Modélisation du comportement mécanique d’artères carotides communes humaines in vivo

A partir de mesures non invasives cliniques sur des sujets humains, nous proposons un nouveau modèle de comportement mécanique 3D d'artères carotides communes qui tient compte du caractère hyperélastique, composite, actif, précontraint et dynamique du tissu biologique. Le problème aux limites est résolu par une méthode semi-analytique, ce qui permet d’obtenir une évaluation des cinématiques de déformation et des distributions de contraintes pariétales de la structure artérielle in vivo au cours d’un cycle cardiaque

Large Shearing of a Prestressed Tube

International audienceThis study is devoted to a prestressed and hyperelastic tube representing a vascular graft subjected to combined deformations. The analysis is carried out for a neo-Hookean response augmented with unidirectional reinforcing that is characterized by a single additional constitutive parameter for strength of reinforcement. It is shown that the stress gradients can be reduced in presence of prestress

Modèle viscoélastique de remodelage osseux (approches théorique, numérique et expérimentale)

Dans ce travail, nous proposons un modèle théorique de remodelage osseux qui tient compte du caractère viscoélastique de l'os trabéculaire, ainsi que de la répartition des cellules ostéocytes et de leur rôle de mécanosenseur. Le comportement mécanique du matériau osseux est décrit par une loi de type Zener. La stabilité du modèle est étudiée et les équations non linéaires régissant l'évolution de la densité apparente osseuse sont résolues par une méthode aux différences finies dans le cas d'un modèle à ii-éléments unité. Les résultats numériques présentés montrent l'influence de l'amortissement visqueux sur l'adaptation de la structure osseuse sous l'effet d'un chargement mécanique contrôlé. De plus, les simulations par éléments finis à partir de données expérimentales, obtenues sur des tibias de rat et une tête de fémur humain, indiquent que le modèle proposé permet de reproduire des évolutions osseuses observées in vivo.In this work. we propose a bone remodeling model, which takes into account the trabecular hone viscoelastic properties and the osteocyte cells distribution, The mechanical behavior of the material is described with a Zener's law. The model stability is studied and the non linear equations governing the apparent bone density evolution are solved by a finite difference method in the case of a n-unit elements model. The presented numerical resuits show the influence of the viscous damping on the bone adaptation under controlled mechanical load. Furthermore, finite element simulations froin experirnental data, obtained from rat tibias and a human femoral head, indicate that the model can mimic hone evolution observed in vivo.PARIS12-CRETEIL BU Multidisc. (940282102) / SudocSudocFranceF

Modélisation mécanique du comportement hyperélastique, anisotrope, compressible et dynamique d'une structure tubulaire épaisse (application à l'artère carotide et aux substituts vasculaires)

Les maladies cardiovasculaires représentent la première cause de mortalité dans les pays développés, pour cette raison l'étude des structures artérielles et de leur substitut prothéique constitue un enjeu de première importance pour la recherche biomédicale. Dans ce travail, nous proposons un modèle mécanique de comportement dynamique d'une structure tubulaire composée d'un matériau hyperélastique, anisotrope, compressible et précontraint. Un premier problème aux limites, traduisant le comportement de la paroi artérielle carotide dans des conditions de fonctionnement in-vivo est formulé. Les équations du problème ont été résolues numériquement par la méthode de Runge-Kutta et ont permis d'obtenir les distributions de pressions intraluminales qui ont pu être confrontées à des mesures expérimentales obtenues sur des patients sains ou atteints du PseudoXanthome élastique (PXE). Grâce à ces résultats, nous avons pu (i) montrer que le caractère compressible de la paroi, observé chez certains patients, influence les distributions de contraintes pariétales, (ii) que le PXE modifie certaines caractéristiques mécaniques de la paroi comme la compliance et le module de rigidité au cisaillement. Sur la base de l'approche théorique précédente, un deuxième problème aux limites a été formulé pour étudier un prototype de prothèse vasculaire de petit diamètre soumis à un cisaillement azimutal. Cette cinématique de déformation traduit des effets générés en phase pré et post opératoire. La solution exacte obtenue a permis d'évaluer les effets de l'anisotropie et de la précontrainte sur les distributions dynamiques de contraintes dans la structure prophétique. Ces résultats pourraient permettre d'aider au dimensionnement et à la conception de prothèses vasculaires.Cardiovascular diseases represent the first cause of mortality in the developed countries, for this reason study of the arteiral structures and their prosthetic substitute take an important place in the fields of biomedical research. In this work, we propose a mechanical model to study the dynamic behavior of a tubular structure made of a hyperelastic, anisotropic, compressible and prestressed material. We have first formulated at boundaries values problem of the mechanical behavior of the arterial wall carotid submitted to conditions that mimics in-vivo conditions. The equations of this model were solved numerically by the method of Runge-Kutta at the fourth order. The intraluminal pressures distributions obtained were compared to the experimental measurements obtained both on healthy subject and on patients with the elastic PseudoXanthome (PXE) disease. These results show that (i) the compressible character of the arterial wall, observed in some healthy subject, influences the distributions of parietal stress and (ii) that the PXE disease modifies some mechanical characteristics of the arterial wall like the compliance and the shear modulus. In a second approach, we have formulated the above theoretical model to study a vascular prosthesis prototype of small diameter submitted to an azimutal shear. Results show that kinematics of deformation reproduce the effects of the azimutal shear generated before and after surgery. The obtained analytical solution made possible the evaluation of the anisotropy and the prestressed effects on the dynamic distributions of stress in the prosthetic structure. This approach will make possible the evaluation of the cardiovascular prosthesis and will lead to improve prosthesis prototype in term of mechanical properties and designing.PARIS12-CRETEIL BU Multidisc. (940282102) / SudocSudocFranceF

