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1
Dumoulin, Christine. "Analyse et modélisation de comportements mécaniques des endoprothèses." Aix-Marseille 2, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX22093.
Full text
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Gouëffic, Yann. "Matrice extra-cellulaire et resténose intra-stent. : implication de l'acide hyaluronique." Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2078.
Full textAbstract:
La matrice extra-cellulaire (MEC) contrôle de nombreuses fonctions des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Parmi les composants matriciels, l’acide hyaluronique (AH) joue un rôle clef. L’objectif de ma thèse est de mieux comprendre l’ensemble des mécanismes par lesquels l’AH influence le comportement des CMLV, notamment en cas de resténose intra-stent. Nous montrons que la rapamycine –un inhibiteur de la prolifération et de la migration des CMLV– réduit la synthèse d’’AH. La modification de la composition de la MEC résultant de cet effet de la rapamycine est associée à une diminution de l’adhésion des leucocytes aux CMLV. D'autre part, nous décrivons une nouvelle voie de signalisation activée par l’AH et aboutissant à la migration des CMLV. Cette nouvelle voie de signalisation implique un récepteur, RHAMM, et la petite protéine G, Rac. L’implication de l’AH et de ses effecteurs dans la migration cellulaire et l'inflammation vasculaire en font des cibles thérapeutiques potentiels dans la prévention de la resténose intra-stent<br>Extracellular matrix (ECM) controls numerous arterial smooth muscle cell (ASMC) functions. Among ECM components, HA plays a key role in ASMC behaviour. The aim of my work was to identify the mechanisms by which HA could alter ASMC functions to understand its potential role in arterial pathology such as in-stent restenosis. In a first study, we shown that rapamycin not only regulated the proliferation of ASMC but reduced the production of HA by these cells. This alteration in ECM composition resulted in reduced monocyte adhesion to the ECM in cultures of ASMC. In a second study, we described a novel signalling pathway induced by HA and resulting in ASMC migration. In this pathway HA-induced migration depends exclusively on RHAMM-mediated PI3K-dependent Rac activation. The biological effects of HA in ASMC migration and arterial inflammation yield to establish HA and its effectors as potential targets to prevent in-stent restenosis
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Derkaoui, Sidi Mohammed. "Revêtement bioactif pour stents métalliques : synthèse, caractérisation et biocompatibilité." Paris 13, 2008. http://www.theses.fr/2008PA132042.
Full textAbstract:
Les matériaux hybrides constitués de macromolécules hydrophiles et hydrophobes sont d’un grand intérêt dans le domaine biomédical. Dans ce contexte, des monomères acryliques ont été greffés sur des polysaccharides à l’aide du cériumIV. Les copolymères obtenus combinent les propriétés biologiques des polysaccharides et les propriétés mécaniques des polyacrylates. De façon intéressante, nous avons trouvé des conditions afin de réaliser des films minces transparents et homogènes ou des structures 3D avec les propriétés hybrides. Le revêtement d’endoprothèses vasculaires métalliques (stents) avec ces copolymères est uniforme et lisse, sans craquelure ni détachement après une expansion au ballonnet. Les résultats montrent que les stents métalliques enduits avec certains copolymères améliorent la prolifération et migration des cellules endothéliales et inhibent la prolifération de cellules musculaires lisses. Ces copolymères sont ainsi d’excellents matériaux innovants pour des applications biomédicales, en particulier dans le domaine cardiovasculaire<br>Hybrid materials constituted by hydrophobic and hydrophilic biocompatible macromolecules are useful for biomedical applications. In this context, a well-known acrylic monomer was polymerized and grafted onto various polysaccharides using ceriumIV. The biological and mechanical properties of the two components are well combined in these copolymers. Interestingly, we found conditions to form transparent and homogeneous thin films or 3D structures with hybrid properties. The resulting coating of endovascular metallic prosthesis (stent) with copolymer was smooth and uniform, with neither cracks nor detachment after balloon expansion. Results evidenced that a stent coated with some of these copolymers improved proliferation and migration of endothelial cell and inhibited proliferation of vascular smooth muscle cells. These copolymers appear as excellent innovating materials for biomedical applications, in particular in the cardiovascular field
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Leport, Catherine. "Approche expérimentale des infections de prothèses artérielles : rôle du matériau et prophylaxie." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA114843.
Full text
5
Alessandrin, Jean-François. "Suivi à long terme de 300 prothèses aorto (bi)fémorales." Bordeaux 2, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR23012.
Full text
6
Jouaicha, Hicham. "Transmission d'énergie sans fil pour les implants biomédicaux." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/68775.
Full textAbstract:
Au cours des dernières années, le progrès des dispositifs électroniques implantables alimentés par des technologies sans fil a évolué continuellement et le besoin d'une alimentation sans fil et durable devient nécessaire pour le développement de ces appareils. La transmission d'énergie sans fil est l'une des technologies clés ayant été utilisée dernièrement pour alimenter les implants biomédicaux. Elle a été en effet l'objet des recherches scientifiques pour le traitement des maladies chroniques. La recherche en neuroscience est l'une des applications où le transfert d'énergie sans fil a amélioré la performance des implants neuronaux et a participé à la réduction de la taille, la complexité et à la consommation d'énergie de ces dispositifs. Ces implants ne peuvent pas utiliser de grosses batteries en raison de l'espace limité et pour éviter le risque associé à la chirurgie invasive pouvant également changer les résultats des expériences. Cette thèse présente le développement d'un système de transmission d'énergie sans fil par couplage inductif pour l'alimentation d'une interface d'enregistrement neuronal. Le système réalisé évite d'utiliser des grosses batteries ou câbles pour fournir l'énergie à ces interfaces et augmente la durée de vie des batteries implantables afin d'effectuer des opérations électrophysiologiques sur les animaux vivants à long terme. Cette base aidera les médecins et neuroscientifiques à suivre le comportement de ces animaux en mouvement libre et pendant une longue période de temps et en tout sécurité. La plateforme sans fil développée utilise une cage énergétique afin d'effectuer ces opérations et dans le but de distribuer la puissance dans plusieurs positions en fonction des déplacements et les mouvements effectués par des animaux des tests à l'intérieur de la cage. Le travail réalisé dans ce mémoire fournit de nouvelles stratégies pour la conception optimale des systèmes d'alimentations sans fil avec des améliorations et de forts résultats expérimentaux. Il comprend en outre le développement de quatre systèmes. Tout d'abord, l'architecture de chaque système sera présentée d'une manière ingénieuse. Par la suite, les performances du système pour des tests expérimentaux seront expliqués. Les résultats de ces tests seront bien sûr interprétés tout en comparant avec des systèmes existants. Une validation de ces résultats sera finalement effectuée avec des animaux vivants pour tester la fonctionnalité de la plateforme dans un cadre réel.<br>In recent years, the progress of implantable electronic devices powered by wireless technologies has evolved continuously and the need for wireless and sustainable power becomes necessary for the development of these devices. The transmission of energy without wire is one of the key technologies used lately to power biomedical implants and which has been the subject of scientific research for the treatment of several diseases such as chronic diseases. Research in neuroscience is indeed one of the applications where wireless energy transfer has improved the performance of neural implants and participated in reducing the size, complexity, and power consumption of these devices. Since these implants cannot use large batteries due to the limited space of these implants and to avoid the risk associated with the surgery, the change of the folds which can also change the results of experiment. In this thesis, a wireless energy transmission system by inductive coupling is presented, this system is used to power a neural interface. Which has made it possible to avoid the use of large batteries or cables to provide energy to these interfaces and which has increase the lifespan of implantable batteries in order to perform electrophysiological operations on living animals and in the long term, this will help physicians and neuroscientists to follow the behavior of these animals in free movement and during a long period of time and in complete safety. The developed wireless platform uses an energy cage to perform these operations and to distribute the power in several positions according to the displacements and the movements carried out by the animals of the tests inside the cage. The work carried out in this thesis provides new strategies for the optimal design of wireless power systems, with innovations and strong experimental results. It also includes the development of four systems with innovations. Firstly, the architecture of each system will be genuinely presented. Furthermore, the performance of the system for testing of the experimental will be explained. The results of these tests will be indeed interpreted in comparison with existing systems. A validation of these results will be finally performed with live animals to test the functionality of the platform in a real setting.
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Rusu, Lucian-Marius. "Studii şi cercetări pentru realizarea de implante chirurgicale în vederea omologării." Artois, 2006. http://www.theses.fr/2006ARTO0211.
Full textAbstract:
L'enquête a présumé une étude minutieuse du squelette crânien, des membres et de la colonne vertébrale et leur analyse, en ensemble ou en fonction des zones d'intérêt. Alors, l'étude a présumé une connaissance de l'anatomie des os du squelette, pour déterminer les conditions mécaniques pour l'implantation. L'étude a eu besoin aussi, de l'analyse des principes de la théorie de modélisation en biomécanique. On a élaboré les modèles pour la mandibule, le fémur, la colonne vertébrale et aussi les appareils de fixation. L'optimisation des formes des implants métalliques varie, le choix du plus efficace type de montage pour l'ostéosynthèse et l'analyse des interactions biomécaniques complexes os-implant, représentent des problèmes de complexité à part. Les recherches ont été complétées par l'étude des caractéristiques de l'os, qui ont un rôle très important dans l'interaction os-implant pour l'ostéosynthèse. La thèse de doctorat concerne la conception, la réalisation et la certification d'une trousse des implants chirurgicaux pour le sytème osseux. Grâce aux résultats positifs après l'analyse mécanique virtuelle et expérimentale et les tests cliniques, la trousse des implants crânio-maxilo-faciales et le distracteur mandibulaire ont été certifiés par le Ministère de la santé (le certificat n°13/032/2220/04) et représente la première trousse d'implants conçus et réalisés en Roumanie<br>The research supposed a meticulous study and analysis of the head skeleton, the upper and lower limbs and spine, according to the zones of interest. The study assumed knowledge of the skeleton anatomy, in order to determine the mechanical implantation characteristics. Also the study asked for an analysis of the theoretical principles of biomechanical modelling. The models for the mandible , the femur, the spine and also for the medical fixation devices were realised. The shapes optimization of the metal implants, the choice of the most effective type of assembly for osteosynthesis and the analysis of the complex biomechanical interactions bone-implant, represent difficult problems. The research was completed by the study of the mechanical characteristics of the bone, which has a very important role in the interaction bone-implant fot osteosynthesis. The thesis of doctorate relates to the design, the manufacturing and the certification of a surgical implants set for the maxilo-facial surgery. Due both to the positive results obtained during the numerical and experimental analysis and the results of the clinical tests, the test of cranio-maxilo-facial implants and the mandible distractor were certified by the Ministry for health (the certificate n°13/032/2220/04) and represent one of the the first set of implants designed and manufactured in Romania
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Guérin, Patrice. "Étude des voies de signalisation dans le phénomène de resténose intra-stent : implication de la protéine G monomérique RhoA et de son effecteur Rho-kinase." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2105.
Full textAbstract:
La resténose intra-stent est une nouvelle pathologie induite par l'implantation d'une endoprothèse (stent). Elle résulte d'une prolifération des cellules musculaires lisses (CML), une migration et une production excessive de matrice extracellulaire. Le but de ce travail est d'analyser (i) les conséquences histologiques de l'implantation du stent dans un modèle de culture d'artère mammaires "ex-vivo" ; (ii) l'activité de RhoA, régulateur majeur de la prolifération et la migration des CML, après implantation du stent et de déterminer son rôle dans la formation de la néointima ; (iii) l'impact du mode d'implantation du stent sur l'épaississement néointimal dans le segment stenté et dans la zone bordante. Notre étude montre que le modèle d'artères mammaires humaines est fiable pour l'étude des conséquences histologiques de l'implantation d'un stent. Le stent induit une activation de RhoA, et l'effet inhibiteur de la rapamycine sur l'expression de RhoA a un rôle clé dans son effet limitant de la resténose. Par l'utilisation de stent actif libérant la rapamycine, nous démontrons l'intérêt de l'implantation directe du stent pour limiter l'effet de bord<br>In-stent restenosis is a novel pathobiologic process resulting from vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation, migration and excessive matrix production. The aims of this study were to analyze (i) the histological consequences of the healing process following stent implantation in an "ex-vivo" model of human internal mammary arteries; (ii) the activity of RhoA, a major regulator of VSMC proliferation and migration, after stenting and to determine its role in the neointimal formation; (iii) the influence of the stent insertion procedure on neointimal thickening in the stented segment of the artery and at the stent edge. Our study shows that the artery culture model can provide valuable information regarding histological consequences and healing process after balloon dilatation and stent implantation. Stent implantation induces maintained RhoA activation and inhibition of Rho-kinase reduces neointimal thickening. Rapamycin (sirolimus) decreases RhoA expression and this effect plays a key role in its antirestenotic action. Finally, by the use of sirolimus eluting stent, we show the benefit of direct stenting to limit the edge effect
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Hanana, Kristine Rolland. "Place des plaques prothétiques dans la chirurgie pariétale abdominale." Montpellier 1, 1990. http://www.theses.fr/1990MON11046.
Full text
10
Ragoobeer, Soomungul. "Comportement à court et moyen terme des prothèses fémorales non cimentées en titane poreux recouvert d'hydroxyapatite : à propos de 30 cas." Bordeaux 2, 1989. http://www.theses.fr/1989BOR25224.
