Modélisation de la thrombose dans des dispositifs médicaux

Thrombosis modeling in blood coated medical devices

• Auteur / Autrice : Rodrigo Mendez Rojano
• Direction : Franck Nicoud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques et modélisation
• Date : Soutenance le 30/10/2018
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Montpelliérain Alexander Grothendieck (Montpellier ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Didier Lucor
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Franck Nicoud, Didier Lucor, Xiao Yun Xu, Yiannis Ventikos, Simon Mendez, Sophie Susen, François Caton
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Xiao Yun Xu, Yiannis Ventikos

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biomatériaux

Thrombose

Mots clés libres

Modélisation

Thrombose

Biomédical

Modeling

Thrombosis

Biomedical

Résumé

La thrombose est la formation d’un caillot sanguin (thrombus) dans le système cardiovasculaire. Il s’agit d’un des principaux problèmes des dispositifs biomédicaux en contact avec du sang. Toutefois, les biomatériaux utilisés jusqu’à présent dans ces dispositifs déclenchent la coagulation à travers le système de contact. Ce système n’a pas été pris en compte dans les modèles de thrombose dédiés aux dispositifs, alors que son importance pour la thrombose a été récemment remarquée. L’objectif de cette thèse est d’introduire les réactions de coagulation initiées par le système de contact dans la modélisation de la thrombose liées aux dispositifs. Un nouveau modèle réduit pour la génération de thrombine est proposé en incluant l’activation par contact. Le modèle arrive à calculer la formation de thrombine dans du plasma physiologique et du plasma déficient en prothrombine. Une fois réalisée, l’approche réduite est incluse dans un modèle de croissance du thrombus basé sur l’activité des plaquettes. Cette nouvelle stratégie est utilisée pour calculer la formation du thrombus dans une configuration académique.

Thrombosis, which is the formation of a blood clot (thrombus) in the vascular system, is one of the major issues of blood-coated medical devices. To reduce thrombosis risk in this type of devices, computational fluid dynamics has been used. Up to date, bio-material surfaces used in blood coated devices initiate blood coagulation through the contact activation system. This system has not been considered in models dedicated to devices, even though its importance in thrombosis has been recently highlighted. The objective of this thesis is to introduce device-triggered coagulation reactions in the modeling of device-related thrombosis.A novel reduced kinetic model including the contact activation system is proposed. The model correctly captures thrombin formation in physiological and prothrombin deficient platelet-poor-plasma. The reduced set of reactions is then included in a platelet-based model for thrombus formation considering platelet activation by thrombin. This approach is used to study thrombus formation in an academic configuration.