Développement d'un implant à géométrie variable pour le traitement des fractures du fémur proximal chez les personnes âgées

Les fractures du fémur proximal de la personne âgée sont généralement fixées par des dispositifs d ostéosynthèse. Pour les fractures particulières dites inter-trochantériennes, il est possible de fixer la fracture de manière intra-médullaire (à l intérieur de l os) ou de manière extra-médullaire (en dehors de l os). Pour chaque type de traitement, les hôpitaux sont équipés des deux systèmes de fixation. Les différences de morphologie des individus impliquent l existence de multiples références d implants et donc de surcoûts en termes d équipement. Dans ce travail de thèse, un implant original adaptable à la plupart des morphologies a été développé. Cet implant permettra non seulement d offrir aux chirurgiens une souplesse au cours des interventions chirurgicales mais aussi de réduire de manière significative les stocks d implants dans les hôpitaux. Le comportement mécanique de l implant est étudié dans différents cas de fractures par deux approches complémentaires, une méthode numérique par Éléments Finis et une approche expérimentale mettant en oeuvre des techniques de stéréo-corrélation à partir d images de caméras rapides. Les résultats des calculs numériques sont confrontés à ceux issus d essais réalisés sur des fémurs synthétiques, puis cadavériques en laboratoire d anatomie. Les comparaisons avec des implants existants montrent que ce nouveau concept d implant permet une fixation plus stable des fragments osseux et une bonne compression du foyer de fracture.Proximal femoral fractures in the elderly are generally fixed with osteosynthetic devices. For specific fractures called intertrochanteric, it is possible to fix the fracture in an intramedullary way (inside the bone) or in an extramedullary way (outside the bone). For each type of treatment, hospitals are equipped with the two fixing systems. The differences in physical characteristics between individuals imply the existence of multiple references implants and therefore additional costs in terms of equipment. In this thesis work,an original implant adaptable to most people has been developed. This implant will provide surgeons greater flexibility during surgery but also significantly reduce stocks implants in hospitals. The mechanical behavior of the implant is studied in different cases of fractures by two complementary approaches,a finite element analysis and an experimental study employing stereo-image correlation technique from images of high speed cameras. The results of the numerical calculation are compared with those derived from tests on synthetic femurs, then cadaver in anatomy laboratory. Comparisons with existing implants show that this new implant concept allows for a more stable fixation of bone fragments and a good compression of the fracture.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Development of an adjustable implant for proximal femoral fractures in the elderly

Les fractures du fémur proximal de la personne âgée sont généralement fixées par des dispositifs d’ostéosynthèse. Pour les fractures particulières dites inter-trochantériennes, il est possible de fixer la fracture de manière intra-médullaire (à l’intérieur de l’os) ou de manière extra-médullaire (en dehors de l’os). Pour chaque type de traitement, les hôpitaux sont équipés des deux systèmes de fixation. Les différences de morphologie des individus impliquent l’existence de multiples références d’implants et donc de surcoûts en termes d’équipement. Dans ce travail de thèse, un implant original adaptable à la plupart des morphologies a été développé. Cet implant permettra non seulement d’offrir aux chirurgiens une souplesse au cours des interventions chirurgicales mais aussi de réduire de manière significative les stocks d’implants dans les hôpitaux. Le comportement mécanique de l’implant est étudié dans différents cas de fractures par deux approches complémentaires, une méthode numérique par Éléments Finis et une approche expérimentale mettant en oeuvre des techniques de stéréo-corrélation à partir d’images de caméras rapides. Les résultats des calculs numériques sont confrontés à ceux issus d’essais réalisés sur des fémurs synthétiques, puis cadavériques en laboratoire d’anatomie. Les comparaisons avec des implants existants montrent que ce nouveau concept d’implant permet une fixation plus stable des fragments osseux et une bonne compression du foyer de fracture.Proximal femoral fractures in the elderly are generally fixed with osteosynthetic devices. For specific fractures called intertrochanteric, it is possible to fix the fracture in an intramedullary way (inside the bone) or in an extramedullary way (outside the bone). For each type of treatment, hospitals are equipped with the two fixing systems. The differences in physical characteristics between individuals imply the existence of multiple references implants and therefore additional costs in terms of equipment. In this thesis work,an original implant adaptable to most people has been developed. This implant will provide surgeons greater flexibility during surgery but also significantly reduce stocks implants in hospitals. The mechanical behavior of the implant is studied in different cases of fractures by two complementary approaches,a finite element analysis and an experimental study employing stereo-image correlation technique from images of high speed cameras. The results of the numerical calculation are compared with those derived from tests on synthetic femurs, then cadaver in anatomy laboratory. Comparisons with existing implants show that this new implant concept allows for a more stable fixation of bone fragments and a good compression of the fracture

