Os Flashcards
Quels sont les 3 types de cellules de l’os?
– Ostéoblastes
– Ostéoclastes
– Ostéocytes
Qu’est-ce qui forme la matrice inorganique de l’os
minéraux
Quel type de protéine est majoritaire dans l’os?
Le collagène
Quels sont les fonctions des ostéoBlastes?
Produisent la matrice osseuse:
– collagène de type I
– protéines non-collagéniques
– minéraux (extraits à partir du sang)
Quel est la fonction des ostéoClastes?
• Résorbent la matrice osseuse
– Nécessaire pour le renouvellement et le remodelage de la matrice
– Forment des ostéons dans l’os Haversien
Comment les ostéoClastes affectent-ils les ostéoBlastes?
Les ostéoclastes matures peuvent secréter des facteurs qui augmentent le nombre/activité des ostéoblastes, ce qui peut (partiellement) expliquer pourquoi les changements dans la résorption osseuse sont souvent suivis par des changements similaires dans la déposition osseuse.
Qu’est-ce qu’un ostéocyte et quels sont ses fonctions?
Ce sont les cellules les plus nombreuses de l’os
– Un ostéoblaste “emprisonné” dans la matrice de l’os minéralisé
• Régulent le métabolisme global de l’os
– Détectent la contrainte mécanique et le développement de microfissures
– Répondent aux changements hormonaux (p. ex. carence en œstrogènes)
– Déclenchent le remodelage osseux (probablement par communication avec les « cellules de la paroi osseuse »)
*Ce sont des cellules souches à un stade plus différencié qui servent à communiquer et non à créer de l’os
Où se trouvent les compartiments de remodelage osseux?
- À la surface osseuse
* Contiennent les trois types cellulaires osseux, bordées de « cellules de la paroi osseuse »
Quels sont les composantes structurales primaires organiques et quelles propriétés amènent-elles?
– ~90% collagène de type I
• Fournit les propriétés viscoélastiques à l’os
Quels sont les composantes structurales primaires inorganiques?
– Hydroxyapatite (HA)
• minerai calcium phosphate
Comment les composantes structurales primaires organiques et inorganiques se complémentent-elles dans l’organisation structurale de l’os?
• L’organisation du collagène permet le dépôt d’HA dans les fibres et entre les fibres
Au niveau microscopique, quel est le terme décrivant l’os immature?
os tissé
Au niveau microscopique, quel est le terme décrivant l’os mature?
os lamellaire
Au niveau microscopique, qu’est-ce qu’apporte la transition de l’os tissé à de l’os lamellaire?
Le remodelage augmente les propriété structurales de l’os puisque l’os tissé (immature) vs lamellaire (mature) reflète l’organisation de la matrice de collagène
Décrit la distribution des fibres collagènes dans l’os tissé et dans quel situation l’os tissé est présent.
La distribution des fibres de collagène pseudo-aléatoire
• Relativement isotrope (même propriétés dans toutes les directions)
– Retrouvé chez;
• Embryon
• Nouveau-né
• Cal osseux (fracture)
• Région métaphysaire de l’os en croissance
Décrit la distribution des fibres collagènes dans l’os lamellaire et sa formation graduelle à la jeune enfance
– Collagène hautement organisé
• Aligné le long des principales lignes de contrainte
• Anisotrope (en fonction des contraintes qu’il reçoit normalement ex: fémur compression)
– Structure mature d’os cortical et trabéculaire
• ~1 mois → la maturation commence
• ~1 an → l’os tissé est remplacé activement
• ~4 ans → os lamellaire en majorité
Décrit l’os cortical
– Dur et dense
– Aussi connu sous le nom d’os compact
Décrit l’os trabéculaire
– Poreux ou spongieux
– Structure de « poutre » (trabécules)
– Aussi connu sous le nom d’os spongieux
Quel proportion du squelette humain est composé d’os cortical?
80%
Quel est le niveau de porosité de l’os cortical?
– Porosité <10%
Quels types de charges l’os cortical résiste-il?
– Forces de flexion
– Forces de torsion
– Forces de compression
Dans quels zones retrouve-on l’os cortical?
– Enveloppe des os de forme cuboïdale (ex: corps vertébral)
– Diaphyse des os longs
Comment nomme-t-on le type d’os cortical complexifié?
os Haversien
Comment sont structurés les os Haversiens?
– Canaux entourés en circonférence par de l’os lamellaire concentrique
• Canaux Haversiens (ostéons): canaux centraux / principaux pour les vaisseaux sanguins et nerfs
• Canaux d’embranchement: canaux de Volkmann qui connectent les canaux Haversiens
De quoi résulte l’os Haversien?
remodelage de l’os cortical
Quel type d’os est décrit comme étend poreux?
Os trabéculaire
Décrit la structure de l’os trabéculaire
Tiges et plaques inter-connectées (trabécules)
Quel est le pourcentage de porosité de l’os trabéculaire
Espaces larges au milieu: porosité > 30%
• Pores typiquement remplis de moelle
Décrit le remodelage à la surface des trabécules?
