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Deneuville Jean-Philippe

Caractérisation du comportement mécanique du disque intervertébral intact et fissuré

frDépôt légal électronique

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Index

École doctorale :

  • SIMME – Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique

UFR ou institut :

  • UFR des sciences fondamentales et appliquées (SFA)

Secteur de recherche :

  • Bio-Ingénierie Mécanique

Section CNU :

  • Mécanique, génie mécanique, génie civil

Résumé

  • Français
  • English
 

Français

Caractérisation du comportement mécanique du disque intervertébral intact et fissuré

Les affections de la colonne sont la principale source de handicap mondiale. Leur impact sur les systèmes de santé et sociaux est monumental dans les pays occidentaux et sans doute négligé dans les pays en voie de développement. Bien que traditionnellement considéré comme non spécifique, il est possible dans certains cas de définir des sources anatomo-pathologiques responsables de la douleur des patients. Parmi elles, se trouve les fissures radiales de l’annulus fibrosus du disque intervertébral. Cette lésion structurelle à de nombreuses conséquences sur la biologie et la mécanique du disque intervertébral, pouvant conduire à une dégénérescence de la structure. Dans cette thèse nous nous intéressons aux déplacements et aux déformations du Nucleus Pulposus rendu plus importantes du fait de la brèche de l’annulus. McKenzie a émis l’hypothèse d’un nucleus mobile dans la fissure. Ces déformations / déplacements sont dépendants des forces imposées sur l’unité fonctionnelle par les mouvements physiologiques du rachis. Ainsi une flexion déplace / déforme le nucleus vers l’arrière, une extension vers l’avant et ainsi de suite. Afin de tester la pertinence de cette hypothèse, nous utilisons une approche quadruple, incluant : - Une revue systématique de la littérature avec une méta-analyse. - Une approche ex vivo, combinant IRM quantitative et analyse photomécanique. - Une approche in vivo d’analyse quantifié de mouvement. - Une approche in silico de modélisation par éléments finis. Nos résultats, quoique préliminaires, semblent confirmer cette hypothèse. Mais, nous sommes encore loin d’une validation ferme et définitive. D’autres recherches seront nécessaires pour finaliser cet objectif.

Mots-clés libres : Disque intervertébral, comportement mécanique, biomécanique, IRM.

    Rameau (langage normalisé) :
  • Biomécanique
  • Disques intervertébraux

English

Characterization of the mechanical behavior of the intact and cracked intervertebral disc

Spinal disorders are the leading cause of disability worldwide. Their burden onto healthcare and social system is enormous in the western countries and it is probably neglect in developing nations. Although define as a non-specific affection, it is sometimes possible to identify patho-anatomical sources leading to the patient pain. Among them, we can find the radial fissure of the annulus fibrosus. This structural lesion triggers a cascade of biological and mechanical events which could lead to the defervescence of the disc. In this thesis, we look closer to the bigger strain /displacement of the nucleus pulposus making possible by the breach of the annulus. McKenzie hypothesize a mobile nucleus into the fissure. These strains / displacements depend on the force imposed onto the spinal functional unit by the physiological movement of the spine. Thus, a flexion strains / displaces the nucleus backward, an extension frontward and so on. To test the relevance of this hypothesis, we used a fourfold approach, including: - A systematic review of the literature with a meta-analysis. - An ex vivo approach, combining quantitative MRI and photomechanical analysis. - An in vivo approach of quantified movement analysis. - An in silico approach of finite elements modelization. Our result, despite being provisory, seems to confirm this hypothesis. But, we are far from a firm and definitive validation. Other researches are needed to finalize these goals.

Keywords : Intervertebral disc, mechanical behavior, biomechanics, MRI.

Notice

Diplôme :
Doctorat d'Université
Établissement de soutenance :
Université de Poitiers
UFR, institut ou école :
UFR des sciences fondamentales et appliquées (SFA)
Laboratoire :
Pôle poitevin de recherche pour l'ingénieur en mécanique, matériaux et énergétique - PPRIMME (Poitiers)
Domaine de recherche :
Bio-ingénierie mécanique
Directeur(s) de thèse :
Philippe Rigoard, Arnaud Germaneau
Date de soutenance :
10 décembre 2021
Président du jury :
Najat Salameh
Rapporteurs :
Yohan Payan, Nicolas Pinsault
Membres du jury :
Philippe Rigoard, Arnaud Germaneau, Laetitia Fradet, Jérôme Allain, Mathieu Menard

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