PARTICULARITES ANATOMIQUES ET BIOMECANIQUES DES TENDONS FLECHISSEURS

PARTICULARITES ANATOMIQUES ET BIOMECANIQUES

DES TENDONS FLECHISSEURS

N. CREVIER-DENOIX, P. POURCELOT, H. JERBI, B. RAVARY, J.-M. DENOIX

UMR INRA-ENVA de Biomécanique et Pathologie Locomotrice du Cheval

Ecole Nationale Vétérinaire d’Alfort

SUMMARY Tension of the tendons of the equine distal limb is mainly conditionned by the insertions and paths of the tendons. The latter are closely related with the joints (carpus, metacarpophalangeal and interphalangeal joints) movements. Functional anatomy of the palmar tendons of the horse’s hand (superficial and deep digital flexor tendons and their respective accessory ligaments, and IIIrd interosseous muscle) is first described. Results of in vivo biomechanical studies are then presented : they allow a quantification of the loads and strains supported by the different tendons during locomotion. The biomechanical consequences of sagittal modification of foot orientation (heel / toe elevation), essential for the management of tendonitis, are also mentioned. Lastly, tendons in vitro mechanical properties are presented. Comparison of maximal strength, as determined in vitro, with in vivo data, reveal that the palmar tendons function with a very slight security margin in the equine athlete.

INTRODUCTION

L’anatomie de la partie distale des membres du cheval est marquée par l'adaptation à la course. L'onguligradie, la présence d'un seul doigt très développé, la puissance du système tendineux en sont les principales caractéristiques. La réduction des corps charnus musculaires dans la partie distale des membres, et le développement de ligaments accessoires, renforcent le fonctionnement passif et automatique des membres dans cette espèce.

Cet ensemble de cordages fibreux assure 2 fonctions principales (14) : 1) pendant la phase d'appui : fournir un soutien au boulet (articulation métacarpo-

digitale) et prévenir l'hyperextension du carpe, 2) au cours de la propulsion et du lever : restituer l'énergie de l'impact et de l'appui. Cet article est consacré aux 3 entités anatomo-fonctionnelles présentes à la face palmaire

du métacarpe (Fig.1) : 1. le tendon fléchisseur superficiel du doigt (TFSD), ou tendon perforé, et son ligament accessoire (LA-TFSD), encore appelé bride radiale ; 2. le tendon fléchisseur profond du doigt (TFPD), ou tendon perforant, et son ligament accessoire (LA-TFPD), également dénommé bride carpienne ; 3. l'appareil suspenseur du boulet, composé du muscle interosseux III (MIO III) ou ligament suspenseur du boulet, entièrement fibreux chez le cheval, complété par le scutum proximal (os sésamoïdes proximaux et ligament palmaire ou intersésamoïdien) et les ligaments sésamoïdiens distaux.

Les notions de base de l’anatomie descriptive des 3 formations tendineuses palmaires de la main étant considérées comme connues, l’anatomie fonctionnelle de ces formations sera abordée directement.

I - ANATOMIE FONCTIONNELLE (d’après Denoix, 14)

A. PHASE D’APPUI 1. Tendon Fléchisseur Superficiel du Doigt et son Ligament Accessoire Les actions du TFSD sont corrélées à : - la contraction active de son corps charnu musculaire, inséré sur l’épicondyle

médial de l’humérus (et présentant de fortes intersections tendineuses), - la tension passive de son ligament accessoire, la bride radiale, qui prend son

origine sur la face caudo-médiale du radius, 7 à 15 cm proximalement à l'articulation antébrachio-carpienne (puis rejoint le TFSD au voisinage de cette articulation).

La tension du LA-TFSD est induite par l'extension de l'articulation métacarpo-phalangienne (AMP, boulet) lorsque le poids du corps s'applique sur le membre (Fig.2-B). En raison de la position excentrée (palmaire) du TFSD sur le scutum proximal (Fig. 3A), l'extension métacarpo-phalangienne entraîne un important glissement distal du tendon, limité proximalement par le LA-TFSD. Celui-ci empêche un étirement excessif du corps charnu en supportant la tension au cours de la descente (hyperextension) du boulet (46), en particulier à la fin d'une course, lorsque la fatigue affaiblit le muscle. La tension de l'ensemble du tendon, entre son insertion radiale et sa terminaison sur la partie proximale de la phalange moyenne, contribue à limiter à la fois l'extension métacarpo-phalangienne et carpienne (Fig.2-B).

