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Prévoir et prévenir les lésions du cartilage

Des chercheurs ont étudié la relation entre les capacités de charge, la viscoélasticité du cartilage, la morphologie subséquente de l'articulation et l'arthrose. Ces informations seront directement pertinentes pour le contrôle préventif clinique non invasif du risque de lésions.
Prévoir et prévenir les lésions du cartilage
L'arthrose se caractérise par une dégénérescence des articulations y compris le cartilage (lié à l'articulation) accroissant les frottements et rendant les mouvements difficiles et pénibles. Des scientifiques ont initié le projet CARTILAGE LOADING financé par l'UE afin de déterminer les caractéristiques pouvant empêcher le cartilage articulaire de subir des lésions mécaniques.

Jusqu'à présent, les modèles expérimentaux de charge n'étaient pas capables de reproduire avec précision la fréquence de charges associée à certains scénarios comme le type de démarche ou la vitesse d'impulsion de l'attaque du talon associés à l'apparition précoce d'une arthrose des membres inférieurs. Les principaux partenaires du projet ont développé lors de travaux antérieurs, une méthode basée sur l'analyse mécanique dynamique (DMA, pour dynamical mechanical analysis) qui permet justement la détermination des caractéristiques du cartilage dans de telles conditions.

Elle permet en particulier de mesurer d'une part, l'énergie stockée par le cartilage lors du contrecoup ultérieur et d'autre part la dissipation visqueuse de cette énergie. Le rapport de ces deux valeurs constitue un bon indicateur du risque de fracture, celle-ci survenant lorsque la dissipation n'arrive plus à éliminer l'énergie excédentaire. Si l'on combine ce ratio à un balayage des diverses fréquences de charge, il est possible de déterminer la variation de ce rapport en fonction de la dite fréquence.

Les chercheurs ont utilisé l'analyse mécanique dynamique pour étudier les propriétés viscoélastiques du genou et des articulations de la hanche. Ils ont ainsi montré que le rapport énergie emmagasinée sur dissipation d'énergie augmentait avec la fréquence et le taux de rupture, confirmant ainsi que l'excès d'énergie stockée par le cartilage augmentait bien le risque de rupture de l'articulation. De manière intéressante, cet effet s'est révélé indépendant de la charge, soulignant ainsi le rôle crucial de la fréquence de charges dans l'apparition des dommages mécaniques du cartilage. Les chercheurs ont également montré que les changements morphologiques bruts de l'épaisseur du cartilage étaient significativement corrélés avec les mesures de stockage énergétique et de charges. Ces résultats laissent entrevoir la possibilité d'utiliser les techniques d'imagerie comme l'imagerie par résonnance magnétique (IRM) pour évaluer de manière non invasive, la sensibilité du cartilage aux lésions.

Le projet CARTILAGE LOADING a permis d'établir une relation directe entre la fréquence de charge et les lésions du cartilage mais indépendante de la quantité de charge. L'impact à grande vitesse prédisposant particulièrement le cartilage à la dégénérescence. Les partenaires du projet ont également établi un lien important entre le stockage d'énergie, sa dissipation et l'épaisseur du cartilage, appuyant ainsi l'utilisation des techniques d'imagerie pour le contrôle précoce et non invasif de la susceptibilité du cartilage aux lésions.

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