Contribution à la modélisation mécanique du comportement dynamique, hyperélastique et anisotrope de la paroi artérielle

Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde et font actuellement l objet de nombreuses recherches. Dans le cas d études des artères, un des objectifs est d améliorer la compréhension des mécanismes biologiques impliqués dans des maladies comme l hypertension, l athérosclérose ou l anévrisme. Les études mécaniques qui ont été menées s appuient essentiellement sur des approches expérimentales in vitro, ce qui en limite leur intérêt et application dans le diagnostic clinique. Dans ce travail, un modèle théorique de comportement mécanique 3D de l artère carotide prenant en compte le caractère hyperélastique, anisotrope, actif, précontraint et dynamique de la structure est proposé. Les mesures expérimentales sont obtenues in vivo sur des carotides communes de rats d une part, et humaines de manière non invasive, d autre part. Le problème mécanique aux limites est résolu semi-analytiquement sur un cycle cardiaque, considérant le tissu environnant. Les valeurs optimales des paramètres du modèle, en particulier de ceux décrivant les caractéristiques mécaniques de microconstituants pariétaux (élastine, collagène, muscle lisse), sont évaluées par régression non linéaire. Le modèle proposé permet (i) de reproduire les évolutions de pression luminale mesurées in vivo et (ii) de donner une évaluation des distributions de contraintes pariétales cohérentes avec la physiologie artérielle. Une corrélation entre l âge des patients et les paramètres décrivant les contraintes résiduelles et les fibres de collagène, montre l intérêt du modèle théorique et l originalité de cette approche qui pourra donc être utilisée dans l étude de pathologies artérielles.Cardiovascular diseases are the number one cause of death globally and they are currently the subject of many researches. In studies of arteries, one of the aims is to improve understanding in biological mechanisms involved in diseases such as hypertension, atherosclerosis or aneurysm. The mechanical studies that were carried out predominantly rely on in vitro experimental testing, which limit their interest and application in clinical diagnosis. In this work, a theoretical modelling of the 3D carotid artery mechanical behaviour is proposed by assuming a hyperelastic, anisotropic, active, pre-stretched and dynamic wall structure. The experimental measurements were obtained in vivo from rat and human common carotid arteries, with non invasive recordings in the human case. The mechanical boundary value problem is solved semi-analytically over a cardiac cycle by also assuming the surrounding perivascular tissue. The best-fit values of the model parameters are estimated by nonlinear least-squares method, in particular those describing the mechanical characteristics of wall microconstituents (elastin, collagen, smooth muscle). The proposed modelling is able (i) to reconstruct the in vivo dynamic measured intraluminal pressures and (ii) to compute the wall stress fields which seem to be consistent with the arterial physiology. A correlation between patient age and the parameters related to residual stresses and collagen fibres shows the relevance of the theoretical modelling and the originality of the approach which, thereby, would be able to be used in studies of arterial pathological cases.PARIS-EST-Université (770839901) / SudocPARIS12-Bib. électronique (940280011) / SudocSudocFranceF

Rupture de contrat d'exercice libéral et préavis raisonnable

Jurisprudence. TGI de Nanterre, 6ème ch., 24 mars 2006, H. Mouli - Fédération Nationale des Professeurs de Tennis (FNEPT) c/ Association Sportive de Paris Golf et Country Club. Sur la situation du professionnel du sport (enseignant de tennis) en cas de conflit du travail, lorsque son activité nécessite d'être pratiquée sur des installations appartenant à un tiers : activité salariée, activité libérale ou statut mixt