Extraction et analyse comparative des propriétés mécaniques intrinsèques des plaques de croissance porcines à quatre stades développementaux

La croissance longitudinale du tissu osseux est régulée par les hormones, la nutrition, l‘environnement génétique et les forces mécaniques. L‘environnement mécanique constitue un élément clé dans ce processus, car des forces excessives peuvent être impliquées dans la progression des maladies musculosquelettiques infantiles et juvéniles. L‘accentuation de leurs progressions coïncide souvent avec des périodes de croissance accélérées, notamment, les poussées de croissance juvéniles et adolescentes. La croissance longitudinale des os longs et des vertèbres s‘opère au droit des plaques de croissance qui sont divisées en trois zones histologiques distinctes (réserve, proliférative, hypertrophique). Des études antérieures ont investigué le comportement biomécanique des plaques de croissance, ainsi que leurs zones histologiques, mais aucune étude n‘a, à ce jour, caractérisé la variation de ce comportement avec le stade de développement. Cette étude vise à extraire les propriétés mécaniques intrinsèques des plaques de croissance porcines à quatre stades de développement afin de caractériser la sensibilité biomécanique des plaques de croissance en fonction du stade développemental. Dans des expériences antérieures, des explants de plaques de croissance porcines à quatre stades de développement (nouveau-né, quatre, huit et 18 semaines) ont été testés sous compression non confinée en relaxation de contraintes. Ces explants ont été soumis à une déformation de 1.5x10-3 s-1 jusqu‘à l‘obtention de l‘équilibre, suivant un critère de relaxation de 0.05 g/min. Les données expérimentales ont été récupérées et modélisées selon une loi de comportement biphasique isotrope transverse décrit par les perméabilités transverse (k1) et hors plan (k3), les modules d‘Young transverse (E1) et hors plan (E3), et les coefficients de Poisson transverse (ν21) et hors plan (ν31). Le module d‘Young hors plan (E3) a été déterminé expérimentalement et la perméabilité hors plan (k3) n‘a pas été étudiée car elle est seulement déterminée de la compression confinée. L‘extraction des quatre autres propriétés mécaniques (k1, E1, ν21, ν31) a été réalisée par un recalage des courbes expérimentales avec ce modèle mathématique en utilisant un algorithme d‘optimisation. Afin d‘améliorer la corrélation graphique avec les courbes expérimentales, une étude de sensibilité a été effectuée pour déterminer les propriétés mécaniques les plus influentes sur le comportement de ce modèle avec le but de potentiellement modifier la définition de la fonction d‘erreur. Une procédure d‘extraction des propriétés mécaniques intrinsèques a été développée pour ce recalage en utilisant