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Biomécanique du système musculosquelettique > Ligament > Flashcards

Ligament Flashcards

1
Q

Description générale du ligament

A

Connecte les os et supporte les viscères
Semblable à un câble
Porteur de charge (variable en raison du rôle dans la stabilité articulaire)

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Q

Quelles sont les différences du ligament p/r au tendon?

A

% collagène plus faible
% subs fondamentale plus élevé
distribution + grande de directions de fibres

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3
Q

Quelles sont les composantes de l’ultra-structure du ligament?

A

eau
matrice extra cellulaire (collagène, protéoglycanes, autres protagonistes matricielles comme l’élastine)
cellules

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4
Q

Quel est le type de cellules prédominant dans le ligament?

A

Le fibroblasts

Il est disposé en rangées, à l’intérieur de faisceaux // de la matrice extracellulaire

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5
Q

Quel est le constituant majeur du ligament?

A

Le collagène de type 1 (70% de la masse sèche sans gras)

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6
Q

Quelles sont les composantes fibrillaires de la matrice extra cellulaire du ligament?

A

Collagène de type 1 et Élastine

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7
Q

Décrit l’élastine dans le ligament

A

– Concentration variable entre les ligaments
– Composante structurale principale de certains ligaments
• Propriétés mécaniques considérablement différentes des ligaments dominés par la non-élastine
• ex. ligaments jaune (bcp élastine) et nuchal de la colonne

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8
Q

Décrit la substance fondamentale du ligament

A

Visqueuse, matrice semblable à du gel

  • Eau (60-70%)
  • Protéoglycanes (1% à 5% du poids sec)
  • Autres glycoprotéines
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9
Q

Décrit comment les fibrilles de collagène entourent la substance fondamentale et dans quel but.

A

L’interaction entre le collagène et la substance fondamentale permet le déplissage des fibrilles sous tension (allègement longitudinal sans dommage, étirement de 1-2%)
L’interaction permet aussi de prévenir la réticulation excessive et de réguler la rigidité (élastique) du tissu

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10
Q

Quel est la fonction des réticulations entre/à l’intérieur des fibrilles de collagène du ligament?

A

force tensile

résistance à la tension (élastique)

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11
Q

Qu’est-ce qui contribue principalement aux propriétés visqueuses de la fibre de collagène dans le ligament?

A

la substance fondamentale (principalement de l’eau)

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12
Q

Comment l’interaction entre le collagène et la substance fondamentale résiste aux chargements en tension?

A

Le chargement en tension cause la déformation

des “poches” de substance fondamentale → résistance visqueuse

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13
Q

Nomme les zones morphologiques de l’insertion directe du ligament à l’os

A

Insertion directe avec 4 zones:

  • Ligament (L)
  • Fibrocartilage (F)
  • Fibrocartilage minéralisé (F)
  • Os (B)
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14
Q

Décrit l’insertion indirecte du ligament à l’os

A

• Couche superficielle (P) se connecte directement avec le périoste
• Couches profondes (D) s’ancrent à l’os (B) via les fibres de Sharpey
– Fibres collagéniques connectant le périoste à l’os

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15
Q

Décrit la vascularisation des ligaments

A

– Microvascularisation uniforme tout au long
• Elle origine des sites d’insertion
• Essentielle pour la nutrition cellulaire
• Maintient la synthèse & réparation de la matrice

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16
Q

Décrit l’innervation des ligaments

A

– Variété de terminaisons nerveuses spécialisées • Rôle dans la proprioception & nociception
– Spécifique au tissu

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17
Q

De quoi les propriétés en tension du complexe os-ligament-os dépendent-elles?

A 
– Charge-déformation (aussi connu sous le nom de charge-élongation pour la tension)
• Influencée par:
– Propriétés de la substance du ligament
– Géométrie du ligament
– Propriétés des sites d’insertion
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18
Q

Qu’est-ce qui affecte les propriétés mécanique de la substance des ligaments lorsque mis en tension

A 
– Contrainte-déformation relative
• Influencée par:
– Composition du collagène
– Orientation des fibres
– Interaction entre le collagène et la substance fondamentale
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19
Q

À quoi est due le comportement viscoélastique du ligament?

A

Comportement viscoélastique
– Principalement dû à l’interaction entre le collagène et la substance fondamentale
– Comportement similaire aux tendons

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20
Q

Comment le module élastique varie-t’il dans le corps?

