ETUDE TRIBOLOGIQUE DES VERTEBRES CERVICALES

Abstract

La pathologie cervicarthrosique est un motif fréquent de consultation neurologique et rhumatologique. L’arthrose au niveau des vertèbres cervicales est l’entité pathologique la plus répandue qui peut dans certains cas être relativement précoce dès l’age de 20 ans ; et ce en plus des sujets âgés. Les possibilités thérapeutiques sont multiples, variant selon le stade de gravité de l’arthrose, son degré évolutif, son retentissement fonctionnel et l’efficacité respective des différents traitements symptomatiques. Finalement, les atteintes dégénératives avancées (graves voir invalidantes pour le malade) de la colonne cervicale nécessite le recours aux moyens chirurgicaux. Notre contribution vise à améliorer la thérapie de cette pathologie en proposant un nouveau matériau, en l’occurrence le silicone élastomère. Nous allons faire subir à ce matériau, des effets tribologiques généralement observé au sein d’une unité vertébrale fonctionnelle (UVF) spécifiques aux mouvements de flexion de la tête. La première partie de cette étude, est de mettre en avant les effets tribologiques matérialisant l’usure au niveau des vertèbres cervicales, occasion d’aborder cet axe sur lequel peu de chercheurs du domaine médical, se sont penchés. Pour ce faire, notre démarche consiste à reproduire les mouvements de la tête (effets de la flexion avant et arrière de la tête) à l’aide d’un banc d’essai constituant une unité vertébrale fonctionnelle C5/C6, dans laquelle nous interposons le matériau afin d’analyser son comportement au regard des effets tribologiques générés par ces mobilités en appliquant une charge, une vitesse et une amplitude de déplacements maintenus constants. Par conséquent, nous allons faire subir au matériau, objet de notre étude, l'usure par fatigue. La méthode de planification extrémale des expériences nous a permis d’aboutir, à des modèles mathématiques générant ce comportement tribologique d’une part, et d’autre part la détermination de la durée de vie de ce matériau subissant cette usure. Quelque soit la nature du chargement mécanique extérieur, par contact ou par inertie, la réponse mécanique des éléments anatomiques impliqués se traduit par des phénomènes de déformations et de contraintes scoliotiques. Le but de cette étude est la modélisation en éléments finis permettant d’explorer les mécanismes lésionnels survenant lors des sollicitations des principaux mouvements de flexion sagittale, latérale et axiale sur le disque intervertébrale jonctionnelle entre C5 et C6. Les résultats indiquent que la contrainte maximale obtenue sur le disque est de l’ordre de 1.559MPa. Le travail effectué a été fructueux dans la mesure où les résultats trouvés sont encourageants, notamment pour la durée de vie du matériau proposé.