Full text
11
Angioi, Michael. "L'inflammation, mécanisme déterminant de la survenue de la resténose après pose d'une endoprothèse coronaire." Nancy 1, 2002. http://www.theses.fr/2002NAN11314.
Full text
12
Miremont, Franck. "Traitement des obstacles biliaires par endoprothèses transpariétales ou endoscopiques : le bilan de 111 patients." Bordeaux 2, 1989. http://www.theses.fr/1989BOR23089.
Full text
13
Kovacsik, Hélène. "Etude des propriétés mécaniques de la paroi artérielle après mise en place d'un stent sur un modèle animal d'artère de petit calibre." Montpellier 1, 2001. http://www.theses.fr/2001MON1T016.
Full textAbstract:
La restenose apres mise en place d'un stent est un probleme majeur, dont l'incidence est accrue dans les arteres de petit calibre. L'hyperplasie myo-intimale est responsable de la diminution de la lumiere circulante. Dans le but de comprendre quels sont les facteurs promoteurs de cette hyperplasie, il importe d'analyser comment la presence d'un stent modifie les proprietes mecaniques de la paroi arterielle, et altere ainsi la fonction endotheliale. Nous avons etudie les proprietes mecaniques de la paroi arterielle apres mise en place d'un stent dans un modele animal d'artere de petit calibre : l'aorte sous-renale du lapin. [. . . ] la compliance et la distensibilite diminuaient et le diametre augmentait significativement au niveau du segment stente, sans modification significative des proprietes mecaniques de l'aorte en aval et en amont. Le desaccord de compliance initial ainsi observe apres mise en place d'un stent pourrait etre le principal facteur mecanique responsable de restenose du fait des perturbations locales de l'ecoulement et des contraintes parietales induites. Afin d'etudier les variations dans le temps des proprietes mecaniques des arteres stentees, nous avons adapte et valide une technique non vulnerante de mesure echographique trans-parietale des variations de diametre arteriel en la comparant a la technique invasive de poursuite d'echo. Cette technique nous permet desormais d'evaluer en aigu et en chronique l'effet du degre de dilatation arterielle sur la restenose.
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Lefranc, Olivier. "Developpement de stents bioactifs par fixation permanente ou temporaire de dextranes fonctionnalisés." Paris 13, 2003. http://www.theses.fr/2003PA132015.
Full textAbstract:
L'emploi de stents dans les traitments curatifs des sténoses vasculaires est actuellemnt limité par un taux imortant de resténose. Récemment, le développemnt de stents à libération de principes actifs à fait l'objet de nombreux travaux afin de limiter la resténose. Les dexranes, polysacharides comosés d'unités à-D-glucopyrannose reliées entre elles par des liaisons a(1-6) sont couramment utilisés dans le domaine biomédical. La substitution statistique de certains groupements hydroxyles du dextrane confère à ce polymère des propriètes biologiques efficaces dans la prévention dela resténose. Le but de ce travail a donc était de immobiliser un dextrane fonctionnalisé sur la surface métallique de stents afin de réduire les risques de resténose. Cette immobilisation a été effectuée selon deux méthodes. D'une part le dérivé du dextrane a été immobilisé de manière covalente sur la surface métallique. D'autre part la surface du stent a été enrobée d'u film de dextrane fonctionnalisé associé au collagène. Dans ce cas, une augmentation de la concentration à la surface du stent et une libération contrôlée du dextrane fonctionnalisé au sein du flux sanguin sont observées. L'étude a exigé de mettre en place une analyse des surfaces traitées par differentes méthodes physicochimiques et biologiques. Les surfaces se sont révélées homogènes en condition in-vitro vis à vis des différents facteurs de la resténose. Leurs propriètés biologiques vis à vis de la resténose ont permis de développer des expérimentations in-vivo chez l'animal<br>Nowadays, high rate of restenosis limits the use of the stents for the treatement of vascular stenosis. To enhance the stent biocompatibility, several drugs are associated with such device in order to limit the restenosis. Dextran derivatives, obtained from statistic substitution of some of the dextran hydroxyl groups have shown promising results in their effects onto the behaviour of vascular cells. These polysaccharides could consist in a way of traitment of the restenosis. Hence, the aim of this study consists on an immobilization of such a polysaccharide onto a stent surface. We investigate two ways of immobilization. On the one hand, the dextran derivative has been covalently grafted onto the metallic surface previously aminated in order to obtain a permanent immobilization. On the other hand, the stent coating has been achieve by using the dextran derivative associated with a collagen matrix to enhance the dextran derivative concentration onto the surface and release the molecule in the blood flow to prevent the restenosis above the stent. A physico-chemical characterization campaign and a biological evaluation planning have been studied. Modified surfaces have shown a good behaviour toward the restenosis elements. These results allowed an in-vivo implantation
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Marco, Pierre. "Endoprothèse de Palmaz Schatz : facteurs prédictifs des résultats à court et moyen terme ; étude unicentrique sur 500 patients." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU31170.
Full text
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Magnaval, Guillaume. "Complications non réfractives de l'implant "IRIS-CLAW" chez le phaque." Antilles-Guyane, 2004. http://www.theses.fr/2004AGUY0117.
Full textAbstract:
La correction de myopie forte a toujours été une gageure pour les chirurgiens ref́ractifs qui disposent de techniques sans cesse plus sophistiquées comme le retrace l'historique de ce travail. La chirurgie réfractive photoablative cornéenne ayant montré ses limites dans la correction des amétropies fortes,la chirurgie réfractive additive par implantation s'est développée avec les implants de chambre antérieure à support irien. Ce dernier type d'implant a fait l'objet d'une étude rétrospective sur 119 yeux,visant à évaluer ses résultats rétractifs,ses éventuelles complications et sa tolérance à moyen terme et à confronter ses résultats à ceux des autres implants. En effet,si toutes les études s'accordent pour démontre que les implants "IRIS-CLAW" ameliorent les performances visuelles en particulier chez le myope,la courbe d'apprentissage de la pose de cet implant peut-êtreassociée à ces complications qui ont eu un retentissement visuel dans 4 cas(3,36%)dans notre série. La perte cellulaire endothéliale cornéenne en est la seconde préoccupation. Nous avons constaté qu'elle restait à moyen terme limitée(11. 56% à 3 ans)mais des études à pus long terme sont nécessaire pour le confirmer. L'implantation d'"iris-claw"chez le sujet phaque semble donc être une solution réfractive séduisante au prix d'une phase d'apprentissage du chirurgien et d'une surveillance annuelle stricte du patient a l'aide d'une microscopie spéculaire<br>The treatment of hihg myopia has always been a challenge for retractive surgeons who have incessantly more sophisticated techniques at their disposal,like the historical record of this work shows. The photoablative corneal refractive surgery knowing limits in the treatment of high ammetropia,the addictive refractive surgery by implantation has developped with the posterior chamber,the angle-supported and the iris-fixated phakic intraocular lenses. This last type of lenses has been the object of a retrospective study on 119 eyes. Triying to evaluate its refractive results,its possible complications and its medium-term tolerance,and to confront these results to those of the other lenses. Actually,if all the studies agree to demonstrate that the "iris-claw"lenses improve the visual performances,in particular in myopic patients,the learning curve of the putting-in of this implant may be associated with complications that only had visual consequences in 4 cases(3,36%̀). The loss in corneal endothelial cells is the second concern. We noticed it remained limited in medium-term(11,56% at 3 Years),but longer-term studies are necessary to confirm it. "Iris-claw"lenses for phakic patients seem to be an attractive refractive solution ,at the cost of a training of the surgeon and of a strict yearly examination of the patient with the specular microscope
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Molina, Julien. "Etude de l’intégration physiologique et environnementale d’un capteur de pression sans fil pour application vasculaire." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066223.
Full textAbstract:
Depuis plusieurs années, les nouvelles technologies envahissent le domaine médical. On y intègre de nouveaux matériaux, de l’électronique, de la robotique… Les anévrismes de l’aorte abdominale touchent de 2 à 6% de la population. Leur rupture est mortelle dans plus de 80% des cas. Un des traitements consiste à placer une endoprothèse afin d’exclure l’artère abimée de la pression sanguine. Après l’intervention, la recherche de fuites est obligatoire mais ces contrôles sont chers et peuvent être nocifs pour les patients. Le but de ce travail est de mettre au point un système intelligent permettant le contrôle à distance afin de diminuer les coûts et les risques. Pour la réalisation de ce dispositif médical, les analyses des contraintes et des normes sont indispensables. Les caractéristiques géométriques, mécaniques (pseudo-statique et dynamique) et de l’enrobage ont été quantifiées par rapport à des éléments de référence. L’étude de la réglementation nous a permis de réaliser un cahier des charges des essais à mettre en œuvre. A l’aide d’une machine à traction/compression et d’un banc d’essai dynamique conçu par nos soins, nous avons établi les spécifications attendues. Différents enrobages ont été étudiés par mise en culture avec des cellules endothéliales afin d’apprécier leurs caractéristiques biocompatible et antiadhésive. Ce travail a permis de définir les spécifications attendues et de choisir les constituants. La taille finale sera conditionnée par la capacité à miniaturiser l’électronique embarquée. Cette structure d’intégration de biocapteurs peut être placée dans d’autres sites anatomiques ou associée avec d’autres capteurs pour d’autres indications<br>For several years, new technologies have been overrunning the medical field. New materials, electronics, robotics are integrated. Abdominal aortic aneurysms affect 2 to 6% of the population. Their bursting is fatal in more than 80% of cases. One of their treatments is to place a stent-graft to exclude the damaged artery blood pressure. After surgery, endoleak detection is required, but these controls are expensive and can be harmful to patients. Therefore, the aim of this work is to develop a wireless monitoring system. For the realization of this medical device, constraints analysis and standards are essential. The geometrical, mechanical characteristics (pseudo-static and dynamic) and the coating were quantified by comparison to reference elements. Specification tests were implemented to comply with regulation standards. Using a traction / compression testing system and a dynamic bench test designed by us, we have established the expected specifications. Different coatings were investigated by culture with endothelial cells to assess their biocompatibility and nonadhesive characteristics. This work has identified the expected specifications and allowed us to choose the components. The final size will depend on the ability to miniaturize the electronics. This integration structure for biosensors can be placed in other anatomical sites or associated with other sensors for other indications
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Mirbozorgi, Seyed Abdollah. "High-performance wireless power and data transfer interface for implantable medical devices." Doctoral thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26209.
