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III. INFLUENCE DE LA BIOMECANIQUE DU GENOU (52) (7) (6)

Un des rôles du cartilage étant d'assurer la transmission et la répartition des forces, la biomécanique du genou se doit d'être excellente. En effet, toute modification de la physiologie articulaire normale au niveau du genou entraîne une perturbation dans la répartition des charges, créant ainsi des zones de surpression où le cartilage est soumis à des contraintes trop élevées, supérieures à son seuil de résistance.

III.1. Facteurs de stabilité articulaire.
Outre sa trophicité intrinsèque, le cartilage doit son intégrité à l'ensemble des structures constitutives de l'articulation du genou qui assurent la stabilité nécessaire à une répartition homogène des pressions au sein de l'articulation, sans pour autant gêner le mouvement. Cette stabilité au niveau du genou est assurée par les ménisques, l'appareil capsulo-ligamentaire ainsi que par les haubans musculaires qui passent en pont au-dessus de l'articulation.

III.1.1. Les ménisques
Les ménisques sont des fibrocartilages semi-lunaires interposés entre la surface condylienne et la surface du plateau tibial.
Ils participent à la stabilité du genou durant tout le mouvement en augmentant la congruence des surfaces articulaires et en assurant le maintien des condyles sur les glènes.
Outre ces facteurs stabilisateurs, les ménisques assurent la protection du cartilage en participant à l'amortissement des chocs et en améliorant la lubrification du cartilage. En effet, la présence de ceux-ci au niveau intra-articulaire permet de diviser le compartiment articulaire en deux parties (une partie fémoro-méniscale et une partie ménisco-tibiale), doublant ainsi le film lubrifiant et protecteur qu'est le liquide synovial.

Vue supérieure des ménisques
Fig. 4: Vue supérieure des ménisques du genou(7)


Vue antérieure
Fig. 5: Coupe frontale du genou (vue antérieure)(7)


III.1.2. L'appareil capsulo-ligamentaire
L'ensemble des structures ligamentaires limitent les possibilités de mouvements de l'articulation, tout en assurant, au cours des différents mouvements réalisés par l'articulation du genou, le maintien des pièces osseuses dans leur position physiologique normale.

Les ligaments du genou
Fig. 6: Les ligaments du genou (capsule réséquée)(10)


Le ligament croisé antéro-externe (L.C.A)
Tendu entre la surface pré-spinale et la face interne du condyle externe, il assure la stabilité antérieure en s'opposant au tiroir antérieur. Il limite également le valgus du genou.
Le ligament croisé postéro-interne (L.C.P.)
Il s'étend de la surface rétro-spinale au plafond de l'échancrure inter-condylienne ainsi que sur la surface interne du condyle interne. En association avec le L.C.A., le L.C.P. contrôle le mouvement de roulement-glissement du fémur sur le tibia.
La capsule articulaire
Ce manchon fibreux enveloppe l'extrémité inférieure du fémur et l'extrémité supérieure du tibia, qu'il maintient au contact l'une avec l'autre.
La capsule est doublée intérieurement par la membrane synoviale où est élaboré le liquide synovial indispensable à la nutrition et à la protection du cartilage.
La capsule est également renforcée en sa partie postérieure par les coques condyliennes qui limitent l'hyper-extension du genou.
Le ligament latéral interne ( L.L.I)
Il s'étend du sommet de la tubérosité condylienne interne à la face interne du tibia, juste en arrière de l'insertion du muscle de la patte d'oie.
Le ligament latéral externe (L.L.E)
Il prend son origine sur la tubérosité condylienne externe et se termine en avant de l'apophyse styloïde de la tête du péroné.

