Stabilité biomécanique de la hernie

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 4936 (2023) Citer cet article

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La hernie survient lorsque le péritoine et/ou les organes internes pénètrent par un défaut de la paroi abdominale. L'implantation de tissus maillés est un moyen courant de renforcer la réparation des tissus endommagés par les hernies, malgré les risques d'infection et d'échec qui y sont associés. Cependant, il n'y a ni consensus sur le placement optimal du treillis dans le complexe musculaire abdominal ni sur la taille minimale du défaut herniaire nécessitant une correction chirurgicale. Nous montrons ici que la position optimale du maillage dépend de l’emplacement de la hernie ; placer le treillis sur les muscles transversaux de l'abdomen réduit les contraintes équivalentes dans la zone endommagée et représente la solution de renforcement optimale pour la hernie incisionnelle. Cependant, le renforcement rétrorectus de la ligne blanche est plus efficace que les implantations prépéritonéales, anterectus et onlay dans le cas d'une hernie paraombilicale. En utilisant les principes de la mécanique des fractures, nous avons constaté que la taille critique d'une zone de lésion herniaire devient sévère à 4,1 cm dans le droit de l'abdomen et à des tailles plus grandes (5,2 à 8,2 cm) dans les autres muscles abdominaux antérieurs. De plus, nous avons constaté que la taille du défaut herniaire doit atteindre 7,8 mm dans le droit de l’abdomen avant d’influencer la contrainte d’échec. Dans d'autres muscles abdominaux antérieurs, la hernie commence à influencer la contrainte d'échec à des tailles allant de 1,5 à 3,4 mm. Nos résultats fournissent des critères objectifs pour décider quand une zone de lésion herniaire devient grave et nécessite une réparation. Ils démontrent où le treillis doit être implanté pour un renforcement mécaniquement stable, en fonction du type de hernie. Nous prévoyons que notre contribution sera un point de départ pour des modèles sophistiqués de biomécanique des dommages et des fractures. Par exemple, la ténacité apparente à la fracture est une propriété physique importante qui doit être déterminée pour les patients vivant avec différents niveaux d'obésité. De plus, les propriétés mécaniques pertinentes des muscles abdominaux à différents âges et conditions de santé seraient importantes pour générer des résultats spécifiques aux patients.

La hernie est une pathologie courante qui résulterait d'altérations biomécaniques et biochimiques au sein d'un muscle ou d'un groupe de muscles spécifique. Plus de 20 millions d’interventions chirurgicales sont pratiquées chaque année dans le monde pour corriger les hernies1. Bien que ces interventions chirurgicales puissent être considérées comme des procédures de routine, le risque cumulé de récidive peut varier de 15 à 35 % après la réparation d'une hernie2, selon une étude à grande échelle sur les hernies ventrales qui a couvert 2,5 millions de personnes sur une période de 4 ans. Prédire la taille du défaut herniaire suffisamment important pour nécessiter une correction chirurgicale, ainsi que prédire la taille du défaut herniaire nécessitant un renforcement en treillis et déterminer le positionnement optimal des implants en treillis dans la paroi abdominale (AW) pour un renforcement mécanique adéquat devrait réduire le risque de récidive de hernie. La modélisation informatique tridimensionnelle (3D) fondée sur l'expérience peut être déterminante pour prédire objectivement le fonctionnement anatomique des muscles abdominaux. Par exemple, la méthode des éléments finis (FEM) a été utilisée pour simuler la genèse de la hernie inguinale et démontrer les conjectures de longue date de Keith3 concernant la diminution du risque de hernie avec l'augmentation de la masse musculaire4. De plus, FEM a été utilisé pour examiner le comportement constitutif de divers tissus dans l'AW5. Plus récemment, des modèles holistiques basés sur la FEM ont été développés pour simuler la biomécanique des AW soumis à des faiblesses locales dans divers endroits, cherchant à répondre à des scénarios difficiles de développement d'une hernie6,7,8,9. Par exemple, Tuset et al.9 ont conclu que l'emplacement de la stomie intestinale n'a pas d'impact significatif sur la répartition des contraintes et des contraintes qui en résultent, sauf lorsqu'elle est située dans la ligne blanche. En tant qu'outil de modélisation prédictive, la FEM peut compléter la recherche clinique et faciliter les décisions des chirurgiens. Par exemple, il peut s’avérer utile de visualiser, d’optimiser et de tester des scénarios de réparation de hernie avant opération, étant donné le grand nombre de solutions personnalisées envisageables pour le patient. Une étude minutieuse de la littérature révèle qu’il n’existe aucune étude numérique qui étudie la physique de la réparation des hernies de manière systématique. Par conséquent, cet article présente le potentiel de la FEM dans le renforcement des AW endommagées par une hernie.