Contribution à l'analyse du transport convectif dans le segment vertébral : étude de la perméabilité macroscopique du plateau vertébral

Le comportement mecano-biologique du segment vertebral, sain et pathologique, est un probleme complexe. La preoccupation clinique premiere de notre travail concerne la pathologie du rachis chez l'enfant et notamment la scoliose idiopathique de l’adolescent. L’hypothese centrale a ete que la modification de nutrition et d’homeostasie des disques pouvait etre associee a une perturbation du transport convectif au niveau du plateau vertebral. Nous avons developpe, a partir de modeles animaux, une demarche de recherche progressive, associee dans son questionnement a la problematique clinique chez l'enfant. L'etude bibliographique preliminaire a permis de mettre en evidence le role significatif des transports de masse (fluides, proteines, nutriments) dans le developpement sain et pathologique du rachis. Ceci a abouti aux quatre points cles de la strategie de recherche: variabilite topographique de la permeabilite, influence du sens de flux, role de la croissance et influence d'une perturbation mecanique associe a une courbure imposee. Dans la deuxieme partie, une methode originale de mesure de permeabilite macroscopique d'echantillons de tissus biologiques a ete developpee puis evaluee sur un modele animal porcin. Cette etude a montre que la permeabilite macroscopique du plateau vertebral n'etait pas uniforme, la zone centrale etant plus permeable que la peripherie. L'etude microscopique associee a montre une correlation entre l'augmentation de la permeabilite et la diminution des epaisseurs de cartilage. Dans un troisieme temps, l'evolution des permeabilites de plateaux vertebraux a ete mesuree sur un modele animal ovin en croissance normale. Il a ete mis en evidence une diminution de la permeabilite macroscopique du plateau vertebral avec la maturation des tissus. Le flow-out, (exsudation de fluide hors du disque), a ete associe a des permeabilites plus grandes qu'en flow-in (rehydratation du disque). Il est apparu que la sequence des tissus constitutifs et leurs proprietes intrinseques (porosite, tortuosite evolutive) pouvaient modifier la permeabilite macroscopique du plateau vertebral. En dernier lieu, un modele de croissance asymetrique de segment (epiphysiodese en L1-L2) a ete mis en place sur un modele animal porcin. Ce modele a confirme les resultats precedents et les permeabilites globales des plateaux mecaniquement perturbes ont ete inferieures a celle des temoins. L'effet de pincement dissymetrique a eu tendance a faire decroitre la permeabilite des tissus comprimes. En conclusion, nous avons montre que la permeabilite macroscopique du plateau vertebral etait dependante de la zone d'interet, du sens de l'ecoulement de fluide et dependante de la maturite des tissus et donc de la croissance. Il est donc apparu que les proprietes de transport convectif du plateau pouvaient constituer un point cle du remodelage mecano-biologique du rachis en croissance, sain et pathologique.