A

Le module élastique peut être différent pour:
• Différentes régions à l’intérieur du même ligament
• Le faisceau antéro-latéral LCP: module d’élasticité: 294 ± 115 MPa • Le faisceau postéro-médial LCP: module d’élasticité: 150 ± 69 Mpa
• Différents ligaments
• Ligaments méniscofémoraux: module d’élasticité: 355 ± 234 MPa

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21
Q

Comment la déformation relative ultime varie-t’elle selon la région du corps?

A

Déformation relative=selon l’aire transversale
ultime=rupture
• Facteurs similaires vont affecter la déformation relative ultime • Ex. provenant du modèle de lapin
• LCM:~110Mpa
• LCA : ~ 65 Mpa (portion médiale)

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22
Q

Nommer les 3 facteurs conduisant à une augmentation du module d’élasticité et de la déformation relative ultime

A

-Fréquence plus faible du patron d’ondulation (des fibres entières et des faisceaux)
-Faisceaux entassés de façon plus dense
• Plus de fibrilles de collagène porteuses de force par
unité de surface
-Diamètre fibrillaire moyen plus élevé

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23
Q

P/r aux ligaments, la maturation du squelette mène à…

A

→ Changements dans la morphologie du ligament
→ Amélioration des propriétés biomécaniques
→ Amélioration des propriétés structurelles

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24
Q

Quels changements dans la morphologie du ligament arrivent durant la maturation du squelette?

A

↑ grosseur des fibrilles de collagène

↑ concentration de collagène et de la synthèse

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25
Q

Quelles améliorations des propriétés biomécaniques du ligament arrivent au cours de la maturation du squelette?

A 
↑ déformation relative maximale
↑ module d’élasticité
↓ relaxation de contrainte et fluage
26
Q

Quelles améliorations des propriétés structurelles du ligament arrivent durant la maturation du squelette

A

↑ raideur
↑ force maximale
↑ chargement à la défaillance
↑ énergie à la défaillance

27
Q

Qu’est-ce que le modèle de lapin: fermeture des physes entre 7 & 8 mois nous apprend sur la maturation du ligament?

A

N.B. l’amélioration structurelle dépasse l’amélioration des matériaux pendant la maturation du squelette

28
Q

Nomme les 3 changements liés au vieillissement

A
  • Changements dans la morphologie du ligament
  • Détérioration des propriétés biomécaniques
  • Détérioration des propriétés structurelles
29
Q

Quels sont les changements dans la morphologie du ligament durant le vieillissement?

A

↓ concentration du collagène

↑ nombre des fibrilles de collagène de petit diamètre

30
Q

Quels sont les détériorations des propriétés biomécaniques du ligament liés au vieillissement?

A
  • ↓ déformation relative maximale

* ↓ module d’élasticité

31
Q

Quels sont les détériorations des propriétés structurelles du ligament lié au viellissement

A
  • ↓ raideur
  • ↓ force maximale
  • ↓ chargement à la défaillance
  • ↓ énergie à la défaillance
32
Q

Comment le vieillissement affecte le complexe fémur-LCA-tibia humain?

A
  • Glissement antérieur du tibia avec genou en flexion 30° (aussi connu sous le nom de test de Lachman)
    Pour une mm charge, le ligament âgé vieilli se déforme plus pour une même charge et rupture à une charge plus faible
33
Q

Quels sont deux points important à considérer lorsqu’on parle de la sénescence des ligaments?

A

– Vitesse de déclin n’est pas la même pour tous les ligaments
– Exercice peut minimiser, +/- renverser, les effets de l’âge sur les propriétés mécaniques

34
Q

Defaçon générale, comment l’immobilisation/l’activité physique influencent-ils le ligament?

A
  • Adaptation spécifique à la demande imposée: Principe (S.A.I.D)
  • Remodelage du tissu est affecté par le chargement externe
35
Q

Au niveau de sa composition, comment le ligament évolue-t’il lors de l’immobilisation de longue durée? (9-12 semaine?, plus de 12 semaines?)

A

Jusqu’à 9-12 semainesàchangements dans la morphologie du ligament seulement
– ↑ renouvellement de collagène et dégradation
– Désorganisation de l’orientation de la fibre de collagène
– ↑ du nombre de fibrilles de collagène de petit diamètre
Après 12 semainesàchangements dans la structure du ligament
– ↓ masse de collagène (atrophie)

36
Q

Comment l’immobilisation mène à la détérioration des propriétés biomécaniques du ligament?

A
  • ↓ déformation relative maximale

* ↓ module d’élasticité

37
Q

Comment l’immobilisation mène-t’elle à la détérioration des propriétés structurelles du ligament?

A
  • ↓ raideur
  • ↓ force maximale
  • ↓ chargement à la défaillance
  • ↓ énergie à la défaillance
38
Q

Comment l’immobilisation mène-t-elle à la ↓ propriétés structurelles aux enthèses (zone d’insertion) du ligament?

