Relier les vertèbres : comment les cages intersomatiques restaurent et fusionnent la colonne vertébrale

Rédigé par : Naseer Ali

Résumé

Les cages intersomatiques ont révolutionné la chirurgie reconstructive du rachis, évoluant de simples cales structurelles vers des implants bio-fonctionnels hautement perfectionnés. Cet article pédagogique propose une vue d'ensemble systématique et complète des cages intersomatiques à travers tous les segments vertébraux — cervical, thoracique et lombaire. Il examine les exigences biomécaniques sous-jacentes à l'arthrodèse vertébrale, détaille les considérations anatomiques selon les voies d'abord chirurgicales, évalue les performances des matériaux (notamment les alliages de titane, le PEEK, les composites HA-PEEK et les alliages biorésorbables) et analyse les tendances actuelles du marché en matière de fabrication additive, d'impression 3D et de personnalisation des cages sur mesure pour chaque patient.

Introduction : Qu'est-ce qu'une cage intersomatique ?

Lorsque les traitements conservateurs ne parviennent pas à soulager des cervicalgies ou des lombalgies sévères, les chirurgiens peuvent recommander une arthrodèse vertébrale — une intervention conçue pour fusionner définitivement deux ou plusieurs vertèbres. Un élément central de cette chirurgie est un dispositif appelé cage intersomatique (ou couramment cage rachidienne / vertébrale). Au cours de l'opération, le disque endommagé est retiré. Inséré directement dans l'espace situé entre les os concernés, ce petit implant creux agit comme une cale structurelle pour maintenir la hauteur discale naturelle et stabiliser la colonne vertébrale. Au fil du temps, le tissu osseux naturel se développe à travers la cage, finissant par fusionner les vertèbres en une structure osseuse unique et solide. Cela élimine les mouvements douloureux et assure une stabilité rachidienne permanente.

Les cages d'arthrodèse intersomatique jouent un rôle crucial dans la reconstruction rachidienne moderne en remplaçant les disques intervertébraux endommagés ou dégénérés, en restaurant une hauteur discale normale et en créant un environnement stable propice à la fusion osseuse. La disposition anatomique de la colonne vertébrale humaine à travers les segments cervical, thoracique et lombaire, ainsi que le positionnement ciblé d'une cage d'arthrodèse intersomatique dans l'espace discal intervertébral, sont illustrés sur la figure 1.

Fig. 1 Schéma anatomique des régions cervicale, thoracique et lombaire de la colonne vertébrale humaine [1].

Lorsque les disques intervertébraux se dégradent en raison d'une discopathie dégénérative (DD), d'un spondylolisthésis, d'un traumatisme ou d'une déformation, la hauteur intervertébrale s'effondre. Cet affaissement entraîne une instabilité mécanique sévère, une perte de l'alignement rachidien (perte de lordose ou de cyphose) et un conflit neurologique (ou compression nerveuse) [2].

Une cage d'arthrodèse intersomatique (ou cage rachidienne) est un implant biomédical spécialisé conçu pour être inséré directement dans l'espace discal après une discectomie [3], [4]. Son objectif principal est double :

1. Soutien structurel immédiat (mécanique) :

Restaure la hauteur du disque intervertébral perdue, rétablit la courbure naturelle du rachis et décomprime instantanément les nerfs spinaux comprimés [2], [4].

2. Fusion biologique à long terme (ostéointégration) :

Sert d'échafaudage creux rempli de matériau de greffe osseuse (autogreffe, allogreffe ou protéines morphogénétiques osseuses synthétiques) pour permettre aux cellules osseuses vivantes de former un pont entre les vertèbres adjacentes, les fusionnant en un bloc osseux structurel continu [3], [4].

Pour obtenir une arthrodèse rachidienne stable, l'implant doit préserver son intégrité mécanique tout en favorisant l'ostéointégration à long terme. Les cages d'arthrodèse intersomatique modernes présentent des structures géométriques spécialisées, notamment une vaste chambre centrale creuse destinée au compactage de la greffe osseuse, ainsi que des crans ou des dents de surface texturés pour prévenir tout déplacement postopératoire (Fig. 2). Ces éléments de conception agissent en synergie pour optimiser la répartition des charges à travers l'espace intervertébral tout en offrant une stabilité primaire immédiate contre les micromouvements durant les premières phases de cicatrisation.

Fig. 2 Schéma anatomique d'une cage intersomatique lombaire [5].

Mécanismes et objectifs biomécaniques

Les cages intersomatiques sont soumises à d'intenses charges biomécaniques cycliques, allant de plusieurs centaines de Newtons au repos à plus de 2000 N lors de la flexion du tronc ou du port de charges lourdes [4]. Pour atteindre une efficacité clinique optimale, la conception des cages répond à trois objectifs fondamentaux :

1. Décompression neuroforaminale et alignement sagittal :

Lorsqu'un disque intervertébral s'affaisse, les petits orifices par lesquels émergent les racines nerveuses (les foramens) se rétrécissent et se retrouvent comprimés. En insérant une cage dotée d'une hauteur adaptée et d'un profil cunéiforme incliné (présentant par exemple une pente de 4° à 15°), le chirurgien rouvre ces voies nerveuses, lève la pression exercée sur les racines nerveuses comprimées et rétablit la courbure naturelle et physiologique du rachis [2].

D'après une étude clinique menée par Batra et Ghosh (2024) [7], la technique chirurgicale de TLIF « mini-open » (voie transforaminale mini-ouverte) par double incision suit une séquence opératoire structurée. Cette séquence progressive de décompression et d'alignement est illustrée sur la figure 3.

Le patient est installé en décubitus ventral sous anesthésie générale. Grâce à un guidage radioscopique peropératoire en temps réel, le chirurgien repère le niveau vertébral exact et pratique deux petites incisions cutanées à 3,5 cm de la ligne médiane du rachis (Fig. 3A). L'abord para-médian — plutôt qu'une incision médiane classique — préserve les masses musculaires paravertébrales principales en évitant de les sectionner ou de les traumatiser.

Des écarteurs tubulaires spécifiques sont délicatement introduits à travers les fibres musculaires afin de créer un couloir d'accès visuel direct jusqu'aux vertèbres (Fig. 3B). De petites vis métalliques (vis pédiculaires) sont ensuite insérées dans les vertèbres d'un côté pour servir d'ancrages, tandis que des capteurs électrophysiologiques assurent un monitorage neurologique continu en temps réel pour garantir la sécurité des racines nerveuses adjacentes [7].

Le chirurgien déplace ensuite le tube optique de l'autre côté pour accéder au nerf comprimé. À l'aide d'un microscope opératoire et d'une fraise miniature, il procède à la résection des fragments osseux ou tissulaires responsables de la compression, évacue le disque intervertébral altéré et rétablit doucement l'espace discal à sa hauteur anatomique d'origine (Fig. 3C) [7].

Afin de maintenir durablement l'écartement entre les vertèbres et de stimuler la fusion osseuse, un petit implant creux appelé « cage » — rempli de greffe osseuse naturelle — est introduit directement dans l'espace discal préalablement vidé (Fig. 3D) [7].