Full textAbstract:
D’importants progès ont été réalisés dans le développement des systèmes biomédicaux implantables grâce aux dernières avancées de la microélectronique et des technologies sans fil. Néanmoins, ces appareils restent difficiles à commercialier. Cette situation est due particulièrement à un manque de stratégies de design capable supporter les fonctionnalités exigées, aux limites de miniaturisation, ainsi qu’au manque d’interface sans fil à haut débit fiable et faible puissance capable de connecter les implants et les périphériques externes. Le nombre de sites de stimulation et/ou d’électrodes d’enregistrement retrouvés dans les dernières interfaces cerveau-ordinateur (IMC) ne cesse de croître afin d’augmenter la précision de contrôle, et d’améliorer notre compréhension des fonctions cérébrales. Ce nombre est appelé à atteindre un millier de site à court terme, ce qui exige des débits de données atteingnant facilement les 500 Mbps. Ceci étant dit, ces travaux visent à élaborer de nouvelles stratégies innovantes de conception de dispositifs biomédicaux implantables afin de repousser les limites mentionnées ci-dessus. On présente de nouvelles techniques faible puissance beaucoup plus performantes pour le transfert d’énergie et de données sans fil à haut débit ainsi que l’analyse et la réalisation de ces dernières grâce à des prototypes microélectroniques CMOS. Dans un premier temps, ces travaux exposent notre nouvelle structure multibobine inductive à résonance présentant une puissance sans fil distribuée uniformément pour alimenter des systèmes miniatures d’étude du cerveaux avec des models animaux en ilberté ainsi que des dispositifs médicaux implantbles sans fil qui se caractérisent par une capacité de positionnement libre. La structure propose un lien de résonance multibobines inductive, dont le résonateur principal est constitué d’une multitude de résonateurs identiques disposés dans une matrice de bobines carrées. Ces dernières sont connectées en parallèle afin de réaliser des surfaces de puissance (2D) ainsi qu’une chambre d’alimentation (3D). La chambre proposée utilise deux matrices de résonateurs de base, mises face à face et connectés en parallèle afin d’obtenir une distribution d’énergie uniforme en 3D. Chaque surface comprend neuf bobines superposées, connectées en parallèle et réailsées sur une carte de circuit imprimé deux couches FR4. La chambre dispose d’un mécanisme naturel de localisation de puissance qui facilite sa mise en oeuvre et son fonctionnement. En procédant ainsi, nous évitons la nécessité d’une détection active de l’emplacement de la charge et le contrôle d’alimentation. Notre approche permet à cette surface d’alimentation unique de fournir une efficacité de transfert de puissance (PTE) de 69% et une puissance délivrée à la charge (PDL) de 120 mW, pour une distance de séparation de 4 cm, tandis que le prototype de chambre complet fournit un PTE uniforme de 59% et un PDL de 100 mW en 3D, partout à l’intérieur de la chambre avec un volume de chambre de 27 × 27 × 16 cm3. Une étape critique avant d’utiliser un dispositif implantable chez les humains consiste à vérifier ses fonctionnalités sur des sujets animaux. Par conséquent, la chambre d’énergie sans fil conçue sera utilisée afin de caractériser les performances d’ une interface sans fil de transmisison de données dans un environnement réaliste in vivo avec positionement libre. Un émetteur-récepteur full-duplex (FDT) entièrement intégré qui se caractérise par sa faible puissance est conçu pour réaliser une interfaces bi-directionnelles (stimulation et enregistrement) avec des débits asymétriques: des taux de tramnsmission plus élevés sont nécessaires pour l’enregistrement électrophysiologique multicanal (signaux de liaison montante) alors que les taux moins élevés sont utilisés pour la stimulation (les signaux de liaison descendante). L’émetteur (TX) et le récepteur (RX) se partagent une seule antenne afin de réduire la taille de l’implant. L’émetteur utilise la radio ultra-large bande par impulsions (IR-UWB) basée sur l’approche edge combining et le RX utilise la bande ISM (Industrielle, Scientifique et Médicale) de fréquence central 2.4 GHz et la modulation on-off-keying (OOK). Une bonne isolation (> 20 dB) est obtenue entre le TX et le RX grâce à 1) la mise en forme les impulsions émises dans le spectre UWB non réglementée (3.1-7 GHz), et 2) le filtrage espace-efficace (évitant l’utilisation d’un circulateur ou d’un diplexeur) du spectre du lien de communication descendant directement au niveau de l’ amplificateur à faible bruit (LNA). L’émetteur UWB 3.1-7 GHz utilise un e modultion OOK ainsi qu’une modulation par déplacement de phase (BPSK) à seulement 10.8 pJ / bits. Le FDT proposé permet d’atteindre 500 Mbps de débit de données en lien montant et 100 Mbps de débit de données de lien descendant. Il est entièrement intégré dans un procédé TSMC CMOS 0.18 um standard et possède une taille totale de 0.8 mm2. La consommation totale d’énergie mesurée est de 10.4 mW (5 mW pour RX et 5.4 mW pour TX au taux de 500 Mbps).<br>In recent years, there has been major progress on implantable biomedical systems that support most of the functionalities of wireless implantable devices. Nevertheless, these devices remain mostly restricted to be commercialized, in part due to weakness of a straightforward design to support the required functionalities, limitation on miniaturization, and lack of a reliable low-power high data rate interface between implants and external devices. This research provides novel strategies on the design of implantable biomedical devices that addresses these limitations by presenting analysis and techniques for wireless power transfer and efficient data transfer. The first part of this research includes our proposed novel resonance-based multicoil inductive power link structure with uniform power distribution to wirelessly power up smart animal research systems and implanted medical devices with high power efficiency and free positioning capability. The proposed structure consists of a multicoil resonance inductive link, which primary resonator array is made of several identical resonators enclosed in a scalable array of overlapping square coils that are connected in parallel and arranged in power surface (2D) and power chamber (3D) configurations. The proposed chamber uses two arrays of primary resonators, facing each other, and connected in parallel to achieve uniform power distribution in 3D. Each surface includes 9 overlapped coils connected in parallel and implemented into two layers of FR4 printed circuit board. The chamber features a natural power localization mechanism, which simplifies its implementation and eases its operation by avoiding the need for active detection of the load location and power control mechanisms. A single power surface based on the proposed approach can provide a power transfer efficiency (PTE) of 69% and a power delivered to the load (PDL) of 120 mW, for a separation distance of 4 cm, whereas the complete chamber prototype provides a uniform PTE of 59% and a PDL of 100 mW in 3D, everywhere inside the chamber with a chamber size of 27×27×16 cm3. The second part of this research includes our proposed novel, fully-integrated, low-power fullduplex transceiver (FDT) to support bi-directional neural interfacing applications (stimulating and recording) with asymmetric data rates: higher rates are required for recording (uplink signals) than stimulation (downlink signals). The transmitter (TX) and receiver (RX) share a single antenna to reduce implant size. The TX uses impulse radio ultra-wide band (IR-UWB) based on an edge combining approach, and the RX uses a novel 2.4-GHz on-off keying (OOK) receiver. Proper isolation (> 20 dB) between the TX and RX path is implemented 1) by shaping the transmitted pulses to fall within the unregulated UWB spectrum (3.1-7 GHz), and 2) by space-efficient filtering (avoiding a circulator or diplexer) of the downlink OOK spectrum in the RX low-noise amplifier (LNA). The UWB 3.1-7 GHz transmitter using OOK and binary phase shift keying (BPSK) modulations at only 10.8 pJ/bit. The proposed FDT provides dual band 500 Mbps TX uplink data rate and 100 Mbps RX downlink data rate. It is fully integrated on standard TSMC 0.18 nm CMOS within a total size of 0.8 mm2. The total power consumption measured 10.4 mW (5 mW for RX and 5.4 mW for TX at the rate of 500 Mbps).
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Amblard, Anne. "Contribution à l'étude du comportement d'une endoprothèse aortique abdominale : analyse des endofuites de type I." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0088/these.pdf.
Full textAbstract:
L’anévrisme de l’aorte abdominale est une maladie cardiovasculaire touchant 6 à 7% de la population occidentale. Les principales complications signalées après une procédure endovasculaire sont les endofuites (passage du sang entre la prothèse et la paroi de l’artère). Un modèle éléments finis représentant le système complet aorte/endoprothèse/athérome a été conçu dans le but d’aider au choix de la meilleure endoprothèse. Ce modèle est soumis à la pression artérielle et aux contraintes induites par l’écoulement du sang avec un couplage fluide/structure. Il prend en compte le comportement viscoélastique de l’aorte. Le code de calcul Plast2 est utilisé afin de visualiser l’évolution des contacts entre les structures. Le sang étant un fluide non newtonien, il est apparu nécessaire d’utiliser un modèle tenant compte de l’analyse microstructurale. Nous nous sommes intéressés aux modèles issus de la rhéologie des solutions de polymère et plus particulièrement au modèle de Phan-Thien et Tanner. Outre les contraintes tangentielles, ce modèle permet d’obtenir les différences de contraintes normales générées sur les parois de l’artère<br>Abdominal aortic aneurysm disease is a degenerative process whose ultimate event is the rupture of the vessel wall. The endovascular approach suffers from problems such as endoleaks. We develop a non-invasive methodology to observe the contact between the endoprosthesis and the aorta wall. On the one hand, this study provides an evaluation of the stresses generated by the blood flow. As blood is a non-Newtonian fluid, we use the Phan-Thien and Tanner model, resulting from the polymer rheology. The application of this model gives the parietal shear stress and the first normal stress difference. On the other hand, we develop an axisymmetric finite-element model of the complete system. This model takes into account the viscoelastic behaviour of the aorta. Plast2, an explicit dynamic finite element code, is used to simulate the behavior of the system. The system is subject to hydrostatic pressure and to the stresses generated by the blood flow. A coupled fluid-structure interaction is achieved
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Ky, Tong. "Valvuloplastie percutanée du rétrécissement mitral selon la technique d'Inoue : étude rétrospective à partir de 119 cas." Bordeaux 2, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR23048.
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Mingasson, Estelle. "Evaluation économique d'une membrane biologique artificielle innovante au CHR de Bordeaux : comparaison avec quatre biomatériaux d'utilisation classique." Bordeaux 2, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR2M048.
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Moi͏̈tsinga, Edgar. "Traitement palliatif par endoprothèse endoscopique des ictères par obstacle biliaire, à propos de 68 patients." Bordeaux 2, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR23081.
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Couqueberg, Yohann. "Développement d'une prothèse de resurfaçage de métatarsiens et étude du remodelage osseux induit." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0117.
Full textAbstract:
Cette thèse, née d’une collaboration entre le laboratoire LEMTA et l’entreprise Novastep, a pour but de concevoir une prothèse de resurfaçage des têtes métatarsiennes des rayons latéraux (2ème, 3ème et 4ème orteils). Ces rayons sont touchés par de nombreuses pathologies (arthrose, maladie de Freiberg, …) pouvant engendrer des douleurs et être handicapantes au quotidien. Bien que de nombreuses solutions prothétiques pour le resurfaçage des têtes métatarsiennes soient disponibles sur le marché, elles sont en majorité conçues pour le resurfaçage du 1ier rayon. La prothèse de Novastep est donc prévue pour offrir une solution viable pour le traitement de ces pathologies. Le développement de la prothèse passe par plusieurs étapes qui sont : • La recherche des exigences médicales et mécaniques à respecter ; • La conception de la prothèse ; • La mise au point de la technique opératoire (instrument pour la pose) ; • La réalisation des essais (vérification des performances de la prothèse). Ce cycle de conception permet de justifier les performances de la prothèse dans l’optique d’obtenir l’autorisation de mise sur le marché. En parallèle de la conception de la prothèse de resurfaçage, une étude de remodelage des métatarsiens après implantation a été effectuée. Cette étude a pour but, dans un premier temps, de présenter et valider un protocole pour la préparation des modèles EF de remodelage osseux à partir de données tomodensitométriques spécifiques au patient. Dans un deuxième temps, cette étude a permis d’analyser l’impact de la prothèse de Novastep sur l’os et de comparer ces résultats avec ceux obtenus pour une prothèse concurrente (LMHI de Wright Medical). Dans un dernier temps, l’influence de différents paramètres de la loi de remodelage et du modèle a été étudiée. A notre connaissance, ce travail est le premier portant sur le remodelage osseux d’un métatarsien prothésé. A terme, ce travail pourra aboutir à la création d’un outil d’aide à la décision destiné aux concepteurs pour les choix technologiques de design des prothèses et aux chirurgiens pour sélectionner la technique chirurgicale la plus adaptée à chaque patient. Pour ce faire, il sera nécessaire de valider les résultats issus des prévisions numériques de remodelage avec des résultats cliniques post-opératoires<br>This doctoral thesis, the result of a collaboration between LEMTA laboratory and Novastep company, explains the design of a metatarsal head resurfacing prosthesis of the lateral toes (2nd, 3rd and 4th toes). These toes can be affected by several pathologies, including arthritis and Freiberg’s disease, which are painful and can bec ripping in everyday life. Although many prosthetic solutions for the resurfacing of the metatarsal heads are available on the market, they are often developed for the first toe only. Novastep’s prosthesis was developed to afford a viable solution for the treatment of those pathologies in other toes as well. The development of this prosthesis requires several steps which are: • The definition of medical and mechanical requirements which must been taken into account ; • The design of the prosthesis ; • The development of the surgical technique, that is, the instrumentation for setting up the prosthesis ; • Mechanical and clinical testing to verify the performance of the prosthesis. This design cycle permits justification of the device’s performance necessary to obtain the market approval. In parallel with the resurfacing prosthesis, a study of metatarsal bone remodeling after implantation was realized. This study aimed to present and validate a protocol for the preparation of finite element models of bone remodeling from patient specific computed-tomography data. It also permitted analysis of the impact of the Novastep’s prosthesis on the metatarsal and comparison of those resuts with results obtained with a competitor’s equivalent prosthesis (LMHI of Wright Medical). To our knowledge, this study was the first on the bone remodeling of a prosthetic metatarsal. In the long term, this work could lead to the creation of a decision-making tool for designers for the technological choices of prosthesis design
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Vincent, Henri. "Fracture tardive du montant externe d'une valve cardiaque de Bjork-Shiley : à propos d'un cas." Bordeaux 2, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR2M026.
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Afsharpour, Hossein. "L'utilisation des méthodes Monte Carlo pour la caractérisation des hétérogénéités et de leurs conséquences radiobiologiques en curiethérapie." Doctoral thesis, Université Laval, 2012. http://hdl.handle.net/20.500.11794/23654.
Full textAbstract:
Les algorithmes cliniques de dosimétrie en curiethérapie se basent principalement sur les recommandations du « Task Groupe 43 » de l'association américaine des physiciens en médecine. Ces algorithmes sont des méthodes approximatives de calcul de dose et négligent des phénomènes physiques importants qui affectent les distributions de dose. Tout d'abord, l'hétérogénéité des tissus est systématiquement négligée en remplaçant les tissus humains par de l'eau. Ainsi l'effet de la composition chimique et de la densité des tissus ne peut pas être pris en compte pour les calculs dosimétriques. Les méthodes de dosimétrie clinique négligent aussi l'impact de la présence des sources ou des applicateurs sur les distributions de dose. Le but de ce projet est d'étudier l'origine des hétérogénéités et de quantifier leurs impacts sur la dosimétrie et sur l'évaluation radiobiologique des traitements de curiethérapie par implant permanent. Pour cela, une plateforme de calcul dosimétrique est conçue en utilisant les méthodes Monte Carlo. Cette plateforme est capable de considérer et de reproduire la géométrie des implants en détails, sur la base du protocole DICOM-RT. Ainsi, la première partie de cette thèse sera entamée par une étude de l'atténuation intersource et son lien avec la conception des sources de curiethérapie. Nous allons ensuite étudier l'effet de l'hétérogénéité des tissus sur les distributions de dose et démontrerons la grande sensibilité de la curiethérapie du sein à la composition des tissus. La première partie de cette thèse sera complétée par une proposition de différents protocoles de segmentation des tissus du sein qui pourraient être utilisés en curiethérapie à basse énergie. Dans la deuxième partie de ce projet nous étudierons l'effet des hétérogénéités du milieu et de la dose sur l'évaluation radiobiologique en curiethérapie. Nous verrons comment l'efficacité radiobiologique est sous- ou sur-estimée quand la distribution de dose n'est pas considérée de façon appropriée. Finalement nous allons tenter d'apporter un élément de réponse au débat sur la valeur du paramètre de la radiosensibilité pour le cancer de la prostate. Nous démontrerons que l'estimation de a/ft pour le cancer de la prostate change dépendamment du niveau d'hétérogénéité considéré dans les calculs dosimétriques.
