Les orthèses

Une évolution technologique fulgurante

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Publié le 26/04/2018

Des mécanismes métalliques barbares du Moyen Âge aux nouveaux designs d’aujourd’hui, les orthèses connaissent une évolution technologique fulgurante. Nouveaux matériaux, recours au numérique, impression 3D ou objets connectés sont les effecteurs d’une révolution qui n’en est qu’à ses débuts, laissant présager de multiples innovations dans les années à venir et ouvrant un vaste champ d’applications.

Les ortheses
Crédit photo : Adobe Stock

Souvent mal connues, les orthèses sont des dispositifs orthopédiques destinés à compenser une fonction absente ou déficiente, corriger ou prévenir une déformation, immobiliser ou assister un membre, une articulation ou un muscle et soulager la douleur.

Une évolution qui suit celle des pathologies

Bien adaptées, elles peuvent véritablement révolutionner la vie de certains patients. Elles se distinguent des prothèses (apparues plus récemment) qui visent à remplacer une articulation ou une partie du corps. Leur emploi se fait le plus souvent en complément d’un traitement médical, d’une rééducation ou d’une chirurgie. Utilisées seules, elles représentent une alternative de plus en plus efficace aux traitements médicamenteux. Couramment indiquées en traumatologie et en orthopédie, elles ont investi plus récemment le domaine des pathologies rhumatismales.
Les orthèses ont évolué en fonction des innovations technologiques, bien sûr, mais aussi du profil des pathologies et de l’efficacité d’autres traitements à disposition. Apparues bien avant les médicaments, les premières d’entre elles datent de 2000 avant Jésus-Christ. Il s’agissait de ceintures lombaires. Hippocrate utilisait, quant à lui, des bandages enduits de cire d’abeille pour traiter la scoliose, ayant déjà compris qu’il fallait immobiliser la colonne. C’est au Moyen Âge qu’apparaissent les premières orthèses de mains et attelles. À l’époque, l’acier et le cuir prédominent, et les dispositifs d’alors nous paraissent volontiers de nos jours un peu barbares. Le plâtre fera son apparition au début du XIX^e siècle, des genouillères en tricot seront retrouvées dans les années 1950, puis les premiers grands bouleversements surviendront dans les années 1970 et 1990 avec le développement de nouveaux matériaux.

Nouveaux matériaux, nouvelles fonctionnalités

L’emploi de matériaux thermoformables offrira la possibilité de fabriquer des orthèses plus légères, mieux tolérées et réalisées sur-mesure, donc mieux ajustées au patient, ces matériaux étant capables d’être moulés après avoir été portés à une certaine température, puis refroidis.
L’utilisation des fibres de carbone, fin des années 1980, sera un autre pas en avant. Ces fibres, également employées en aéronautique pour la fabrication des éoliennes, des vélos ou des voitures de sport, ont pour particularité d’allier résistance et légèreté. Mais elles sont aussi à même de collecter l’énergie pour ensuite la restaurer. Et c’est ainsi que naîtront les premières orthèses à correction dynamique, comme les corsets que l’on trouve actuellement et qui sont capables, si le corps s’oriente dans une mauvaise position, de le ramener en position idéale.
Les fonctionnalités des orthèses ont par ailleurs évolué. Des packs de chaud ou de froid sont susceptibles d’y être insérés ; le chaud, induisant une décontraction musculaire et une sédation de la douleur, le froid limitant les phénomènes inflammatoires en phase aiguë. Des chevillères pour traiter l’entorse, des coudières ou orthèses d’épaule sont équipées de ces packs réfrigérants. Certains industriels proposent encore d’intégrer des plots de massage à l’effet décontracturant, des aimants ou des pelotes amovibles. Pour traiter l’épicondylite, certaines coudières sont en effet équipées de ces pelotes qui vont exercer une pression sur une zone précise pour limiter la force de contraction ; au niveau de l’épaule, ces mêmes pelotes aideront à résorber un œdème. Des tiges, des leviers en acier ou un tissu élastique entrant dans la fabrication d’orthèses de main viendront limiter les déformations des doigts dans certaines pathologies rhumatismales. Des recherches dans le domaine des orthèses de main portent actuellement sur une commande des mouvements par électrostimulation.

Des textiles innovants

Les progrès réalisés permettent de proposer des textiles plus faciles à porter, élastiques, exerçant par là-même un effet mécanique de massage et plus respirants, évitant les problèmes d’inconfort, avantages encore plus mesurables pour des orthèses qui sont portées à même la peau comme les ceintures lombaires. Confort optimisé toujours grâce à l’intégration de matériaux à changements de phase, c’est-à-dire capables de réguler la température corporelle en absorbant la chaleur et la restituant quand le corps en a besoin, évitant ainsi toute transpiration excessive. Dans le domaine des textiles, des recherches portent sur le développement de textiles bioactifs, susceptibles de libérer des agents pharmacologiques par le biais de concentrés actifs encapsulés. De tels produits existent déjà pour l’articulation du coude puisque l’on trouve des bracelets de compression libérant des actifs à visée antalgique et anti-inflammatoire.
Le design des textiles à lui aussi bien évolué et nous voyons les matières et les couleurs des orthèses s’inspirer de celles du milieu du sport. Les chaussures orthopédiques, par exemple, ressemblent aujourd’hui de plus en plus aux chaussures du commerce, dont il est possible pour le patient d’en choisir le modèle, d’en reproduire la forme ou d’y imprimer des marques.

