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Histoire de la microchirurgie et applications
La microchirurgie est une discipline exigeante, qui a ouvert des voies inédites, et des horizons nouveaux en reconstruction. Le pronostic vital et fonctionnel, de nombreuses pathologies s’en sont trouvés révolutionnés. Pour exemple , en cancérologie, l’agressivité de la tumeur, oblige à ne pas seulement enlever la lésion, mais aussi une marge de sécurité , et donc une quantité importante de tissus sains. L’impossibilité technique, de réaliser la reconstruction de pertes de substances aussi importantes, était un frein à la chirurgie du cancer, et certaines tumeurs étaient considérées comme inextirpables, par absence de solution de reconstruction adaptée. En effet les séquelles d’une chirurgie sans reconstruction, étaient tells, qu’elles entrainaient une perte de qualité de vie inacceptable. Avant l’avènement de la microchirurgie, et de la nouvelle conceptualisation de l’anatomie micro-vasculaire, les reconstructions étaient basées sur des lambeaux pédiculés de voisinage, emportant souvent du muscle, qui permettaient de combler les pertes de substances, mais pas toujours de la manière la plus adaptée. Or la microchirurgie vasculaire a permis de s’amender du caractère locorégional de la reconstruction, et a permis de sélectionner à la demande, à distance de la perte de substance, le tissu le plus adapté par ses qualités (surface, volume, surface, résistance à l’infection…), tout en épargnant des structures fonctionnellement importantes. Pour exemple, la microchirurgie pour la reconstruction mammaire utilise le ventre, les cuisses, ou les fesses sans emporter de muscle ce qui a permis de meilleurs résultats esthétiques tout en diminuant les séquelles liées au prélèvement du muscle(1–4) comme des techniques plus anciennes (TRAM) .Enfin en traumatologie la réimplantation de membres, ou d’unités faciales, a permis à des patients de recouvrir une qualité de vie bien supérieure aux techniques de reconstruction conventionnelles.
De nombreuses disciplines impliquées en reconstruction ont recours aux techniques de microchirurgie : les anastomoses microchirurgicales artérielles, veineuses, lymphatiques et nerveuse, qui demandent des qualités techniques et des compétences pointues . La fiabilité est une qualité essentielle pour un micro-chirurgien, car l’échec d’une anastomose est source de morbidités , avec un retentissement majeur sur le devenir fonctionnel et cosmétique de la reconstruction. De plus les « sauvetages » d’anastomoses, thrombosées sont difficilement rattrapables.
Histoire de la microchirurgie et applications
Alexis Carrel, est un pionnier d’origine française, de la chirurgie vasculaire. En effet dès 1902, au cours de ses travaux sur la faisabilité des transplantations d’organes, ce qui impliquait de réaliser des anastomoses vasculaires, de petites tailles. La percée technique le plus importante fut la description de la méthode de suture vasculaire par triangulation, encore utilisée aujourd’hui , pour laquelle il reçut, plus tard le prix Nobel de médecine en 1912.
Par la suite Alexis Carrel réalisa en 1908 la première transplantation de rein chez l’animal. Dans le meme temps, l’introduction de l’anticoagulation était l’une des avancées de la chirurgie vasculaire. L’héparine a été découverte en 1916 par Jay McLean , un étudiant en médecine à l’Université Johns Hopkins .
La capacité de contrôler la coagulation du sang était une étape essentielle dans le développement de cette chirurgie. La microchirurgie n’est pas que « vasculaire ». En 1921, Carl Olof Nylen, de l’École de médecine Karolinska de Stockholm, avec le soutien de son supérieur Pr Gunnar Hölmgren, en Suède, sera le premier à laisser rentrer un microscope monoculaire au bloc opératoire , pour une chirurgie du rocher. Il l’adaptera progressivement en vision binoculaire, plus confortable , et qui permet une profondeur de champ. En 1946 Richard Perrit, ophtalmologue, contre l’avis de son chef de service, l’utilisa dans le traitement de la cataracte. En neurochirurgie le microscope a ainsi permis ,en 1957, la première exérèse de neurinome de l’acoustique, assistée par microscope chez un enfant de 4 ans.
Au début de années soixante, dans le Vermont, Julius Jacobson étudiait l ‘effet de la dénervation carotidienne, sur le chien. Il devait pour cela emporter une section de la carotide et du tissu environnant, et ré-anastomoser les 2 extrémités. L’anastomose des vaisseaux de 3mm, de type termino-terminale, n’était pas encore envisageable à l’époque. Jacobson qui était ORL, utilisa le microscope, pour réaliser ces anastomoses, qu’il réussit au bout de quelques essais et lui fera dire, que « la main est capable d’une bien plus grande précision que ce qui est fait dans la pratique chirurgicale courante, mais que l’échec est lié à l’incapacité de l’œil à guider, la main. Jacobson et Suarez vont présenter leurs résultats et utiliseront le terme de « Microsurgery » pour la première fois. À la fin de la présentation, le chef de chirurgie vasculaire de Cleveland prend la parole : « C’est un très beau travail, mais il serait tout simplement ridicule d’amener un microscope dans un bloc opératoire».