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Poline, Diane. "Apport de l'échocardiographie transœsophagienne dans le choix du traitement des thromboses de prothèse valvulaire cardiaque : à propos de 69 épisodes thrombotiques." Bordeaux 2, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR23017.
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Haulon, Stéphan. "Endoprothéses couvertes de l'aorte abdominale : fuites de type II et traitements de surface." Lille 2, 2002. http://www.theses.fr/2002LIL2MT04.
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Smirnova, Natalia. "Identification d'une nouvelle cible pour la prévention de la resténose intra-stent : la phosphoinositide 3-kinase gamma." Toulouse 3, 2013. http://www.theses.fr/2013TOU30136.
Full textAbstract:
L'angioplastie avec pose de stent est le traitement de prédilection de la plaque d'athérome symptomatique. Une complication fréquente de cette intervention est la resténose intra-stent qui mène à une nouvelle obstruction de la lumière artérielle. Cette pathologie repose sur le processus d'hyperplasie intimale, combinaison d'une inflammation locale et d'une modulation phénotypique des cellules musculaires lisses (CML) de la paroi artérielle. Afin de pallier à cette pathologie, les stents ont été recouverts d'agents anti-prolifératifs. Bien qu'efficace dans la prévention de la resténose, l'utilisation de ce type de stents a été associée à une augmentation de la fréquence de thromboses à long terme, probablement en lien avec un défaut de la cicatrisation de l'endothélium. Il est donc impératif de trouver des alternatives thérapeutiques pour la prévention de la resténose intra-stent. Dans ce contexte, ce travail de thèse s'intéresse à l'isoforme gamma de la famille des phosphoinositide 3-kinases (PI3K gamma). La PI3K gamma est très exprimée dans le compartiment hématopoïétique, ce qui lui confère des rôles dans diverses pathologies inflammatoires. Elle est également présente à un plus faible niveau dans le système cardiovasculaire, dont les CML artérielles. D'abord, ce travail a contribué à montrer in vitro que la PI3K gamma, surtout connue pour ses fonctions immunes, participait à la migration des CML artérielles en aval de la chimiokine MCP-1, et indirectement en réponse au PDGF. Antérieurement, la PI3K gamma avait été identifiée au laboratoire comme un acteur déterminant dans les processus immuns de l'athérosclérose, pathologie inflammatoire de la paroi artérielle. Au vu de l'implication cruciale de MCP-1 et du PDGF, de la migration des CML, mais aussi de l'inflammation dans l'hyperplasie intimale, nous avons donc proposé la PI3K gamma comme un acteur potentiel dans cette pathologie in vivo. Ensuite, un modèle d'hyperplasie intimale murin a été adapté au laboratoire afin d'évaluer l'implication de la PI3K gamma. Elle a effectivement pu être incriminée dans ce processus via son activité inflammatoire, grâce à deux modèles d'invalidation génétique et une stratégie d'inhibition pharmacologique de la kinase. Notre travail a également contribué à la compréhension générale des mécanismes de la pathologie : nous avons en effet identifié un rôle délétère des lymphocytes T CD4+ associé à une augmentation drastique de la production de cytokines de type Th1 et Th17 dans l'artère lésée. Dans ce contexte, la PI3Kgamma est capable de moduler la réponse de type Th1. Enfin, au vu des effets secondaires des traitements actuels sur la cicatrisation endothéliale, l'impact d'une invalidation de la PI3K gamma dans ce processus a été étudié. L'absence d'activité PI3K gamma dans le compartiment hématopoïétique a permis d'accélérer la cicatrisation endothéliale. Dans ce même contexte, l'effet d'un revêtement par de nouveaux biomatériaux sur le comportement des cellules endothéliales in vitro a également été évalué, apportant des résultats prometteurs. L'ensemble de ces données désigne la PI3K gamma comme une cible thérapeutique intéressante pour la prévention de la resténose intra-stent puisque son invalidation atténue l'hyperplasie intimale tout en accélérant la cicatrisation endothéliale après une lésion artérielle<br>Angioplasty with stent placement is the most used treatment against symptomatic atherosclerosis. A frequent side effect of this intervention is in-stent restenosis, which leads to a de novo obstruction of the arterial lumen. This pathology is characterized by intimal hyperplasia, a combination of a local inflammation and a phenotypic modulation of medial smooth muscle cells (SMC). In order to overcome this complication, stents have been coated with antiproliferative drugs. Although these devices proved to be efficient in retenosis prevention, their use has been statistically associated with an increase in long term thromboses, probably linked to a defect in endothelial healing. So it is necessary to find alternative treatments for in-stent restenosis prevention. In this context, this work takes an interest in the gamma isoform of the phosphoinositide 3-kinase (PI3K) family. PI3K gamma is highly expressed in the hematopoietic compartment and displays a large variety of functions in numerous inflammatory pathologies. This protein is also expressed at a lower level in the cardiovascular system, in particular in arterial SMC. Firstly, the present work has contributed to show that PI3K gamma, well-known for its immune functions, participates to arterial SMC migration in response to the chemokine MCP-1, and indirectly downstream PDGF. Previously, PI3K gamma has been identified in the laboratory as a key player in the immune processes governing atherosclerosis, a chronic inflammatory disease of the arterial wall. Given the crucial involvement of MCP-1 and PDGF, SMC migration and inflammation in intimal hyperplasia, we proposed PI3Kgamma as a potential candidate in the development of this process in vivo. Secondly, a mouse model of intimal hyperplasia has been developed in the laboratory to evaluate the involvement of PI3K gamma. Indeed, we were able to prove that PI3K gamma participated to inflammatory mechanisms of intimal hyperplasia. Our work contributed to the global understanding of the mechanisms underlying this pathology : we have identified a deleterious role of CD4+ T cells accompanied by a drastic increase in Th1 and Th17 cytokines in response to arterial injury. In this context, PI3K gamma was able to modulate Th1 response. Finally, given the side effects of current restenosis treatments upon endothelial healing, the impact of PI3K gamma invalidation in this process has been investigated. Absence of immune PI3K gamma activity enabled an acceleration of endothelial healing. For the same purpose, endothelial cells behavior on new hydrogenocarbonated materials has been evaluated in vitro, bringing promising results. Altogether, these data pinpoint PI3Kgamma as an interesting therapeutic target for in-stent restenosis prevention since its invalidation is both able to prevent restenosis and to accelerate endothelial healing after arterial injury
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Prouvé, Alain. "Complications des endoprothèses biliaires transhépatiques." Bordeaux 2, 1990. http://www.theses.fr/1990BOR23064.
Full text
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Pariente, Jean-Louis. "Evaluation in vitro de la biocompatibilité des endoprothèses urétérales." Bordeaux 2, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR28534.
Full text
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Lorin-Latxague, Christelle. "Effets de l'hormone thyroïdienne sur les cellules ostéoprogénitrices humaines : étude par spectroscopie IR-TF[spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier] des conséquences métaboliques de l'implantation d'un substitut osseux." Bordeaux 2, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR21159.
Full textAbstract:
Les pertes de substances osseuses peuvent nécessiter la mise en place de biomatériaux de substitution osseuse. Certains facteurs permettent de développer leur bioréactivité. Dans un premier temps, nous avons évalué le rôle de l'hormone thyroïdienne T3 sur les cellules ostéoprogénitrices humaines sur support plastique et sur biomatériau (75 % HA et 25 % TCP). Il apparaît que T3 stimule l'expression du gène codant pour la phosphatase alcaline, mais l'activité de cette enzyme n'augmente qu'au cours de la prolifération et la différenciation précoce. Dans un deuxième temps, nous avons évalué le métabolisme de ces cellules ainsi que l'effet potentiel de T3 par spectroscopie IR-TF. Enfin, cette technique nous a permis d'analyser les conséquences métaboliques aux niveaux sanguin et plasmatique de l'implantation d'un substitut osseux chez le lapin et la pose d'une prothèse totale chez l'homme : toutes les voies métaboliques sont touchées, et le délai de récupération est plus long chez l'homme<br>Bone losses may require the implantation of bone substitute biomaterials. Some factors allow to develop their bioreactivity. Firstly, we evaluated the effect of T3 thyroid hormone on human osteoprogenitor cells onto plastic and biomaterial (75 % HA and 25 % TCP). T3 stimulates expression of the alkaline phosphatase gene, but activity of this enzyme increased only during proliferation and early differentiation periods of time. Secondly, we evaluated metabolism of these cells and the potentiel effect of T3 using FT-IR spectroscopy. Finally, this technique allowed us to analyze metabolic consequences at blood and plasmatic levels of the bone substitute implantation in rabbit and of total joint replacement in human. All metabolic pathways are affected, the recovery time are longer in human
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Mensah-Gourmel, Johanne. "Modeling biodegradable stents and their effect on the arterial wall." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLX034/document.
Full textAbstract:
Les stents sont aujourd’hui le traitement le plus courant des stades avancés de l’athérosclérose. Le concept de stents bioresorbables (BRS) est basé sur l’idée qu’un stent n’est nécessaire que jusqu’à la guérison de l’artère – suite à quoi il serait préférable que le stent disparaisse, afin de retrouver un état plus physiologique. Le déploiement d’un stent altère significativement les contraintes mécaniques exercées sur la paroi artérielle, or celles-ci jouent un rôle important dans l’incidence de complications telle que la resténose et l’hyperplasie néointimale. Dans le cas d’un BRS, les contraintes mécaniques dans le stent comme dans la paroi artérielle évoluent au fur et à mesure que le stent se dégrade. De plus, la dégradation du stent par hydrolyse peut être accélérée par ces contraintes : un couplage supplémentaire qui doit être pris en compte. Nous nous intéressons à la détermination de l’évolution des contraintes dans le stent et dans l’artère pendant le déploiement puis la dégradation du stent, ainsi qu’à l’influence de ces contraintes sur la dégradation du stent et sur le remodelage de la paroi, qui est également influencé par la dénudation de l’endothélium et par l’inflammation induite par l’implantation d’un BRS. Pour atteindre ces objectifs, nous avons développé un modèle 3D par éléments finis du déploiement et de la dégradation d’un BRS en acide polylactique tenant compte du couplage entre l’artère et le stent. Il permet notamment de prédire les zones de démantèlement dustent et l’évolution de l’épaisseur de la paroi artérielle en réponse à l’implantation d’un BRS. Etant donné que le modèle repose fortement sur des paramètres qui doivent être déterminés expérimentalement, nous nous sommes intéressés au développement d’une méthode expérimentale pour suivre la dégradation d’un BRS. Nous avons utilisé la tomographie par cohérence optique (OCT) pour suivre régulièrement la dégradation de stents déployés dans des tubes et immergés dans du sérum physiologique à 37°C pendant deux ans. Nous avons ensuite développé une méthode qui détecte automatiquement les struts des stents sur les images OCT et quantifie leur intensité de niveau de gris. Les résultats suggèrent que cette méthode automatisée d’analyse d’images OCT est un outil prometteur pour évaluer quantitativement l’état de dégradation d’un BRS. Enfin, nous nous sommes intéressés à la capacité d’une artère stentée à s’adapter à une modification du cisaillement ressenti. Nous avons étudié l’évolution de la lumière artérielle de porc stentés suivis in vivo par OCT ainsi que le cisaillement associé. Alors qu’un stent métallique bloque le remodelage artériel, nous avons observé qu’un BRS – probablement grâce au démantèlement du stade final de la dégradation – libère le vaisseau et permet ainsi l’adaptation de son diamètre de manière à diminuer le cisaillement et l’inadéquation avec l’artère non stentée. L’adaptation de la lumière artérielle permise par le démantèlement du stent pourrait être prise en compte dans de futurs modèles numériques<br>Today, sent deployment is the most common treatment for symptomatic atherosclerosis. Bioresorbable stents (BRS) are based on the premise that a stent is needed only until arterial wound healing occurs after which it would be desirable for the stent to degrade so that the arterial wall recovers its natural compliance. Deployment of a stent profoundly alters the mechanical environment in the arterial wall, and these alterations play an important role in regulating the incidence of complications such as restenosis and neointimal hyperplasia. In the case of a BRS, the mechanical stresses in both the stent and the arterial wall evolve as the stent degrades. Furthermore, the hydrolysis-driven degradation of the stent can be accelerated by mechanical stresses in the stent, an additional coupling that needs to be taken into account. We are interested in determining the evolution of stresses in both the stent and the arterial wall during the stent deployment and degradation process and in elucidating the effect of these stresses on the stent degradation and on the remodeling process in the wall, which would also be influenced by the loss of endothelial cells and the amount of inflammation induced by the stent deployment and degradation. To this end, we have developed a 3D finite element model of the deployment and degradation of a polylactic acid (PLA) BRS that integrates the coupling between the stent and the artery.This allows one to predict the zones of dismantling of the stent and the evolution of the arterial thickness in response to a BRS stenting procedure. Since the model relies strongly on parameters that need to be determined experimentally, we became interested in developing methods to follow stent degradation. With this aim, we used optical coherence tomography (OCT) to image several BRS that were deployed into tubes and allowed to degrade in a saline solution at 37°C over a period of two years. We subsequently developed a versatile method for automatically detecting stent struts on the OCT images and quantifying the strut gray scale intensity. The results suggest that this automated method of OCT image analysis represents a promising tool to quantitatively assessing BRS degradation states. Lastly, we were interested in establishing the ability of a stented artery to adapt to a modification in its wall shear stress. Studying the in vivo evolution of the lumen of stented mini-swine arteries followed by OCT imaging allowed us to demonstrate that whereas a bare metal stent cages the artery, a BRS, presumably due to its degradation-induced dismantling, frees the vessel and enables it to adapt its lumen diameter in order to decrease its absolute level of shear stress and the compliance mismatch with the unstented portion of the artery. This lumen adaptation allowed by the stent dismantling could be taken into account in future computational models
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Gaudric, Julien. "Morphométrie des anévrismes de l’aorte thoracique : de l’anatomie scanographique à la modélisation numérique." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS574.