La révolution du numérique

C’est avec le recours au numérique et la conception par ordinateur que l’on assiste à un véritable tournant, avec un double mouvement : d’un côté, une facilité de la production en série réalisée à l’aide de logiciels et, d’un autre, une ultrapersonnalisation. Là où les techniques traditionnelles de moulage, formage, modelage et fraisage exigeaient un temps de production long et coûteux, les procédés numériques permettent de concevoir des orthèses plus rapidement et mieux adaptées au patient.
Pour la fabrication d’orthèses sur-mesure, un repérage par imagerie permet de dessiner l’orthèse avec une précision millimétrique. L’IRM, le scanner ou le scanner en charge vont identifier le profil du patient sans qu’il soit nécessaire d’effectuer un moulage. Des orthèses du genou indiquées en cas d’entorse ligamentaire peuvent aujourd’hui être fabriquées sur-mesure après scanner, grâce à la conception assistée par ordinateur. Mais l’autre révolution repose sur l’utilisation des techniques d’impression 3D qui vont produire ces orthèses sur-mesure en l’espace de quelques heures, à moindre coût, avec la possibilité de réaliser des géométries extrêmement complexes et d’intégrer différents types de matériaux comme des bandes velcro ou des pièces d’articulation. Autre atout, cette fabrication peut être effectuée en petites séries individualisées et une orthèse pourra donc être reproduite et déclinée en plusieurs modèles : un conçu pour la nuit, un qui ira dans l’eau, un de matière ou couleur différente, un autre que l’on aura personnalisé en y intégrant des motifs... Cette même orthèse pourra, par ailleurs, être réimprimée à tout moment ; un bénéfice majeur chez les enfants dont la croissance en implique un changement régulier.

Des orthèses intelligentes

C’est sans doute dans le domaine du handicap que l’on trouve les innovations les plus inventives avec la recherche de mécanismes d’orthèses dynamiques, visant à suppléer une fonction motrice déficiente. Aujourd’hui, des dispositifs d’aide à l’extension du genou permettent à un patient paraplégique de tendre le membre, en chaîne ouverte, comme en chaîne fermée, c’est-à-dire pied au sol, le dispositif l’aidant ainsi à monter un escalier ou à se lever d’une chaise. Des dispositifs freinateurs existent également : si la personne bute contre un trottoir, le dispositif va verrouiller le genou pour éviter la chute. Et toutes ces découvertes, par les possibilités qu’elles offrent, dépassent le seul champ du handicap et pourraient bénéficier à l’avenir à la population âgée, notamment dans la prévention du risque de chute.
De nombreux travaux portent également sur les exosquelettes. Ce sont des appareils motorisés fixés sur une ou plusieurs parties du corps, capables de redonner de la mobilité ou d’améliorer une fonction déficiente. Ces orthèses sont rendues mobiles grâce à des outils électroniques miniaturisés : des capteurs (de torsion, de pression, d’angle), des microprocesseurs qui analysent chaque mouvement articulaire, des effecteurs de différents types (hydrauliques, électromagnétiques) qui provoquent le mouvement et, enfin, des systèmes de rétrocontrôle qui l’analysent en permanence. Reste cependant à en améliorer l’esthétique et le confort car ces dispositifs sont relativement imposants et bruyants.
Les progrès réalisés dans la conception des orthèses en ont révolutionné l’image et les fonctionnalités et ces progrès ne sont qu’à leurs débuts. Et si le patient ira sans doute puiser seul dans ces innovations des idées pour améliorer son quotidien, reste pour le professionnel à s’adapter à cette flambée technologique et à s’informer au mieux de possibilités que lui-même, parfois, ne soupçonnait même pas.

Références
– Snitem. Dispositifs médicaux et progrès en orthèses. Septembre 2016. [en ligne]. [Consulté le 13/04/2018]. Disponible à l’adresse : http://www.snitem.fr/le-snitem-en-action/les-publications/le-livret-ort…
– Académie nationale de chirurgie. Innovations : le traitement fonctionnel des personnes présentant un handicap neuro-locomoteur – Les orthèses intelligentes, les exosquelettes [en ligne]. [Consulté le 13/04/2018]. Disponible à l’adresse : http://www3.biusante.parisdescartes.fr/acadchir/sean/?cle_seance=734

La meilleure orthèse : celle que le patient va porter

En matière d’orthèses, le problème de l’observance est majeur et joue un rôle primordial dans la réussite du traitement, voilà pourquoi les progrès réalisés en termes de poids, de respirabilité et d’esthétique revêtent autant d’importance car plus que l’efficacité, ce sont pour l’essentiel le confort ressenti et la discrétion qui font que le patient porte son dispositif ou pas. Et un patient préférera souvent abandonner un appareil qui le soulage efficacement, mais qui n’est pas discret, qui est mal adapté ou qui lui fait afficher un handicap aux yeux des autres. L’aspect pratique est lui aussi fondamental. Aujourd’hui, les orthèses destinées au membre supérieur sont plus faciles à enfiler et permettent d’effectuer aisément les actes de la vie courante, un impératif en particulier pour les personnes amenées à les porter au quotidien, comme les patients souffrant d’arthrose, d’arthrites rhumatismales ou autres pathologies invalidantes. De la même manière, les bottes de marche employées pour traiter les fractures ou entorses de cheville sont faciles à enfiler et à retirer.

Orthèses et objets connectés

On commence à voir apparaître des orthèses auxquelles ont été intégrés des objets connectés. C’est le cas de semelles équipées de capteurs de pression conçues pour prévenir les plaies et ulcères de pied chez le patient diabétique. Ces capteurs collectent des données qui sont ensuite traitées et analysées. Ces mêmes semelles pourraient être utilisées chez les sportifs et par les podologues comme moyen diagnostique dans la conception de semelles orthopédiques.

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