Chères et chers collègues,
Nous avons le plaisir de vous annoncer que Baptiste Pillet soutiendra sa thèse, réalisée au laboratoire SAnté Ingénierie BIOlogie Saint-Etienne (SAINBIOSE), du Centre Ingénierie et Santé de l'Ecole des Mines de Saint-Etienne, le 10 février 2023 à 14h00. La soutenance effectuée en présentiel à l'Ecole des Mines de Saint-Etienne sera également retransmise en visioconférence.
Titre : Caractérisation mécanique des parois abdominales réparées par l’application d’un textile de renfort
Encadrement : Jérôme Molimard, Aline Bel-Brunon, Baptiste Pierrat, Gergely Molnar
Résumé : L'exploration du mécanisme de la récidive de la réparation de la hernie abdominale est un sujet complexe et vaste. Il reste cependant un défi majeur car à ce jour, aucune solution particulière n'existe pour diminuer le nombre de récidives. En dehors de cette dernière, d'autres aspects tels que la douleur et la prise en charge sont essentiels à améliorer. L'absence de consensus entre les cliniciens, le manque de données expérimentales sur la paroi abdominale, sa réparation, et la perfectibilité des modèles numériques restent à aborder.
Dans cette thèse, nous avons tenté de combler certaines de ces lacunes. Une attention particulière a été accordée à la modélisation de l'endommagement du champ de phase car nous pensons que la récidive est fortement liée à l'endommagement des différents composants de la paroi abdominale réparée. Le champ de phase a été choisi pour sa capacité à simuler à la fois l'initiation d'endommagement et la propagation des fissures. Une étude complète sur sa mise en œuvre, ses paramètres et leur identification a été menée. Une étude animale ambitieuse a également été conçue et réalisée pour caractériser la paroi abdominale et les différentes techniques de réparation. Les composants de la paroi abdominale ont été caractérisés par différents tests mécaniques, à différents moments post-opératoires. Les données recueillies ont été comparées, mais surtout, utilisées pour identifier le comportement mécanique de chaque composant de la paroi abdominale réparée. Les paramètres mécaniques identifiés en élasticité et en endommagement ont été utilisés pour alimenter notre modèle numérique local. Peu de modèles numériques existent et bien que des progrès aient été réalisés, aucun d'entre eux n'est aussi complexe et exhaustif que celui développé au cours de la thèse : le modèle présente des géométries complexes et un grand nombre de composants de la paroi abdominale ont été modélisés. Les dommages du champ de phase ont été inclus ainsi que la contribution des textiles et les techniques de fermeture incisionnelle. Le modèle local permet de comparer plusieurs techniques de réparation et de fermeture, différents patients à différents moments post-opératoires pour différentes activités physiologiques. 12 scénarios différents ont finalement été simulés pour comparer les influences des paramètres et améliorer la compréhension du comportement de la hernie incisionnelle réparée.
En ce qui concerne le modèle numérique, l'approche paramétrée proposée a permis d'analyser différents cas cliniques et a ainsi fourni une meilleure compréhension du comportement mécanique de la réparation de la hernie abdominale. Elle a mis en évidence l'effet des différentes réparations sur les différents cas cliniques. Aucun des modèles n'a prédit la rupture, cependant la réparation avec un textile a montré une meilleure résistance qu'avec des sutures seules. La mise en œuvre des dommages sur le terrain a mis en évidence les zones de faiblesse. Dans les cas avec sutures, l'endommagement est localisé au niveau des points de suture, alors que lorsqu'un textile est appliqué, l'endommagement est localisé autour du textile, ce qui correspond aux études cliniques rapportant des récidives autour de ce dernier.
Bien que ce ne soit pas le sujet principal de la thèse, une étude a été menée sur les dommages du champ de phase des tissus mous hyper-élastiques et semble prometteuse. Elle suggère la possibilité de pouvoir capturer avec précision l'endommagement de tissus complexes. Cependant, une étude complémentaire utilisant une formulation multicouches et une formulation anisotrope pourrait permettre de modéliser les hétérogénéités existant dans les matériaux biologiques.
Du travail reste à réaliser pour améliorer la prise en charge des patients sur la base de cette étude. Si elle améliore la compréhension de la réparation des hernies abdominales, elle mérite d'être poursuivie pour améliorer les techniques chirurgicales et aussi les prothèses. Bien évidemment, une suite logique à ce travail serait de passer à une caractérisation expérimentale humaine pour alimenter le modèle. Cependant, les essais cliniques de réparation d'hernie abdominale impliquant des essais destructifs ne sont pas possibles, et la caractérisation ne fournirait pas les données nécessaires au modèle. En supposant que les données manquantes donnent une tendance similaire chez l'homme, des améliorations restent possibles pour le modèle local. Disposer de données similaires à cette étude animale, mais avec différents types de textiles implantés à différents endroits, permettrait d'améliorer la compréhension de la réparation des hernies abdominales et donc le choix de la technique opératoire. L'ajout de la gaine abdominale serait également bénéfique au modèle numérique et enfin, la différenciation des paramètres mécaniques entre le patient sain et le patient obèse améliorerait les différentes prédictions numériques.
En conclusion, bien que non finalisé en termes d'outils numériques dédiés aux cliniciens, ce travail de thèse comprend des développements expérimentaux et numériques avancés, combinés dans un modèle local capable de simuler l'endommagement et la rupture au sein d'un tissu complexe (non linéaire, anisotrope, hétérogène et composite) à différents temps de cicatrisation, pour différentes techniques de réparation et différentes conditions de chargement. Ce modèle présente évidemment des limites, mais il est prêt à être appliqué à des questions cliniques spécifiques concernant, par exemple, l'adaptation de la taille de textile à un patient particulier.
Détails soutenance : Ecole des Mines de Saint-Etienne, Amphi FF1. Lien visio.