Full textAbstract:
Rationnel : L’étude de l’anatomie de la crosse aortique a évolué pour optimiser le traitement des anévrismes par endoprothèse.Objectifs : I : caractériser les modifications morphométriques de la crosse induites par un anévrisme. II : évaluer la faisabilité des dispositifs endovasculaires actuels pour traiter les anévrismes de la crosse. III : créer un outil automatisé de mesure pour évaluer les angulations induites par ces déformations. IV : valider un modèle numérique de simulation 0D de la mécanique vasculaire en le confrontant à des données in vivo.Résultats : I : nous avons montré sur une étude scannographique que les anévrismes thoraciques s’accompagnaient d’un étirement bi directionnel de la paroi et d’une rotation de la crosse antérieure ou postérieure selon la localisation de l’anévrisme. II : parmi 56 malades opérés chirurgicalement d’anévrismes de la crosse, l’étude rétrospective de leur scanner montrait qu’aucun n’avait les critères anatomiques pour permettre une endoprothèse branchée. III : nous avons créé un logiciel de calcul automatisé des points de courbure maximale de l’aorte à partir d’une analyse continue du rayon de courbure de la ligne centrale. Sa pertinence a été validée par sa concordance avec la détermination visuelle des points. IV : nous avons confronté la déformation de l’onde de pression artérielle après clampage et déclampage de l’aorte chez 11 patients avec une bonne corrélation et accord entre un modèle numérique et des enregistrements continus intravasculaires. Conclusion : Les progrès dans l’analyse de la conformation de l’aorte et de la mécanique vasculaire sont nécessaires à l’adaptation de nouveaux substituts endovasculaires<br>Rational: Research on the anatomy of the aortic arch has been fueled by the need of a comprehensive analysis of this structure in the setting of endovascular repair. Aneurysmal disease causes distortions in areas where the implantation of stent grafts undergo major stress. Objectives: I: To characterize the morphometric modifications of the aortic arch induced by a thoracic aneurysm. II: To evaluate the feasibility of current endovascular devices in treating aortic arch aneurysms. III: To create an automated measurement tool for assessing the angulations induced by these deformations. IV: To validate a 0D numerical simulation model of vascular mechanics by comparing its predictions with in vivo data.Results: I: In a study of 78 CT scan, thoracic aneurysms were associated with bi-directional wall stretching and anterior or posterior rotation according to the aneurysm’s location. II: A retrospective study of the CT scans of 56 patients who underwent aortic arch aneurysm surgical repair showed that none of these patients had the anatomical criteria for a stent graft implantation. III: An automated software for calculating the aortic angulations from a continuous analysis of the curvature radius of the central line was developed and validated against the visual assessment of points. IV: Changes in the morphology of blood pressure waves after aortic clamping and unclamping were studied in 11 patients with a good correlation and agreement between the numerical model and continuous intravascular measurements. Conclusion: Advances in the analysis of aortic geometry and the simulation of vascular mechanics are necessary for the adaptation of new endovascular devices
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Midulla, Marco. "Application de la mécanique des fluides numérique à l'imagerie de la pathologie de l'aorte thoracique et des traitements endovasculaires modernes par pose d'endoprothèse." Toulouse 3, 2013. http://www.theses.fr/2013TOU30211.
Full textAbstract:
La prise en charge des malades porteurs de maladie de l'aorte thoracique a été révolutionnée pendant ces dernières années par l'introduction du traitement endovasculaire par implantation d'endoprothèse, présenté à la communauté scientifique sur le New England Journal of Medicine en 1994. Depuis ce temps, une multitude d'études ont alimenté la littérature scientifique spécialisée. Cependant, même si les résultats cliniques ont étés encourageants au point de proposer la nouvelle thérapie comme référence dans certaines indications, notamment en cas d'urgence, moins d'attention a été réservée aux conséquences fonctionnelles liées à la pose du dispositif à l'intérieur du vaisseau. A partir de l'état vasculaire natif, quelles sont les modifications induites par l'endoprothèse sur l'anatomie et l'hémodynamique de l'aorte ? Cette question est le fil conducteur de mon projet de recherche. J'aborde dans cette thèse l'ensemble des problèmes liés au rôle de l'imagerie vasculaire fonctionnelle dans la prise en charge du patient aux différentes étapes de la méthodologie développée. Les simulations hémodynamiques par application de la mécanique des fluides numérique (MFN) sont, à ce jour, la seule méthode proposée pour obtenir une imagerie fonctionnelle de l'aorte thoracique pour l'évaluation des endoprothèses. En comptant sur une solide expérience au sein du laboratoire OCFIA avec la fusion des techniques d'imagerie classiques et la MFN, l'objectif des travaux de cette thèse de science est le développement de la filière de recherche dédiée à l'application de la mécanique des fluides numérique pour l'exploration hémodynamique de l'aorte thoracique et des conséquences des nouveaux traitements endovasculaires par implantation d'endoprothèse. Le projet a été structuré en deux axes : le premier a été focalisé sur l'évaluation d'une méthode d'imagerie fonctionnelle visant la reconstruction de conditions réalistes et spécifiques à l'aide du couplage entre l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et la MFN. La méthodologie, mise au point au sein du laboratoire OCFIA, permet d'obtenir des vraies cartographies hémodynamiques centrées sur des paramètres différents, notamment la vitesse, la vorticité du flux et la force de cisaillement pariétal. La participation des médecins de l'équipe a permis de vérifier la faisabilité de la méthode in vivo et de comparer les études fonctionnelles aux données anatomiques pour en évaluer la fiabilité. Le deuxième axe du projet a été conçu pour développer l'application de la MFN à la recherche clinique. Dans ce but, le code Xflow a été choisi pour le couplage avec le scanner afin de réaliser une analyse quantitative de deux paramètres (le WSS et la vorticité), sur une série de 30 patients pour mettre en évidence les éventuelles modifications de l'état fonctionnel aortique avant et après mise en place d'endoprothèse. Le développement de la méthode scanner-MFN a permis d'évaluer, dans un premier temps, l'impact anatomique de l'implantation sur 60 géométries aortiques, un travail original dans le cadre de la littérature spécialisée. Ensuite, la base des données a été exploitée pour obtenir les simulations numériques à l'aide de différents outils à l'intérieur du logiciel solveur. Une extraction ponctuelle a été réalisée sur les zones d'implantation, permettant de confirmer l'hypothèse concernant les conséquences fonctionnelles du traitement sur le vaisseau natif. La publication des travaux dans des revues internationales incite les futurs développements pour optimiser l'application de nouvelles méthodes à la recherche clinique afin d'individualiser le rôle des facteurs fonctionnels soit dans le contexte du suivi des patients, soit dans l'évaluation de l'efficacité des dispositifs<br>Since 1994, when thoracic endovascular aortic repair (TEVAR) was presented to the medical community on the New England Journal of Medicine, the management of the aortic pathologies has dramatically changed in favour of a less invasive treatment associated with lower mortality and morbidity rates. A multitude of clinical trials, institutional registers and case reports has enriched the scientific literature and consecrated the new therapy which has been recently proposed as the new gold standard for such a theatre as the acute traumatic aortic rupture (ATAR). Nevertheless, little is known about the consequences of the device implantation on the native aortic status, in term either of anatomy and function. All routinely available techniques certainly provide well-detailed analysis of the aortic morphology but, so far, none of them allows for a functional exploration of the post-implantation status of the patients treated by TEVAR. The purpose of this PhD project, run over three years, was to develop functional vascular imaging techniques based on the combination of magnetic resonance (MR) and computed tomography (CT) with the CFD technology for the analysis of the thoracic aortic haemodynamics before and after the implantation of an endograft. Two main research lines have been followed: the first one was focused on the MRI-CFD combination for performing virtual simulations of the flow behaviour based on realistic patient-specific conditions. The multidisciplinary team of the OCFIA research laboratory implemented the methodology that was tested in vivo for the application in the thoracic aorta. Three-dimensional functional maps of the flow patterns were obtained and different parameters such as the velocity, vorticity and wall shear stress were qualitatively analyzed. The functional maps were compared with the morphologic images to assess their reliability. The second research line was dedicated to the application of the CFD-vascular imaging to a clinical study. The Xflow code was used with a CT combined approach for a systematic quantitative evaluation on a series of 30 patients; pre and post operative geometries were extracted and analyzed in order to detect the anatomical modifications before and after the implantation. The 3D image dataset was thereafter used for launching the CFD runs by a lagrangian approach. A quantitative comparative analysis of the wall shear stress and the vorticity was focused on the landing zones by means of two different tools. The outcomes confirmed the hypothesis of the impact of the endovascular treatment on the aortic status in terms of anatomy and functional changes. The application of the CFD methods for the functional evaluation of the thoracic aorta appeared feasible both before and after a stent-graft implantation. Over the three years two different papers have been accomplished and gained attention for publication on international journals. An implementation of the techniques is necessary to develop the clinical application of the CFD methods and weigh up their role in the whole patient management
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Laure, William. "Dopamine : une molécule de choix pour l’immobilisation de polymères sur des substrats à base de titane : application à l’élaboration de surfaces "intelligentes" et à la fonctionnalisation de stents métalliques." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10117.
Full textAbstract:
Le contrôle des propriétés physico-chimiques de surfaces des matériaux à base de titane est souvent requis pour améliorer leurs performances, leur activité biologique ou encore pour concevoir de nouveaux matériaux intelligents. Dans ce contexte, le greffage de (macro)molécules à propriétés spécifiques est une solution pertinente pour élaborer des matériaux stimulables aux propriétés physico-chimiques modulables. Dans ce travail de thèse, nous avons conçu plusieurs plateformes de fonctionnalisation du titane en exploitant les propriétés adhésives du motif catéchol combinées au concept de chimie « click » afin d’immobiliser des polymères fonctionnels préparés par polymérisation radicalaire contrôlée. Ainsi, des surfaces de titane recyclables à la mouillabilité programmable sur demande et des matériaux stimulables par la température ou par rayonnement ultra-violet ont pu être élaborés. Enfin, les propriétés adhésives de la polydopamine ont été exploitées pour concevoir une nouvelle génération de stent « actif » utilisé en chirurgie cardiovasculaire pour lutter contre le phénomène de resténose intra-stent<br>The control of physico-chemical properties of titanium based materials is frequently needed with the aim of enhancing their capabilities, their biological activity or to design new « smart » materials. In this context, tethering of specific (macro)molecules seems to be a relevant method to develop stimuli responsive materials with predictable or commutable physico-chemical properties. In this work, we have elaborated numerous platforms for the functionalization of titanium surfaces by a combination of catechol adhesives properties and very efficient coupling reactions in order to graft functional polymers prepared by controlled radical polymerization. This approach allowed us to create reusable titanium surfaces with programmable wettability and materials capable of responding to external stimuli such as temperature or UV light. Finally, versatile polydopamine coating has been used to design a new generation of drug eluting stent which might be employed in cardiovascular surgery to struggle against in-stent restenosis
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Gilles, Yves Michel. "Evaluation fonctionnelle de la valvuloplastie mitrale percutanée par épreuve d'effort et mesure des échanges gazeux respiratoires." Bordeaux 2, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR2M185.
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Guilleré, Florence. "Contribution de l'IRM à l'analyse de la physiologie de la déglutition et des dysphagies oropharyngées : étude fonctionnelle des prothèses intra-laryngées." Thesis, Strasbourg, 2013. http://www.theses.fr/2013STRAJ062/document.
Full textAbstract:
Ces travaux ont pour objectif, à partir de l’analyse en ciné-IRM du processus de déglutition salivaire chez un sujet sain, d’optimiser le rendement clinique de cette technique pour les dysphagies. Un protocole d’imagerie rapide et une grille d’évaluation (D-GRID) ont été conçus. Leur application a été étudiée chez des patients présentant une tumeur des voies aéro-digestives supérieures, et chez des patients porteurs de Prothèses Intra-Laryngées (PIL). LaD-GRID permet de mesurer et d’évaluer le mécanisme de protection des voies aériennes, de concevoir des programmes de réhabilitation et de suivre l’évolution des dysphagies. L’analyse de la déglutition en ciné-IRM est limitée par l’absence de bolus et la position de decubitus dorsal, mais nos résultats montrent sa fiabilité. La ciné-IRM définit des modèles du déplacement normal ou anormal des structures anatomiques au cours de la déglutition.Les données de l’imagerie dynamique contribuent au développement des PIL<br>The aim of this study was to develop the use of fast imaging to assess the swallowing mechanism in healthy volunteers, and to optimize its clinical use in case of oro-pharyngeal dysphagia. A fast imaging protocol during dry swallowing and an evaluation grid (D-GRID) were designed. Healthy subjects, patients with head and neck canceror patients implanted with intra-laryngeal prostheses under went kinetic MRI. True-FISP sequences provide accurate information about morphological aspects of the oro-pharyngo-larynx and displacements of anatomical structures involved in the normal or impaired swallowing mechanism. The analysis of the swallowing process with cine-MRIis restricted because of the lack of bolus and the supine position, but our outcomes are reliable. Patterns of normal orabnormal anatomical structures movements during swallowing are determined by cine-MRI. The development ofIntra-Laryngeal Prostheses represents a therapeutic solution partly based on dynamic MRI data
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Lethimonnier, Franck. "Evaluation des cardiopathies ischémiques par IRM quantification du flux et de la réserve coronaire : visualisation des sténoses par angiographie 3D : étude du retentissement fonctionnel par analyse de la fonction ventriculaire gauche." Angers, 1999. http://www.theses.fr/1999ANGE0508.