Le rôle du LA-TFSD a été étudié sur des membres isolés soumis à compression (1, 47). Les travaux correspondants ont montré que ce ligament contribue à soutenir l’AMP et à limiter l’hyerextension du carpe lorsque le membre est sous charge. Le TFSD se déforme significativement plus après desmotomie du LA-TFSD, en raison d’une extension accrue de l’AMP (diminution de l’angle dorsal), qui a pour effet d’accroître la longueur du bras de levier que forme cette articulation sur le trajet du TFSD.

Du fait de la position de l'insertion distale du tendon sur la face palmaire de l'articulation interphalangienne proximale (AIPP ; Fig. 3B), la tension du TFSD pendant la phase d'appui permet de limiter la flexion de cette articulation. Lorsque la charge sur le membre est maximale, la tension élevée du TFSD (et du TFPD, cf. ci-dessous) maintient la stabilité de l'AIPP. Au cours de la propulsion, l’extension de l’AIPP et le déplacement palmaire des condyles distaux de la phalange proximale sont limités par le scutum moyen, les ligaments palmaires de l’AIPP et le TFSD (14).

2. Tendon Fléchisseur Profond du Doigt et son Ligament Accessoire Lorsque le membre est mis en charge, la tension du LA-TFPD (bride carpienne) – qui

prolonge le ligament commun palmaire du carpe, et s’insère donc sur toute la face palmaire de celui-ci - facilite l’extension du carpe (13, 33) (Fig.2-B).

Pour des charges élevées, la partie proximale du TFPD s’oppose à l’hyperextension du carpe, et l’appareil fléchisseur profond du doigt dans son ensemble (LA inclus) limite l’extension métacarpo-phalangienne.

En raison de l’insertion proximale de son principal corps charnu sur l’épicondyle médial de l’humérus, et du contenu fibreux de ce corps charnu, le muscle fléchisseur profond du doigt, tout comme le muscle fléchisseur superficiel du doigt, contribuent à limiter la flexion du coude (14).

Le TFPD subit des contraintes mixtes dans la région du boulet. Il est soumis à des forces de tension entre ses insertions proximale et distale, et subit des forces de compression en regard du scutum proximal, sur lequel il s’applique largement par sa face dorsale (Fig. 3A). Cette zone, en contact avec le ligament palmaire (intersésamoïdien), présente une architecture fibrocartilagineuse avec de nombreux chondrocytes entre les fibres de collagène. Sur la face palmaire de la phalange moyenne, le TFPD présente aussi un renforcement fibro-cartilagineux dorsal qui supporte les pressions contre la tuberositas flexoria (relief palmaire proximal) de la phalange moyenne (Fig. 3 A et B).

Au cours de la flexion de l’articulation interphalangienne distale (AIPD), c’est-à-dire au cours de la première partie de la phase d’appui, le TFPD glisse proximalement sur la tuberositas flexoria de la phalange moyenne (14). Inversement, au cours de l’extension interphalangienne distale (propulsion), le TFPD subit un relatif glissement distal sur cette surface, en raison de la présence du scutum distal (Fig. 4). Ces déplacements s’effectuent au sein du récessus distal de la gaine digitale (14).

Dans le doigt, le TFPD facilite la flexion de l’AIPP (action antagoniste de celle du TFSD) au cours de l’appui. Sa tension induit une compression axiale des surfaces articulaires au sein de l’AIPP et de l’AIPD, et équilibre la tension de la partie distale du tendon extenseur dorsal du doigt (TEDD) sur la face dorsale des phalanges. Le TFPD joue un rôle majeur dans la stabilisation de l’AIPD en orientant – via son action sur l’os sésamoïde distal - la pression de la phalange moyenne dorsalement sur la surface articulaire de la phalange distale (13, 15, 17, 18).