Mais en 1960, lors du Congrès national américain de chirurgie, il y avait un autre chirurgien, déçu d’avoir vu sa communication orale refusée. Ce chirurgien plasticien de Californie, proposait de présenter son travail sur les anastomoses vasculaires pour des vaisseaux de diamètres compris entre 1 et 2 mm. Il avait réalisé ces anastomoses sans microscope mais sans succès, mais il souhaitait partager son expérience. Malheureusement, la publication de résultats négatifs (souvent sources d’informations et de partages d’expériences importantes), était déjà difficile. L’opiniâtre, Harry Buncke assista à la présentation de Jacobson et Suarez, et saisit immédiatement l’intérêt du microscope, dans sa quête d’anastomose de vaisseaux petits calibres. La genèse de cette idée, commença lors de son passage chez Thomas Gibson en Ecosse, qui traitait les disfigurations, des soldats de la 2 ème guerre mondiale. La technique de reconstruction la plus répandue, à l’époque, consistait en des lambeaux cutanés tubulés migrateurs qui « voyageaient » de la peau saine, à la zone à reconstruire de la face avec de nombreuses étapes non dénuées, de complications et de perte de longueur de la peau transférée (en raison nécroses cutanées). Gibson lui – même reconnaissait la limite de ces techniques: “si seulement quelqu’un pouvait brancher ces vaisseaux, cela éviterait tous ces mois de traumatisme, de souffrance et de complications… » confia t-il à son élève.
Il se posa alors la question de brancher les vaisseaux de ces lambeaux évitant des étapes intermédiaires sources de morbidités et d’échecs. Il commença dans son garage, des essais de ré-implantations d’oreilles de lapins. Ses essais se poursuivirent ;6 ans avec de rares succès peu reproductibles. Mais à l’arrivée du microscope, les résultats furent constants après une période d’adaptation, et Harry Buncke commença alors sa carrière de « transplanteur » et devint une référence en réimplantation des membres .Il fut ainsi le premier en 1964 à réussir des anastomoses vasculaires sur des vaisseaux de diamètre inférieurs à 2 mm sur des oreilles de lapin qu’il présenta officiellement lors d’un congrès du conseil de recherche en chirurgie plastique américain.
Problématique du remplacement vasculaire de petits calibres Situations de « dépletion » vasculaire
En chirurgie reconstructrice , les vaisseaux les plus souvent utilisés ,sont et ou de la main ont des diamètres , proches de 2 mm : l’artère mammaire interne(15), artère thoraco dorsale artère thyroïdienne supérieure, branche descendante de l’artère circonflexe fémorale latérale… Leurs qualités intrinsèques, jouent évidemment dans la réussite de l’intervention. Ainsi l’irradiation, l‘athérosclérose, les facteurs d’hypercoagulabilité et de thrombose sont des éléments défavorables à la réussite de l’anastomose à court et moyen terme. Il arrive dans certaines situations, de chirurgie reconstructrice, que la zone receveuse, aucun vaisseau de qualité ou de taille suffisantes soit retrouvé en raison de:
– vaisseaux de mauvaise qualité
– soit clipés ou ligaturés (iatrogènie de curages ganglionnaires)
– les échecs de chirurgie reconstructrice par lambeau libre ayant déja utilisé les vaisseaux receveurs
– les chirurgies cervicales, multi-operées avec de la fibrose
– les séquelles de radiothérapie
– certains traumatismes.
Le remplacement vasculaire consiste alors en des vaisseaux de remplacement, artériels ,mais le plus souvent veineux ou par des pontages permettant d’atteindre des zones riches en vaisseaux de bonne qualité. La perméabilité de l’anastomose est cruciale pendant les premières semaines ; car l’hypoxie relative des berges des lambeaux cutanés (par rapport aux regions proche du vaisseau) transférés par microchirurgie stimule, des facteurs angio-géniques et permet la création d’un réseau vasculaire qui permet dans des délais courts quelques semaines , c’est « l’autonomisation» du lambeau. En d’autres termes ,après ce délai, si les vaisseaux nourriciers du lambeau sont sectionnés, lambeau ne nécrosera pas, grâce à la vascularisation développée avec son environnement après seulement quelques semaines. En chirurgie cardiaque, l’artère mammaire interne est utilisée pour les pontages coronariens, avec succès avec un très bon taux de perméabilité mais il n’existe pas à l’heure actuelle d’autres solutions, que des greffons veineux dont le taux de perméabilité est moins bon, quand les mammaires internes ont été utilisées ou se sont thrombosées ou en cas de multiples pontages. La dégénérescence tardive de greffons veineux est considérée comme un effet secondaire dû au développement d’une sténose hyperplasique ou fibroblastique au niveau de l’anastomose La prolifération cellulaire, surtout de cellules musculaires lisses, résulte en partie de la différence d’élasticité entre la veine saphène et l’artère receveuse Actuellement, les seuls matériaux utilisés dans les prothèses vasculaires sont élaborés à partir de deux polymères principaux : le Teflon et le Dacron. Ces matériaux se sont imposés en raison de leur caractère bio-inerte (pas de décomposition dans l’organisme, propreté chimique du polymère, pas de contaminants de synthèse). Ils ne sont pas pour autant biocompatibles, car il n’y a pas de cellularisation du matériau par des cellules fonctionnelles, ce qui explique le potentiel thrombogène.
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Table des matières
A INTRODUCTION
I Histoire de la microchirurgie et applications
II Problématique du remplacement de vaisseaux de petits calibres
III Travaux et expérience de l’unité LVTS 1148 sur le PVA
B TRAVAUX DE THESE
I Micro prothèses vasculaires à bases d’alcool polyvinylique comme modèle d’entrainement à l’anastomose microchirurgicale.
II Intérêt de l’angiographie par résonance magnétique nucléaire, avec séquence (TIME OF FLIGHT=TOF), en temps de vol, 2D-3D dans l’exploration des vaisseaux de petits diamètres. Validation in vivo, et application clinique.
III Enhancing the permeability of Poly Vinyl Alcohol based tubes, for microvascular arterial replacement: PVA-heparin and PVA-Gelatin hybrids.
C) CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
D) BIBLIOGRAPHIE ET ANNEXES
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