Thèse soutenue

Détermination des propriétés mécaniques intrinsèques des hématies par viscométrie et filtration

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Auteur / Autrice : Agnès Drochon
Direction : Dominique Barthès-Biesel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Biomédical
Date : Soutenance en 1991
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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La déformabilité des globules rouges constitue une propriété essentielle pour le transport des gaz respiratoires dans l'organisme. Néanmoins, elle n'est pas directement accessible à la mesure. Ce travail a donc pour objectif la mise au point de deux méthodes de mesure de la déformabilité érythrocytaire, qui répondent aux critères suivants : simplicité de mise en œuvre, faible volume de globules rouges nécessaire, information sur les propriétés intrinsèques d'un globule, obtention directe de valeurs moyennes sur une population. La méthode viscosimétrique consiste à interpréter les courbes de rhéofluidification expérimentales d'une suspension diluée d'hématies en terme de module d'élasticité surfacique membranaires, Es, à l'aide d'un modèle microrhéologique développé pour une suspension de capsules (membrane mince élastique isotrope enfermant un liquide newtonien visqueux incompressible). Les valeurs ainsi obtenues pour le module d'élasticité de globules normaux présentent un bon accord avec les valeurs connues dans la littérature. De plus, la précision de la détermination de Es confère à la méthode viscosimétrique un pouvoir discriminant entre des cellules saines et modérément rigidifiées par chauffage. Nous proposons une approche nouvelle des expériences de filtration et montrons que l'utilisation d'un milieu suspendant visqueux hémocompatible permet de mettre en évidence les altérations de la membrane érythrocytaire en s'affranchissant de l'effet de la viscosité interne tandis que l'utilisation du tampon physiologique ne le permet pas. Pour interpréter les expériences de filtration en terme de module d'élasticité membranaire, il est nécessaire de disposer d'une modélisation mécanique pour le passage d'une hématie dans un pore. Notre modèle décrit le mouvement et la déformation d'une capsule lorsqu'elle franchit une constriction hyperbolique. Ce problème complexe fait intervenir la mécanique des fluides et la mécanique des solides pour la membrane, soumise à des grandes déformations. L'utilisation de la méthode des équations intégrales permet de calculer la vitesse en chacun des points de la membrane et d'établir une relation théorique entre le débit de l'écoulement et la perte de charge additionnelle due à la présence de la capsule dans cet écoulement. Quelques résultats préliminaires sont présentés.