La relation entre le TFPD et l’os sésamoïde distal varie considérablement au cours de la phase d’appui. Au milieu de celle-ci, le TFPD n’est en contact étroit qu’avec le bord distal de l’os sésamoïde distal (Fig. 4). Au cours de la propulsion, le TFPD s’incurve contre le scutum distal et entre pleinement en contact avec l’os sésamoïde distal. Le rôle du scutum distal est d’empêcher les changements d’orientation des fibres du TFPD au niveau de son insertion distale, au cours des mouvements de flexion et d’extension de l’AIPD. De plus, le scutum distal agit comme un levier pour faciliter la rotation du pied et le lever des talons à la fin de la phase d’appui (14).

Durant la dernière partie de la phase d’appui, la contraction active des corps charnus et l’élasticité du tendon ainsi que celle du ligament accessoire, jouent un rôle essentiel en initiant l’élévation du boulet et la propulsion. Le TFPD est ainsi l’agent le plus efficace de l’extension interphalangienne distale (Fig.2-A). C’est au cours de cette phase que le LA-TFPD est le plus tendu (26, cf. II) et qu’il contribue le plus efficacement à la stabilisation de l’AIPD. Au cours de la propulsion, l’angulation croissante que présente le TFPD contre l’os sésamoïde distal rend la pression progressivement plus forte sur la facies flexoria de cet os (45, 57). Au cours de cette phase, le bord proximal de l’os sésamoïde distal subit une rotation dorsale. A la fin du mouvement, la tension passive du LA-TFPD, à laquelle s’ajoute la traction du corps musculaire, sont responsables du décollement des talons et de la flexion de l'AIPD.

3. Muscle interosseux III La principale fonction du MIO III est d’empêcher une extension excessive

(dorsoflexion) de l’AMP, c’est-à-dire de soutenir le boulet lorsque le poids du corps s’applique sur le membre (Fig.2-B). Inversement, l’élasticité du MIO III contribue à l’élévation du boulet au cours de la propulsion.

Dans la position de support, les parties distales des branches du MIO III sont étroitement appliquées contre les parties abaxiales des condyles métacarpiens (Fig. 1) et agissent comme des formations articulaires. Lorsque le boulet descend, elles glissent sur la face palmaire des condyles. Elles subissent des contraintes mixtes : en tension, qui limitent le déplacement disto-dorsal des os sésamoïdes, et en compression, induites par les condyles métacarpiens poussés en direction palmaire par la surface articulaire de la phalange proximale. Au cours de l’hyperextension du boulet, les os sésamoïdes proximaux se déplacent distalement et dorsalement ; ainsi, les branches du MIO III agissent comme des surfaces articulaires pour équilibrer la position des condyles métacarpiens entre elles et la phalange proximale (14).

Dans cette position, les brides du MIO III sont sous tension : leur insertion proximale est étirée par la tension des branches du MIO III, et leur insertion distale est mise en tension par le tendon extenseur dorsal du doigt (TEDD), qui est lui-même tendu en raison de la flexion interphalangienne. Ainsi, la tension des brides du MIO III et celle de la partie distale du TEDD, limitent la flexion de l'AIPD et contribuent à stabiliser l’AIPP (14).

Lors d’une mise en charge asymétrique (due à l’obliquité du membre ou à un appui

asymétrique du pied), la contribution des branches du MIO III et des ligaments collatéraux à la stabilité de l’articulation métacarpo-phalangienne est plus élevée du côté opposé à la compression. Cette pression asymétrique, associée à la forme et à l’orientation des surfaces articulaires, induit une rotation métacarpo-phalangienne du côté opposé à la compression (14).

Remarque Des tests de compression sur membres isolés, simulant le milieu de la phase d’appui,

ont montré que lors d’une compression entre 0 et 4000 N∗, la déformation du TFSD (29, 30) et celle du MIO III (29, 30, 36) évoluent de façon linéaire en fonction de l’angle de l’AMP.

