Approche mécanique à la conception d'une prothèse vasculaire de petit diamètre

par Mustapha Cheref

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Christian Oddou et de Mustapha Zidi.

Soutenue en 1998

à Paris 12 .


  • Résumé

    Depuis 1952, date de la premiere implantation d'une prothese vasculaire artificielle, les progres dans la conception et la realisation des structures prothetiques n'ont cesse d'ameliorer leur integration au milieu biologique environnant. Neanmoins, pour des diametres inferieurs a 6mm, celle-ci reste source d'echecs par degradation progressive de permeabilite, due en partie aux conditions hemodynamiques impliquees et en particulier a l'inadaptation d'impedance mecanique de ces implants. Un travail de recherche a donc ete entrepris, visant a analyser les raisons de cette inadaptation afin de concevoir de telles structures a partir d'une approche mecanique a la fois experimentale et theorique. Cette etude s'est ainsi traduite par la mise en oeuvre d'un protocole experimental associant tests uniaxiaux de traction et tests biaxiaux effectues grace a un banc d'essai realise au laboratoire. Ce protocole a permis (i) de reveler le caractere fortement anisotrope et non lineaire des protheses actuellement commercialisees, et (ii) de quantifier la difference significative de comportement mecanique entre des echantillons arteriels et ces differents implants artificiels. A l'inverse, des structures tubulaires en materiau silicone, concues et realisees au laboratoire, offrent des impedances mecaniques plus proches de celles des arteres. En outre, un modele theorique a cinematique complexe, developpe dans le cadre de la theorie des grandes deformations, est propose. Celui-ci, tenant compte des effets des contraintes residuelles et de la nature composite des materiaux fibreux constituants, introduit l'effet du cisaillement telescopique sur un conduit vasculaire ou prothetique, associe au chargement intraluminal, a la torsion, et a l'extension longitudinale de la structure. Ce modele tente d'une part, d'etablir les caracteristiques mecaniques ideales a l'elaboration d'une prothese vasculaire de petit diametre, et d'autre part, d'aider le praticien par l'evaluation de l'influence de parametres cinematiques (torsion, cisaillement telescopique, extension longitudinale lors de l'implantation du substitut vasculaire). A l'anastomose, sont en effet generes des gradients de contraintes entre les limitantes interne et externe qui peuvent etre reduits par les effets de contraintes initiales presentes au sein de la paroi.

  • Titre traduit

    Mechanical approach to the conception of small diameter vascular prosthesis


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  • Annexes : Bibliogr. : 121 réf

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