer les mécanismes de rupture.

L’étude est réalisée à partir d’un modèle 3D par éléments finis validé d’un rachis lombaire de L1 au sacrum. Le modèle a été modifié pour simuler une OTP de L4 dans différentes situations – disques normaux+haut – déshydratés et totalement dégénérés. Des forces dans différentes directions ont été appliquées et les amplitudes de mouvement ensuite mesurées. Des instrumentations pédiculaires de L2 au sacrum avec des cintrages de tige différents ont été simulées et ajoutées pour le scénario le plus instable. Les moments de flexion, torsion et cisaillement ont été mesurés et une analyse de stress réalisée.

L’OTP seule n’entraîne qu’une modification modérée des amplitudes des mouvements élémentaires (flexion, extension, latéralisation) alors qu’elle induit une augmentation de 200 % des mouvements couplés (torsion en latéralisation). Suivant le même tendance, l’OTP sur disque dégénéré entraîne la plus grande augmentation des amplitudes de mobilité, en particulier lors des mouvements couplés en torsion (+625 %). L’instabilité après OTP est rotationnelle. La diminution moyenne des amplitudes de mobilité est de 95 % pour les tous les types d’instrumentation testés. Des moments de flexion élevés à 2208N/mm sont observés au niveau de cintrage angulaire maximum de la tige (niveau de l’OTP). Pour les cintrages harmonieux, les moments les plus élevés siègent au niveau de la connection sacrée (1904N/mm). En couplant l’OTP à un support antérieur au niveau du disque sous-jacent, on note une diminution de 26 % des moments de flexion le long de la tige. Le stress maximum est concentré au niveau de l’OTP en cas de cintrage angulaire de la tige et au niveau de la connection sacrée pour les cintrages harmonieux.

L’instabilité observée après OTP est surtout rotationnelle et augmente avec la dégénérescence discale. Le stress maximum est retrouvé au niveau de l’OTP avec des cintrages de tige angulaires et peut expliquer les fractures de tige à ce niveau. Ce stress est diminué lors de l’adjonction d’un support antérieur au niveau du disque sous-jacent à l’OTP. En cas de cintrage harmonieux de la tige, le stress maximum est localisé au niveau de la connection sacrée. Cette constatation donne une explication potentielle à une faillite des fixations sacrées.