Comportement mécanique du colon humain en situation traumatique

Mechanical behavior of the human colon under trauma

• Auteur / Autrice : Damien Massalou
• Direction : Catherine Masson, Thierry Bège
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du Mouvement Humain
• Date : Soutenance le 18/10/2018
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du Mouvement Humain (Marseille ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biomécanique Appliquée, UMR T24 INRETS (Aix-Marseille Université)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Baqué
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre-Jean Arnoux, Yannick Tillier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Olivier Monneuse, Karine Bruyère

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traumatisme

Biomécanique

Côlon

Mots clés libres

Traumatisme

Colon

Biomécanique

Trauma

Colon

Biomechanics

Résumé

Introduction. L’objectif de cette étude est de déterminer la réponse mécanique du colon en traction uniaxiale jusqu’à la rupture et quels sont les facteurs la modifiant.Matériel et méthodes Nous avons réalisé des essais dynamiques uniaxiaux de spécimens coliques humains. Trois vitesses de sollicitation étaient testées : dynamique (1m/s), intermédiaire (10cm/s) et quasi-statique (1cm/s).Résultats Vingt-huit colons humains réfrigérés ont été testés avec un total de 344 spécimens. Le colon présente un comportement mécanique bicouche. Le comportement mécanique est variable en fonction de la localisation sur le cadre colique. Le sexe représente également un facteur responsable d’une modification de la réponse mécanique du colon. La durée de conservation des corps et le tænia coli ne représentaient pas un facteur influençant le comportement mécanique dynamique du colon.La réponse mécanique enregistrée est différente en fonction de l’orientation de la sollicitation : les niveaux de contrainte et de déformation étaient plus élevés sous sollicitation transversale.La vitesse de sollicitation modifie la réponse mécanique enregistrée avec des niveaux de rupture plus faibles sous sollicitation dynamique.Le type de conservation modifie la déformation et la force nécessaires pour obtenir des lésions coliques.ConclusionLe colon se comporte comme un matériau viscoélastique ductile et bicouche. Son comportement mécanique est dépendant de la localisation sur le cadre colique, du sexe, des méthodes de conservation et des vitesses de sollicitation. Cette étude permettra l’intégration de données biomécaniques dans des modèles de traumatologie virtuelle ou de simulation chirurgicale.

IntroductionThe objective of this study is to determine the mechanical response of the colon in uniaxial traction until rupture and what are the modifying factors.Material and methodsWe performed uniaxial dynamic tests of human colonic specimens. Three loading speeds were tested: dynamic (1m/s), intermediate (10cm/s) and static (1cm/s).ResultsTwenty-eight refrigerated human colons were tested with a total of 344 specimens. The colon exhibits a bi-layered mechanical behavior.The mechanical behavior is variable according to the localization on the colonic frame with a more elastic behavior of the right colon and the sigmoid colon. Gender is also a factor responsible for a change in the mechanical response of the colon. The shelf life of the body and tænia coli were not a factor influencing the mechanical behavior of the colon under dynamic solicitation.The recorded mechanical response is different depending on the orientation of the stress: the stress and strain levels were higher under circumferential stress.The loading speed changes the recorded mechanical response. The colon is more elastic in a quasi-static situation and has lower levels of rupture under dynamic stress. Under dynamic loading, the type of preservation does not modify the stiffness of the tissue but modifies the stress and strain necessary to obtain colonic lesions.ConclusionThe colon behaves like a ductile and bilayer viscoelastic material. Its mechanical behavior is dependent on the location on the colonic frame, gender, methods of conservation and rates of solicitation. This study will allow the integration of biomechanical data into models of virtual trauma or surgical simulation.