– Pas de systèmes de Havers
– ↑ aire de surface → 8x le renouvellement de l’os cortical
L’os trabéculaire résiste à la compression grâce à sa configuration, expliquez comment.
– Les trabécules sont organisées le long des principales lignes de contrainte
– La moelle dans les vides contribue à la pression de charge à porter
Où retrouve-t-on principalement l’os trabéculaire?
– Métaphyse et épiphyse des os longs (les extrémités)
– Centre des os de forme cuboïdale (ex. corps vertébral)
Comment détermine-t-on la densité de l’os trabéculaire?
• Architecture–reliée à la densité apparente
– Épaisseur moyenne d’une trabécule individuelle
– Espacement moyen entre les trabécules
– Nombre de trabécules
Quelles sont les deux techniques pour mesurer la densité minérale osseuse?
Densité de cendres
Densité apparente (substitut largement accepté)
Qu’est-ce que la densité de cendre mesure pour déterminer la densité minérale osseuse?
- Contenu minéral / volume
* mesuré en brûlant le contenu organique (donc la densité de « cendres »)
Comment la masse apparente est-elle mesuré?
• Masse / volume (proportionnelle à la porosité)
Quel type d’os a la plus grande densité minérale
Cortical»_space; Trabéculaire
Décrit la densité minérale de l’os cortical
Os cortical – solide avec une série de trous
– Remodelage Haversien → ↓ densité minérale osseuse
-Ostéons représentent les «trous» dans l’os « solide »
• ↓ raideur
• ↓ résistance (force)
Décrit les composantes de l’os trabéculaire qui affectent la densité.
Tiges et plaques entourant les « trous » remplis de moelle La moelle ↓↓↓ densité minérale osseuse • ↓↓↓ raideur • ↓↓↓ résistance (force)
Quel pourcentage de la variance du module d’élasticité et de la force ultime est expliqué par la densité minérale osseuse?
~90%
GOOD JOB :)
Continue
Que peut-on conclure de ce graphique représentant l’os cortical sous tension?
– Résistance à l’écoulement ≈ Résistance maximale
• Le comportement après l’écoulement est determiné par le contenu en collagène
Sachant que l’os est hautement anisotrope, quels types de charges seront les mieux résistés par l’os cortical?
– Compression axiale : 130 à 230 MPa
En ordre croissant de résistance à la contrainte:
• Radius, ulna, fibula, humérus, tibia, fémur
Sachant que l’os est hautement anisotrope, quels types de charges seront les mieux résistés par l’os trabéculaire?
– Compression: ~40 à 45 MPa
– Tension: ~8 MPa
Expliquez comment l’os trabéculaire réagit à la compression
Déformation relative en compression ~ 4% avant l’écoulement
– Premier stade: les trabécules se plient et se compriment
– ↑ absorption d’énergie avec ↓ masse & densité
• Spécialement à des niveaux de contrainte faibles, dans la région linéaire
• Propriété absorbante de choc des corps vertébraux!!
– Flexion élastique (avant le point d’écoulement) = énergie emmagasinée
– Fracture trabéculaire (après le point d’écoulement)) = énergie dissipée
Décrit les trois stades de chargement compressif de l’os trabéculaire
– Premier stade: les trabécules plient et se compressent • Raideur linéaire (élastique)
– Second stade: effondrement / fracture des trabécules
– Troisième stade: les trabécules brisés remplissent les pores
• Augmentation dans la raideur
Quel est la résistance à la fracture de l’os?
• ~3.3à6.4MPa•m0.5
– Comparable au carbure de silicium et d’autres céramiques non-biologiques
• Utilisé dans les freins d’automobiles et dans des vestes pare-balles
– ~ 3-5x plus élevée que le béton – ~ 1/10 d’un alliage d’acier
Quels sont les 3 stades caractéristiques d’une fracture fragile?
Initiation de la fissure
Propagation de la fissure
Fracture finale
Que ce passe-t’il dans le stade d’initiation de la fissure d’une fracture fragile?
• Petite ↓ dans la raideur et la résistance (dissipe énergie)
Que ce passe-t’il dans le stade de propagation de la fissure d’une fracture fragile?
• lente, stable ↓ dans la raideur et la résistance • Bénéfice structurel du système Haversien
– La fissure transversale est détournée par les “lignes de ciment” entre les ostéons
» Comme le gravier dans le ciment (béton)
Que ce passe-t’il dans le stade de fracture finale d’une fracture fragile?
- Précédée par une ↓ rapide dans la capacité à supporter la charge
- Se produit quand assez de fissures s’unissent pour que le système Haversien ne puisse plus les absorber
Qu’est-ce que la durée de vie en fatigue?
• Nombre de cycles de chargement nécessaires pour mener à la fracture
Comment le type de contrainte et sa grandeur affectent-ils la durée de vie en fatigue?
compression > tension
diminution à un niveau de contrainte fixe: c’est-à-dire que la variation du chargement réduit la probabilité d’une fracture de fatigue