La déformation qui se produit lorsque la force est appliquée et supprimée est appelée déformation "élastique". La déformation qui se produit après l'application ou le retrait de la force est appelée déformation "visqueuse". Parce que les tissus du corps présentent à la fois des propriétés élastiques et visqueuses, ils sont appelés « viscoélastiques ». Si le temps de récupération entre les efforts successifs n'est pas assez long pour une force et une durée donnée, la récupération ne sera pas complète et le tendon sera davantage étiré à chaque effort successif. Goldstein et al. (1987) ont constaté que lorsque les tendons fléchisseurs des doigts étaient soumis à des charges physiologiques de 8 secondes (s) et à 2 s de repos, la déformation visqueuse accumulée après 500 cycles était égale à la déformation élastique. Lorsque les tendons ont été soumis à 2 s de travail et 8 s de repos, la déformation visqueuse accumulée après 500 cycles était négligeable. Les temps de récupération critiques pour des profils travail-repos donnés n'ont pas encore été déterminés.
Les tendons peuvent être caractérisés comme des structures composites avec des faisceaux parallèles de fibres de collagène disposées dans une matrice gélatineuse de mucopolysaccharide. Les forces de traction aux extrémités du tendon provoquent le dépliement des ondulations et le redressement des brins de collagène. Des charges supplémentaires provoquent un étirement des brins redressés. Par conséquent, le tendon devient plus rigide à mesure qu'il s'allonge. Les forces de compression perpendiculaires au grand axe du tendon provoquent le rapprochement forcé des brins de collagène et entraînent un aplatissement du tendon. Les forces de cisaillement du côté du tendon provoquent le déplacement des brins de collagène les plus proches de la surface par rapport à ceux les plus éloignés et donnent à la vue de côté du tendon un aspect biaisé.
Les tendons comme structures
Les forces sont transmises à travers les tendons pour maintenir l'équilibre statique et dynamique pour les exigences de travail spécifiées. Les muscles qui se contractent tendent à faire tourner les articulations dans un sens tandis que le poids du corps et des objets de travail tend à les faire tourner dans l'autre. La détermination exacte de ces forces tendineuses n'est pas possible car plusieurs muscles et tendons agissent autour de chaque structure articulaire; cependant, on peut montrer que les forces musculaires agissant sur les tendons sont bien supérieures au poids ou aux forces de réaction des objets de travail.
Les forces exercées par les muscles qui se contractent sont appelées forces de traction car elles étirent le tendon. Les forces de traction peuvent être démontrées en tirant sur les extrémités d'un élastique. Les tendons sont également soumis à des forces de compression et de cisaillement et à des pressions de fluide, qui sont illustrées sur la figure 4 pour les tendons fléchisseurs des doigts dans le poignet.
Figure 1. Représentation schématique d'un tendon tendu autour d'une surface anatomique ou d'une poulie et des forces de traction (Ft), de compression (Fc), de frottement (Ff) et de pression hydrostatique ou fluide (Pf) correspondantes.
L'effort des doigts pour saisir ou manipuler des objets de travail nécessite la contraction des muscles de l'avant-bras et de la main. Lorsque les muscles se contractent, ils tirent sur les extrémités de leurs tendons respectifs, qui traversent le centre et la circonférence du poignet. Si le poignet n'est pas maintenu dans une position telle que les tendons soient parfaitement droits, ils appuieront contre les structures adjacentes. Les tendons fléchisseurs des doigts appuient contre les os et les ligaments à l'intérieur du canal carpien. On peut voir ces tendons faire saillie sous la peau vers la paume lors d'un pincement énergique avec un poignet fléchi. De même, on peut voir les tendons extenseurs et abducteurs faire saillie à l'arrière et sur le côté du poignet lorsqu'il est étendu avec les doigts tendus.
Les forces de frottement ou de cisaillement sont causées par des efforts dynamiques dans lesquels les tendons frottent contre les surfaces anatomiques adjacentes. Ces forces agissent sur et parallèlement à la surface du tendon. Les forces de friction peuvent être ressenties en appuyant et en faisant glisser simultanément la main contre une surface plane. Le glissement des tendons sur une surface anatomique adjacente est analogue au glissement d'une courroie autour d'une poulie.
La pression des fluides est causée par des efforts ou des postures qui déplacent les fluides hors des espaces autour des tendons. Des études sur la pression du canal carpien montrent que le contact du poignet avec des surfaces externes et certaines postures produisent des pressions suffisamment élevées pour altérer la circulation et menacer la viabilité des tissus (Lundborg 1988).
La contraction d'un muscle produit un étirement immédiat de son tendon. Les tendons relient les muscles entre eux. Si l'effort est soutenu, le tendon continuera à s'étirer. La relaxation du muscle se traduira par une récupération rapide du tendon suivie d'une récupération ralentie. Si l'étirement initial était dans certaines limites, le tendon retrouvera sa longueur initiale sans charge (Fung 1972).
