De nouvelles technologies pour éviter les hernies postopératoires

Baptiste PILLET, Mines Saint-Etienne – Institut Mines-Télécom

L’abdomen est sujet à la pression intra-abdominale qui dépend du volume des organes, de la respiration, de l’activation musculaire ou de toute activité physiologique. L’abdomen doit par conséquent résister aux forces exercées par cette pression qui peut parfois être élevée lors de la toux, du vomissement ou encore de la grossesse. Certaines pathologies telles que l’obésité couplées avec une pression intra-abdominale élevée peuvent conduire à l’apparition d’une hernie naturelle.

La hernie naturelle est le passage d’un organe, tel que l’intestin grêle, à travers un orifice naturel, le faisant ainsi sortir de sa cavité d’origine. C’est une protrusion pathologique causée le plus souvent par la faiblesse du tissu qui ne résiste pas à la pression de l’organe. Les facteurs tels que l’obésité et le port répété de charges lourdes peuvent augmenter cette pression interne et ainsi encourager la rupture d’équilibre entre les tissus et les organes.

C’est une pathologie commune qui représente plus de 100 000 opérations en France en 2020. L’aggravation de hernie peut mener à des occlusions intestinales, c’est pour cela que l’opération est souvent préférée en prophylaxie (en prévention). L’acte chirurgical consiste à réduire la protrusion et à replacer l’intestin dans son emplacement.

On parle de hernie inguinale lorsque la hernie se situe juste au-dessus du pli de l’aine, de hernie fémorale lorsqu’elle est située sous le pli de l’aine. La hernie ombilicale lorsque la hernie est située au niveau de l’ombilic et enfin, la hernie épigastrique est située entre les muscles abdominaux, au-dessus du nombril. En général, les hernies fémorales sont plus présentes chez les femmes et sont plus compliquées que les hernies inguinales, qui sont plus fréquentes chez les hommes. Les hernies ombilicales se forment souvent à la suite d’une mauvaise fermeture de l’orifice ombilical, et sont donc plus fréquentes chez les enfants.

Réduire les hernies après une chirurgie abdominale

Suite à une chirurgie abdominale, la résistance et le comportement mécanique de la paroi abdominale peuvent être perturbés ce qui peut entraîner une hernie incisionnelle (appelée également « éventration »). Lors d’une laparotomie (incision verticale de l’abdomen), la ligne blanche (tissu connectif faisant la jonction entre les grands droits) va présenter des zones de faiblesses suite à sa cicatrisation qui vont ensuite se rouvrir. Ces incisions de l’abdomen peuvent être nécessaires dans une centaine d’opérations (greffe d’organes, césarienne…) et mènent pourtant jusqu’à 11 % de hernies incisionnelles.

Bien qu’il n’y ait à l’heure actuelle aucun moyen de détecter et prévenir l’apparition de hernies abdominales (naturelles ou incisionnelles), des efforts ont été effectués afin de réduire le taux de complications. Dorénavant, dans la majorité des réparations abdominales (lors d’une laparotomie ou lors de la réparation de hernie), un textile est inséré entre les différentes couches musculaires pour renforcer la paroi et réduire ainsi le risque de récidive herniaire ou le risque d’éventrations.

Sans son utilisation, le taux de récidive est aux alentours de 50 %. On recense 400 000 réparations de l’abdomen avec textile par an en Europe, ce qui représente un coût d’environ 3,2 milliards d’euros. Cela fait d’elle une des chirurgies générales les plus communes, malgré cela, le taux de récidive est encore bien trop élevé (entre 14 et 44 %). Une réduction de récidives de seulement 1 % permettrait d’économiser 32 millions d’euros par an.

Les textiles de renfort utilisés ont pour but de renforcer les zones de faiblesses le temps de la cicatrisation et de combler les orifices pour reconstruire la paroi abdominale. Le tissu biologique environnant va ensuite coloniser l’implant pour retrouver un état proche de l’origine. Actuellement les textiles sont fabriqués avec des fibres synthétiques résorbables ou non résorbables et parfois avec des dérivés de tissus biologiques (le derme ou encore la sous-muqueuse de l’intestin grêle humaine, porcine ou bovine). Ils sont caractérisés par la taille des pores, le diamètre de fibre, l’épaisseur… Mais également par des caractéristiques mécaniques telles que leur résistance à l’étirement, à la flexion, à l’éclatement…

Mieux comprendre les récidives

Pour comprendre le taux de récidives encore trop élevé, des essais mécaniques et des suivis postopératoires avec de l’imagerie existent. Souvent les textiles ne présentent pas le même comportement mécanique et ne permettent donc pas de reproduire et de s’adapter au mieux à celui de la paroi abdominale (textile trop rigide par exemple). Si le comportement mécanique du textile et de la paroi abdominale ont été relativement bien étudiés dans la littérature, un manque de compréhension existe sur l’intégration du textile dans l’environnement de l’abdomen. En effet, le textile initialement implanté va voir son comportement et son effet sur la paroi évoluer au fur et à mesure que celui-ci va s’intégrer avec le tissu environnant. De plus, il a été observé que le textile avait tendance à se rétracter, voir à se dégrader au fil du temps.

Des modèles numériques représentant l’abdomen et sa réparation commencent à être développés. De la même façon, si des travaux de plus en plus novateurs voient le jour, l’incompréhension concernant le taux de récidive élevé persiste en raison du manque de données sur ces simulations numériques. Notamment, aucune simulation ne permet d’étudier et de prédire fidèlement le processus de réouverture de la paroi abdominale malgré la présence de textile.

Dans l’optique, de combler ce manque de connaissance, une étude animale est en cours pour observer l’apport du textile dans la reconstruction de la paroi abdominale suite à une hernie incisionnelle.

Les caractéristiques mécaniques seront étudiées à plusieurs intervalles postopératoires à travers des essais mécaniques et l’intégration du textile suivi de près grâce à l’imagerie médicale. En parallèle, un modèle numérique est développé pour représenter le plus fidèlement possible l’abdomen ainsi que ses constituants (les différentes couches musculaires, les tissus connectifs…).

Les données mécaniques seront alors intégrées au modèle pour prendre en compte l’intégration du textile dans son environnement ainsi que ses effets dans le temps. Il pourra prédire, en fonction du placement du textile, de son mode de fixation et de l’activité physiologique, la création ou non d’une réouverture, son origine ainsi que sa propagation. Ce modèle numérique pourrait permettre de mieux comprendre le processus de la réparation de la paroi abdominale à l’aide d’un textile et ainsi améliorer les implants, les techniques chirurgicales et par conséquent la prise en charge des patients.

Baptiste PILLET, Enseignant-Chercheur doctorant en biomécanique, Mines Saint-Étienne – Institut Mines-Télécom

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.