Computational Musculoskeletal Finite Element Model Studies of a Knee Joint during Stair Ascent

Le genou est une articulation très chargée dans le corps humain qui subit de grands mouvements dans diverses activités quotidiennes. Les dommages aux structures du genou sont associées à des charges internes importantes. Environ un tiers des troubles articulaires proviennent de la région fémoropatellaire (FP) qui fait de la montée des escaliers une activité exigeante pour les patients. En tant que l'une des articulations les plus fréquemment blessées du corps humain, le genou souffre d'arthrose (OA) plus que toute autre articulation portante. L'arthrose est destructrice pour l'articulation du genou en dégradant sa lubrification, ses propriétés mécaniques, sa composition et sa morphologie. L'obésité, les tâches quotidiennes lourdes (montée d'escaliers par exemple) et les blessures existantes exposent le genou à un risque encore plus élevé d'initiation et de progression de l'arthrose. Les résultats de la 3e enquête nationale sur la santé et la nutrition (1988-1994) sur 6596 adultes âgés (> 60 ans) ont révélé que 18,1 % des hommes américains et 23,5 % des femmes américaines souffraient de douleurs au genou, la prévalence augmentant avec l'âge. Les douleurs au genou sont également plus fréquentes chez les femmes que chez les hommes. Une hypothèse raisonnable et généralement acceptée est que l'initiation et la progression de l'arthrose sont associées à la fois à des changements anormaux dans les zones de contact et à une amplitude élevée des contraintes de contact. Il existe une corrélation dose-réponse claire entre les symptômes de l'arthrose du genou et les activités de travail pénibles telles que s'agenouiller, s'accroupir, monter des escaliers et soulever des objets. L'arthroplastie totale du genou (TKA) est un traitement éprouvé avec jusqu'à 20 % d'échec nécessitant probablement une reprise chirurgicale. C'est estimé que le nombre de procédures TKA d'ici 2030, avec 3,5 millions de procédures par an, connaîtra une forte augmentation. Les lésions du ligament croisé antérieur (LCA) sont plus fréquentes chez les jeunes, en particulier chez les athlètes féminines. Les athlètes masculins courent un risque 5 fois plus faible de déchirures du LCA par rapport aux femmes. Même avec une chance de succès relativement élevée pour les chirurgies de reconstruction du LCA, les patients avec un LCA déficient sont sujets à un risque élevé de maladies du genou à long terme, en particulier l'arthrose. Par rapport à la marche en palier comme l'activité quotidienne la plus populaire, la montée d'escaliers est moins fréquente mais une activité beaucoup plus exigeante avec surtout des forces de contact PF beaucoup plus importantes. La montée d'escaliers est une activité avec des moments et des angles sagittaux de la hanche et du genou plus importants que la marche à niveau.