Modélisation du transport couplé de fluide dans les milieux poreux : application aux os

Un modèle continu à deux échelles est développé afin de décrire le comportement chimio-electro-hydraulique du fluide interstitiel saturant un milieu poreux. Pour cela, le modèle couplé Moyne et Murad est modifié afin de tenir compte d'effets visqueux localisés à une échelle inférieure à la microéchelle. Le modèle à la microéchelle associe donc à une loi de Brinkman modifiée les équations de transport chimique et le bilan électrostatique. Après un changement de variables approprié, une procédure d'homogénéisation périodique est mise en \oe uvre pour dériver une description macroscopique. L'obtention d'une loi de Darcy couplée utilisable pour exprimer l'écoulement interstitiel dans des milieux à pores à géométrie cylindrique comme les os est finalement établie

Influence of microcracks on interstitial fluid flows at the osteonal scale

Les microfissures sont connues comme un facteur important qui stimule le remodelage de l'os. Ce travail étudie les conséquences de l'apparition d'une microfissure sur le comportement hydraulique osteonal. Un modèle poroélastique de type Biot a été développé. Les résultats numériques obtenus montrent que les microfissures pourraient modifier significativement les champs de vitesses des écoulements à l'intérieur des ostéons avoisinants. Ceci permetrait d'expliquer le mécanisme de remodelage ciblé par lequel les microfissures sont naturellement détectées et réparées

Identification du modèle probabiliste de l'os cortical en utilisant des mesures expérimentales ultrasoniques in vivo

Cette communication présente une méthode permettant d'identifier, à partir de mesures ultrasoniques in vivo, le modèle probabiliste du tenseur d'élasticité de l'os cortical. La macrostructure même de l'os cortical est complexe et aléatoire en présence de pathologies telles que l'ostéoporose. De tels matériaux sortent du cadre des hypothèses des théories classiques de la porosité. La réponse transitoire ultrasonique de l'os est simulée avec un modèle simplifié pour lequel le tenseur d'élasticité est modélisé par un champ stochastique construit en utilisant le principe du maximum d'entropie

Une approche multi-échelle pour la modélisation des fibrilles de l’os

Les propriétés mécaniques du tissu osseux sont dues à sa structure hiérarchique. À l’échelle de quelques micromètres, la structure que l’on peut observer est la fibrille de collagène minéralisée. Dans ce travail, nous présentons un modèle mécanique multi-échelle de la fibrille basé sur une technique d’homogénéisation variationnelle. Des simulations numériques montrent la dépendance des propriétés élastiques de la fibrille vis-à-vis de sa structure à l'échelle nanométrique

Synthesis, structural determination and antimicrobial evaluation of two novel CoII and ZnII halogenometallates as efficient catalysts for the acetalization reaction of aldehydes

Background: Complexes of imidazole derivatives with transition metal ions have attracted much attention because of their biological and pharmacological activities, such as antimicrobial, antifungal, antiallergic, antitumoural and antimetastatic properties. In addition, imidazoles occupy an important place owing to their meaningful catalytic activity in several processes, such as in hydroamination, hydrosilylation, Heck reaction and Henry reaction. In this work, we describe the crystallization of two halogenometallate based on 2-methylimidazole. Their IR, thermal analysis, catalytic properties and antibacterial activities have also been investigated. Results: Two new isostructural organic-inorganic hybrid materials, based on 2-methyl-1H-imidazole, 1 and 2, were synthesized and fully structurally characterized. The analysis of their crystal packing reveals non-covalent interactions, including C/N–HCl hydrogen bonds and stacking interactions, to be the main factor governing the supramolecular assembly of the crystalline complexes. The thermal decomposition of the complexes is a mono-stage process, confirmed by the three-dimensional representation of the powder diffraction patterns (TDXD). The catalytic structure exhibited promising activity using MeOH as solvent and as the unique source of acetalization. Moreover, the antimicrobial results suggested that metal-complexes exhibit significant antimicrobial activity. Conclusion: This study highlights again the structural and the biological diversities within the field of inorganic–organic hybrids. [Figure not available: see fulltext.]

Remodelage orthotrope de l'os – Résultats numériques pour le cas tridimensionnel

L'essentiel des propriétés de résistance mécanique de l'os trabéculaire est donné par celles de sa matrice solide. À l'échelle macroscopique, l'os est assimilé à un milieu continu dont le comportement local, caractérisé par le tenseur de rigidité K, est linéairement élastique, orthotrope et qui évolue, en fonction des sollicitations subies, afin de tendre vers des caractéristiques fonctionnelles optimales. Le critère retenu consiste, en fonction des contraintes imposées, à faire évoluer le tenseur de rigidité en rapprochant les axes d'orthotropie des directions principales de déformation et modifiant les coefficients d'élasticité afin de faire tendre les déformations principales vers une zone admissible. Dans le cas tridimensionnel, la rotation des axes d'orthotropie utilise un seul angle. L'évolution des coefficients d'élasticité dans le sens d'un comportement optimal est ensuite obtenue par minimisation d'une fonctionnelle assurant que K a la forme souhaitée

Influence de l’anisotropie sur le comportement des ondes ultrasonores dans l’os trabéculaire

L’objectif de cette étude est de contribuer à l’analyse des résultats expérimentaux obtenus in vitro en utilisant la technique de transmission transverse (utilisée en clinique) sur des échantillons d’os trabéculaire. Le système est décrit par une couche de milieu poreux élastique anisotrope entre deux fluides. La réponse transitoire du système en hautes fréquences est étudiée, montrant l’influence de l’anisotropie sur la propagation des ondes lorsque le système est sollicité par une onde plane

De la détermination de la perméabilité lacuno-canaliculaire dans l'os

La perméabilité lacuno-canaliculaire régit l'écoulement interstitiel cortical, ce qui en fait un élément-clé quant à la compréhension du remodelage osseux. Dans cette étude est présentée une mise en perspective des écarts entre les prédictions théoriques (10e-20 m2) et les récentes mesures de ce paramètre (10e-24 m2) [1]. Pour illustrer notre propos, nous proposons une loi de Kozeny numérique donnant l'évolution de la perméabilité avec les paramètres de la microstructure osseuse. Cette loi pourra servir d'entrée dans un modèle de remodelage osseux. [1] Gardinier et al, 2010, Bone 46:107