B. PHASE DE SOUTIEN Au début de la phase de soutien, la tension et l'élasticité des appareils fléchisseurs

superficiel et profond du doigt contribuent passivement à initier la flexion des articulations carpiennes, métacarpo-phalangienne, interphalangienne proximale et, pour l’appareil fléchisseur profond, interphalangienne distale. L’élasticité du MOI III contribue également à l’élévation du boulet. Puis, la flexion des articulations est accrue par la contraction active des corps charnus musculaires des fléchisseurs, ce qui entraîne le relâchement total du LA-TFSD et du LA-TFPD. Ces mouvements s'accompagnent d'un glissement proximal du TFSD et du TFPD au sein de la gaine digitale et du canal carpien. L'observation attentive des allures d’un cheval et l'examen d'enregistrements cinématographiques au ralenti démontrent que, juste après le lever, le TFSD et le TFPD deviennent soudain totalement relâchés et qu'ils subissent des vibrations, en particulier dans la région métacarpienne, qui n'est pas maintenue par des gaines (14). De même, la flexion de l’AMP observée au cours de la phase de soutien, relâche soudainement le MIO III et, en raison du déplacement proximal du scutum proximal, les branches s’incurvent du côté abaxial et se séparent proximalement. Au début de la phase de

∗ 10 N = environ 1 kg-Force.

soutien, les modifications brutales de tension et d’orientation des fibres induisent des vibrations au sein du MIO III. Juste avant le poser, l’orientation correcte du pied est contrôlée par le TFPD qui induit une flexion de l’AIPD pour rétablir la position horizontale du pied à la fin du soutien. Parallèlement, les tendons extenseurs dorsal et latéral du doigt maintiennent l’extension du boulet (Fig. 2C). Une activité du muscle fléchisseur superficiel du doigt a été enregistrée chez un poney au pas juste avant le poser (48). Cette contraction musculaire serait responsable d’une mise en tension du tendon, juste avant l’application des très fortes charges de l’appui, afin de prévenir les phénomènes d’allongement brutal et de vibrations dans le tendon. L'impact soudain du sabot au sol lors du poser entraîne à son tour des vibrations dans les tendons fléchisseurs. Celles-ci sont limitées par le fascia métacarpien palmaire et les ligaments annulaires, ainsi que par une contraction musculaire active qui induit une pré-tension des tendons fléchisseurs et s’oppose à la laxité des articulations. Wilson et al. (56) ont démontré par ailleurs que les fibres des muscles fléchisseurs interviennent dans l’amortissement des vibrations à haute fréquence (30 à 40 Hz) qui surviennent lors de l’impact.

II - DONNEES BIOMECANIQUES IN VIVO 1) Sollicitations des tendons au cours de la locomotion Des études in vivo, menées pour la plupart sur des poneys (notamment à la Faculté vétérinaire d’Utrecht), ont permis de quantifier les forces et les déformations qui s’exercent sur les différents tendons de la face palmaire de la main et du pied, au cours de la locomotion (principalement aux allures lentes), et de déterminer le moment d’intervention de ces tendons, au cours des différentes phases de la foulée. Tous ces travaux ont utilisé des capteurs de déformation implantés dans les tendons. Sur le membre pelvien de poneys au pas, Riemersma et al. (40, 41) ont montré que le TFSD subit le maximum de charge au début de la phase d’appui (4,1 N/kg de poids, soit une déformation d’environ 2,3 %), tandis que la charge maximale du « TFPD » (LA-TFPD inclus) a lieu au cours de la seconde moitié de la phase d’appui (6,7 N/kg, déformation maximale de 3,4 %). Le tracé de la mise en charge du MIO III est comparable à celui de la composante verticale de la force de réaction du sol (2 pics observés), avec des pics de force de 4,6 N/kg (3,1 % de déformation). Jansen et al. (26) ont prolongé les travaux précédents sur les tendons du membre thoracique de poneys au pas (Fig. 5). Ces auteurs ont montré que les pics de force sont plus élevés dans les formations tendineuses à fonctionnement “ passif ” : 7,3 N/kg pour le LA-TFPD, dont la charge maximale est atteinte dans la deuxième moitié de la phase d’appui, et 8,4 N/kg pour le MIO III, contre 5,2 N/kg pour le TFSD et 3,8 N/kg pour le TFPD (capteur implanté proximalement au LA-TFPD), tous deux plus tendus au cours de la première partie de l’appui.

Riemersma et al. (42) ont confirmé, sur le membre thoracique de poneys au pas, que les tracés de la déformation du TFSD, du MIO III et, dans une moindre mesure, du TFPD, présentent une augmentation rapide au début de la phase d’appui, suivie d’un plateau et finalement d’une diminution rapide à la fin de la phase d’appui (pics de déformation respectivement de 2,4, 3,7 et 1,3%). Au contraire, la déformation maximale du LA-TFPD au pas (5,4 %) se produit toujours au cours de la deuxième moitié de la phase d’appui (Fig. 6).