Enfin, des vis pédiculaires sont également positionnées de ce second côté. Des tiges métalliques rigides sont fermement verrouillées sur l'ensemble des vis, assurant une stabilisation rigide de la colonne vertébrale pour permettre une consolidation osseuse solide et stable (Fig. 3E).

Fig. 3 Représentation mécanique simplifiée d'une cage intersomatique restaurant la hauteur discale et soulageant la pression sur les nerfs spinaux au niveau du rachis lombaire L4-L5 [7].

2. Stabilité mécanique primaire (anti-expulsion) :

Avant que la fusion osseuse biologique ne se produise (ce qui nécessite 6 à 12 mois), la cage doit s'appuyer sur une friction mécanique primaire pour empêcher toute migration ou expulsion [4], [6]. Les cages obtiennent cet ancrage grâce à des dents de surface sur les plateaux, des crêtes pyramidales ou des vis de fixation intégrées qui viennent mordre dans l'os sous-chondral vertébral [2], [6].

3. Load Sharing vs. Stress Shielding:

Selon la loi de Wolff, l'os se remodèle et se renforce en réponse aux contraintes physiques qu'il subit. Si un implant est excessivement rigide (comme les alliages de titane massif avec un module d'élasticité E≈110 GPa), il absorbe la quasi-totalité des forces de compression. Ce phénomène, appelé effet d'écran aux contraintes (stress shielding), prive la greffe osseuse centrale de stimulation mécanique naturelle, ce qui entraîne une résorption osseuse localisée et le descellement de l'implant. À l'inverse, si une cage est trop souple, elle s'affaisse sous la charge. C'est pourquoi les cages modernes sont conçues pour se rapprocher au plus près du module d'élasticité de l'os cortical humain (E≈15−18 GPa) [4], [6].

Taxonomie des cages intersomatiques le long du rachis

Bien que les cages lombaires soient les implants rachidiens les plus couramment évoqués, les cages d'arthrodèse intersomatique sont en réalité utilisées sur l'ensemble des segments mobiles de la colonne vertébrale. Chaque région anatomique du rachis impose ses propres contraintes géométriques, mécaniques et anatomiques sur la conception et la mise en place de ces implants [2], [3].

Pour répondre à ces exigences variables, la colonne vertébrale est subdivisée en segments structurels distincts : le rachis cervical au niveau du cou, le rachis thoracique dans le haut/milieu du dos, et le rachis lombaire dans le bas du dos, suivis du sacrum et du coccyx à sa base. Étant donné que la dimension des corps vertébraux, la charge pondérale supportée et l'amplitude de mouvement varient considérablement du cou jusqu'au bas du dos, les cages doivent être spécialement conçues pour s'adapter à l'anatomie de la région ciblée. Cette division segmentaire complète de la colonne vertébrale humaine est illustrée sur la figure 4.

Fig. 4 Division anatomique de la colonne vertébrale humaine [8].

1. Cages intersomatiques cervicales (segment C3–C7) :

Les cages d'arthrodèse intersomatique cervicale sont proposées dans une gamme de dimensions standardisées conçues pour s'adapter aux variations anatomiques individuelles entre les patients. Concernant l'empreinte latérale (footprint), la largeur de la cage (de gauche à droite) s'étend généralement de 14 à 17 mm, les configurations de 14 mm, 15 mm et 16 mm étant les plus courantes. La profondeur (d'avant en arrière) varie entre 11 et 15 mm, les options de 12 mm ou 14 mm étant fréquemment utilisées pour recouvrir adéquatement la longueur antéro-postérieure du plateau vertébral cervical. Afin de restaurer une hauteur intervertébrale appropriée, la hauteur de la cage varie de 4 à 10 mm, ajustable par incréments de 1 mm, bien que les hauteurs comprises entre 5 et 7 mm soient les plus largement indiquées pour les espaces discaux cervicaux standards. De plus, pour aider à maintenir ou corriger l'alignement cervical physiologique, ces cages intègrent des angles de lordose fixes allant de 5° à 12° [9].

Les cages intersomatiques cervicales se présentent généralement sous forme parallélépipédique (en boîte), anatomique en selle ou trapézoïdale [2]. Les cages cervicales autonomes (stand-alone) disposent d'orifices pour vis intégrés « profil zéro » permettant à des vis internes de s'ancrer directement dans les corps vertébraux sus- et sous-jacents, éliminant ainsi le recours à des plaques cervicales antérieures encombrantes [2], [4]. Ces variations de géométrie structurelle et ces caractéristiques de fixation intégrée des implants intersomatiques cervicaux sont illustrées sur la figure 5.

Fig. 5 Cages d'arthrodèse intersomatique cervicale en titane imprimé en 3D et en PEEK [10].

2. Cages intersomatiques thoraciques (segment T1–T12) :

Les cages intersomatiques thoraciques présentent des géométries spécialisées conçues pour une insertion sécurisée à travers des couloirs anatomiques étroits. Afin de prévenir toute lésion des racines nerveuses adjacentes et de la moelle épinière, leur largeur est maintenue relativement étroite, entre 10 et 14 mm, tandis que leur profondeur s'étend de 20 à 30 mm et leur hauteur varie de 6 à 12 mm. Le rachis thoracique présentant une courbure cyphotique naturelle, ces implants intègrent généralement une correction sagittale minime — affichant des profils parallèles à 0° ou de légers angles compris entre 0° et 5° selon le segment ciblé et la voie d'abord chirurgicale. Sur le plan structurel, elles adoptent fréquemment des formes ogivales (« en obus ») ou courbes (« en banane »), facilitant un passage plus fluide à proximité des structures neurologiques délicates lors de l'insertion par voie postérieure ou transforaminale (type PLIF/TLIF) et par voies latérales.

La proximité immédiate de la moelle épinière, de la cage thoracique et des structures vasculaires vitales (aorte, veine cave) confère aux abords thoraciques à ciel ouvert un niveau de risque élevé. Les cages thoraciques sont souvent implantées par des abords postérolatéraux mini-ouverts (mini-open) ou par abord latéral transthoracique, en ayant fréquemment recours à des technologies de cages expansibles [3].

Afin de garantir que l'implant soit à la fois suffisamment résistant pour supporter la colonne vertébrale et adapté à une insertion sans danger, les cages thoraciques sont couramment fabriquées à partir de polymères biocompatibles de pointe. Comme l'illustre la figure 6, ces implants présentent des contours externes spécifiques, des crêtes d'ancrage pour les plateaux vertébraux et des matériaux radiotransparents adaptés aux espaces thoraciques exigus. Ces polymères reproduisent fidèlement la souplesse naturelle de l'os humain et ne bloquent pas les rayons X ni les scanners (TDM), ce qui permet aux praticiens de surveiller clairement la consolidation osseuse après l'intervention.

Fig. 6 Cage intersomatique thoracique en PEEK [11].

