S'abonner

Early impairment of cartilage poroelastic properties in an animal model of ACL tear - 15/05/22

Doi : 10.1016/j.otsr.2021.103116 
Cartherine Bosser a, Jean Charles Auregan b, c, Morad Bensidhoum b, Thierry Hoc b, d, Thierry Bégué c, Raphaël Vialle e, Cécile Nouguier-Lehon f, Manon Bachy b, e,
a HealthDataSciences, 45, chemin du Barthélémy, 69260 Charbonnières-les-Bains, France 
b Université de Paris, B3OA, UMR CNRS 7052, Inserm U1271, 10, avenue de Verdun, 75010 Paris, France 
c Service d’orthopédie, université Paris-Saclay, AP-HP, Antoine Béclère, 157, rue de la Porte-de-Trivaux, 92140 Clamart, France 
d École centrale de Lyon, département de mécanique, MSGMGC, 36, avenue Guy-de-Collongue, 69134 Ecully cedex, France 
e Service de chirurgie orthopédique et réparatrice de l’enfant, AP-HP-Sorbonne université, hôpital Trousseau, 26, avenue du Docteur-Arnold-Netter, 75012 Paris, France 
f Université de Lyon, LTDS UMR CNRS 5513, école centrale de Lyon, 36, avenue Guy-de-Collongue, 69134 Ecully cedex, France 

Corresponding author at: Service de chirurgie orthopédique et réparatrice de l’enfant, AP-HP-Sorbonne université, hôpital Trousseau, 26, avenue du Docteur-Arnold-Netter, 75012 Paris, France.Service de chirurgie orthopédique et réparatrice de l’enfant, AP-HP-Sorbonne université, hôpital Trousseau26, avenue du Docteur-Arnold-NetterParis75012France

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
Article gratuit.

Connectez-vous pour en bénéficier!

Abstract

Background

In more than 50% of cases, anterior cruciate ligament (ACL) lesions lead to post-traumatic osteoarthritis. Ligament reconstruction stabilizes the joint, but the tear seems to impair the poroelasticity of the cartilage: synovial membrane fluid inflammation is observed 3 weeks after tearing. There have been some descriptions of visible cartilage changes, but poroelasticity has never been analyzed at this early stage. The present animal study aimed to determine (1) whether cartilage showed early poroelastic deterioration after ACL tear; (2) whether an impairment correlated with macroscopic changes; and (3) whether cartilage poroelasticity deteriorated over time.

Hypothesis

In the days following trauma, cartilage poroelasticity is greatly impaired, without macroscopically visible change.

Material and methods

ACL tear was surgically induced in 18 New-Zealand rabbits. Cartilage poroelasticity was assessed on indentation-relaxation test in 3 groups: “early”, at 2 weeks postoperatively (n=6), “mid-early” at 6 weeks (n=6) and in a non-operated control group (“non-op”). Macroscopic changes were scored in the same groups.

Results

Poroelastic impairment was greatest at the early time-point (2 weeks). Permeability ranged from a mean 0.08±0.05×10−15 m4/Ns (range, 0.028–0.17) in the “non-op” group to 1.03±0.60×10−15 m4/Ns (range, 0.24–2.15) in the “early” group (p=0.007). Shear modulus ranged from 0.53±0.11MPa (range, 0.36–0.66) to 0.23±0.10MPa (range, 0.12–0.43), respectively (p=0.013). Macroscopic deterioration, on the other hand, differed significantly only between the “mid-early” and the “non-op” groups: p=0.011 for cartilage deterioration and p=0.008 for osteophyte formation. At the “mid-early” time point, poroelastic deterioration was less marked, with 0.33±0.33×10−15 m4/Ns permeability (range, 0.06–1.06) and shear modulus 0.30±0.10MPa (range, 0.13–0.41: respectively p=0.039 and p=0.023 compared to the “non-op” group.

Discussion

The severe rapid deterioration in poroelasticity following ACL tear in an animal model, as notably seen in increased permeability, corresponds to changes in cartilage microstructure, with easier outflows of interstitial fluid. This mechanical degradation may underlie onset of microcracks within the cartilage, leading to physiological loading that the cartilage by its nature is unable to repair. Further investigations are needed to correlate these experimental data with clinical findings.

Level of evidence

III; comparative study with control group.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Cartilage poroelasticity, Tear, ACL, Early deterioration, Post-traumatic osteoarthritis


Plan


© 2021  Publié par Elsevier Masson SAS.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 108 - N° 3

Article 103116- mai 2022 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • Recent advances in ligamentous, meniscal and joint-preserving knee surgery: Pushing the limits
  • Matthieu Ollivier, Lachlan Batty, Jérôme Murgier, Nicolas Pujol
| Article suivant Article suivant
  • Synergistic effect of the anterolateral ligament and capsule injuries on the knee laxity in anterior cruciate ligament injured knees: A cadaveric study
  • Ji Hyun Ahn, In Jun Koh, Michelle H. McGarry, Nilay A. Patel, Charles C. Lin, Thay Q. Lee

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2025 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.