Développement d'un implant à géométrie variable pour le traitement des fractures du fémur proximal chez les personnes âgées

Proximal femoral fractures in the elderly are generally fixed with osteosynthetic devices. For specific fractures called intertrochanteric, it is possible to fix the fracture in an intramedullary way (inside the bone) or in an extramedullary way (outside the bone). For each type of treatment, hospitals are equipped with the two fixing systems. The differences in physical characteristics between individuals imply the existence of multiple references implants and therefore additional costs in terms of equipment. In this thesis work,an original implant adaptable to most people has been developed. This implant will provide surgeons greater flexibility during surgery but also significantly reduce stocks implants in hospitals. The mechanical behavior of the implant is studied in different cases of fractures by two complementary approaches,a finite element analysis and an experimental study employing stereo-image correlation technique from images of high speed cameras. The results of the numerical calculation are compared with those derived from tests on synthetic femurs, then cadaver in anatomy laboratory. Comparisons with existing implants show that this new implant concept allows for a more stable fixation of bone fragments and a good compression of the fracture.Les fractures du fémur proximal de la personne âgée sont généralement fixées par des dispositifs d’ostéosynthèse. Pour les fractures particulières dites inter-trochantériennes, il est possible de fixer la fracture de manière intra-médullaire (à l’intérieur de l’os) ou de manière extra-médullaire (en dehors de l’os). Pour chaque type de traitement, les hôpitaux sont équipés des deux systèmes de fixation. Les différences de morphologie des individus impliquent l’existence de multiples références d’implants et donc de surcoûts en termes d’équipement. Dans ce travail de thèse, un implant original adaptable à la plupart des morphologies a été développé. Cet implant permettra non seulement d’offrir aux chirurgiens une souplesse au cours des interventions chirurgicales mais aussi de réduire de manière significative les stocks d’implants dans les hôpitaux. Le comportement mécanique de l’implant est étudié dans différents cas de fractures par deux approches complémentaires, une méthode numérique par Éléments Finis et une approche expérimentale mettant en oeuvre des techniques de stéréo-corrélation à partir d’images de caméras rapides. Les résultats des calculs numériques sont confrontés à ceux issus d’essais réalisés sur des fémurs synthétiques, puis cadavériques en laboratoire d’anatomie. Les comparaisons avec des implants existants montrent que ce nouveau concept d’implant permet une fixation plus stable des fragments osseux et une bonne compression du foyer de fracture

Physically based kinematic hardening modelling of single crystal.

International audienceThis paper suggests a new method to take into account the kinematic hardening in constitutive behaviour of metallic face centred cubic single crystal. The keystone of this model is that kinematic effect arises from a description of the crystal dislocation microstructure based on a heterogeneous distribution of slip strength. In this paper, these concepts are applied to crystalline plasticity models. In particular, simulations of monotonous tensile test and cyclic loading are analysed to show that implementation of the proposed concepts, without any additional complexity, gives the current model a wide range of applications from small cycled strains to large monotonous ones

Clovis : Implant pour le soin des fractures du fémur proximal: Développement d’un implant à géométrie variable pour le traitement des fractures du fémur proximal chez les personnes âgées.

