Thèse soutenue

Méthodes ultrasonores et approches multi modalités pour la caractérisation biomécanique multi-échelle de l'interface os - implant
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Vincent Mathieu
Direction : Guillaume Haïat
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique. Acoustique
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

FR  |  
EN

Ce travail de thèse porte sur le développement de méthodes pour la caractérisation des propriétés biomécaniques de l'interface os-implant. Dans la première partie, un dispositif ultrasonore destiné à l'étude de la stabilité d'implants dentaires est présenté. La réponse ultrasonore d'implants cylindriques en titane (modélisant un implant dentaire) insérés ex vivo dans le fémur du lapin à une excitation de fréquence 10 MHz est sensible à la quantité d'os en contact avec le parois de l'implant. Les phénomènes de propagation ultrasonore dans l'implant sont décrits par un modèle phénoménologique et par simulations numériques par différences finies, mettant en évidence l'importance des ondes latérales. Les simulations montrent également le potentiel de la technique pour suivre les variations de plusieurs paramètres déterminants pour l'ostéointégration de l'implant. La seconde partie met en oeuvre une approche multi modalités utilisant un modèle animal dédié. Des pastilles en titane sont implantées in vivo sur la partie proximale du tibia du lapin pendant une durée de cicatrisation définie. La technique de diffusion micro-Brillouin permet de mesurer les propriétés élastiques de l'os néoformé à l'échelle microscopique. L'effet du temps de cicatrisation sur la réponse ultrasonore de l'interface os-implant obtenue en mode échographique a été mis en évidence. L'évolution, des propriétés biomécaniques de l'interface os-implant au cours du processus d'ostéointégration explique les résultats obtenus. Enfin, des essais de clivage mécanique réalisés en mode III permettent d'estimer l'énergie d'adhésion entre le titane et l'os en présence de phénomènes de frottement interfacial.