Caractérisation mécanique du fascia lata et contribution à sa modélisation numérique

Characterization of fascia lata mechanical behavior and contribution to its numerical modelling

• Auteur / Autrice : Yuliia Sednieva
• Direction : Karine Bruyère, Laure-Lise Gras, Anthony Viste
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomécanique
• Date : Soutenance le 16/12/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs
• Jury : Président / Présidente : Sébastien Laporte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Karine Bruyère, Laure-Lise Gras, Anthony Viste, Catherine Masson, Gregory Chagnon, Benoit Beyer, Yoann Lafon-Jalby
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Masson, Gregory Chagnon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chirurgie -- Technique

Genou

Cinématique

Déformations (mécanique)

Muscle tenseur du fascia lata

Mots clés libres

Fascia lata

Mécanismes de déformation

Flexion du genou

Cinématique des fibres

Membrane biologique fibreuse

Essai de cisaillement

Technique chirurgicale de pie-crusting

Fascia lata,

Strain mechanisms

Knee flexion

Fiber kinematics

Fibrous biological membrane

Shear test

Surgical technique of pie-crusting

Résumé

Les pathologies du genou liées au sport sont nombreuses et impliquent, pour partie, la bandelette iliotibiale (ITT). Il s’agit d’un renforcement d’une partie du fascia profond de la cuisse, nommé fascia lata. Le fascia lata est un tissu conjonctif fibreux composé de fibres d’élastine et de réseaux de fibres de collagène présents dans différentes couches de tissu. Il a un rôle stabilisateur de l’articulation et permet le transfert des efforts entre les muscles, mais les propriétés et mécanismes de déformation de ce tissu restent mal connus. Dans ce contexte, les mécanismes de déformation du fascia lata lors de mouvements physiologiques du genou ont été étudiés. Des données quantitatives des champs de déformation du fascia lata ont été obtenues in situ mettant en évidence des mécanismes de déformation en traction, compression et aussi cisaillement. Par conséquent, le comportement mécanique d’échantillons isolés de fascia lata a été analysé avec des essais de cisaillement de type large bande et traction de biais, incluant l'étude de la cinématique des fibres de collagène. Une première contribution à la modélisation en éléments finis du comportement du fascia a également été proposée. Enfin, comme l'état de déformation naturel du fascia lata contribue à une bonne mobilité du genou, une étude in situ a été mise en place pour évaluer l'impact sur les déformations du fascia et mobilités articulaires d'une technique chirurgicale de relâchement des tensions, dite de pie-crusting appliquée à l’ITT et pouvant être recommandée dans des cas pathologiques. L’ensemble du travail réalisé apporte donc de nouveaux éléments dans l'étude du comportement mécanique du fascia lata.

There are many sports-related knee injuries, some of which involve the iliotibial band (ITT). This is a thicker part of the deep fascia of the thigh, called fascia lata. The fascia lata is a fibrous connective tissue composed of elastin fibers and networks of collagen fibers present in different layers of tissue. It has a stabilizing role in the joint and allows the transfer of forces between muscles, but its properties and strain mechanisms remain poorly understood. In this context, the strain mechanisms of the fascia lata during physiological knee movements were studied. Quantitative data of fascia lata strain fields were obtained in situ highlighting strain mechanisms in tension, compression, and shear. Therefore, the mechanical behavior of isolated fascia lata samples was analyzed with shear tests such as bias extension tests and traction of a large band tissue. The study of collagen fiber kinematics was also included. A first contribution to the finite element modelling of fascia behavior was also proposed. Finally, as the natural state of deformation of the fascia lata contributes to good knee mobility, an in situ study was set up to evaluate the impact on joint mobility and strain levels on fascia of a surgical tension-release technique, known as pie-crusting, applied to the ITT and which may be recommended in pathological cases. All the work carried out therefore provides new elements in the study of the mechanical behavior of fascia lata.