Les tendons comme tissus vivants
La force des tendons dément la délicatesse des mécanismes physiologiques sous-jacents par lesquels ils sont nourris et guérissent. Intercalés dans la matrice tendineuse se trouvent des cellules vivantes, des terminaisons nerveuses et des vaisseaux sanguins. Les terminaisons nerveuses fournissent des informations au système nerveux central pour le contrôle moteur et l'avertissement d'une surcharge aiguë. Les vaisseaux sanguins jouent un rôle important dans l'alimentation de certaines zones du tendon. Certaines zones des tendons sont avasculaires et dépendent de la diffusion à partir du liquide sécrété par les revêtements synoviaux des gaines externes des tendons (Gelberman et al. 1987). Le liquide synovial lubrifie également les mouvements des tendons. Les gaines synoviales se trouvent aux endroits où les tendons entrent en contact avec les surfaces anatomiques adjacentes.
Une déformation élastique ou visqueuse excessive du tendon peut endommager ces tissus et nuire à leur capacité de cicatrisation. On suppose que la déformation peut entraver ou arrêter la circulation et l'alimentation des tendons (Hagberg 1982; Viikari-Juntura 1984; Armstrong et al. 1993). Sans circulation adéquate, la viabilité cellulaire sera altérée et la capacité de cicatrisation du tendon sera réduite. La déformation des tendons peut entraîner de petites déchirures qui contribuent davantage aux dommages cellulaires et à l'inflammation. Si la circulation est restaurée et que le tendon bénéficie d'un temps de récupération adéquat, les tissus endommagés guériront (Gelberman et al. 1987 ; Daniel et Breidenbach 1982 ; Leadbetter 1989).
Troubles tendineux
Il a été démontré que les troubles tendineux surviennent selon des schémas prévisibles (Armstrong et al. 1993). Leurs emplacements se produisent dans les parties du corps associées à des concentrations de stress élevées (par exemple, dans les tendons du sus-épineux, les biceps, les muscles fléchisseurs et extenseurs extrinsèques des doigts). De plus, il existe une association entre l'intensité du travail et la prévalence des troubles tendineux. Ce modèle a également été démontré pour les athlètes amateurs et professionnels (Leadbetter 1989). Les facteurs communs aux travailleurs et aux athlètes sont les efforts répétitifs et la surcharge des unités musculo-tendineuses.
Dans certaines limites, les blessures produites par le chargement mécanique guériront. Le processus de cicatrisation est divisé en trois étapes : inflammatoire, prolifératoire et de remodelage (Gelberman et al. 1987 ; Daniel et Breidenbach 1982). Le stade inflammatoire est caractérisé par la présence d'une infiltration de cellules polymorphonucléaires, d'un bourgeonnement capillaire et d'une exsudation, et dure plusieurs jours. Le stade prolifératif est caractérisé par la prolifération de fibroblastes et de fibres de collagène orientées au hasard entre les zones de la plaie et les tissus adjacents, et dure plusieurs semaines. La phase de remodelage se caractérise par l'alignement des fibres de collagène dans le sens de la charge et dure plusieurs mois. Si les tissus sont à nouveau lésés avant que la guérison ne soit complète, la guérison peut être retardée et l'état peut s'aggraver (Leadbetter 1989). Normalement, la cicatrisation entraîne un renforcement ou une adaptation des tissus aux contraintes mécaniques.
Les effets des charges répétitives sont apparents dans les tendons fléchisseurs des doigts de l'avant-bras où ils entrent en contact avec les parois internes du canal carpien (Louis 1992 ; Armstrong et al. 1984). Il a été démontré qu'il existe un épaississement progressif du tissu synovial entre les bords du canal carpien et le centre où les contraintes de contact sur les tendons sont les plus importantes. L'épaississement des tendons s'accompagne d'une hyperplasie synoviale et d'une prolifération du tissu conjonctif. L'épaississement des gaines tendineuses est un facteur largement cité de compression du nerf médian à l'intérieur du canal carpien. On peut affirmer que l'épaississement des tissus synoviaux est une adaptation des tendons au traumatisme mécanique. Si ce n'était de l'effet secondaire sur la compression du nerf médian entraînant le syndrome du canal carpien, cela pourrait être considéré comme un résultat souhaitable.
Jusqu'à ce que les régimes optimaux de charge des tendons soient déterminés, les employeurs devraient surveiller les travailleurs pour détecter des signes ou des symptômes de troubles des tendons afin qu'ils puissent intervenir avec des modifications du travail pour prévenir d'autres blessures. Les emplois doivent être inspectés pour détecter des facteurs de risque évidents chaque fois qu'un problème de membre supérieur est identifié ou suspecté. Les travaux doivent également être inspectés chaque fois qu'il y a un changement dans la norme de travail, la procédure ou l'outillage, pour s'assurer que les facteurs de risque sont minimisés.