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Dufay, Malo. "Implants viscéraux fonctionnels élaborés par plasma froid et electrospinning." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2021. http://www.theses.fr/2021LILUR012.
Full textAbstract:
La réfection de hernie abdominale représente la deuxième opération chirurgicale dans le monde avec plus de 20 millions d’opérations par an. Cependant, dans plus de 50% des opérations intra-abdominales, des adhérences post-opératoires sont observées et entrainent des douleurs importantes pour les patients. De plus, des infections ont lieu dans 1% des cas de chirurgie intra-abdominale ce qui nécessite un retrait de l’implant. Pour ces raisons, des solutions thérapeutiques sont nécessaires pour prévenir les adhérences ainsi que les infections mais aussi limiter la nécessité d’une étape chirurgicale supplémentaire.L’electrospinning a démontré un grand intérêt dans le domaine des biomatériaux textiles en raison de la structure poreuse et des diamètres nanométriques des fibres obtenues. En parallèle, le traitement plasma froid peut être utilisé pour activer et greffer la surface de ces nanofibres avec des molécules fonctionnelles présentant, par exemple, des propriétés antibactériennes ou anticoagulantes. Dans ce contexte, notre stratégie est de développer des implants en polypropylène, couvert de nanofibres électrofilées de polycaprolactone (PCL) et fonctionnalisées par l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS) (activité anticoagulante attendue) ou le 2-(tert-butylaminoéthyle) (TBAEMA) (activité antibactérienne attendue)). Deux voies ont été étudiées : (i) la copolymérisation greffante de l’AMPS ou TBAEMA sur les nanofibres de PCL induite par plasma froid et (ii) l’electrospinning coaxial de façon à obtenir des nanofibres cœur/peau (PCL/PAMPS ou PCL/PTBAEMA).Pour la première voie, les conditions d’electrospinning de la PCL, ont été optimisées ainsi que la copolymérisation greffante de l’AMPS ou du TBAEMA par plasma froid sur les nanofibres de PCL, de façon à obtenir des nanofibres cytocompatibles riches en groupes SO3H ou en amines quaternaires à la surface. Les caractérisations physico-chimiques (FTIR, SEM, TEM, TGA…) et structurales (MEB, EDX) ont confirmé la distribution de chaque monomère à la surface des nanofibres. Pour la seconde voie, les conditions d’electrospinning seul (PAMPS et PTBAEMA) et coaxial (PCL/PAMPS et PCL/PTBAEMA) ont été optimisées et la caractérisation par MET des nanofibres obtenues par electrospinning coaxial a confirmé la structure cœur-peau.Les évaluations biologiques in vitro des implants fonctionnalisés ont révélé des résultats prometteurs pour la limitation des complications post-opératoires<br>Abdominal hernia reparation constitutes the second surgical act in the world with more than 20 million cases per year. However, in more than 50% of all intra-abdominal operations, postoperative adhesions occur and result in important pain for patients. In addition, infections occur in 1% of each intra-abdominal surgery which lead to the need of the implant removal. Therefore, therapeutic solutions are required to prevent both adhesions and infections but also to limit the need for a second surgical step.Electrospinning shows great interest in biomedical textiles field due to the porous and nanometer diameter range structure of the obtained fibers. In parallel, cold plasma treatment can be used to activate and graft their surface with functional molecules, exhibiting for example antibacterial or anticoagulant properties. In this context, our strategy is to develop polypropylene implants, coated with polycaprolactone (PCL) electrospun nanofibers and functionalized by 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) (expected anticoagulant activity) or tert-butylaminoethyl methacrylate (TBAEMA) (expected antibacterial activity). Two pathways were investigated: (i) graft-copolymerization of AMPS or TBAEMA onto PCL nanofibers induced by cold plasma and (ii) coaxial electrospinning in order to obtain core/sheath (PCL/PAMPS or PCL/PTBAEMA) nanofibers.For the first pathway, the electrospinning conditions of PCL were optimized as well as the graft-copolymerization of AMPS or TBAEMA onto PCL nanofibers induced by cold plasma, in order to obtain cytocompatible nanofibers rich in SO3H or quaternary amine groups at the surface. Physico-chemical (FTIR, SEM, TEM, TGA…) and structural (SEM, EDX) characterization confirmed the distribution of each monomer onto nanofibers surface. For the second pathway, simple and coaxial electrospinning conditions of PAMPS, PTBAEMA and PCL/PAMPS, PCL/PTBAEMA respectively were optimized. The characterization by TEM of nanofibers obtained by coaxial electrospinning confirmed the core/shell structure.In vitro biological assays revealed promising results for limitation of post-operative complications
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Bailly, Yan. "Modélisation et commande d'un micro-robot hybride : application à la pose d'endoprothèses aortiques en chirurgie mini-invasive." Phd thesis, Université Paris XII Val de Marne, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010033.
Full textAbstract:
Pour améliorer le traitement endovasculaire des anévrysmes de l'aorte, nous préconisons d'adjoindre aux cathéters existants un nouveau micro-robot qui leurs confère une compliance active. Ce nouvel outil, nommé MALICA (Multi Active LInk CAtheter), est un robot hybride à déformation continue. Nous établissons son modèle statique direct sous forme analytique généralisable à un empilement de plusieurs robots. Son expression permet ensuite de calculer le modèle différentiel. Une étude de ses caractéristiques géométriques est alors menée (volume de travail, dextérité). Grâce à l'optimisation sous contraintes d'une fonction objective, nous parvenons à résoudre le modèle statique inverse de MALICA qui gère sa redondance intrinsèque. Nous mettons finalement en œuvre une commande en orientation par modèle variationnel d'un micro-robot. Nous évaluons ses performances dans différents cas de suivi de trajectoires et pour différents critères d'optimisation (courbure, énergie).
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Wilfinger, Claudia-Antonella. "Fabrication of full soft diamond implants for functional rehabilitation." Electronic Thesis or Diss., Université Gustave Eiffel, 2023. http://www.theses.fr/2023UEFL2025.
Full textAbstract:
Le développement de nouvelles technologies biomédicales permet d'aider les personnes souffrant de la perte de fonctions motrices ou cognitives à récupérer partiellement de leur perte. L'étude des neurones a mis en évidence la nature électrique des signaux cérébraux, conduisant à la fabrication d'implants s'interfaçant avec eux. L'enregistrement et la stimulation de différentes parties du système nerveux central ont été rendus possibles grâce à des implants. Néanmoins, l'introduction d'un corps étranger dans le corps humain n'est pas sans conséquences. Les matériaux utilisés pour fabriquer les implants doivent être suffisamment rigides pour supporter les attaques du corps, mais ne doivent pas endommager les tissus environnants. Compte tenu de ces exigences, un matériau a récemment attiré l'attention : le diamant. Il peut être synthétisé en laboratoire et utilisé dans des processus microtechnologiques classiques pour fabriquer des dispositifs à base de diamant. Le diamant peut être un isolant électrique dans son état "naturel", c'est-à-dire un simple réseau de carbone, ou acquérir une conduction de type métallique s'il est suffisamment dopé au bore. L'excellente biocompatibilité du cristal le place comme un candidat sérieux en termes de matériau d'électrode. Ses propriétés chimiques, électrochimiques et mécaniques en font un matériau inerte, solide et fiable. Le travail de thèse s'est concentré sur le matériau diamant, afin de fabriquer un implant entièrement en diamant. Cela signifie que le diamant polycristallin intrinsèque sera utilisé comme couche de protection du dispositif, tandis que les sites des électrodes seront constitués de diamant conducteur dopé au bore (BDD). Le dispositif obtenu est conçu pour enregistrer les signaux du cerveau. Pour ce faire, la maîtrise de la structuration du diamant est primordiale pour pouvoir l’utiliser au sein de processus microtechnologiques. Il a été choisi de faire des croissances localisées du diamant, aussi bien intrinsèque que dopé, en utilisant du nitrure l’aluminium (AlN) en couche de masquage. Le taux de croissance, la composition chimique et l'analyse de l'état de surface ont confirmé la bonne manipulation du processus de diamant. Un autre point essentiel à prendre en compte lors de la fabrication des implants est le choix des matériaux qui transporteront les signaux électriques. Le développement de la couche conductrice a été réalisé en combinant le nitrure de titane (TiN) et le platine (Pt) pour tirer profit des deux matériaux. L'encapsulation du platine par le TiN a donné lieu à des pistes conductrices capables de supporter les conditions de croissance du diamant sans aucun dommage. Suite à la fabrication des implants diamant, une caractérisation doit être effectuée. Deux procédures d'analyse électrochimique ont donc été utilisées pour examiner les électrodes BDD et sonder le matériau : la voltampérométrie cyclique (CV) et la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS). Les tests ont confirmé la présence de BDD aux emplacements des électrodes, la bonne passivation du diamant intrinsèque et la faible impédance à 1 kHz, par rapport aux implants comportant des électrodes en BDD seul. Après s'être assuré du bon fonctionnement et de la fiabilité du dispositif, les implants ont été testés in vivo sur des rongeurs pour sonder leurs voies visuelles. Une craniotomie a été pratiquée sur des rats (à l’Institut de la Vision) et des souris (à l’EPFL) afin de placer les électrodes sur leur cortex visuel. Cette intervention chirurgicale a pour but de réaliser un enregistrement aigu des potentiels évoqués visuels (VEP), qui sont déclenchés par des stimulations visuelles. L'expérience a été un succès puisque les implants en diamant ont réussi à enregistrer des VEP dans différents contextes d'expérience, dans les deux laboratoires. Ces résultats préliminaires ouvrent la voie à la future génération d'implants neuronaux en diamant afin de garantir un dispositif chronique fiable et stable<br>The development of new biomedical technologies permits to help people suffering from the loss of motor or cognitive functions to partially recover from their loss. Neural study highlighted the electrical nature of brain signals, leading to the fabrication of implants interfacing with them. The recording and stimulation of different parts of the central nervous system were made possible through implants. Nevertheless, introducing a foreign object into the human body is not without consequences, as materials used to fabricate implants should be stiff enough to endure the body’s attacks but should not harm the surrounding tissues. Given these requirements, a material has recently gained attention: diamond. It can be synthetized in labs and used in conventional microtechnology processes to fabricate diamond-based devices. Diamond can either be an electrical insulator in its “natural” state, meaning a simple carbon lattice, or acquire a metallic-like conduction if doped enough with boron. The excellent biocompatibility of the carbonated crystal places it as a serious candidate in terms of electrode material. The chemical, electrochemical and mechanical properties, guarantee an inert, solid and reliable material. The PhD work was focused around diamond material, to fabricate a full-diamond implant. This means that intrinsic polycrystalline diamond was used as a protection layer of the device, while the electrodes sites were made of boron-doped conductive diamond (BDD). The obtained device was designed to record signals from the brain. To do this, the control of the structuring of diamond is essential to be able to use it within microtechnological processes. It was chosen to make localized growths of diamond, both intrinsic and doped, using aluminum nitride (AlN) as a masking layer. The growth rate, the chemical composition and the analysis of the surface condition confirmed the good handling of the diamond process. Another key point to consider when fabricating the implants is the choice of materials that will carry the electrical signals. The development of the conductive layer was done by combining titanium nitride (TiN) and platinum (Pt) to take advantage of both materials. The encapsulation of platinum by TiN resulted in conductive tracks capable of withstanding the growth conditions of diamond without any damage. Following the fabrication of the diamond implants, characterization must be performed. Two electrochemical analysis procedures were therefore used to examine the BDD electrodes and probe the material: cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The tests confirmed the presence of BDD at the electrode locations, good intrinsic diamond passivation, and low impedance at 1 kHz compared to implants with BDD-only electrodes. After ensuring proper functioning and reliability of the device, the implants were tested in vivo on rodents to probe their visual pathways. A craniotomy was performed on rats (at the Vision Institute) and mice (at EPFL) in order to place the electrodes on their visual cortex. The purpose of this surgical procedure is to make an acute recording of visual evoked potentials (VEPs), which are triggered by visual stimuli. The experiment was successful as the diamond implants were able to record VEPs in different experimental settings in both laboratories. These preliminary results pave the way for the future generation of diamond neural implants to ensure a reliable and stable chronic device
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Laure, William. "Dopamine : une molécule de choix pour l’immobilisation de polymères sur des substrats à base de titane : application à l’élaboration de surfaces "intelligentes" et à la fonctionnalisation de stents métalliques." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10117/document.