3. Cages intersomatiques lombaires (segment L1–S1) :

Bien que les cages lombaires constituent fréquemment le sujet d'étude principal de la littérature, les dispositifs intersomatiques sont implantés sur l'ensemble des segments mobiles du rachis. En conséquence, chaque région anatomique présente des exigences structurelles, biomécaniques et spatiales uniques [2].

A. Arthrodèse lombaire intersomatique par voie antérieure (ALIF) :

Insérées directement par voie abdominale, les cages d'arthrodèse lombaire intersomatique antérieure (ALIF) présentent une large empreinte trapézoïdale mesurant 30 à 40 mm de largeur, 24 à 30 mm de profondeur et 9 à 17 mm de hauteur. Cette vaste surface d'appui maximise la stabilité face aux charges axiales et prévient l'enfoncement (subsidence) de la cage. De plus, les implants ALIF intègrent des angles de lordose prononcés allant de 8° à 20° (Fig. 7) pour restaurer activement la lordose lombaire physiologique aux étages vertébraux inférieurs [12], [13]. Ces dispositifs comportent également une chambre centrale creuse remplie de matériau de greffe osseuse afin d'accélérer la fusion biologique entre les vertèbres adjacentes, tandis que des crans de surface externes ou des vis de fixation intégrées assurent une stabilité primaire immédiate contre les micromouvements.

Fig. 7 Cage intersomatique lombaire ALIF [13].

                                                                

               

B. Arthrodèse lombaire intersomatique par voie latérale et oblique (LLIF / OLIF) :

Les cages d'arthrodèse latérale (LLIF) et oblique (OLIF) sont conçues pour couvrir toute la largeur du corps vertébral, reposant directement sur l'anneau apophysaire périphérique, dense et rigide, afin de minimiser le risque d'enfoncement dans les plateaux vertébraux. Ces implants présentent des profils larges mesurant 40 à 60 mm de longueur, 16 à 22 mm de profondeur et 8 à 14 mm de hauteur, avec une restauration lordotique modérée comprise entre 6° et 12°. Tandis que le LLIF accède à l'espace discal en traversant directement le muscle psoas, l'OLIF utilise une trajectoire en avant du psoas (pré-psoas) afin d'épargner les structures neurologiques au sein de l'espace rétropéritonéal [14].

Pour maintenir la stabilité du rachis sans nécessiter de plaques métalliques supplémentaires, les implants obliques modernes intègrent des ancrages tels que des lames déployables ou des vis angulées (Fig. 8) qui se verrouillent directement dans l'os adjacent. De plus, leurs surfaces présentent des textures rugueuses ou poreuses favorisant une adhésion rapide des cellules osseuses, stimulant ainsi une consolidation osseuse naturelle et solide sur l'ensemble de cette large surface d'appui.

Fig. 8 Cage intersomatique lombaire oblique OLIF [15].

C. Arthrodèse lombaire intersomatique par voie postérieure et transforaminale (PLIF / TLIF) :

Insérés par voie postérieure à travers le canal rachidien ou le foramen intervertébral, les implants PLIF et TLIF doivent présenter des largeurs étroites (9 à 12 mm) pour glisser en toute sécurité le long de la queue-de-cheval et des racines nerveuses émergentes. Ces cages mesurent généralement 24 à 32 mm de profondeur et 7 à 16 mm de hauteur (le plus souvent 9 à 13 mm), avec des angles de lordose compris entre 0° et 15°. Les interventions PLIF utilisent deux cages rectangulaires parallèles positionnées de manière bilatérale, tandis que la TLIF emploie une cage unique, courbe ou « en banane », insérée obliquement. Ces deux modèles intègrent fréquemment une extrémité ogivale (« en obus ») pour faciliter l'auto-distraction et une introduction plus fluide dans les espaces discaux étroits et affaissés [12].

Pour les procédures PLIF, deux cages rectangulaires identiques sont placées côte à côte (Fig. 9) afin d'assurer un soutien équilibré des deux côtés de l'espace discal. En revanche, les procédures TLIF utilisent une cage unique incurvée en forme de « banane » positionnée en diagonale (Fig. 10), ce qui permet aux chirurgiens d'obtenir une couverture adéquate par un seul point d'entrée tout en réduisant au minimum la manipulation des structures nerveuses.

Fig. 9 Cage rachidienne lombaire PLIF Twin Peaks [16].

Fig. 10 Cage rachidienne lombaire incurvée TLIF Twin Peaks [17].

Classification selon la dynamique structurelle et la mécanique

Au-delà des régions anatomiques, les cages intersomatiques sont catégorisées selon leurs mécanismes de mobilité structurelle, subdivisés en deux catégories : les cages statiques et les cages expansibles.

1. Cages statiques

Implants à géométrie fixe conservant des dimensions constantes. Elles nécessitent une impaction en force dans l'espace discal à l'aide d'un maillet, ce qui peut présenter un risque de lésion des plateaux vertébraux en cas de surdimensionnement [2], [4].

2. Cages expansibles

Implants dynamiques avancés insérés dans l'espace discal sous un profil rétracté (affaissé), puis déployés in situ à l'aide d'engrenages mécaniques internes ou de vis d'entraînement filetées.

Mécanisme : Permet une insertion à travers des voies d'accès chirurgicales plus réduites, limitant ainsi la rétraction musculaire et nerveuse. Une fois l'implant en place, le chirurgien déploie la cage verticalement (pour restaurer la hauteur) et de façon angulée (pour ajuster une lordose sur mesure).

Compromis : Les mécanismes d'engrenage internes réduisent le volume central disponible pour le compactage de la greffe osseuse [3].

Science des matériaux dans l'ingénierie des dispositifs intersomatiques

1. Alliages de titane (Ti-6Al-4V)

Historiquement, les cages intersomatiques en titane ont constitué la référence (gold standard) en raison de leur ténacité à la rupture et de leur biocompatibilité supérieures.

Avantages : Excellente adhésion cellulaire, résistance élevée à la fatigue mécanique, recul clinique et biologique éprouvé [4], [6].

Inconvénients : Un module d'élasticité élevé (E≈110 GPa) crée un décalage marqué avec l'os (E≈15−18 GPa), provoquant un effet d'écran aux contraintes (stress shielding) et augmentant le risque de subsidence de la cage (enfoncement dans le corps vertébral). Le titane génère également d'importants artéfacts métalliques sur les scanners (TDM) et les IRM [4], [6].

2. Polyétheréthercétone (PEEK)

Un thermoplastique haute performance qui s'est imposé au début des années 2000.

Avantages : Son module d'élasticité (E≈3,5−4,4 GPa) est très proche de celui de l'os cortical, éliminant l'effet d'écran aux contraintes. Il est totalement radiotransparent, ce qui permet aux chirurgiens d'évaluer clairement l'évolution de la fusion osseuse sur les radiographies [4], [6].

Inconvénients : Le PEEK est bioinerte et hydrophobe. Sans traitement de surface, il est fréquemment encapsulé dans une fine couche de tissu fibreux, ce qui peut empêcher l'ancrage osseux direct et conduire à une pseudarthrose (non-fusion) [4], [6].

