Description expérimentale et numérique de l'interaction entre un stent biodégradable et la paroi artérielle

par Plamen Bokov

Thèse de doctorat en Interface Physique - Biologie

Sous la direction de Patrice Flaud.

Soutenue en 2011

à Paris 7 .


  • Résumé

    Ce travail porte sur l'étude expérimentale et numérique de l'interaction entre un stent biodégradable et la paroi artérielle. Deux types de stents ont été explorés, un stent en acier inoxydable et un en polymère biodégradable le PLLA-PTT (copolymère de poly-L-acide lactique et de polytrimethylène terephtalate). En utilisant des simulations numériques 3D simplifiées, utilisant la notion de pression équivalente, nous montrons que le stent biodégradable est capable d'assurer une dilatation post-angioplastique de 7% de la lumière vasculaire initiale. Dans une partie expe��rimentale, nous montrons que les propriétés mécaniques stent biodégradable (en PLLA) à l'ouverture sont comparables à celle du stent en acier. Une des parties les plus conséquentes de ce travail concerne l'incidence hémodynamique de la présence d'un stent et son effet sur la propagation de puises de pression, la présence de l'implant étant modélisée par une rigidification locale de la paroi ou par une protrusion à l'intérieur de la lumière vasculaire. L'incidence sur la distribution spatio-temporelle des contraintes de cisaillement visqueuses au niveau de la paroi y est examinée en détail et il est montré que la présence du stent perturbe de manière significative les contraintes au voisinage de la zone stentée, l'effet s'étendant à quelques centimètres en amont et en aval de cette zone. L'analyse détaillée des perturbations des contraintes visqueuses pariétales, facteur déterminant du phénomène de remodelage tissulaire, s'avère déterminant pour prévoir les risques majeurs de resténose.

  • Titre traduit

    Numerical and experimental description of the interaction between a biodegradable coronary stent and the arterial wall


  • Résumé

    We have addressed the interaction between a biodegradable coronary stent and the arterial wall using experimental methods and a 3D numerical simplified model based on an equivalent pressure hypothesis. Two types of stents are investigated numerically: a PLLA-PTT stent (poly-L-lactic acid and polytrimethylene terephtalate copolymer) and a stainless steel stent. Three dimensional finite element simulations of the opening mechanics permitted to establish that a post-angioplastic dilatation of 7% is possible by using biodegradable stents. On the other hand, we show experimentally that the radial strength of biodegradable stents in PLLA is comparable to that of stainless steel stents. An important part of this work is devoted to the characterization of hemodynamical incidence of the stent and the pressure pulse reflection when a two dimensional axisymmetric geometrical configuration of the stent-artery System is considered. The stent is either represented as a local hardening of the arterial wall or as a geometrical protrusion in the arterial lumen. The impact on the spatial and temporal distribution of the shear rate at the wall is examined in detail and it is shown that the presence of the stent significantly disturbs the constraints near the site of stenting. This effect is extended a few centimeters upstream and downstream of the stented area. The detailed analysis of perturbations of the parietal viscous stress is a critical factor predicting the major risks of restenosis.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (203 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 196 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2011) 109
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