Caractérisation biomécanique de l'interface os-implant

Biomechanical characterization of the bone-implant interface

• Auteur / Autrice : Marie-anne Euzen
• Direction : Guillaume Haïat
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Inscription en doctorat le 09/10/2018
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : MSME - Laboratoire de Modélisation et Simulation Multi Echelle

Mots clés

Mots clés libres

Biomécanique

Arthroplastie de la hanche

Os

Implant

Interface

Osséointégration

Biomechanical

Hip replacement

Bone

Implant

Interface

Osseointegration

Résumé

Les implants sont fréquemment employés en orthopédie et dans le domaine de la chirurgie dentaire. Cependant, le risque de descellement de la prothèse, difficile à prédire, existe toujours et peut avoir des conséquences dramatiques. Ces descellements sont liés à un remodelage osseux dégradé à l’interface os-implant, un phénomène multi-échelle de nature interdisciplinaire qui reste mal compris. L’objectif de cette étude est de mieux comprendre la réponse aux ultrasons de l’interface os-implant, qui permet d’étudier l’évolution des propriétés biomécaniques du tissu osseux autour de l’implant pendant le processus d’osséointégration. Différentes configurations expérimentales seront considérées, basées sur des études de faisabilité qui ont déjà été mises en place. En particulier, la réponse fréquentielle de l’interface sera étudiée. Les résultats seront comparés à d’autres mesures, effectuées avec différentes modalités expérimentales. Les résultats seront utilisés pour mettre au point des procédures cliniques de mise en charge de l’implant et pour optimiser la conception des implants, ce qui mènera vers le développement de techniques pour la thérapie et le diagnostic. La candidate s’attachera notamment à développer des dispositifs médicaux innovants et à les valider à la fois in silico, in vitro et in vivo.

Implants are often employed in orthopaedic and dental surgeries. However, risks of failure, which are difficult to anticipate, are still experienced and may have dramatic consequences. Failures are due to degraded bone remodeling at the bone-implant interface, a multiscale phenomenon of an interdisciplinary nature which remains poorly understood. The objective of this study is to provide a better understanding of the ultrasonic response of the bone-implant interface, which will allow to study the evolution of the biomechanical properties of bone tissue around an implant during the osseointegration process. Different experimental configurations will be considered, based on feasibility studies already carried out. In particular, the high frequency response of the interface will be tested. The results will be compared with other measurements carried out using various experimental modalities. The results will be used to design effective loading clinical procedures of implants and to optimize implant conception, leading to the development of therapeutic and diagnostic techniques. The candidate will develop innovative medical devices, and validate them in silico, in vitro and in vivo.