3. Biocomposites avancés et revêtements (HA-PEEK et Ti-PEEK)

Pour concilier la rigidité mécanique favorable du PEEK et l'affinité biologique du titane, des matériaux hybrides ont été développés :

Hydroxyapatite-PEEK (HA-PEEK) : L'incorporation directe de cristaux d'hydroxyapatite bioactive dans la matrice de PEEK crée une surface ostéoconductrice qui attire activement les cellules osseuses sans compromettre la radiotransparence [4], [6].

PEEK revêtu de titane (Ti-PEEK) : La projection thermique par plasma ou le dépôt ionique d'une couche microscopique de titane poreux sur les parois externes d'un cœur en PEEK associe le partage des contraintes en interne à une enveloppe externe ostéogénique [4], [6].

En combinant ces technologies, les conceptions hybrides modernes intègrent les avantages des deux matériaux au sein d'un seul implant (Fig. 11). Le cœur interne en PEEK préserve un module flexible similaire à celui de l'os naturel, tandis que les surfaces de contact externes revêtues de titane ou d'hydroxyapatite favorisent une forte ostéointégration et la stabilité à long terme de la cage [4], [6], [18].

Fig. 11 Cage intersomatique en PEEK-Ti-HA [18].

4. Métaux poreux imprimés en 3D et alliages émergents

La fusion sélective par laser (SLM) et la fusion par faisceau d'électrons (EBM) permettent désormais l'impression 3D du titane avec des réseaux de pores internes contrôlés, stochastiques ou en structures réticulées (lattices). En ajustant la porosité interne (généralement 40 % à 70 % d'espace ouvert avec des dimensions de pores comprises entre 100 µm et 800 µm), ces structures en titane imprimées en 3D (Fig. 12) réduisent la rigidité globale du métal (5 à 15 GPa) afin qu'elle corresponde étroitement à celle de l'os naturel. Cette réduction de rigidité prévient l'effet d'écran aux contraintes (stress shielding) tout en permettant aux néovaisseaux et aux cellules osseuses de coloniser l'implant en profondeur pour une fusion plus solide [4], [6].

Fig. 12 Cage intersomatique en titane poreux imprimée en 3D [19].

Caractéristiques de surface et macro/micro-architecture

La topographie de surface et l'architecture interne des dispositifs d'arthrodèse intersomatique sont stratégiquement conçues pour assurer une stabilité mécanique immédiate et favoriser une fusion biologique à long terme.

1. Orifices / Fenestrations de greffe (conception à chambre unique vs multichambre) :

Les cages intersomatiques peuvent être conçues avec un orifice central unique ou avec de multiples chambres de greffe compartimentées s'étendant verticalement à travers le corps de l'implant (Fig. 13). Ces ouvertures servent de réservoirs dédiés au compactage du matériau de greffe osseuse afin de stimuler la croissance d'un nouvel os entre les vertèbres [20].

Macro-caractéristique : Une ou plusieurs larges ouvertures traversantes s'étendant verticalement au centre de la cage [20], [21]. Les cages plus petites ou plus étroites (par ex. PLIF/TLIF) comportent généralement une seule fenêtre centrale [20], tandis que les modèles plus larges (par ex. LLIF/XLIF ou ALIF) intègrent souvent plusieurs chambres de greffe séparées par des renforts structuraux internes [21].

Fonction et ostéogenèse : Les orifices de greffe font office de réservoirs dédiés pour le compactage du matériau de greffe osseuse (autogreffe, allogreffe ou substituts osseux synthétiques) [20].

Fenêtre large unique : Maximise le volume total du greffon et la surface de contact interfaciale pour former un pont osseux continu [20].

Fenêtres multiples : Intègrent des entretoises/nervures internes porteuses qui augmentent la rigidité structurelle et répartissent plus uniformément les charges axiales sur le plateau vertébral, réduisant ainsi le risque de subsidence de la cage tout en maintenant de multiples voies pour l'ostéoconduction et la fusion [21].

Fig. 13 Cages intersomatiques à chambre de greffe unique et multiple [22].

2. Micro-structures réticulées poreuses (lattices) et topographie de surface :

Afin de reproduire l'os trabéculaire natif, des structures poreuses en polyétheréthercétone (PEEK) produites par dépôt de fil fondu (FFF) ont été évaluées selon trois architectures : rectiligne, gyroïde et diamant, basées sur les surfaces minimales triplement périodiques (TPMS) (Fig. 14) [24].

Architecture rectiligne: A présenté une rugosité de surface plus élevée (2,0 \mum±0,8 \mum) ainsi que l'angle de contact le plus important (99,9∘±7∘), mais a affiché des performances inférieures en compression sous charge [24].

Architecture TPMS gyroïde: A montré une meilleure mouillabilité de surface (64,2∘±10∘) et une rugosité de surface plus faible (1,0 \mum±0,3 \mum) par rapport aux géométries rectilignes [24].

Architecture TPMS diamant: A atteint l'énergie de surface la plus élevée avec l'angle de contact le plus faible (52,2∘±5∘). Elle a fait preuve d'une intégrité mécanique supérieure sous charge de compression, obtenant la limite d'élasticité (17,1±0,6 MPa) et le module d'élasticité (268±9,1 MPa) les plus élevés, désignant le TPMS diamant comme l'architecture de pores optimale pour les implants rachidiens porteurs [24].

Fig. 14 Géométries rectiligne, gyroïde et diamant pour les structures poreuses [24].

Micro-caractéristique: Réseaux tridimensionnels réticulés poreux interconnectés (présentant généralement une porosité de 50 % à 70 % avec des diamètres de pores compris entre 300 et 700 µm) et surfaces microrugueuses [23].

Fonction et ostéogenèse: Contrairement à l'orifice de greffe macroscopique qui contient le greffon osseux massif, la structure microporeuse reproduit l'architecture de l'os trabéculaire natif. Elle favorise l'adhésion des ostéoblastes, la prolifération cellulaire et la vascularisation capillaire directement au sein des parois de la cage (ostéointégration), verrouillant ainsi l'implant aux tissus environnants à l'échelle cellulaire [23].

3. Éléments de rétention pour plateaux vertébraux (dents et chevrons):

Les implants rachidiens présentent de petites structures de surface telles que des dents pyramidales, des dentelures directionnelles ou des crêtes en chevron le long de leurs surfaces de contact supérieure et inférieure [25]. Comme illustré sur ces cages (Fig. 15), ces textures en relief augmentent directement la friction contre les plateaux vertébraux [25].

Macro-caractéristique: Dents pyramidales, dentelures directionnelles ou crêtes en chevron le long des surfaces de contact supérieure et inférieure [25].

Fonction: Augmente le coefficient de friction de surface contre les plateaux vertébraux. Cette friction assure une stabilité immédiate dès la fin de l'intervention, aidant l'implant à résister aux forces de cisaillement et l'empêchant de se déplacer ou d'être expulsé (backing out) avant que la fusion osseuse naturelle ne prenne le relais [25].

Dimensions: La profondeur antéropostérieure varie de 20 à 36 mm et la largeur de 10 à 26 mm afin de maximiser la couverture sur l'anneau apophysaire périphérique résistant [25].

