Caractérisation de l'effet de la microstructure collagénique sur le comportement mécanique global des peaux reconstruites

Characterization of the effect of the collagenic microstructure on the global mechanical behaviour of artificial skin

• Auteur / Autrice : Simon Tupin
• Direction : Hassan Zahouani, Thierry Hoc, Jérôme Molimard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et ingénierie
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, Ecole nationale d'ingénieurs

Mots clés

Mots clés contrôlés

Peau -- Greffe

Matériaux -- Propriétés mécaniques

Peau

Collagène

Peau artificielle

Résumé

L'objectif de cette thèse est l'étude multi-échelle des propriétés mécaniques et structurelles de la peau reconstruite par ingéniérie tissulaire. Un premier dispositif expérimental à faible chargement a permis l'étude des propriétés visco-élastiques macroscopiques des tissus (tests d'indentation et de relaxation). L'étude bi-axiale de la raideur des différentes couches en profondeur a été menée par un dispositif original basé sur la méthode mesure continue de la raideur. La combinaison de la microscopie confocale bi-photonique avec un essai de traction a permis une évaluation originale du coefficient de Poisson de ces tissus reconstruits ainsi que les contraintes et les forces de tension du réseau de fibres de collagène. Les résultats des études menées ont montré la pertinence des outils expérimentaux développés, pour étudier le mécanisme du vieillissement et l'effet de la micro-structure sur la réponse mécanique globale des tissus reconstruits.

The aim of this thesis is the multi-scale study of the mechanical and structural properties of artificial skin. Firstly, an experimental device was designed to evaluate the mechanical properties at macroscopic scale (indentation and relaxation tests). Bi-axial study of the stiffness of different layers through depth was performed with an original device based on continuous stiffness measurements. Combination of bi-photonic confocal microscopy with a tensile test permitted the assessment of the Poisson coefficient of the reconstructed tissues, stresses and tensile forces of the collagen fibers network. Results of the studies revealed the suitability of the developped experimental tools to study aging mechanism and microstructure effects on the global mechanical behavior of artificial skin.