Propriétés biomécaniques in vitro des tissus de la sole : onglon bovin sain vs ulcéré

Les ulcères de sole sont considérés comme l'une des maladies les plus fréquemment associées à la boiterie chez les bovins laitiers, ce qui a une incidence importante sur le bien-être des animaux et la rentabilité des élevages. La mesure dans laquelle les tissus de la sole, sains ou ulcérés, sont capables de maintenir leur structure et leur fonction lorsqu'ils sont soumis à des forces de compression reste inconnue. Par conséquent, les objectifs de la présente étude étaient de documenter les propriétés viscoélastiques des tissus de la sole chez des onglons sains et ulcérés; d'évaluer si l'âge, le poids, le score d'état corporel (SEC) ou les jours en lait (JEL) affectent le comportement mécanique; et de décrire l'histologie des tissus. Des échantillons cylindriques ont été prélevés dans les zones 4 et 6, telles que définies par la carte internationale du pied, sur des onglons bovins latéraux pelviens sains et ulcérés. La biomécanique et la morphologie des tissus ont été évaluées en effectuant des tests de compression et d’histologie avec colorations d'hématoxyline-éosine-phloxine-saffron (HPS), respectivement. Un test t pour comparaisons de deux moyennes a été utilisé pour comparer les zones entre les tissus sains et les tissus ulcérés, tandis qu'un modèle linéaire mixte a été choisi pour évaluer l'association avec les variables indépendantes et un test de Cochran-Mantel-Haenszel pour mesurer l'effet de la zone de l’onglon sur l'histologie. Le SCE avait un effet positif et significatif sur l'épaisseur des tissus mous de la sole et cette dernière était significativement plus élevée en zone 6 qu'en zone 4, mais l'effet était le même pour les onglons sains et ulcérés. Le module fibrillaire (Ef) et la perméabilité (k) des tissus mous étaient statistiquement significativement plus élevés pour les onglons ulcérés que pour les sains, mais seulement en zone 6. Il y avait un effet positif et significatif de l'augmentation du JEL sur Ef. Des scores histologiques égaux ou supérieurs à 3 étaient associés à la présence macroscopique d'ulcération. Une proportion plus élevée de tissu adipeux (30 % et plus) était associée à la zone 6 comparativement à la zone 4, mais aucune différence n'a été observée entre les onglons sains et ulcérés. Les onglons ulcérés présentaient une prévalence plus élevée d'ostéophytes comparés aux sains. Il n'a pas été possible de prouver une association entre le comportement mécanique et les variables indépendantes. De plus, les signes cliniques et  histologiques d'ulcération de la sole n'étaient pas associés à une diminution de la force de l'appareil de soutien de la troisième phalange en zone 4 dans cette étude. Sole ulcers are reported to be one of the most prevalent diseases associated with lameness in dairy cattle, significantly affecting animal welfare and farm profitability. The degree to which sole tissues, healthy or ulcerated, are able to maintain their structure and function when subjected to compressive forces remains unknown. Therefore, the aims of the present study were to assess sole tissue viscoelasticity in healthy and ulcerated claws; to evaluate whether age, body weight (BW), body condition score (BCS) or days in milk (DIM) affect mechanical behavior; and to describe correlated tissue histology. Cylindrical samples were harvested from zones 4 and 6, as described by the international foot map, from pelvic lateral healthy and ulcerated bovine claws. Tissue biomechanics and morphology were evaluated performing compressive tests and hematoxylin-eosin-phloxine-saffron (HPS) stains, respectively. A t test for two means comparisons was used to compare zones’ mechanical properties between healthy and ulcerated tissues, while a linear mixed model was chosen to assess association of independent variables and a Cochran-Mantel-Haenszel test to measure the effect of claw zone on histology. BCS had a positive and significant effect on sole soft tissue thickness, which was significantly higher in zone 6 compared to zone 4, but the effect was the same for healthy and ulcerated claws. The fibril modulus (Ef) and permeability (k) of the soft tissue were statistically significantly higher in ulcerated claws compared to healthy claws, but only for zone 6. There was a positive and significant effect of increasing DIM on Ef. Histology scores equal to or greater than 3 were associated with macroscopic presence of ulceration. Higher proportion of adipose tissue (30% and more) was associated with zone 6 compared to zone 4, but no difference was seen between healthy and ulcerated claws. Ulcerated claws had a higher prevalence of osteophytes compared to healthy ones. It was not possible to prove associations of mechanical behavior with independent variables. Moreover, clinical and histological signs of sole ulceration were not associated with decreased strength of the supportive apparatus of the third phalanx in zone 4 in this study.

Keyphrases: bovin laitier, ulcère de sole, biomécanique, histologie, appareil de support, dairy cattle, lameness, sole ulcer, biomechanics, histology, supportive claw apparatus