Thèse soutenue

Modélisation et caractérisation de l’impact combiné de la géométrie d’un dispositif médical implantable en titane et de la fonctionnalisation de sa surface sur l’ostéointégration
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Auteur / Autrice : Nicolas Rousseau
Direction : Patrick ChabrandJean-Louis Milan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences du Mouvement Humain
Date : Soutenance le 05/07/2021
Etablissement(s) : Aix-Marseille
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences du Mouvement Humain (Marseille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences du Mouvement Etienne Jules Marey (ISM)
Jury : Président / Présidente : Karine Anselme
Examinateurs / Examinatrices : Marc-Olivier Gauci, Maxence Bigerelle, Olivier Richart, Arnaud Destainville
Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Noailly, Pascal Swider

Mots clés

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Mots clés libres

Résumé

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Les travaux abordés dans cette thèse s’articulent autour de l’amélioration des dispositifs médicaux implantables. Celle-ci vise au développement d’un modèle multi-physique de mécano-biologie afin de prédire la reformation osseuse péri-implantaire, et à la réalisation de travaux expérimentaux permettant de caractériser l’impact des propriétés surfaces de l’implant, de l’échelle macroscopique à l’échelle nanoscopique. Sur la base d’une revue de la littérature scientifique, un modèle de mécano-biologie a été proposé, permettant d’étudier l’influence de la géométrie d’un dispositif implantable en titane ainsi que d’évaluer celle de son potentiel traitement de surface sur la reformation osseuse péri-implantaire. Ces simulations ont révélé l’influence de la profondeur de chambre de guérison de l’implant et celle des facteurs de croissance en surface sur l’ostéointégration. Ce modèle a été corroboré par une étude in vitro visant à caractériser l’adsorption de traitements surfaces en fibronectine, et de déterminer la réponse associée de cellules ostéogéniques. Les résultats de cette étude, démontrant notamment une réponse ostéogénique discriminante sur les surfaces de mouillabilité croissante, ont ainsi pu être intégrés au sein du modèle numérique proposé. Une étude in vivo a été réalisée chez la brebis pour valider ce dernier. Les premiers résultats démontrent une tolérance des brebis au protocole chirurgical employé ainsi qu’une reformation osseuse au sein des chambres de guérison des implants. Le travail présenté dans cette thèse construit donc les fondations d’un modèle prédictif qui s’avère être un outil éthique et d’intérêt dans l’analyse multivariée de l’ostéointégration.