Full textAbstract:
Le contrôle des propriétés physico-chimiques de surfaces des matériaux à base de titane est souvent requis pour améliorer leurs performances, leur activité biologique ou encore pour concevoir de nouveaux matériaux intelligents. Dans ce contexte, le greffage de (macro)molécules à propriétés spécifiques est une solution pertinente pour élaborer des matériaux stimulables aux propriétés physico-chimiques modulables. Dans ce travail de thèse, nous avons conçu plusieurs plateformes de fonctionnalisation du titane en exploitant les propriétés adhésives du motif catéchol combinées au concept de chimie « click » afin d’immobiliser des polymères fonctionnels préparés par polymérisation radicalaire contrôlée. Ainsi, des surfaces de titane recyclables à la mouillabilité programmable sur demande et des matériaux stimulables par la température ou par rayonnement ultra-violet ont pu être élaborés. Enfin, les propriétés adhésives de la polydopamine ont été exploitées pour concevoir une nouvelle génération de stent « actif » utilisé en chirurgie cardiovasculaire pour lutter contre le phénomène de resténose intra-stent<br>The control of physico-chemical properties of titanium based materials is frequently needed with the aim of enhancing their capabilities, their biological activity or to design new « smart » materials. In this context, tethering of specific (macro)molecules seems to be a relevant method to develop stimuli responsive materials with predictable or commutable physico-chemical properties. In this work, we have elaborated numerous platforms for the functionalization of titanium surfaces by a combination of catechol adhesives properties and very efficient coupling reactions in order to graft functional polymers prepared by controlled radical polymerization. This approach allowed us to create reusable titanium surfaces with programmable wettability and materials capable of responding to external stimuli such as temperature or UV light. Finally, versatile polydopamine coating has been used to design a new generation of drug eluting stent which might be employed in cardiovascular surgery to struggle against in-stent restenosis
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Vermet, Guillaume. "Apport de nouvelles propriétés antibactériennes et analgésiques sur un implant de réfection pariétale." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10067/document.
Full textAbstract:
Longtemps sous-estimées, les complications (douleurs, infections) en chirurgie viscérale par pose d’implants pariétaux s’avère critique par leur implication sur le retour à une activité normale du patient. Les techniques actuelles (ex. infiltration cicatricielle) ne parviennent à assurer qu’une analgésie de courte durée, voir des effets indésirables. La solution proposée a consisté à modifier deux implants pariétaux, l’un biostable (PET) et l’autre résorbable (PLA), par un polymère de cyclodextrine (polyCD), molécule cage connue pour sa capacité à former des complexes d'inclusions réversibles avec des médicaments. L'étude a d'abord porté sur la fonctionnalisation des supports en faisant varier les paramètres afin de maîtriser le degré de polyCD présent sur le textile, ensuite caractérisé par diverses techniques. Une étude de cytocompatibilité in vitro a été réalisée afin de détecter l'impact du polyCD sur la vitalité cellulaire. Les supports ont été imprégnés de ciprofloxacine. Après avoir mesuré leur capacité de chargement, des études de libération in vitro ont été menées, suivies de tests microbiologiques sur E. coli et S. aureus. Ces derniers ont montré la contribution du polyCD à augmenter la durée de l'activité antibactérienne. Puis deux molécules anesthésiques (lidocaïne et ropivacaine) ont été étudiées. D'abord, leur inclusion dans la cavité de la CD a été observée en solution par RMN et électrophorèse capillaire. Leurs isothermes d'adsorption ont été réalisées pour évaluer leur taux de chargement respectif sur le textile modifié. Ce taux s’est avéré correspondre aux doses thérapeutiques couramment appliquées localement dans les thérapies existantes<br>For a long time underestimated, complications (pain, infection) in visceral surgery with implants, are critical in their impact on the return to normal activity of the patient. Current techniques (scar infiltration, ...) fail to ensure a short analgesia with sometimes side effects. The proposed solution is to confer bioactivity to the prosthesis. To this end, two textiles, a biostable (PET) and an absorbable (PLA), were modified by coating fibers with a cyclodextrin polymer (polyCD). Cyclodextrins are cage molecules known for their ability to form reversible inclusion complexes with bioactive molecules. The study initially focused on the functionalization of materials by varying the parameters to control the degree of polyCD, then characterized by various techniques. Cytocompatibility study was performed to detect the polyCDs impact on the vitality of cells. Concerning the biological activation of the materials, a series of tests was performed with ciprofloxacin. After measuring their loading capacity, release studies were conducted in vitro, followed by microbiological tests on E. coli and S. aureus. The latter showed the contribution of polyCD on the duration of the antibacterial activity. Then two local anesthetics (lidocaine and ropivacaine) were studied. First, their inclusion in the cyclodextrin was observed in solution by NMR and capillary electrophoresis. Their sorption isotherms were conducted to evaluate their respective loading rate, which corresponded to therapeutic doses commonly used in usual therapeutics
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Revel, Philippe. "Modélisation mathématique des voies aériennes supérieures à partir d'une étude anthropométrique : incidence des facteurs de variation morphologique." Bordeaux 2, 1990. http://www.theses.fr/1990BOR23067.
Full text
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Bénard, Nicolas. "Analyse de l'écoulement physiologique dans un stent coronarien : Application à la caractérisation des zones de resténose pariétale." Phd thesis, Université de Poitiers, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012134.
Full textAbstract:
Pour rétablir, ou maintenir, le flux coronarien dans des artères en partie ou totalement obstruées, on implante une endoprothèse qui a la forme d'un petit ressort métallique. Cependant, la pose de ces stents conduit dans 5 à 20% des interventions à une lente réocclusion qui naît en partie de la réponse des cellules pariétales aux efforts hémodynamiques.<br /><br />Notre étude vise donc à établir numériquement (à l'aide du logiciel Star-CD) et expérimentalement (par PIV et PSV) la topologie de l'écoulement intra stent, mais aussi à quantifier les niveaux de contraintes pariétales au sein du design, en écoulement newtonien et non newtonien. En préambule, une synthèse bibliographique des réponses des cellules constitutives de la paroi artérielle à différents niveaux de contrainte de cisaillement est proposée. La connaissance de ces réponses différenciées des cellules endothéliales et musculaires lisses permet alors de proposer une estimation des régions favorables à la resténose, via le calcul des contraintes de cisaillement qui leurs sont appliquées.<br /><br />Notre étude paramétrique bidimensionnelle a permis de démontrer la prépondérance de la hauteur des branches sur les risques de resténose. Les résultats tridimensionnels permettent d'estimer les lieux d'une activité mitogénique potentiellement anormale, ainsi que le caractère non newtonien et quasi-stationnaire de l'écoulement intravasculaire au niveau de la paroi artérielle.
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Tran, Minh Hoang. "Étude du suivi volumétrique et hémodynamique des dissections de l'aorte thoracique : évaluation pronostique." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1020/.
Full textAbstract:
Objectif : Analyser les remaniements morphologiques aortiques afin de comparer l'efficacité du traitement par stent-graft (SG) à celle du traitement médical (TM) chez des patients présentant une dissection aortique de type B et évaluer la morphologie de l'aorte chez les patients atteints une dissection aortique de type A opérée Étudier l'intérêt des mesures volumétriques par rapport aux mesures des diamètres déjà établies. Patients et méthode : Étude rétrospective de 77 patients (TM : 34, SG : 43) suivis pendant 43 mois, et 36 patients dissection type A suivis pendant 38 mois. Mesures des diamètres et volumes du vrai chenal (VC) du faux chenal (FC), de sa composante circulante et thrombosée. Résultats : Efficacité du SG qui a présenté une ré-expansion de 76 % du VC à long terme, contre 27 % pour le TM. La composante thrombosée du FC est estimée à 87 % pour le SG au dernier suivi, contre 60 % pour le TM, permettant une stabilisation plus important du FC par le SG. Les volumes de l'aorte descendante sont augmentés 29% VC et 77% FC. La mesure des volumes s'est avérée plus precise et senssible que celle des diamètres, et peut éviter une sur ou sous estimation d'une variation aortique, lourde de conséquence pour le patient. Conclusion : Notre étude a permis de montrer des remaniements positifs plus importants chez les patients SG, comparativement au TM. Les volumes aortiques descendants et abdominaux ont continué à augmenter (dissection de type A) après chirurgie. La technique de mesures des volumes est un outil rigoureux pouvant par la suite jouer un rôle dans la surveillance des patients et leur évaluation pronostique<br>Purpose: To analyze type B aortic dissection morphological remodeling and to compare thoracic endovascular aortic repair (TEVAR) efficacy compared to medical treatment (MT) and to assess the morphology of the aorta in patients with aortic dissection type A after surgery. To study volumetric measurements and its benefits face to well known diameter measurements. Patients and methods: Retrospective study of 77 patients (MT: 34, TEVAR: 43) with a 43 months follow up and 36 patients with type A aortic dissection with 38 months follow up. True lumen (TL) and false lumen (FL) diameter and volume measurements, particularly of the FL thrombosed and enhancing parts. Results: TEVAR permitted a 76% TL re-expansion during the whole follow up compared to 27% for MT. The FL thrombosed part was 87% at last CT, and 60% for MT, allowing a better FL stabilization for TEVAR. The volume of aorta descending (aortic dissection type A) increase 29% of TL and 77% of FL. Volumes measurement proved to be a more precise tool than diameters measurement which can lead to risky life threatening over or under evaluation. Conclusion : Volumetric method has demonstrated the efficacy of stent graft treatment compared to medical treatment for type B aortic dissection in term of aortic remodeling. The volumes of descending aorta and abdominal aorta of aortic dissection type A continue increase after surgery. Volume analysis is an accurate and reproducible method and could later lead to prognostic factors. This study is the first step for a hemodynamic study by CFD with CT scanners dynamic
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Rouchaud, Aymeric. "Optimisation biologique du traitement endovasculaire des anévrysmes intracrâniens." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCD046/document.
Full textAbstract:
La genèse d’un anévrysme intracrânien n’est pas uniquement due à un effet mécanique mais à un ensemble d’éléments biologiques. Parmi eux, le thrombus intra-anévrysmal a un rôle majeur car il est le site d’activation de nombreuses métalloprotéinases et d’une protéolyse importante. Cependant, le thrombus du sac anévrysmal est également un substrat indispensable à la cicatrisation des anévrysmes après traitement endovasculaire car il sert de support à la recolonisation de l’anévrysme par des cellules mésenchymateuses. Dans les différents travaux présentés dans cette thèse, nous avons pu analyser une partie des phénomènes biologiques impliqués dans le succès ou l’échec des traitements endovasculaires. Les travaux présentés sont basés sur des expérimentations dans le modèle d’anévrysme à l’élastase chez le lapin et traités par coils, flow-diverters ou dispositifs intra-sacculaires (WEB). Ces travaux permettent de mieux comprendre les mécanismes biologiques mis en jeu par les différents traitements endovasculaires. L’analyse de ces phénomènes est indispensable pour comprendre les causes d’échec, mais aussi afin de développer de nouveaux outils biologiquement actifs pour le traitement des anévrysmes intracrâniens. Nous proposons ainsi le développement de stents flow-diverters biologiquement actifs. Nous proposons également trois approches différentes de thérapie cellulaire par voie endovasculaire, utilisant des cellules souches mésenchymateuses autologues, permettant une recolonisation du thrombus intraanévrysmal et une cicatrisation accélérée de l’anévrysme. Au total, le traitement des anévrysmes intracrâniens ne peut plus être basé uniquement sur des considérations mécaniques. Le développement des futurs dispositifs endovasculaires devra inclure une dimension biologique pour optimiser la cicatrisation complète des anévrysmes intracrâniens<br>The genesis of an intracranial aneurysm is not only due to a mechanical effect but to a set of biological elements. Among them, intra-aneurysmal thrombus plays a major role, as it is the site of activation of many metalloproteinases and an important site of proteolysis. However, the thrombus of the aneurysmal sac is also crucial for the healing of the aneurysm after endovascular treatment, because it serves as a support for the recolonization of the aneurysm by mesenchymal cells. In the various works presented in this thesis, we analyzed some of the biological phenomena involved in the success or failure of endovascular treatments. The presented works are based on experiments in the elastase aneurysm model in the rabbit and treated with coils, flow-diverters or intra-saccular devices. This work enables to better understand the biological mechanisms involved in the various endovascular treatments. The analysis of these phenomena is essential to understand the causes of failure, but also to develop new biologically active devices for the treatment of intracranial aneurysms. We propose the development of biologically active flow-diverter stents. We also propose three different approaches of endovascular cell therapy, using autologous mesenchymal stem cells, allowing recolonization of the intra-aneurysmal thrombus and accelerated healing of the aneurysm. The treatment of intracranial aneurysms can no longer be based solely on mechanical considerations. The development of future endovascular devices should include a biological dimension to improve the complete healing of intracranial aneurysms
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Yu, Boning. "Analyse de la fatigue, homogénéisation et optimisation de structures architecturées en titane obtenues par fabrication additive." Electronic Thesis or Diss., Reims, 2023. http://www.theses.fr/2023REIMS024.