Stephens et al. (50), sur le seul TFSD, a obtenu des tracés comparables à ceux de l’étude précédente, au pas, tandis qu’au trot et au galop, le pic de déformation est plus élevé (jusqu’à 16,6 % au galop) et se produit au voisinage du milieu de la phase d’appui. Par ailleurs, ces auteurs ont estimé que la vitesse de déformation du TFSD au galop est de l’ordre de 200 %/s.

Dans une autre étude de Riemersma et al. (43), couplée à la précédente (42), ces auteurs ont démontré que, sur sol dur, si pour le TFSD, le TFPD et le MIO III, la déformation augmente significativement du pas (respectivement : 2,2, 1,2, 3,4 %) au trot (4,2, 1,7, 5,8 %) (Fig. 7), il n’en est pas de même pour le LA-TFPD (5,4 % au pas, contre 4,9 % au trot), ce qui est probablement à mettre en relation avec une phase de propulsion plus marquée au pas.

Toutes ces données, résumées à travers les figures 5 à 7, confirment ainsi les données

d’anatomie fonctionnelle (14) : 1. au cours de la première partie de la phase d’appui, bien que le TFPD et son LA contribuent de façon significative à la stabilité interphalangienne et à la suspension du boulet, ils sont relativement moins sollicités que le MIO III et le TFSD, en raison de la flexion de l'AIPD ; 2. la participation du TFPD à la phase de propulsion est déterminante. C’est au cours de cette deuxième partie de la phase d’appui que le LA-TFPD est le plus étiré (en raison de l'extension de l'AIPD) et que sa contribution à la stabilisation de l’AIPD est la plus efficace.

2) Influence de l’élévation de la pince et des talons (10, 11, 12, 19-23) Des ferrures correctrices sont souvent recommandées lors de lésions articulaires ou tendineuses (24, 32, 37, 38, 49, 52). Plusieurs travaux biomécaniques ont permis de préciser les indications des ferrures correctrices dans la gestion des tendinopathies. Plusieurs études ont montré que l’élévation des talons induit une flexion interphalangienne distale et par conséquent, un soulagement partiel du TFPD et de son LA, aussi bien in vitro sur membres isolés (44, 51) qu’in vivo chez le cheval en mouvement (28, 34, 42, 55). La contribution du TFPD à la suspension du boulet diminue alors et l’articulation s’étend (diminution de l’angle dorsal du boulet). Cette extension est responsable d’une sollicitation accrue de l’appareil suspenseur du boulet (14). Parmi les travaux précédents, 3 ont démontré que cette modification de l’appui du pied induit en outre une augmentation de la tension du MIO III (42, 44, 51). En revanche, les conséquences de l’élévation des talons sur le TFSD sont controversées, car seules deux études (42, 50) ont pu mettre en évidence une augmentation de la tension de ce tendon avec l’élévation des talons. Quant à l’effet de l’élévation de la pince sur les tendons, Stephens et al. (50) ont trouvé une diminution de la déformation du TFSD, au pas comme au trot, lors de l’application d’une cale de 4° en pince. Dans l’étude de Riemersma et al. (42), l’application d’une cale de 7° en pince a provoqué une diminution de la déformation du TFSD et une augmentation de celle du LA-TFPD. Bien qu’une tendance à la diminution de la déformation du MIO III ait été observée, celle-ci s’est révélée non significative. Or , l’influence des modifications sagittales d’orientation du pied sur la tension des tendons est principalement due aux variations d’angles articulaires digitaux qui, à leur tour, modifient le trajet des tendons. Dès 1985, Denoix (12) a démontré in vivo, par radiographie, chez des chevaux en appui monopodal, que l’élévation des talons induit une flexion (ou une diminution d’extension) modérée de l’AIPP, une flexion importante de l’AIPD, et une