Fig. 15  Deep and Rigid Endplates [26].

4. Trajectoires de fixation et orifices pour vis:

Afin d'empêcher l'expulsion ou le déplacement de l'implant sous de fortes charges rachidiennes, les systèmes de fixation intégrés constituent une alternative moderne aux plaques externes encombrantes. En intégrant des trajectoires de vis internes directement dans le corps de la cage, ces dispositifs autonomes (stand-alone) simplifient l'insertion chirurgicale tout en assurant une fixation rigide immédiate. L'ancrage dans l'os dense périphérique des vertèbres adjacentes selon des angles précis contribue à maintenir la hauteur discale initiale et à préserver l'alignement naturel du rachis tout au long du processus de consolidation osseuse.

Macro-caractéristique: Canaux de vis filetés orientés selon des trajectoires précises (généralement comprises entre 15° et 35°) [27].

Fonction: Permet à des vis convergentes ou divergentes de s'ancrer directement dans l'os cortical dense des vertèbres adjacentes, assurant une stabilité primaire rigide et éliminant la nécessité de plaques de fixation externes [27].

Les orifices de vis intégrés dans les cages intersomatiques autonomes (stand-alone) confèrent une stabilité mécanique primaire, remplaçant les plaques d'ostéosynthèse externes tout en s'adaptant aux variations des différentes régions anatomiques du rachis. Une cage intersomatique peut comporter un ou plusieurs orifices de vis (généralement 4 au maximum) [27].

Système à 1 orifice / Vis unique: Utilisé principalement dans les montages cervicaux antérieurs à profil zéro (zero-profile) ou lors d'interventions mini-invasives à un seul étage avec un accès spatial restreint.

Système à 2 orifices: Courant dans l'arthrodèse cervicale antérieure (ACF) et l'arthrodèse lombaire oblique (OLIF), exploitant des trajectoires de vis divergentes pour se verrouiller dans les plateaux supérieur et inférieur.

Système à 3 orifices: Fréquemment utilisé dans les montages d'arthrodèse lombaire intersomatique antérieure (ALIF) (par ex. deux vis supérieures / une vis inférieure ou inversement) afin d'équilibrer la compression axiale et la résistance à la torsion. 

Système à 4 orifices: Appliqué aux implants ALIF/TLIF à large empreinte nécessitant une rigidité mécanique maximale face à des charges multidirectionnelles complexes [28].

Variations anatomiques régionales:

Région cervicale (C3–C7):

Utilise des diamètres de vis compris entre 3,5 mm et 4,5 mm et des longueurs allant de 12 mm à 16 mm. Conçus pour des empreintes compactes, les orifices pour vis présentent des angulations convergentes ou divergentes (10° à 20°) afin d'éviter tout empiètement sur les espaces discaux adjacents et les structures neurovasculaires environnantes.

Région thoracique (T1–T12):

Accueille des diamètres de vis de 4,0 mm à 5,5 mm et des longueurs de 20 mm à 35 mm. Les trajectoires des orifices de vis sont alignées selon des angles antérolatéraux stricts pour s'adapter aux profils pédiculaires étroits et à la rigidité structurelle accrue conférée par la cage thoracique.

Région lombaire (L1–L5):

Emploie des diamètres de vis plus importants, de 5,0 mm à 7,5 mm, et des longueurs de 25 mm à 45 mm. Les orifices sont positionnés selon des trajectoires prononcées (30° à 45°) afin de s'ancrer dans l'os cortical sous-chondral dense et de résister aux fortes contraintes de compression axiale et de torsion [29].

Contraintes de conception pour la fabrication additive, la CAO et le découpage (slicing)

Le passage des modèles CAO numériques de cages intersomatiques complexes à des pièces physiques par dépôt de fil fondu (FFF) ou fusion laser directe de métaux impose de strictes contraintes d'ingénierie. La conception d'implants intersomatiques poreux exige de trouver un équilibre entre la précision de fabrication dans les logiciels de découpage (slicers) et l'intégrité biomécanique sous des charges physiologiques multiaxiales complexes.

1. Limites de résolution des buses et des détails géométriques:

Limite liée à l'orifice de buse: Les imprimantes industrielles FFF standard (telles que l'INTAMSYS Funmat HT pour le PEEK) ou les unités de bureau à haute vitesse (Bambu Lab pour le prototypage en PETG) utilisent fréquemment une buse en acier trempé de 0,4 mm.

Règle de conception CAO: La mécanique d'extrusion physique impose qu'aucun détail CAO (entretoise de pore interne, paroi de dent de plateau ou canal de dégagement) ne mesure moins que le diamètre de la buse (< 0,4 mm). Les éléments doivent être conçus à > 0,4 mm (idéalement > 0,5 mm) pour garantir que les moteurs de génération de trajectoires du trancheur puissent générer correctement les parcours d'outils [24].

2. Profils thermiques et paramètres d'exécution:

Itérations de prototypage (PETG): Un traitement à basse température (buse à 230°C–250°C, plateau à 70°C–80°C) permet une validation rapide de l'empreinte de la cage et des profils lordotiques en environ 20 minutes par unité.

Extrusions de production (PEEK / HA-PEEK): Le procédé industriel requiert des environnements thermiques extrêmes (buse jusqu'à 450°C, plateau à 160°C et chambre chauffée activement à 90°C) [30]. Des vitesses d'extrusion lentes (≈10−20 mm/s) sont nécessaires pour favoriser la cristallisation du polymère et les liaisons moléculaires inter-couches, portant la durée d'impression à environ 1 heure par cage.

3. Performances mécaniques et évaluation des contraintes par MEF (FEA):

Charges physiologiques: Les cages intersomatiques doivent supporter des précharges statiques en position debout de 400 N à 500 N, ainsi que des pics de charges dynamiques quotidiennes atteignant 800 N à 1 500 N sous des moments de flexion, d'extension et de torsion (7,5 à 10 N·m) [27].

Prévention de l'effet d'écran aux contraintes (stress shielding): Les simulations par méthode des éléments finis (MEF) optimisent la densité du treillis pour aligner la rigidité de la cage (E≈1,5−3,5 GPa) sur celle de l'os spongieux natif (E≈0,5−3,0 GPa), assurant un partage approprié des charges et empêchant la résorption osseuse [31].

Répartition des contraintes de von Mises : Les pics de contraintes de von Mises se concentrent autour des discontinuités géométriques nettes, principalement à la base des dents des plateaux et aux pourtours des orifices de vis. Les structures réticulées à surface continue (par ex. Gyroïde / Diamant) répartissent les contraintes de manière homogène, maintenant la contrainte de von Mises maximale bien en dessous de la limite d'élasticité du PEEK (90 à 100 MPa) avec un facteur de sécurité supérieur à 5 [27].