A

– Perturbation des fibres profondes s’insérant à l’os
– Résorption osseuse sub-périostal (↑ activité ostéoclastique)
– ↑ risque de défaillance par avulsion

39
Q

Décris les variances p/r à la réversibilité des propriétés du ligament suite à l’immobilisation

A

Peut prendre plus de temps à renverser qu’à induire
– Varient entre les tissus
– Substance du ligament: temps de récupération ~ temps d’immobilisation
– Enthèse: temps de récupération&raquo_space;> temps d’immobilisation

40
Q

Comment l’exercice à court terme affecte les ligaments?

A 
↑ propriétés mécaniques et structurales
– ↑ force maximale et de la déformation relative maximale 
– ↑ module d’élasticité et de la raideur
41
Q

Comment l’exercice tout au long de la vie affecte le ligament?

A

• Peut masquer l’effet du

vieillissement

42
Q

Comment la transition thermale de 37-40° C affecte les propriétés viscoélastiques du ligament?

A

– ↑ relaxation de contrainte: réversible à 37oC; irréversible à 40oC
– ↑ vitesse de fluage: à des chargements constants et cycliques – ↓ charge de rupture et de la déformation relative de rupture
» Déformation relative de rupture: ~3-4% @ 40oC; ~8-14% @ <37oC
» Charge maintenue durant le refroidissement → ↓ déformation relative de rupture
» Peut inhiber le rétablissement des liens structuraux

43
Q

Cliniquement, que devons nous retenir sur l’effet des changements de température (37-40°C) au niveau du ligament?

A

– La profondeur de pénétration d’une méthode de chauffage doit être connue
Ø La circulation sanguine va atténuer les effets thermiques
– L’étirement du tissu chauffé doit être effectué avec précaution

44
Q

Qu’est-ce que les corticostéroïdes et hormone adrénocorticotrope ont comme effets sur la composition du ligament?

A 
– ↓ contenu en glycosaminoglycanes (molécules avec bonne rétention d'eau) (GAG) de la MEC
– ↓ synthèse du collagène de type I (diminue raideur et module d'élasticité)
45
Q

Qu’est-ce que l’hormone relaxine a comme effet sur le ligament?

A

– Produite pendant la grossesse
– Connue pour assouplir et augmenter l’extensibilité des ligaments • Cible les ligaments pelviens
• Évidences pour des récepteurs sur d’autres ligaments tel que le LCA

46
Q

Qu’est-ce que l’oestrogène a comme effet sur le ligament?

A

– Rôle questionnable dans la détermination de la résistance d’un ligament
– Peut réguler négativement la synthèse de collagène de type 1

47
Q

Comment la tension dans la zone “le pied” du ligament affecte-elle la relation charge-déformation?

A

Le pied: en tension la partie ou les fibres de collagène s’étirent sans stress à la structure (déplié un cheveu frisé)
– Contrainte initiale → déformation relative ~1.2% - 1.5%
• Raidissement des fibrilles crispées
• Orientation des fibres dans l’axe de chargement
– Plus grande dans le ligament que dans le tendon
• Collagène dans le ligament a un alignement moins uniforme

48
Q

Comment la tension dans la zone linéaire/élastique du ligament affecte-elle la relation charge-déformation?

A

Tension linéaire/élastique: une fois passé le pied quand il y a un stress sur la structure
– ↑↑ raideur
– Fibres de collagène glissent relativement les unes aux autres
– S’étire jusqu’à ~ 6%
• déformation physiologique normale généralement < 4%

49
Q

Comment la tension dans la zone de rupture progressive du ligament affecte-elle la relation charge-déformation?

A
  • Au-delà de la limite élastique
  • Micro-rupture progressive
  • dommage aux fibres & liens de collagène
  • Clinique = 1er degré d’entorse clinique
  • Au-delà du point d’écoulement: Rupture structurale partielle
  • Clinique = 2e degré d’entorse clinique (passé le pt le plus haut du graphique)
  • Au point de défaillance (de rupture): Rupture structurale complète
  • Clinique = 3e degré d’entorse clinique (point le plus bas)
50
Q

Décris une entorse de grade 1

A

– Histopathologie tissulaire
• Au-delà de la limite élastique
• Rupture minimale de certaines fibres des tissus- mous
– Dommage de l’ultra-structure – Clinique
• Test de mise en tension sélective – Pas de laxité articulaire
– Douleur
• Sensible à la palpation • Bon pronostic