horizontalisation de la phalange proximale. Réciproquement, l’élévation de la pince induit une extension modérée (AIPP) à importante (AIPD) des articulations interphalangiennes, ainsi qu’une tendance à la verticalisation de la phalange proximale (Fig.8). Crevier-Denoix et al. (10) ont évalué radiographiquement, sur 5 chevaux dont les angles de pince naturels variaient de 45,5 à 55°, l’influence de variations d’appui du pied dans le plan sagittal, par paliers de 5°, entre une élévation de la pince de 15° (P15) et une élévation des talons de 15° (T15). Leur étude a confirmé l’existence d’une relation linéaire, déjà décrite par Bushe et al. (3), entre la modification de l’angle de pince et les angles de chacune des 3 articulations digitales. Entre les conditions P15 et T15, la variation d’angle observée est d’environ 7° pour l’AMP (diminution de l’angle dorsal), et d’environ 7° et 30°, respectivement pour l’AIPP et l’AIPD (diminution de l’angle palmaire), soit des ratios de 0,24°, 0,24° et 0,99° (respectivement pour l’AMP, l’AIPP et l’AIPD), pour 1° d’augmentation de l’angle de pince. Enfin, contrairement aux valeurs absolues des angles articulaires, qui montrent d’importantes variations individuelles (“ effet cheval ” significatif), les variations angulaires (= angle en position neutre - angle après modification de l’appui du pied), malgré les larges variations d’angles de pince présentés par les différents chevaux de l’étude, ne montrent aucun “ effet cheval ”. Ainsi, l’effet biomécanique obtenu par la modification de l’appui sagittal du pied en statique apparaît indépendant de la conformation initiale du pied. Enfin, les travaux cinématiques de Chateau et al. (4), effectués à l’aide de trièdres implantés dans les corticales osseuses des rayons métacarpien et phalangiens, ont récemment confirmé, chez le cheval en mouvement, les observations précédentes. Ces auteurs ont démontré qu’une élévation des talons de 6° augmente significativement l’extension maximale de l’AMP, ainsi que la flexion maximale de l’AIPP et de l’AIPD au cours de la phase d’appui au pas.

III - PROPRIETES MECANIQUES DES TENDONS

Les propriétés mécaniques des tendons du cheval ont pu être évaluées grâce à des tests en traction jusqu’à rupture sur tendons isolés. Ces tests ont permis de déterminer la résistance maximale en traction ainsi que la déformation maximale des différents tendons, et d’évaluer la rigidité du “ matériau tendon ”.

• La résistance maximale est évaluée soit par la force de rupture (Fr, résistance du tendon dans son ensemble, exprimée en Newton, N∗), soit par la contrainte de rupture (σ�, résistance du matériau tendon au site de rupture, évaluée en divisant la force de rupture par l’aire de section moyenne (S) du site correspondant : σ� = Fr / S ; une contrainte est exprimée en N/mm2 ou MPa).

Les forces de rupture les plus élevées sont observées pour le MIO III (16481 ± 2315 (5, 6), 17280 ± 2880 (28) N) puis pour le TFPD∗∗ (13693 ± 2354 (5, 6), 14880 ± 2400 (28) N), le TFSD∗∗ (12356 ±1333 (7, 8), 12480 ± 2400 (28) N), loin devant les ligaments accessoires (9053 ± 1138 N pour le LA-TFSD (5, 6) ; 9561 ± 1653 (5, 6) et 6912 ± 912 (28) N pour le LA-TFPD).

∗ Rappel : 10 N = environ 1 kg-Force. ∗∗ Les tendons fléchisseurs ont été testés après section distalement à la jonction avec leur ligament accessoire, et fixation dans une pince-mâchoire cryogénique.

Pourtant, en raison de son aire de section - la plus élevée des 5 formations tendineuses précédentes - le MIO III (corps) présente une contrainte de rupture, donc une résistance maximale intrinsèque, inférieure (70 ± 12 MPa (27) à celles du TFSD (107 ± 9 (7), 116 ± 21 (27) MPa), du TFPD (133 ± 14 MPa (27)), et même du LA-TFPD (86 ± 11 MPa (27)).

Des compressions sur membres isolés, menées jusqu’à rupture tendineuse ou fracture osseuse, ont montré qu’une rupture du TFSD, éventuellement associée à une rupture du MIO III, peut être obtenue pour des forces de compression de 12000 N environ (29, 30). Par ailleurs, sur des membres isolés dont seul l’appareil suspenseur du boulet avait été conservé, Bukowiecki et al. (2) ont montré que la charge à appliquer sur le membre pour obtenir la rupture du MIO III est, en moyenne, de 12200 N (entre 9180 et 16730 N).