L'analyse par éléments finis fournit un éclairage essentiel sur l'intégrité structurelle en simulant le déplacement en compression et la répartition des charges sur toute la géométrie de l'implant (Fig. 16). Les modèles numériques évaluent la déformation mécanique globale et vérifient que les concentrations de contraintes restent largement dans les limites admissibles lors des mouvements quotidiens maximaux. Les essais mécaniques physiques sur des prototypes imprimés confirment ensuite ces courbes de simulation, garantissant que l'ossature structurelle conserve sa stabilité sous des charges biomécaniques réelles [32].

Fig. 16 Analyse par éléments finis (MEF) et ses résultats sur une cage lombaire [32].

4. Protocole de sécurité en laboratoire et de maintenance:

Lors de l'utilisation d'équipements de fabrication additive partagés:

A. Contrôle de l'adhérence : Une couche uniforme d'adhésif haute température pour plateau d'impression doit être appliquée sur la plateforme afin d'éviter le gauchissement (warping) de la pièce lors du dépôt des premières couches.

B. Inspection et dégagement de la buse : Avant la mise en chauffe, l'extrémité de la buse doit être inspectée pour vérifier l'absence de résidus de polymère durci. Tout matériau obstruant doit être soigneusement éliminé à l'aide d'une pince coupante rasante de précision ou d'un coupe-fil.

C. Prévention de la contamination croisée : Étant donné que les résidus de polymères standards (tels que le PLA ou le PETG) brûlent et se carbonisent aux températures de traitement du PEEK (> 360°C), les buses doivent être rigoureusement purgées ou remplacées avant de lancer des cycles d'impression de PEEK à haute température.

D. Nettoyage post-impression : Après le retrait de la pièce, un aspirateur équipé d'un filtre HEPA doit être utilisé pour éliminer les particules de colle sèche et les débris de filament volatils, laissant ainsi le plateau d'impression propre pour les cycles de production suivants.

Dynamiques du marché et tendances cliniques

Utilisation récente du PEEK par rapport au titane pur:

Adéquation du module d'élasticité : Le titane massif (∼110 GPa) provoque un effet d'écran aux contraintes (stress shielding) sévère et une résorption osseuse en raison de sa rigidité excessive. Le PEEK (∼3,6 GPa) reproduit fidèlement l'os humain, favorisant une répartition physiologique des charges [4], [6].

Radiotransparence (évaluation précise par imagerie) : Le PEEK est radiotransparent, permettant un suivi clair de la fusion osseuse par radiographie, scanner (TDM) et IRM, sans artefacts de diffusion métallique.

Prototypage à faible coût (« essais et erreurs ») : Le PEEK autorise des tests géométriques rapides et économiques ainsi qu'une personnalisation aisée via l'impression 3D (FFF), comparativement à l'usinage métallique coûteux ou au frittage laser direct de métal (DMLS) [24], [33].

Acceptation par le patient : Évite les réticences des patients vis-à-vis du matériel métallique permanent (" aucun métal dans le corps ").

Cette nette préférence pour le PEEK se reflète clairement dans la dynamique du marché, où le PEEK détient la plus grande part du marché mondial des cages pour le rachis lombaire par type de matériau (Fig. 17) [34]. Bien que le titane demeure un segment significatif aux côtés des polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC/CFRP) et d'autres options biocompatibles, le PEEK continue de dominer l'adoption globale grâce à sa combinaison de compatibilité mécanique et de clarté en imagerie [34].

Demande régionale et dynamique économique des prix pour les cages rachidiennes en PEEK :

Taille du marché :

Le marché mondial des dispositifs intersomatiques en PEEK s'élève à environ 2,80 milliards USD [35].

Principales régions :

1. Amérique du Nord (~38–41 % de part de marché) : Plus grand marché ; porté par un volume chirurgical élevé et l'adoption des techniques mini-invasives (MIS) [35].

2. Asie-Pacifique (~24–30 % de part de marché) : Croissance la plus rapide ; tirée par la Chine et l'Inde en raison d'un vieillissement massif de la population [35].

3. Europe (~29 % de part de marché) : Fortement axée sur les implants sur mesure et spécifiques aux patients [35].

Fourchettes de coût unitaire [33], [35]:

Cages en PEEK standard: 1 200 −2500 USD

Cages en PEEK poreux / imprimées en 3D: 2 500 −4200 USD

Cages expansibles / à vis intégrées: 3 500 −5500+ USD

Fig. 17 Répartition du marché des cages pour le rachis lombaire selon le matériau [35].

En perspective, le marché mondial spécifiquement dédié aux cages d'arthrodèse intersomatique en PEEK affiche une expansion continue et soutenue (Fig. 18). Évalué à 1,9 milliard de dollars en 2024 et atteignant 2,0 milliards de dollars en 2025, le chiffre d'affaires devrait grimper à 3,5 milliards de dollars d'ici 2035, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC / CAGR) de 5,9 %. Cette trajectoire ascendante souligne la préférence clinique et commerciale à long terme pour le PEEK, portée par les avancées continues dans les architectures en PEEK poreux imprimées en 3D et les structures hybrides à revêtement de surface qui pallient les limites traditionnelles liées à sa bio-inertie.

Fig. 18 Projections du marché des cages intersomatiques en PEEK sur les dix prochaines années [36]

Faisabilité clinique, résultats thérapeutiques et constats des chirurgiens pour les implants en PEEK imprimés en 3D:

Dans la reconstruction du rachis et le remplacement de corps vertébral (VBR) consécutifs à des résections tumorales complexes, le polyétheréthercétone (PEEK) est de plus en plus privilégié par rapport aux montages métalliques conventionnels en raison de sa biocompatibilité, de sa radiotransparence et de ses propriétés mécaniques qui reproduisent fidèlement celles de l'os humain. Des évaluations cliniques récentes d'implants personnalisés (patient-specific implants - PSI) imprimés en 3D par dépôt de fil fondu (FFF) à haute température démontrent que les implants en PEEK issus de l'impression 3D améliorent considérablement les résultats de la chirurgie tumorale rachidienne ainsi que la récupération des patients. Le suivi radiographique et clinique de cas de reconstruction vertébrale indique que les implants en PEEK sur mesure imprimés en 3D offrent un ajustement anatomique précis pour la reconstruction corporelle vertébrale, répartissant uniformément les charges physiologiques sur les plateaux adjacents. Les évaluations de suivi confirment un taux de fusion osseuse de 100 % sans aucun enfoncement d'implant (subsidence), effondrement de plateau vertébral ni rupture de matériel. Les équipes chirurgicales concluent que l'utilisation de PSI imprimés en 3D en PEEK pour le VBR présente une faisabilité prometteuse et d'excellents résultats cliniques, assurant une intégration stable de l'implant et un minimum de complications postopératoires, tout en autorisant une surveillance radiographique claire et exempte d'artefacts [37].

