Méthodes ultrasonores et approches multi modalités pour la caractérisation biomécanique multi-échelle de l'interface os - implant PDF Download
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Author: Vincent Mathieu
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 162
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Book Description
Ce travail de thèse porte sur le développement de méthodes pour la caractérisation des propriétés biomécaniques de l'interface os-implant. Dans la première partie, un dispositif ultrasonore destiné à l'étude de la stabilité d'implants dentaires est présenté. La réponse ultrasonore d'implants cylindriques en titane (modélisant un implant dentaire) insérés ex vivo dans le fémur du lapin à une excitation de fréquence 10 MHz est sensible à la quantité d'os en contact avec le parois de l'implant. Les phénomènes de propagation ultrasonore dans l'implant sont décrits par un modèle phénoménologique et par simulations numériques par différences finies, mettant en évidence l'importance des ondes latérales. Les simulations montrent également le potentiel de la technique pour suivre les variations de plusieurs paramètres déterminants pour l'ostéointégration de l'implant. La seconde partie met en oeuvre une approche multi modalités utilisant un modèle animal dédié. Des pastilles en titane sont implantées in vivo sur la partie proximale du tibia du lapin pendant une durée de cicatrisation définie. La technique de diffusion micro-Brillouin permet de mesurer les propriétés élastiques de l'os néoformé à l'échelle microscopique. L'effet du temps de cicatrisation sur la réponse ultrasonore de l'interface os-implant obtenue en mode échographique a été mis en évidence. L'évolution, des propriétés biomécaniques de l'interface os-implant au cours du processus d'ostéointégration explique les résultats obtenus. Enfin, des essais de clivage mécanique réalisés en mode III permettent d'estimer l'énergie d'adhésion entre le titane et l'os en présence de phénomènes de frottement interfacial.
Author: Vincent Mathieu
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Languages : fr
Pages : 162
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Book Description
Ce travail de thèse porte sur le développement de méthodes pour la caractérisation des propriétés biomécaniques de l'interface os-implant. Dans la première partie, un dispositif ultrasonore destiné à l'étude de la stabilité d'implants dentaires est présenté. La réponse ultrasonore d'implants cylindriques en titane (modélisant un implant dentaire) insérés ex vivo dans le fémur du lapin à une excitation de fréquence 10 MHz est sensible à la quantité d'os en contact avec le parois de l'implant. Les phénomènes de propagation ultrasonore dans l'implant sont décrits par un modèle phénoménologique et par simulations numériques par différences finies, mettant en évidence l'importance des ondes latérales. Les simulations montrent également le potentiel de la technique pour suivre les variations de plusieurs paramètres déterminants pour l'ostéointégration de l'implant. La seconde partie met en oeuvre une approche multi modalités utilisant un modèle animal dédié. Des pastilles en titane sont implantées in vivo sur la partie proximale du tibia du lapin pendant une durée de cicatrisation définie. La technique de diffusion micro-Brillouin permet de mesurer les propriétés élastiques de l'os néoformé à l'échelle microscopique. L'effet du temps de cicatrisation sur la réponse ultrasonore de l'interface os-implant obtenue en mode échographique a été mis en évidence. L'évolution, des propriétés biomécaniques de l'interface os-implant au cours du processus d'ostéointégration explique les résultats obtenus. Enfin, des essais de clivage mécanique réalisés en mode III permettent d'estimer l'énergie d'adhésion entre le titane et l'os en présence de phénomènes de frottement interfacial.
Author: Romain Vayron
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Du fait de l'augmentation de la durée de vie de la population et de la fréquence de certains types d'accidents, la problématique de l'évolution des articulations et du vieillissement osseux devient primordiale, ce qui implique de nombreuses opérations chirurgicales nécessitant une pose d'implant. Bien que ces interventions soient réalisées depuis longtemps de façon routinière, il subsiste des risques d'échec chirurgical pouvant avoir des conséquences dramatiques pour le patient. Malgré les évolutions apportées, le taux d'échec implantaire est encore important car les phénomènes mis en jeu restent mal compris du fait de leur complexité et de leur nature multi-échelle. Un des aspects essentiels de la réussite des ces opérations concerne l'ostéointégration de l'implant, c'est-à-dire la capacité de l'os à se régénérer autour de ce corps étranger en l'intégrant durablement. La réussite chirurgicale dépend en premier lieu des caractéristiques physiques de l'interface os-implant transmettant les efforts biomécaniques qui jouent un rôle majeur dans le remodelage osseux. Ces travaux de recherche s'inscrivent dans le cadre du développement d'une approche expérimentale multimodale pour la caractérisation de l'interface os-implant afin d'évaluer l'impact de la reconstruction osseuse sur la réponse mécanique de l'implant. La première partie met en œuvre une approche multiphysique utilisant un modèle animal dédié. Des pastilles en titane sont implantées in vivo sur la partie proximale du tibia du lapin pendant différents temps de cicatrisation. Une technique de nanoindentation permet de mesurer les propriétés mécaniques de l'os néoformé à l'échelle microscopique. La technique de diffusion micro-Brillouin permet de mesurer la vitesse ultrasonore de l'os néoformé à la même échelle. Les résultats obtenus à partir de ces deux techniques permettent de déterminer la différence de densité volumique entre l'os mature et l'os néoformé aux différents temps de cicatrisation considérés. Dans la seconde partie, un dispositif ultrasonore destiné à l'étude de la stabilité d'implants dentaires en titane est présenté. La réponse ultrasonore obtenue en mode échographique est sensible aux propriétés du matériau (os, biomatériau) au contact de l'implant. Premièrement, la réponse ultrasonore d'implants dentaires insérés dans un substitut dentaire bioactif (silicate tricalcique) et sollicités par un protocole de fatigue mécanique in vitro est mesurée. Pour cela, un banc de fatigue mécanique simulant la mastication a été développé. Deuxièmement, ce même dispositif ultrasonore est utilisé pour déterminer in vitro la stabilité primaire d'un implant dentaire placé dans un os bovin. Troisièmement, une étude in vivo utilisant un modèle animal (lapins) a permis de mettre en évidence l'effet du temps de cicatrisation sur la réponse ultrasonore de l'implant. Ce dispositif ultrasonore permet de quantifier la stabilité primaire et secondaire d'un implant dentaire. Les phénomènes de propagation ultrasonore dans l'implant sont modélisés en utilisant des techniques de simulations numériques par éléments finis. Les simulations montrent le potentiel de la technique pour suivre les variations de plusieurs paramètres déterminants pour l'ostéointégration de l'implant dans des conditions contrôlées.