� La déformation maximale (ou déformation de rupture) du tendon représente son allongement relatif maximal, mesuré au site de rupture. Une déformation s’exprime en % de la longueur initiale du segment considéré (elle est calculée – pour un segment donné - en divisant l’allongement au moment de la rupture par la longueur initiale). Les valeurs de déformation maximale des tendons sont généralement comprises entre 10 et 13 %. Mais d’après différents auteurs, la déformation maximale du TFPD (9,5 ± 1,5 (27), 10 ± 05 % (39) %) est légèrement inférieure à celle du TFSD (12,5 ± 1,7 (8), 10,9 ± 1,4 (27), 12,3 ± 0,5 (39) %), du LA-TFPD (12,4 ± 1 % (27)) et du MIO III (11,6 ± 1,4 (27), 11 ± 0,6 (39) %).

• La rigidité d’un matériau est evaluée par le module d’élasticité (E) : plus il est élevé, moins le matériau a tendance à se déformer sous une contrainte donnée, donc plus il est rigide. Par exemple, les modules d’élasticité respectifs du caoutchouc, de la peau, de l’aluminium, de l’os compact et de l’acier doux sont de : 1,4, 35, 7000, 18000, 200000 MPa (25, 54). Le module d’élasticité des tendons du cheval varie d’une formation tendineuse à une autre, voire au sein ou le long d’un tendon donné. Il peut être estimé par la pente de la courbe contrainte-déformation du segment tendineux correspondant (E = dσ / dε, ����).

Le TFSD apparaît assez rigide, puisque son module d'élasticité varie de 1189 ± 63 MPa en région métacarpienne moyenne à 1002 ± 161 MPa en région sésamoïdienne (7, 8). Riemersma et Schamhardt (39) trouvent des valeurs comparables sur le TFSD du membre pelvien de poneys (respectivement 1282 ± 127 et 1000 ± 132 MPa), tandis que les valeurs obtenues par ces auteurs pour le TFPD varient entre 738 ± 54 MPa (région sésamoïdienne) et 1393 ± 114 MPa (région phalangienne). C’est le MIO III qui présente la plus faible rigidité intrinsèque : entre 576 ± 44 MPa (corps) et 669 ± 66 MPa (branches) (39).

Jansen et al. (28) ont comparé les pics de force supportés par des tendons de poneys au trot, aux valeurs de forces de rupture des mêmes tendons, recueillies lors de tests in vitro. Ces pics de force s’élèvent à 16, 41, 39 et 51 % des forces de rupture correspondantes in vitro, respectivement pour le TFPD, le LA-TFPD, le TFSD et le MIO III. Ainsi, dans les conditions physiologiques, ces trois dernières formations tendineuses apparaissent comme les plus sollicitées par rapport à leur résistance maximale, donc les plus « prédisposées » aux lésions, ce que confirment bien les études rétrospectives (31, 53) et les observations du terrain.

Meershoek et al. (36) ont calculé, à partir d’enregistrements cinématiques et dynamométriques, et en utilisant un modèle numérique de la main du cheval (calculs par dynamique inverse), les pics de force subis par les tendons lors de la réception d’un saut. Pour un obstacle d’un mètre de haut, ces pics s’élèvent à environ 11520 N pour le TFPD (LA inclus également dans le modèle), 12000 N pour le TFSD et 16200 N pour le MIO III, soit -

pour ces deux derniers tendons - des forces très proches des forces de rupture déterminées in vitro.

Bien que le comportement mécanique des tendons diffère entre les conditions in vivo et in vitro, notamment en raison de vitesses de sollicitation imposées souvent très différentes dans les deux cas (ex. : environ 500 fois plus élevées in vivo (36) que dans certaines études in vitro (7, 8, 9)), l’ensemble de ces travaux confirment la forte sollicitation du TFSD et du MIO III, dans les conditions physiologiques.

CONCLUSION

L'appareil tendineux de la main du cheval est hautement spécialisé. Il présente notamment un système d'assujettissement passif (ligaments accessoires des tendons fléchisseurs du doigt, muscle interosseux III entièrement fibreux, …) particulièrement efficace dans l'absorption et la restitution de l'énergie mécanique locomotrice.