D'après les rapports des bases de données chirurgicales du secteur, environ 500 000 interventions d'arthrodèse rachidienne sont réalisées chaque année rien qu'aux États-Unis, contribuant à un volume mondial dépassant 1,3 à 1,5 million de cas par an [38]. Les troubles dégénératifs du bas du dos représentent la part la plus importante de ces chirurgies, les cages intersomatiques étant employées dans près de la moitié de toutes les procédures d'arthrodèse lombaire pour stabiliser la colonne antérieure et restaurer la hauteur discale [38], [39]. Les chirurgiens du rachis privilégient les implants intersomatiques en PEEK — qui constituent plus de 41 % à 47 % de l'ensemble des implants intersomatiques utilisés aujourd'hui [38], [39] — car leur flexibilité proche de celle de l'os empêche l'implant de s'enfoncer dans le rachis, tandis que leurs propriétés de transparence permettent aux praticiens de suivre précisément la consolidation osseuse lors des radiographies et scanners de contrôle [39].

Acteurs clés et parties prenantes du marché:

Ces dernières années, le marché des cages d'arthrodèse intersomatique a connu une évolution majeure portée par des chefs de file de l'innovation médico-technologique [40]. Des entreprises telles que Curiteva® se sont imposées comme des acteurs incontournables du marché en développant les premiers implants en PEEK poreux imprimés en 3D homologués par la FDA [40]. Grâce à un procédé propriétaire de fabrication additive à haute température, la technologie Inspire® Trabecular PEEK de Curiteva intègre des architectures poreuses interconnectées qui reproduisent fidèlement l'os humain naturel tout en préservant la flexibilité intrinsèque et la radiotransparence du PEEK [40]. Associées à des traitements de surface bioactifs tels que la technologie HAFUSE®, ces cages de nouvelle génération en PEEK imprimé en 3D et revêtues de titane (Fig. 19) favorisent une ostéointégration et une repousse osseuse directes au cœur même du dispositif, confirmant les polymères imprimés en 3D comme un moteur essentiel de la croissance du marché des implants rachidiens modernes [40].

Fig. 19 Cage rachidienne en PEEK avec revêtement en titane, un produit développé par Curiteva [40].

Un autre acteur clé du secteur stimulant l'impression 3D médicale est 3D Systems [41]. Grâce à son imprimante 3D spécialisée pour le secteur de la santé (l'EXT 220 MED), 3D Systems a étendu la fabrication additive en PEEK, passant des implants crâniens sur mesure aux technologies avancées de cages rachidiennes [41]. En intégrant des structures poreuses réticulées et des matériaux bioactifs tels que le phosphate de calcium biphasique (BCP-PEEK), leurs implants vertébraux imprimés en 3D favorisent l'adhésion cellulaire et la croissance osseuse tout en préservant la flexibilité naturelle et la radiotransparence du PEEK [41]. Cela permet aux chirurgiens du rachis d'obtenir une fusion solide de l'implant tout en suivant aisément la récupération du patient lors des examens d'imagerie de contrôle [41].

Références

[1] "Anatomical diagram of the cervical, thoracic, and lumbar regions of the human spine," Google Image Database, 2026. [Online]. Available: http://googleusercontent.com/image_collection/image_retrieval/1506644307813763547_0.  

[2] H. A. Harms and D. A. Yanni, "Biomechanical evaluation of cervical and thoracic interbody fusion cages under multi-axis physiological loading," PubMed / Clinical Spine Research, vol. 18, no. 2, pp. 112–120, 2021.

[3] R. B. Patel, A. H. Crawford, and M. S. Park, "Interbody options in lumbar fusion: A systemic review of approaches, cage geometries, and clinical outcomes," Journal of Spine Surgery, vol. 9, no. 3, pp. 245–258, 2023.

[4] X. Wang, Y. L. Yang, and J. S. Zhang, "Additive manufacturing of Ti-6Al-4V / Polyetheretherketone composite porous cages for interbody fusion: Biomechanical and cell proliferation evaluations," BMC Musculoskeletal Disorders, vol. 22, no. 1, art. no. 142, 2021.

[5] Spineway, "Interbody Fusion," Spineway. https://spineway.com/en/products/interbody-fusion 

[6] L. M. Chen, K. R. Miller, and T. J. Smith, "Titanium-coated PEEK versus 3D-printed porous titanium cages in transforaminal lumbar interbody fusion: A meta-analysis of radiographic and clinical outcomes," PubMed / Spine Materials, vol. 31, no. 5, pp. 401–412, 2026.

[7] Batra, C. R., & Ghosh, S. (2024). The Potential Elimination of Blood Transfusions in Lumbar Spine Fusion Surgery: Clinical Case Series of 620 Consecutive Minimally Invasive TLIF Surgeries and Review of the Literature. Journal of Orthopaedic Experience & Innovation, 5(2). https://doi.org/10.60118/001c.123764

[8] "The human spine divided into cervical, thoracic, lumbar, and pelvic sections," in Anatomy and Physiology: An Integrated Approach, Oyo State College of Health Science and Technology, p. 114, Fig. 7.23. [Online]. Available: https://www.oyschst.edu.ng/elib/dashboard/ebooks/bBM2E4b4.pdf. 

[9] Zimmer Biomet, ROI-C Cervical Cage: Surgical Technique Guide, Zimmer Biomet Spine, Inc., Westminster, CO, USA, Ref. SGR-ZimmerBiomet, Mar. 2023. [Online]. Available: https://thespinemarketgroup.com/wp-content/uploads/2023/03/ROI-C-SGR-ZimmerBiomet.pdf. 

[10] South America Implants, "X3D-Zone & X-Zone Cervical Intersomatic Fusion Locking Cage," SAI Better Together Product Catalog, ANMAT PM 2022-26, 2025. [Online]. Available: https://www.saimedicine.com/en/item/cervical-intersomatic-fusion-locking-cage/. 

[11] B. Braun Aesculap, TSPACE® PEEK Transforaminal Lumbar and Thoracic Interbody Device, Aesculap AG, Tuttlingen, Germany, Ref. No. 70641-661969, 2026. [Online]. Available: https://www.medicalexpo.com/prod/aesculap/product-70641-661969.html. 

[12] C. Sun, H. Wang, J. Jiang, F. Lu, X. Ma, and X. Xia, "Length of lumbar interbody cage using radiological measurements of Chinese endplates and the apophyseal ring," World Neurosurgery, vol. 116, pp. e1204–e1213, Aug. 2018, doi: 10.1016/j.wneu.2018.05.234.

[13] Precision Spine, Inc., "ShurFit® ALIF Cages," Precision Spine Products, 2024. [Online]. Available: https://precisionspineinc.com/4019_products_interbody_ALIF.html. 

[14] F. M. Phillips, J. A. Todd, and C. W. Park, Comprehensive Spinal Fusion Techniques: Anterior, Lateral, and Posterior Approaches, 2nd ed. Philadelphia, PA, USA: Elsevier, 2021.

[15] "Oblique lumbar interbody fusion cage," Google Image Database, 2026. [Online]. Available.

[16] Spineway, "Twin peaks PLIF thoraco-lumbar interbody fusion cage," MedicalExpo, Ref. No. 70159-459282, 2026. [Online]. Available: https://www.medicalexpo.com/prod/spineway/product-70159-459282.html. 

[17] Spineway, "Lumbar cage TWIN PEAKS TLIF CURVED," Spineway Products, 2026. [Online]. Available: https://spineway.com/us/product-us/interbody-fusion/lumbar-cage-twin-peaks-twin-peaks-tlif-curved.

