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Modélisation et analyse des fractures du cartilage de croissance tibial proximal chez les adolescents : théorie et applications potentielles

Susan Basile, Xiaopeng Zhao

Contexte : Les blessures dues à la surutilisation sont de plus en plus fréquentes chez les enfants et les adolescents, en particulier chez ceux qui participent régulièrement à un seul sport. Par conséquent, la prévention, la détection précoce et le traitement de ces blessures sont essentiels. Cependant, les recherches existantes sur les populations adultes ne peuvent pas toujours être directement appliquées à des cas analogues dans des populations plus jeunes. Cette étude tente de fournir un exemple de la manière dont la modélisation mathématique et informatique peut être utilisée pour prédire les modifications des emplacements, des directions et des amplitudes de charge résultant de changements de maturation d'une manière qui n'est pas possible in vivo. Méthodes : Un modèle d'extension de jambe 2D a été créé et utilisé pour calculer les forces pertinentes au niveau de l'articulation proximale du genou. Des aspects individuels du modèle, tels que la force du quadriceps et la longueur de la jambe, ont été modifiés pour quantifier comment l'augmentation de la génération de force et de la longueur des membres d'un adolescent en croissance peut affecter les forces au niveau de l'articulation. Les forces dérivées ont été introduites dans un modèle d'éléments finis 3D incorporant le matériau de la plaque épiphysaire relativement plus faible d'un jeune adulte en croissance pour calculer les contraintes et les déformations sur le tibia d'un adolescent. Résultats : Les résultats ont montré qu'un tendon rotulien raccourci et une force musculaire accrue du quadriceps étaient potentiellement plus importants pour augmenter le stress sur le tibia proximal que des aspects tels que les changements de taille et de poids. Conclusions : Les méthodes théoriques et informatiques utilisées se révèlent prometteuses dans leur capacité à prédire les risques potentiels de blessures dans les populations pour lesquelles les recherches fondées sur des données probantes font défaut. Les modèles intégrant le coude et l'épaule ont un potentiel d'impact élevé pour les jeunes lanceurs de baseball.