Thèse soutenue

Indentation instrumentée du tissu cardiaque : vers l’élaboration d’une bio-prothèse
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Auteur / Autrice : Jean-Philippe Jehl
Direction : Franck CleymandJuan Pablo Maureira
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des matériaux
Date : Soutenance le 05/02/2021
Etablissement(s) : Université de Lorraine
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale C2MP - Chimie mécanique matériaux physique (Lorraine)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean Lamour (Nancy ; Vandoeuvre-lès-Nancy ; Metz)
Jury : Président / Présidente : Taha Boukhobza
Examinateurs / Examinatrices : Franck Cleymand, Juan Pablo Maureira, Dominique Knittel, Thierry Folliguet, Anne Rubin
Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Knittel, Thierry Folliguet

Résumé

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Malgré des progrès indéniables dans la compréhension de la fonction cardiaque et dans l’amélioration des techniques médicales et chirurgicales, l'insuffisance cardiaque ischémique représente toujours une cause majeure de mortalité dans le monde De nouvelles approches thérapeutiques, telles que la médecine régénérative et le génie tissulaire, sont développées pour compenser voire se substituer aux tissus endommagés. Une des tentatives de l’ingénierie tissulaire est de reproduire le plus fidèlement possible le comportement mécanique du tissu à traiter. Dans ce travail de thèse, une approche liant la caractérisation mécanique du tissu cardiaque sain avec sa microstructure a été réalisée. A cet effet et afin d’éviter la dégradation des propriétés du matériau due à son asséchement et/ou à sa dé-vascularisation, un protocole expérimental a été défini permettant d’effectuer les mesures dans un environnement proche de son milieu physiologique. Le tissu cardiaque a été ainsi caractérisé à travers l’estimation des modules d’Young suivant deux directions principales par indentations sphériques. Ces résultats ont confirmé ainsi la nature anisotrope du tissu cardiaque. La recherche des durées limites d’exploitation des échantillons après prélèvement (expérimentation ex-vivo) nous a permis de définir une cinétique de rigidification des tissus pouvant être comparée aux techniques de datation utilisées en médecine légale. Une perspective à ces travaux de thèse est l’élaboration d’un matériau de substitution passif dans le but d’obtenir des membranes dont les propriétés mécaniques sont proches du tissu cardiaque. Sur la base de la caractérisation mécanique du myocarde, une modélisation du comportement mécanique d’une bio-prothèse a été définie. Un premier prototype de membrane a été réalisé et expérimenté sur le petit animal. Ces résultats ont constitué une étape indispensable dans le développement d’une assistance biomécanique dans le cadre d’un projet européen FEDER ASCATIM (2018-2021). Enfin, une première transposition de la méthode développée pour le tissu cardiaque a été proposée pour un matériau biologique dont les caractéristiques mécaniques sont peu connues : l’os cortical.