III.1.3. Les haubans musculaires
La contraction de ces haubans permet d'actionner l'articulation du genou et d'apporter un soutien actif à l'appareil capsulo-ligamentaire.
Le quadriceps, par ses expansions tendino-aponévrotiques directes et croisées, vient renforcer et soutenir les ligaments latéraux.
Le tenseur du facia-lata et le biceps crural forment le hauban externe, ils assistent activement le L.L.E. par leur action anti-varisante.
Les muscles de la patte d'oie que sont le droit interne , le demi-tendineux et le couturier, forment le hauban interne et résistent activement contre le valgus du genou et apportent donc un soutien au L.L.I.
Les jumeaux et le demi-membraneux renforcent quant à eux la capsule articulaire sur la face postérieure.
En plus d'une fonction de renfort postérieur, le muscle poplité assure la stabilité du genou lors de la rotation du tibia en maintenant la coaptation des surfaces articulaires externes pendant la rotation externe, alors que les ligaments croisés se décroisent.

En conclusion, nous pouvons dire que la stabilité transversale du genou est assurée par les ligaments croisés (surtout le L.C.A.), les ligaments latéraux et les coques condyliennes, et de façon active par les haubans latéraux.
La stabilité antéro-postérieure du genou est assurée par les coques condyliennes et les ligaments croisés. Le quadriceps participe quant à lui activement à la stabilité antéro-postérieure, ainsi qu'à la stabilité transversale (par l'action de ses expansions croisées).
La stabilité rotatoire est assurée par l'association des ligaments croisés (qui se tendent en rotation interne du tibia) et des ligaments latéraux (qui eux se tendent lors de la rotation externe).
Le haubanage musculaire interne et le muscle poplité assurent une stabilité rotatoire active sur le genou fléchi en freinant la rotation externe, alors que le hauban externe freine la rotation interne.

Les haubans musculaires
Fig. 7: Les haubans musculaires du genou(10)


III.2. Biomécanique du genou
III.2.1. Les axes du genou
L'axe mécanique du membre inférieur passe par le centre de la tête fémorale, le milieu de l'interligne articulaire fémoro-tibiale et le centre de la poulie astragalienne.
Il est donc dirigé obliquement vers le bas et le dedans, et forme un angle de 3° avec la verticale. Il en résulte un valgus physiologique du genou d'environ 6°. Les axes anatomiques de la diaphyse fémorale et de la diaphyse tibiale forment eux un angle de 170° ouvert en dehors.

Les axes du genou
Fig. 8: Les axes de l'articulation du genou(7)


III.2.2. Le degré de liberté du genou
L'articulation du genou est une trochléenne modifiée. On lui attribue donc deux degrés de liberté.
Le premier degré de liberté permet la flexion et l'extension du genou autour d'un axe transversal (XX') passant par les condyles fémoraux.
Le second degré de liberté s'effectue autour d'un axe vertical (YY') passant par l'épine tibiale interne pour réaliser la rotation axiale du genou.

D° de liberté du genou
Fig. 9: Les degrés de liberté du genou(7)


III.2.3. Cinématique du genou (7)
Les mouvements de flexion et d'extension
Ces mouvements s'effectuent sur une amplitude allant de O° à 140-160°, en fonction de la position de la hanche.
A partir de l'extension extrême, les condyles commencent à rouler sans glisser pendant les 15 premiers degrés de flexion (jusqu'à 20° pour le condyle externe) puis le glissement devient progressivement prédominant sur le roulement, si bien qu'en fin de flexion le condyle glisse sans rouler.
Ce mécanisme de roulement-glissement participe activement à la protection du cartilage articulaire.
En effet, les 15 premiers degrés de flexion du genou s'effectuent sans glissement et permettent donc d'éviter une usure cartilagineuse par frottement dans la pratique de la marche.

Roulement-glissement des condyles
Fig. 10: Mouvement des condyles sur les glènes lors de la flexion-extention(7)


Le mouvement de rotation
Ce mouvement, impossible sur un genou sain en extension, atteint son pic d'amplitude à 90° de flexion. La rotation s'effectue autour d'un axe vertical qui passe par l'épine tibiale interne et atteint plus ou moins 30° pour la rotation interne et plus ou moins 40° pour la rotation externe.

Mouvement de rotation
Fig. 11: Mouvements des condyles sur les glènes lors des rotations axiales(7)



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