L’étude examine la source des douleurs dorsales et articulaires dans le but de thérapies d’ingénierie inverse

résumé: Les chercheurs étudient le processus de dégénérescence des tissus musculo-squelettiques qui entraîne des douleurs chroniques au dos et aux articulations dans l’espoir de traduire leurs découvertes en de nouvelles façons de réparer les lésions tissulaires et, finalement, de soulager la douleur.

source: Médecine Johns Hopkins

C’est une histoire familière : vous ressentez des picotements dans le dos et la prochaine chose que vous savez, vous ne pouvez pas sortir du lit. Des maux de dos aux douleurs articulaires, les douleurs musculo-squelettiques, bien que courantes, peuvent bouleverser la vie et être débilitantes. Mais ne devrait-il pas l’être ?

C’est la grande question posée par Jill Middendorf, professeur adjoint de génie mécanique à l’Université Johns Hopkins, qui étudie les facteurs mécaniques responsables de la dégradation du cartilage, des ligaments et des articulations.

« Notre objectif est de comprendre le processus de dégénérescence du tissu musculaire squelettique, y compris le cartilage, les ligaments et les disques intervertébraux, en utilisant des techniques mécaniques avancées », explique Middendorf. « Si nous comprenons pourquoi ce processus se produit, nous espérons traduire nos découvertes en de nouvelles façons de réparer les tissus endommagés et de prévenir d’autres douleurs. »

Dans une étude récente publiée par Journal de génie biomécaniqueMiddendorf et ses collaborateurs ont cherché à comprendre comment les tissus mous de la colonne vertébrale changent lorsque les disques intervertébraux se relâchent ou dégénèrent avec le temps.

Plus précisément, ils ont examiné le ligament capsofacial – un tissu mou qui maintient ensemble les deux côtés de l’articulation facettaire et qui est considéré comme une cause fréquente de douleur au bas du dos. Des études antérieures suggèrent que cela pourrait être lié à des changements mécaniques qui se produisent dans ce ligament lors de la dégénérescence de la colonne vertébrale, bien que l’on ne sache pas exactement pourquoi, dit Middendorf.

Pour le savoir, l’équipe a extrait les ligaments capsufaciaux des épines d’un cadavre et a mené des expériences pour mesurer les propriétés mécaniques des ligaments, telles que la contrainte et la déformation, dans différentes conditions de charge. En comparant les images IRM de la colonne vertébrale et leurs résultats expérimentaux, l’équipe a découvert que les tissus du ligament devenaient plus rigides à mesure que la colonne vertébrale se détériorait.

Les chercheurs pensent que cette rigidité accrue entraîne une modification de la charge dans les tissus environnants et peut expliquer pourquoi certaines personnes développent des douleurs articulaires.

« Nous montrons ici qu’il existe une corrélation entre la mécanique des ligaments et la dégénérescence vertébrale, ce qui nous rapproche de la capacité de déterminer si ce ligament cause de la douleur ou s’il s’agit d’une autre partie de la colonne vertébrale », explique Middendorf.

Grâce aux informations recueillies lors de leurs expériences sur les tissus, les chercheurs du laboratoire de Middendorf prévoient de poursuivre leurs travaux pour faire progresser notre compréhension de la dégénérescence vertébrale et créer des tissus musculaires squelettiques modifiés pouvant être transplantés pour remplacer les tissus endommagés ou malades.

Cependant, lorsqu’il s’agit de douleur, il n’est pas toujours facile de trouver des réponses.

« L’un des défis associés au diagnostic et au traitement des douleurs rachidiennes consiste à déterminer la source de la douleur », explique Middendorf.

« Mais nous pouvons mieux comprendre les causes et les mécanismes des lésions tissulaires, ce qui signifie que nous serons un jour en mesure de désosser la solution. »

À propos de cette recherche nouvelles sur la douleur chronique

auteur: bureau de presse
source: Médecine Johns Hopkins
communication: Bureau de presse – Johns Hopkins Medicine
image: L’image est dans le domaine public

Recherche originale : Accès fermé.
« Le ligament capsulaire lombo-facial devient plus différencié et les fibres deviennent plus rigides avec la dégénérescence des disques intervertébraux et des facettes articulairesÉcrit par Jill M. Middendorf et al. Journal de génie biomécanique

un résumé

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Le ligament capsulaire lombo-facial devient plus différencié et les fibres deviennent plus rigides avec la dégénérescence des disques intervertébraux et des facettes articulaires

La dégénérescence rachidienne lombaire, et surtout comment cette dégénérescence peut entraîner des douleurs, est encore mal connue. En particulier, les mécanismes du ligament capso-facial peuvent contribuer à la lombalgie, mais les modifications mécaniques qui se produisent dans ce ligament avec dégénérescence rachidienne ne sont pas connues.

De plus, la nature non linéaire, hétérogène et hautement anisotrope du ligament capsufacial rend plus difficile la compréhension des changements mécaniques. Cliniquement, des signes de dégénérescence de l’articulation facettaire et du disque intervertébral (DIV) basés sur l’imagerie par résonance magnétique (IRM) sont associés.

Par conséquent, cette étude a examiné comment la mécanique non linéaire inhomogène du ligament capsulaire superficiel change avec la dégénérescence vertébrale lombaire caractérisée à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique.

Les épines humaines ont été imagées par IRM, les articulations latérales L2-L5 et les DIV ont été notés à l’aide des systèmes de classification Fujiwara et Pfirrmann. Ensuite, le ligament capsufacial a été isolé et chargé biaxialement.

Les propriétés mécaniques non linéaires du ligand ont été obtenues à l’aide d’une analyse de mécanique inverse généralisée non linéaire (nGAIM). Ensuite, le modèle Holzapfel-Gasser-Ogden (HGO) a été ajusté aux données de contrainte-déformation obtenues à partir de nGAIM.

Le ligament capso-facial est plus rigide et plus variable dans les scores de Pfirrmann plus grands et les scores de Fujiwara plus élevés que dans les scores et scores inférieurs. L’analyse de l’hétérogénéité des ligaments a montré que tous les tissus sont hautement hétérogènes, mais aucun modèle spatial distinct d’hétérogénéité n’a été trouvé.

Ces résultats montrent que la dégénérescence du rachis lombaire, y compris le ligament capsulaire superficiel, semble se produire comme un phénomène articulaire dans son ensemble et font progresser notre compréhension de la dégénérescence du rachis lombaire.