Modélisation biomécanique de l'orbite au sein de l'étage moyen de la face : applications en traumatologie et en reconstruction maxillo-faciale

Biomechanical modeling of the orbit within the middle third of the face : application in maxillofacial traumatology and reconstruction

• Auteur / Autrice : Jean-Marc Foletti
• Direction : Laurent Guyot, Lionel Thollon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomécanique
• Date : Soutenance le 16/11/2018
• 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 : Pierre Bouletreau
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Isabelle Barthélémy, Yannick Tillier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traumatologie

Biomécanique

Orbite (anatomie)

Mots clés libres

Étage moyen de la face

Orbite

Biomécanique

Traumatologie

Middle third of the face

Orbit

Biomechanics

Traumatology

Résumé

Introduction : les fractures des parois de l’orbite, sont fréquentes en traumatologie maxillo-faciale. Nous avons développé et validé un modèle 3D en éléments finis (FEM) d’étude de l’orbite humaine, ensuite utilisé en simulation traumatologique.Matériel et méthodes : Un état des lieux des connaissances concernant les fractures des parois de l’orbite est proposé en première partie. Une observation clinique d’un patient ayant subi un second traumatisme après avoir bénéficié d’une reconstruction du plancher orbitaire par un implant en titane est rapporté. Un modèle 3D en éléments finis de l’orbite est créé, afin d’analyser le comportement de l’orbite, de son contenu et d’une éventuelle reconstruction par implant titane simplifié, en cas de récidive traumatique. Il est ensuite amélioré sur les bases d’une étude sur sujets anatomiques. Résultats : Les implants préformés en titane ont fait leur preuve, mais ont une morbidité propre. Leur déformation en cas de récidive traumatique peut être délétère pour le contenu orbitaire et la vision du patient. Cette déformation est reproductible expérimentalement. L’analyse en éléments finis de traumatisme orbitaires est possible ses avantages et limites sont discutées.Discussion : La précision des voies d’abords et les progrès dans les matériaux utilisés en chirurgie maxillo-faciale permettent d’éviter la plupart des complications iatrogènes. Néanmoins, le devenir des implants utilisés n’est pas toujours pris en compte dans a décision chirurgicale, notamment en cas de récidive traumatique. Les modèles d’études 3D en éléments finis constituent ici un outil de choix.

Introduction: Fractures of the middle third of the face, especially those affecting the orbit, are common in maxillofacial traumas. We developed and validated a 3D finite element model (FEM) of the human orbit, then used for trauma simulations.Material and methods: A review of existing knowledge concerning the fractures of the walls of the orbit was provided, on the basis of a systematic review of the existing literature. A clinical observation of a patient who had suffered a second trauma after benefiting from a reconstruction of the orbital floor with a titanium mesh implant (TMI) was reported. The resulting deformation of the implant, which threatened the orbital content (including the eyeball), was analysed and counterbalanced with the indications of TMI. A 3D FEM of the orbit was created, in order to investigate the behaviour of the orbit, its contents and a simplified TMI, if a traumatic recurrence should occur. It is then improved on the basis of an anatomical studyResults: preformed titanium implants have proved their worth, but also have their own morbidity. In case of traumatic recurrence, their deformity may be deleterious to the orbital content and the patient’s vision. This deformation can also be reproduced experimentally. Advantages and limits of Finite element analysis of orbital trauma are discussed.Discussion: Progress in maxillofacial surgery make it possible to avoid most iatrogenic complications. Nevertheless, the long-term evolution of the implants used is not always taken into account in surgical decisions, especially in the perspective of traumatic recurrence. 3D FEMs have proved to be a major tool here.