Friction mechanism effects on medical device / human body interaction
Rôle des mécanismes de frottement dans l’intéraction dispositif médical de compression / corps humain
Résumé
The use of textile-based medical devices is very common for the treatment of various types of pathologies such as joint disorders or venous insufficiency. Generally speaking, the mode of action of these treatments lies in the application of mechanical stress to the surface of the limb to be treated. The physiological functioning of the body is then modified in order to adapt to the new balance imposed by the device. However, even when properly dosed, compression treatment is often uncomfortable for patients. This often results in patients discontinuing treatment because of skin intolerance or pressure intolerance under or near the device. It is reasonable to assume that these skin irritations are related to the mechanical condition imposed on the skin by the compression device.The objective of this thesis is to study the interactions between the medical textile and the skin in order to better understand the mechanical conditions that may favour the appearance of skin intolerances in people who use this type of device. The development of a new experimental method first allowed the measurement of the deformations undergone by the skin during different contact interactions. A pilot clinical study then made it possible to identify biomechanical factors that could be determining in the development of skin irritations during the use of medical compression stockings. Finally, the effect of the morphological and mechanical properties of the skin on the mechanical condition of the skin during friction was studied using a numerical design of experiments.
L’utilisation de dispositifs médicaux en textile est très courante pour le traitement de troubles articulaires ou pour les problèmes d’insuffisance veineuse. Le principe actif de ces traitements réside dans l'application d'une contrainte mécanique à la surface du membre à soigner. Le fonctionnement physiologique du corps est alors modifié afin de s’adapter au nouvel équilibre imposé par le dispositif. Cependant, même lorsqu’il est convenablement dosé, le traitement de compression est souvent inconfortable pour les patients. Cela se traduit fréquemment par un abandon du traitement en raison d'une intolérance cutanée ou d'une intolérance à la pression. On peut raisonnablement supposer que ces irritations cutanées sont liées à l'état mécanique imposé à la peau par le dispositif de compression.L’objectif de cette thèse est d’étudier les interactions entre le textile médical et la peau afin de mieux comprendre les conditions mécaniques favorisant l’apparition d’intolérances cutanées chez les personnes qui utilisent ce type de dispositifs. Le développement d'une nouvelle méthode expérimentale a d'abord permis d'effectuer des mesures des déformations subies par la peau lors de différentes interactions de contact. Une étude clinique pilote a ensuite permis d'identifier des facteurs biomécaniques déterminants dans le développement d’irritations cutanées lors de l’utilisation de bas médicaux de compression. Pour finir, l’effet sur l'état mécanique de la peau lors du frottement des propriétés morphologiques et mécaniques de la peau, identifiés cliniquement comme des facteurs de risque pour l'irritation mécanique de la peau, a été étudié au travers d'un plan d'expériences numériques.
Origine : Version validée par le jury (STAR)