51
Q

Décris une entorse de grade 2

A

– Histopathologie tissulaire
• Au-delà du point d’écoulement
• Rupture de certaines, mais pas toutes, les fibres du ligament – Dommage structural partiel
– Clinique
• Douleur plus aiguë et oedème plus important que le grade 1
• Test de mise en tension sélective – Certaine laxité articulaire détectable – Douleur
• Pronostic
– Généralement bon
– Potentiel pour une instabilité clinique et une re-blessure

52
Q

Décris une entorse de grade 3

A

– Histopathologie tissulaire
• Atteint le point de rupture
• Rupture complète des fibres du ligament – Rupture structurale complète
– Clinique
• Certaine douleur (typiquement moins que le Grade II) • Hémorragie locale & inflammation significatives
• Test de mise en tension sélective
– Laxité articulaire notable – Douleur minimale
• Pronostic
– Prudent
– Spécifique au ligament

53
Q

Définition blessure par avulsion

A

blessure par arrachement entre os et ligament

54
Q

Décris le pronostique d’une blessure par avulsion

A

• Perturbation de l’os et du ligament
– Requiert un diagnostic radiographique
– Pronostic
• Meilleur avec une restauration chirurgicale de l’anatomie osseuse
• Une avulsion réparée a un meilleur pronostic qu’une entorse de Grade III

55
Q

Pourquoi les jeunes enfants sont-ils plus à risque de blessure par avulsion

A

• Les propriétés tensiles de l’os à l’enthèse augmentent par rapport à celles du ligament pendant la maturation du squelette

56
Q

La guérison ligamentaire est spécifique à:

A

– la sévérité de la blessure (grade)
– l’anatomie (spécifique au ligament)
– au patient (âge, genre, etc).

57
Q

Décris la guérison biomécanique du ligament dans le premier 72h.

A

Premier 72h (phase inflammatoire) – restoration mécanique négligeable
– Formation d’un caillot de fibrine
– Formation rudimentaire d’une cicatrice
• Matrice de protéoglycanes et de collagène (principalement type III)

58
Q

Décris la guérison (réparation biomécanique) du ligament dans les 6 semaines suite à la blessure

A

– Jusqu’à ~ 6 semaines (phase proliferative) – restoration mécanique graduelle
– Au début: Un tissu de granulation vasculaire fragile remplit la brèche
– Progression:
– Synthèse active de collagène
• Faible concentration de collagène
• Organisation tissée
• Collagène type I prédomine maintenant
– Concentration augmentée de glycosaminoglycans
• Corrèle avec une force mécanique augmentée de la cicatrice
– À la fin: apparence histologique normale ( à ~ 6 semaines)

59
Q

Décris la guérison (réparation biomécanique) du ligament dans les 12 mois suite à la blessure

A

– Jusqu’à ~ 12 mois (phase de remodelage) – restoration
mécanique graduelle
– Augmentation dans la densité du collagène & organisation
• Alignement graduel le long de l’axe principal • Cross-linking (réticulation) augmenté
• +/-restorationdespropriétésmécaniques

60
Q

Au niveau clinique, que devons-nous retenir au sujet de la guérison des ligaments?

A

– La qualité de la cicatrisation ligamentaire dépend de facteurs anatomiques, physiologiques, biomécaniques, etc
– les ligaments déchirés guérissent mieux / plus rapidement que les ligaments coupés
– ligaments avec de bonnes contraintes anatomiques pour mieux se positionner guérissent mieux
– la laxité peut être présente si les extrémités déchirées ne sont pas bien approximées pendant la guérison
– une réparation chirurgicale peut être nécessaire lorsque des contraintes anatomiques ne sont pas présentes (tel que le LCA du genou)
– Les greffes chirurgicales peuvent prendre >1 an pour reprendre leurs propriétés ligamentaires histologiques
– Les ligaments avec des tissus environnants bien vascularisés guérissent mieux

61
Q

Utilise-t’on l’immobilisation dans le cas de blessure ligamentaire comme partie intégrante du traitement?

A

– Immobilisation ? Rarement
– +/- pour les endorses de 3e degré … et seulement pour une courte période de temps (i.e. < 10 jours pour les chevilles)
– Protection? Toujours (P.R.I.C.E.)

62
Q

Quels sont les avantages de la mobilisation précoce dans le cas de blessures ligamentaires?

A

Une protection prolongée contre les contraintes empêche la restauration des propriétés mécaniques
– N.B. Le ligament cicatrisant doit être protégé des contraintes excessives
Le mouvement dans les limites physiologiques génère:
– Tissu plus fort
– Réparation plus rapide
– Adhésion cicatricielle réduite

Biomécanique du système musculosquelettique (12 decks)

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