Full textAbstract:
Dans la conception de structures en treillis, la compréhension du module d'élasticité du matériau et de ses performances en fatigue est cruciale pour assurer la stabilité à long terme des implants dans le corps humain. Cette étude analyse le comportement élastique et le comportement de fatigue en compression à cycles élevés de la structure en treillis mappée d'un dodécaèdre rhombique utilisé dans les implants osseux médicaux fabriqués par fusion par faisceau d'électrons. La recherche a développé des modèles analytiques et aux éléments finis pour estimer le module d'élasticité en compression et les coefficients de Poisson des structures rhombiques dodécaédriques cellulaires mappées, avec ou sans contraintes de bord. La fonction de mappage x→αx a été utilisée pour mapper les coordonnées des barres de soutien, entraînant des modifications de la section et de la position des barres tout en maintenant la porosité. L'étude a examiné le module d'élasticité en compression, les coefficients de Poisson, la réponse à la fatigue en compression-compression à cycles élevés et l'effet du traitement cryogénique sur les échantillons de Ti6Al4V.Les propriétés mécaniques de la structure en treillis rhombique dodécaédrique de Ti6Al4V ont montré une amélioration significative lorsque le rapport de mappage α diminuait. Le module d'élasticité équivalent de la cellule est lié au nombre périodique de cellules simples dans des conditions sans contraintes de bord. La valeur du module augmente de manière monotone avec le nombre de cellules et le diamètre des barres, mais la plage d'augmentation approche une limite lorsque le nombre de cellules tend vers l'infini.L'influence du traitement cryogénique sur les propriétés mécaniques des échantillons et le mécanisme de rupture par fatigue des barres de soutien a été analysée grâce à une caractérisation de la microstructure. Le traitement cryogénique a amélioré le module d'élasticité, la résistance à la compression et les performances en fatigue, mais a également augmenté la déformation accumulée le long de la direction de compression après une défaillance en fatigue. La microstructure du matériau Ti6Al4V a révélé la présence de grappes d'α-Ti et une forte texture, qui ont influencé les propriétés mécaniques. Le traitement cryogénique a provoqué une distorsion du réseau cristallin, un affinage des grains et une augmentation des joints de grains, améliorant la plasticité et les performances en fatigue tout en réduisant la résistance au fluage.L'analyse des structures mappées en treillis rhombique dodécaédrique a introduit le rapport de mappage α et développé des modèles analytiques et aux éléments finis pour estimer le module d'élasticité et les coefficients de Poisson. Les modèles ont pris en compte les modifications de la section et de la position des barres de soutien. Le modèle analytique a montré des prédictions prometteuses du module d'élasticité et a reflété avec précision le module d'élasticité effectif d'un corps homogène. La prédiction de la durée de vie en fatigue impliquait la détermination de la contrainte locale maximale, l'application d'une correction de contrainte moyenne et l'établissement de la relation entre la durée de vie en fatigue du bloc homogène et la durée de vie de la première barre de soutien fracturée par fatigue. Une relation non linéaire a été observée entre la durée de vie en fatigue et le rapport de mappage α, le plus petit rapport de mappage montrant les meilleures performances. Le modèle a fourni des prédictions précises et offrait une approche alternative pour prédire la durée de vie en fatigue basée sur les résultats des tests, ce qui permettrait de réaliser des économies.Dans l'ensemble, cette recherche a analysé avec succès les propriétés mécaniques, la microstructure et les performances du matériau de base Ti6Al4V et des structures mappées en treillis rhombique dodécaédrique, fournissant des connaissances précieuses pour comprendre et prédire leur comportement<br>In the design of lattice structures, understanding the material's elastic modulus and its fatigue performance is crucial to ensure the long-term stability of implants within the human body. The study of elastic modulus is particularly important as it effectively avoids stress shielding phenomena and enhances the load trans-fer capacity of the material. Additionally, the fatigue performance of implants during repetitive stress motion inside the human body is also of utmost significance.This study analyzed the elastic deformation behavior and high-cycle compression fatigue behavior of the mapped lattice structure of a rhombic dodecahedron used in medical bone im-plants fabricated through electron beam melting. The research developed analytical and finite element models to estimate the compressive elastic modulus and Poisson's ratios of mapped cellular rhombic dodecahedron structures with and without border constraints. The mapping function x→αx was used to map strut coordinates, causing changes to strut section and position while maintaining porosity. The study investigated compressive elastic modulus, Poisson's rati-os, high-cycle compression-compression fatigue response, and the effect of cryogenic treatment on Ti6Al4V samples.The mechanical properties of the Ti6Al4V rhombic dodecahedron lattice structure showed significant improvement as the mapping ratio α decreased. The equivalent elastic modulus of the cell is related to the number of periodic arrays of single cells under the condition of no boundary constraints. The modulus value increases monotonically with the number of cells and the diameter of the struts, but the range of increase approaches a limit as the number of cells tends to infinity.The influence of cryogenic treatment on the mechanical properties of the specimens and the fatigue fracture mechanism of the struts were analyzed through microstructure characterization. Cryogenic treatment enhanced elastic modulus, compressive strength, and fatigue performance, but increased accumulated strain along the compression direction after fatigue failure. The mi-crostructure of Ti6Al4V material revealed the presence of α-Ti clusters and a strong texture, which influenced mechanical properties. Cryogenic treatment caused lattice distortion, grain refinement, and increased grain boundaries, improving plasticity and fatigue performance while reducing creep resistance.The analysis of mapped cellular rhombic dodecahedron structures introduced the mapping ratio α and developed analytical and finite element models to estimate elastic modulus and Poisson's ratios. The models considered changes in strut section and position. The analytical model showed promising predictions of elastic modulus and accurately reflected the effective elastic modulus of a homogeneous body. Fatigue life prediction involved determining maxi-mum local stress, applying mean stress correction, and establishing the relationship between fatigue life of the homogeneous block and the life of the first fatigue-fractured strut. A nonline-ar relationship was observed between fatigue life and mapping ratio α, with the smallest map-ping ratio showing the best performance. The model provided accurate predictions and offered an alternative approach to predicting fatigue life based on testing results, saving costs.Overall, this research successfully analyzed the mechanical properties, microstructure, and performance of Ti6Al4V base material and mapped cellular rhombic dodecahedron structures, providing valuable insights for understanding and predicting their behavior
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Guillaume, Olivier. "Apport de nouvelles fonctions à des treillis de soutènement en polypropylène : résistance à l’infection et visualisation en IRM." Thesis, Montpellier 1, 2011. http://www.theses.fr/2011MON13509.
Full textAbstract:
Les opérations chirurgicales pour le traitement des défauts de soutènement d'organes dans les pays industrialisés sont des actes de plus en plus fréquents, et requièrent l'implantation de plus d'un million de prothèses par an. Même si l'usage des prothèses de soutènement a permis de diminuer les complications postopératoires, les taux de réinterventions restent très élevés. Ces travaux présentent différentes stratégies permettant d'apporter de nouvelles propriétés à des treillis en polypropylène, afin d'améliorer leur résistance à l'infection et de permettre leur suivi postopératoire en IRM. Des treillis anti-infectieux sont développés en enrobant les filaments de treillis d'un réservoir de polymère dégradable et biocompatible contenant des agents anti-infectieux, par une technique de pulvérisation à l'aide d'un aérographe. L'association ofloxacine – rifampicine incorporée présente une excellente activité antibactérienne in vitro, et la cinétique de libération prolongée des agents actifs permet d'inhiber la contamination des treillis pendant au moins 72 heures. Les techniques de stérilisation par rayonnement Gamma n'impactent ni la stabilité des agents actifs, ni l'efficacité antibactérienne des treillis anti-infectieux.Afin de permettre une visualisation en IRM des treillis implantés, des polymères ont été synthétisés par greffage d'agent de contraste (DTPA-Gd) sur de la poly(ε-caprolactone) (dégradable) et du poly(acrylate de méthyle) (biostable). Après enrobage des prothèses par ces polymères, le rehaussement du signal induit par la présence du gadolinium permet de visualiser les prothèses à la fois in vitro et in vivo sur différents types d'appareils d'IRM. La stabilité de l'agent de contraste est suffisante pour pouvoir visualiser les treillis pendant plusieurs mois, quelle que soit la technique de stérilisation utilisée<br>Soft tissue reinforcement surgical operations in industrial countries are common and require annually at least one million of prostheses for treating this problem. Even if meshes used for organ prolapse surgical procedures allow decreasing postoperatory complications, reinterventions ratio is still relevant. This work present several strategies to bring new properties to polypropylene meshes in order to improve their resistance to infection and enable their postoperative MRI follow-up. Anti-infective meshes are developed by coating the filaments of the meshes with an antibiotics drug reservoir based on degradable and biocompatible polymers, using an airbrush system. Dual ofloxacin-rifampicin antibiotics incorporation on these coated meshes shows an excellent antibacterial activity in vitro and sustained release of the drugs can inhibit meshes contamination for at least 72 hours. Sterilization procedures using Gamma-ray irradiation impact neither the drugs stability nor the anti-infective meshes activity. In order to visualize by Magnetic Resonance Imaging (MRI) meshes after implantation, a contrast agent (DTPA-Gd) is covalently grafted onto the polymeric backbone of poly(ε-caprolactone) (degradable) or poly(methyl acrylate) (biostable). Meshes were coated with these new polymers and MR signal enhancement induced by the presence of gadolinium allows the visualization of the meshes in vitro and in vivo with several MR equipments. Coated meshes are visible during several months, whatever the sterilization procedures, showing the stability of the contrast agent
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Ott, Franck. "Développement et optimisation d'endoprothèses vasculaires." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI019.
Full textAbstract:
L’anévrisme de l’aorte abdominale (AAA) est une pathologie devant être traitée par un acte chirurgical afin d’éviter une rupture, mortelle dans la majorité des cas. Son traitement par chirurgie endovasculaire (EVAR) a pour objectif d’éviter toute opération trop lourde et invasive en déposant une endoprothèse au sein de l’AAA par voie artérielle, à laquelle le chirurgien accède via une simple incision de l’artère fémorale. Les diffeìrents retours cliniques montrent globalement que les probleÌmes post-opeìratoires observeìs - migration, plicature, endofuite, rupture – sont intimement lieìs aÌ la conception des endoprotheÌses actuelles, reìaliseìes par l’assemblage d’un corps textile avec un exosquelette sutureì sur ce dernier. Ces dernières preìsentent aujourd’hui un comportement mécanique treÌs heìteìrogeÌne, et éloigné de celui de l’aorte native. Ces problèmes post-opératoires conduisent très souvent à une nécessité de ré-opération des patients, ce qui réduit à long terme les bénéfices de la chirurgie endovasculaire.Les sollicitations in-vivo auxquelles est soumise l’endoprothèse sont diverses. La sollicitation principale de gonflement engendrée par la pression du flux sanguin, s’accompagne d’une compression exercée par les organes environnants, mais également de la flexion due aux mouvements du patient et aux géométries tortueuses des anévrismes, etc. Le comportement mécanique de l’endoprothèse doit être biomimétique dans la mesure du possible afin de se calquer sur la portion artérielle d’origine, i.e. limiter des discontinuités mécaniques aux collets, responsables d’hyperplasie intimale.Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif de contribuer au développement et à l’optimisation d’endoprothèses vasculaires, issues d’une technologie de fabrication innovante permettant d’insérer une trame hélicoïdale métallique en NiTi au sein d’un corps textile PET tricoté par maille jetée. Cette technologie permet de réaliser des structures textiles homogènes sans exo-squelette. Dans le but d’optimiser les structures produites, différents essais expérimentaux ont été mis en place, couplés à des techniques d’imagerie 2D ou 3D – micro-tomographie RX synchrotron et de laboratoire – afin de caractériser leur comportement mécanique ainsi que leur comportement au fluide (perméabilité). Les résultats de ces différents essais sont comparés lorsque cela est possible à des résultats expérimentaux ou numériques de la littérature sur l’aorte saine, ainsi qu’à des données concernant des produits du marché. Le but final de ces travaux est d’accéder au développement d’une structure endoprothétique type, dont le comportement est proche de celui de l’aorte abdominale native et permettant de limiter les problèmes post-opératoires observés aujourd’hui<br>Abdominal aortic aneurysm (AAA) is a pathology that must be repaired by a surgical procedure to avoid a rupture, lethal in most of the cases. Endovascular aneurysm repair (EVAR) is a non-invasive procedure, allowing the deployment of a stent-graft inside the aneurysmal sac. Nevertheless, clinical feedback currently available for stent-grafts show that many complications after surgery – migrations, thrombosis, endoleaks, rupture – are closely linked to the mechanical behaviour of the stent-grafts, which is heterogeneous and very far from the one of the aorta. This behaviour is induced by the design of current stent-grafts, made by assembling a textile body with an exoskeleton sutured on the latter. These post-operative problems frequently lead to a second operation of the patient, which drastically reduces the benefits of endovascular surgery.In-vivo, stent-grafts are submitted to various loadings: inflation induced by the blood pressure, compression due to surrounding organs, but also bending due to the patient motion or the aorta tortuosity, etc. As far as possible, the mechanical behaviour of stent-grafts must also be as closed as possible to the original aorta, to avoid mechanical discontinuities that may be responsible for intimal hyperplasia.In this context, the principal purpose of this thesis is to contribute to the development and the optimization of vascular endoprostheses, resulting from an innovative manufacturing technology whose target is to insert a helical metallic wire in NiTi within a knitted PET textile body. This technology allows to build homogeneous textile tubes without any exo-skeleton. In order to optimize these structures, various experimental tests coupled with 2D or 3D imaging techniques – Synchrotron and laboratory X-ray micro-tomography – have been developed to characterize the mechanical behavior as well as permeability of these tubes. The results of these different tests are compared to experimental or numerical results of the literature regarding the native aortic tissue, as well as data concerning market products. The ultimate goal of this work is to provide new stent-grafts whose behavior is close to the native abdominal aorta, and which limit current post-operative problems