Au sein de cet appareil, le tendon fléchisseur superficiel du doigt - par sa position excentrée et superficielle - est très sollicité, pendant la phase d'appui mais aussi au cours du soutien (vibrations). En raison de la nature fibreuse et compte tenu des insertions du muscle interosseux III, la tension de celui-ci est directement corrélée aux mouvements de l’articulation du boulet. Les deux formations tendineuses précédentes apparaissent d’autant plus « prédisposées » aux lésions que les tensions auxquelles elles sont soumises pendant la phase d’appui sont proches de leurs limites de résistance mécanique. Quant au tendon fléchisseur profond du doigt et son ligament accessoire, c’est au cours de la phase de propulsion, quand l’extension de l’articulation interphalangienne distale est maximale, qu’ils sont le plus tendus. Cette tension est encore accrue si le carpe et le boulet sont eux-mêmes en extension (cf. phase de propulsion de la foulée de réception d’un obstacle), le ligament accessoire du tendon représentant alors le « maillon le plus faible » de la chaîne.

Remerciements à M. Sylvain Falala pour sa contribution à l’iconographie de cet article.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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Fig. 3A : Coupe parasagittale du doigt (passant à quelques mm du plan sagittal). A : Os métacarpien III ; B : Phalange proximale ; C : Phalange moyenne ; D : Os sésamoïde proximal. 1 : Tendon fléchisseur superficiel du doigt ; 2 : Tendon fléchisseur profond du doigt (TFPD) : 2a : partie du TFPD située en regard du scutum proximal, 2b : partie du TFPD située en regard de la tuberositas flexoria de la phalange moyenne ; 3 : ligament palmaire (intersésamoïdien) ; 4 : scutum moyen ; 5, 5’ : ligaments sésamoïdiens distaux (droit, oblique). D’après Denoix, 2000. Fig. 3B : Coupe parasagittale du doigt (passant par l’un des os sésamoïdes proximaux). A : Os métacarpien III ; B : Phalange proximale ; C : Phalange moyenne ; D : Phalange distale ; E : Os sésamoïde proximal ; F : Os sésamoïde distal. 1 : : Tendon fléchisseur superficiel du doigt ; 2 : Tendon fléchisseur profond du doigt (TFPD) : 2a : partie du TFPD située en regard de la tuberositas flexoria de la phalange moyenne ; 2b : partie du TFPD située en regard de la facies flexoria de l’os sésamoïde distal ; 3 : Muscle interosseux III (branche) ; 4 : scutum moyen ; 5 : coussinet digital. D’après Denoix, 2000.

Fig. 5 : Evolution de la force supportée par le tendon fléchisseur superficiel du doigt (TFSD), le tendon fléchisseur profond du doigt (TFPD), et son ligament accessoire (LA-TFPD) et par le muscle interosseux III (MIO III) du membre thoracique chez des poneys (203 ± 30 kg) au cours d’une foulée moyenne de pas (modifié d’après Jansen et al., 1993). Pour chaque tendon, tracé moyen des 5 poneys. Fond gris : phase de soutien de la foulée. Fig. 6 : Evolution de la déformation des tendons palmaires de la main chez un poney au cours d’une foulée moyenne de pas (d’après Riemersma et al., 1996a). TFSD : tendon fléchisseur superficiel du doigt, TFPD : tendon fléchisseur profond du doigt, LA-TFPD : ligament accessoire du TFPD, MIO III : muscle interosseux III. Fer standard, sol : tapis en caoutchouc. Fond gris : phase de soutien de la foulée. D’après les auteurs, les fortes déformations négatives observées pour le LA-TFPD sont dues à la pré-tension élevée du transducteur (jauge de déformation implantée dans le tendon), et n’ont pas de signification fonctionnelle. Fig. 7 : Evolution de la déformation des tendons palmaires de la main chez un poney au cours d’une foulée moyenne de trot (modifié d’après Riemersma et al., 1996b). TFSD : tendon fléchisseur superficiel du doigt, TFPD : tendon fléchisseur profond du doigt, LA-TFPD : ligament accessoire du TFPD, MIO III : muscle interosseux III. Fer standard, sol : asphalte. Fond gris : phase de soutien de la foulée.