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Accadbled, Franck. Contribution à l'analyse du transport convectif dans le segment vertébral: étude de la perméabilité macroscopique du plateau vertébral

Accadbled, Franck (2007) Contribution à l'analyse du transport convectif dans le segment vertébral: étude de la perméabilité macroscopique du plateau vertébral.

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Résumé en francais

Le comportement mécano-biologique du segment vertébral, sain et pathologique, est un problème complexe. La préoccupation clinique première de notre travail concerne la pathologie du rachis chez l'enfant et notamment la scoliose idiopathique de l’adolescent. L’hypothèse centrale a été que la modification de nutrition et d’homéostasie des disques pouvait être associée à une perturbation du transport convectif au niveau du plateau vertébral. Nous avons développé, à partir de modèles animaux, une démarche de recherche progressive, associée dans son questionnement à la problématique clinique chez l'enfant. L'étude bibliographique préliminaire a permis de mettre en évidence le rôle significatif des transports de masse (fluides, protéines, nutriments) dans le développement sain et pathologique du rachis. Ceci a abouti aux quatre points clés de la stratégie de recherche: variabilité topographique de la perméabilité, influence du sens de flux, rôle de la croissance et influence d'une perturbation mécanique associé à une courbure imposée. Dans la deuxième partie, une méthode originale de mesure de perméabilité macroscopique d'échantillons de tissus biologiques a été développée puis évaluée sur un modèle animal porcin. Cette étude a montré que la perméabilité macroscopique du plateau vertébral n'était pas uniforme, la zone centrale étant plus perméable que la périphérie. L'étude microscopique associée a montré une corrélation entre l'augmentation de la perméabilité et la diminution des épaisseurs de cartilage. Dans un troisième temps, l'évolution des perméabilités de plateaux vertébraux a été mesurée sur un modèle animal ovin en croissance normale. Il a été mis en évidence une diminution de la perméabilité macroscopique du plateau vertébral avec la maturation des tissus. Le flow-out, (exsudation de fluide hors du disque), a été associé à des perméabilités plus grandes qu'en flow-in (réhydratation du disque). Il est apparu que la séquence des tissus constitutifs et leurs propriétés intrinsèques (porosité, tortuosité évolutive) pouvaient modifier la perméabilité macroscopique du plateau vertébral. En dernier lieu, un modèle de croissance asymétrique de segment (épiphysiodèse en L1-L2) a été mis en place sur un modèle animal porcin. Ce modèle a confirmé les résultats précédents et les perméabilités globales des plateaux mécaniquement perturbés ont été inférieures à celle des témoins. L'effet de pincement dissymétrique a eu tendance à faire décroître la perméabilité des tissus comprimés. En conclusion, nous avons montré que la perméabilité macroscopique du plateau vertébral était dépendante de la zone d'intérêt, du sens de l'écoulement de fluide et dépendante de la maturité des tissus et donc de la croissance. Il est donc apparu que les propriétés de transport convectif du plateau pouvaient constituer un point clé du remodelage mécano-biologique du rachis en croissance, sain et pathologique.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Swider, Pascal
laboratoire/Unité de recherche :Ecole doctorale Matériaux Structure Mécanique
Mots-clés libres :Biomécanique - transport convectif - perméabilité - scoliose - disque intervertébral
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :29 Oct 2007 11:27