This film summarizes the research actions carried out during a Franco-Swiss research project around the development of an implant for the care of fractures of the proximal femur. For specific fractures called intertrochanteric, it is possible to fix the fracture in an intramedullary way (inside the bone) or in an extramedullary way (outside the bone). For each type of treatment, hospitals are equipped with the two fixing systems. The differences in physical characteristics between individuals imply the existence of multiple references implants and therefore additional costs in terms of equipment. In this thesis work, an original implant adaptable to most people has been developed. This implant will provide surgeons greater flexibility during surgery but also significantly reduce stocks implants in hospitals. The mechanical behavior of the implant is studied in different cases of fractures by two complementary approaches, a finite element analysis and an experimental study employing stereo-image correlation technique from images of high speed cameras. The results of the numerical calculation are compared with those derived from tests on synthetic femurs, then cadaver in anatomy laboratory. Comparisons with existing implants show that this new implant concept allows for a more stable fixation of bone fragments and a good compression of the fracture.Ce film résume les actions de recherche menées lors d’un projet de recherche Franco-Suisse autour du développement d’un implant pour le soin des fractures du fémur proximal. Pour les fractures particulières dites inter-trochantériennes, il est possible de fixer la fracture de manière intra-médullaire (à l’intérieur de l’os) ou de manière extra-médullaire (en dehors de l’os). Les différences de morphologie des individus impliquent l’existence de multiples références d’implants et donc de surcoûts en termes d’équipement. Dans ce travail, un implant original adaptable à la plupart des morphologies a été développé. Cet implant permettra non seulement d’offrir aux chirurgiens une souplesse au cours des interventions chirurgicales mais aussi de réduire de manière significative les stocks d’implants dans les hôpitaux. Le comportement mécanique de l’implant est étudié dans différents cas de fractures par deux approches complémentaires, une méthode numérique par Éléments Finis et une approche expérimentale mettant en œuvre des techniques de stéréo-corrélation à partir d’images de caméras rapides. Les résultats des calculs numériques sont confrontés à ceux issus d’essais réalisés sur des fémurs synthétiques, puis cadavériques en laboratoire d’anatomie. Les comparaisons avec des implants existants montrent que ce nouveau concept d’implant permet une fixation plus stable des fragments osseux et une bonne compression du foyer de fracture

Characterization of PCFC-electrolytes deposited by reactive magnetron sputtering ; comparison with ceramic bulk samples

International audienceSrZr0.84Y0.16O3–α (SZY16), BaZr0.84Y0.16O3–α (BZY16), BaCe0.8Zr0.1Y0.1O3–α (BCZY10), and BaCe0.90Y0.10O3–α (BCY10) thin films with the thickness of lower than 6 micron are successfully deposited by reactive magnetron sputtering on alumina substrate covered by about 200 nm Pt3Ti collector layer. The corresponding ceramic bulk samples are prepared by solid state reaction. In order to obtain dense BZY16 and BCZY10 samples, 1 wt.% ZnO was added before sintering process.As deposited films are amorphous and crystallise under the expected crystal structure at different temperatures (e.g., SZY16 ≈ 623 K; BZY16 ≈ 423 K; BCY10 ≈ 873 K, and BCZY10 ≈ 873 K). SZY16 and BZY16 coatings are stable in air with respect to carbonation and hydration. BZY16 coatings require an in situ crystallization in order to avoid further cracking due to the tensile stress generation associated with the crystallization phenomenon, so they are deposited directly onto hot substrate (Tsubstrate ≈ 523 K). BCZY10 amorphous coatings present a good chemical stability against carbonation in air up to 573 K but the coatings decompose in BaCO3 and CeO2 mixture after annealing treatment at around 873 K for 2 h in air, instead of the expected double substituted BaCeO3 perovskite structure. Nevertheless, the crystallization perovskite structure is obtained after annealing treatment under vacuum to prevent the carbonation of the coating. BCY10 requires in situ crystallisation (Tsubstrate ≈ 873 K) to obtain BaCeO3 structure while avoiding the carbonation of the film. All the bulk samples present the perovskite structure with a relative density higher than ∼80% and without trace of ZnO or BaCO3. Eighty percent of relative density was demonstrated to give a good compromise between porosity and grain boundary blocking effects. The electrical properties of the films and pellets are investigated by AC impedance spectroscopy in air. Conductivities of crystallised coatings are close but always significantly lower than those of ceramic bulk samples of the same composition

Mechanical characteristics identification of a composite femoral bone using stereo image correlation

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Stereo Image Correlation for full-field measurement on composite femoral bones during compression tests

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Mechanical characteristics identification of a composite femoral bone using stereo image correlation

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