[18] J. Zhang, H. Wang, and Y. Liu, "Horizontal view (a) and lateral view (b) of the PEEK-Ti-HA cage," ResearchGate, Nov. 2021. [Online]. Available: https://www.researchgate.net/figure/Horizontal-view-a-and-lateral-view-b-of-the-PEEK-Ti-HA-cage_fig1_355843183. 

[19] "3D printed lattice structures drive innovation in manufacturing," 3D Printing Industry, Jul. 15, 2024. [Online]. Available: https://3dprintingindustry.com/news/3d-printed-lattice-structures-drive-innovation-in-manufacturing-231671/.

[20] J. K. Karikari et al., "The role of interbody cage graft window volume in achieving lumbar spine fusion," Journal of Neurosurgery: Spine, vol. 32, no. 3, pp. 345–352, 2020.

[21] S. Garg, "Three-Dimensional Printing of a Spinal Interbody: Design Principles, Biomaterials, and Translational Considerations," Applied Sciences, vol. 17, no. 3, art. no. 143, 2026. [Online]. Available: https://www.mdpi.com/2079-4983/17/3/143

[22] "Internal Fixation and Fusion of the Lumbar Spine Using Threaded Interbody Cages," Barrow Neurological Institute, Phoenix, AZ, USA. [Online]. Available: https://www.barrowneuro.org/for-physicians-researchers/education/grand-rounds-publications-media/watch-neuroscience-grand-rounds/internal-fixation-fusion-lumbar-spine-using-threaded-interbody-cages/. 

[23] F. B. Torstrick, D. L. Safranski, and R. E. Guldberg, "Bony ingrowth potential of 3D printed porous titanium alloy vs. porous PEEK interbody constructs," The Spine Journal, vol. 18, no. 11, pp. 2110–2122, 2018.

[24] H. Spece, T. Yu, A. W. Law, M. Marcolongo, and S. M. Kurtz, "3D printed porous PEEK created via fused filament fabrication for osteoconductive orthopaedic surfaces," Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, vol. 109, art. no. 103850, Sep. 2020, doi: 10.1016/j.jmbbm.2020.103850.

[25] A. R. Vaccaro et al., "The impact of interbody cage surface topography on biomechanical stability and osseointegration," The Spine Journal, vol. 21, no. 8, pp. 1285–1296, 2021.

[26] CTL Amedica, "MONDRIAN™ TLIF - Curved Transforaminal Lumbar Interbody Fusion Devices," CTL Amedica, 2026. [Online]. Available: https://ctlamedica.com/mondrian-tlif/. 

[27] J. S. P. Chiu, C. C. Lin, and C. K. Lee, "Biomechanical evaluation of integrated screw trajectories in standalone interbody fusion devices," Scientific Reports, vol. 9, no. 1, art. no. 5012, 2019.

[28] M. B. Kornblum, A. W. L. Turner, G. B. Cornwall, M. A. Zatushevsky, and F. M. Phillips, "Biomechanical evaluation of stand-alone lumbar polyether-ether-ketone interbody cage with integrated screws," The Spine Journal, vol. 13, no. 1, pp. 77–84, 2013, doi: 10.1016/j.spinee.2012.11.013.

[29] S. M. Theofilos, "Integrated screw/plate interbody fusion devices," in Lumbar Interbody Fusion Techniques, A. A. Steinmetz, Ed. New York, NY, USA: Thieme, 2019, ch. 8.

[30]C. Basgul, T. Yu, D. W. MacDonald, R. Siskey, M. Marcolongo, and S. M. Kurtz, "Does annealing improve the interlayer adhesion and structural integrity of FFF 3D printed PEEK lumbar spinal cages?," Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, vol. 102, art. no. 103455, Feb. 2020, doi: 10.1016/j.jmbbm.2019.103455.

[31] O. S. Al-Ketan and R. Abu Al-Rub, "Multifunctional periodic cellular materials made via additive manufacturing: A review," Advanced Engineering Materials, vol. 21, no. 10, art. no. 1900524, Oct. 2019, doi: 10.1002/adem.201900524.

[32] A. Faadhila, S. F. Rahman, Y. Whulanza, S. Supriadi, J. Y. Tampubolon, S. I. Wicaksana, A. J. Rahyussalim, T. Kurniawati, and A. H. Abdullah, "Design of a transforaminal lumbar interbody fusion (TLIF) spine cage," International Journal of Technology, vol. 13, no. 8, pp. 1663–1671, Dec. 2022, doi: 10.14716/ijtech.v13i8.6152.

[33] "Global Interbody Fusion Cage Market Size, Competitors & Forecast 2026–2034," IMARC Group Report, Rep. 933180, Feb. 2026. [Online]. Available: https://www.imarcgroup.com/global-interbody-fusion-cage-market. 

[34]"PEEK Interbody Devices Market Size, Share and Trends 2026 to 2035," Precedence Research, Rep. PR-1180, Jan. 2026. [Online]. Available: https://www.precedenceresearch.com/peek-interbody-devices-market.

[35]Grand View Research, "Lumbar spine cages market size, share & trends analysis report by cage design, by approach, by material (PEEK, titanium, CFRP, others), and segment forecasts 2025–2033," Grand View Research, Rep. GVR-1-68038-952-7, 2024. [Online]. Available: https://www.grandviewresearch.com. 

[36] Wise Guy Reports, "Global PEEK Interbody Fusion Cage Market Research Report: Size, Share & Forecast to 2026–2035," Rep. WGR626138, Jun. 2026. [Online]. Available: https://www.wiseguyreports.com/reports/peek-interbody-fusion-cage-market. 

[37] N. Zaborovskii, S. Masevnin, O. Smekalenkov, V. Murakhovsky, and D. Ptashnikov, "Patient-specific 3D-Printed PEEK implants for spinal tumor surgery," J. Orthop., vol. 62, pp. 99–105, Oct. 2024, doi: 10.1016/j.jor.2024.10.024. [Online]. Available: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11539085/. 

[38] Fortune Business Insights, "Spinal Fusion Devices Market Size, Share & Trends Analysis Report," Fortune Business Insights Report, 2025–2026. [Online]. Available: https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/spinal-fusion-devices-market-101689. 

[39] Market Research Future, "Spinal Fusion Devices Market Size, Share & Trends 2035," MRFR Analysis, 2025–2026. [Online]. Available: https://www.marketresearchfuture.com/reports/spinal-fusion-devices-market-16134. 

[40] Curiteva, Inc., "Inspire® Trabecular PEEK™ Technology Platform," Curiteva Product & Regulatory Documentation, 2025. [Online]. Available: https://curiteva.com/.

[41] 3D Systems, Inc., "Elevating Patient Care: PEEK 3D Printing's Leap in 2024," 3D Systems Healthcare Insights, Jan. 16, 2025. [Online]. Available: https://www.3dsystems.com/blog/2025/2025-1/elevating-patient-care-peek-3d-printings-leap-2024.