Comportement en fluage d'un segment fonctionnel lombaire: -Une etude poroelastique non-lineaire et tridimensionnelle

Nonlinear 3-D creep poroelastic response of a lumbar motion segment under axial compression is analysed for a period of two hours. The posterior elements including the articulation at the facet joints are considered. The annulus is modelled as a nonhomogeneous composite of collagenous fibres and annulus bulk. Both material and geometric nonlinearities are accounted for. Strain-dependent variable permeability is also considered. Three axial compression forces of 400N, 1200N, and 2000 N, two pore pressure boundary conditions of zero and 0.1 MPa, and cases with and without coupled flexion rotations are studied. A number of clinical interventions of annulus excision, nucleotomy, and factectomy are simulated. As time progresses, axial displacement increases, pore pressure decreases, annulus bulk undergoes larger compressive stresses, fibre layers become slack, and facets carry larger loads. Surgical alterations markedly soften the temporal response and increase facet forces. In contrast, the strain-dependent variable permeability and boundary pore pressure stiffen the response and decrease forces on the facets. (Abstract shortened by UMI.)

Alternate abstract:

La réponse poroélastique de fluage 3D non linéaire d'un segment de mouvement lombaire sous compression axiale est analysée pendant une période de deux heures. Les éléments postérieurs, y compris l'articulation au niveau des articulations facettaires, sont considérés. L'annulus est modélisé comme un composite non homogène de fibres de collagène et de masse annulaire. Les non-linéarités matérielles et géométriques sont prises en compte. La perméabilité variable dépendante de la contrainte est également prise en compte. Trois forces de compression axiale de 400N, 1200N et 2000N, deux conditions aux limites de pression interstitielle de zéro et 0,1 MPa, et des cas avec et sans rotations de flexion couplées sont étudiés. Un certain nombre d'interventions cliniques d'excision annulaire, de nucléotomie et de factectomie sont simulées. Au fil du temps, le déplacement axial augmente, la pression interstitielle diminue, le volume annulaire subit des contraintes de compression plus importantes, les couches de fibres se relâchent et les facettes supportent des charges plus importantes. Les altérations chirurgicales adoucissent nettement la réponse temporelle et augmentent les forces facettaires. En revanche, la perméabilité variable dépendante de la déformation et la pression interstitielle limite rigidifient la réponse et diminuent les forces sur les facettes. (Résumé abrégé par UMI.)