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1. Chetoui, Mohamed-Amine. Modélisation du comportement biomécanique du disque intervertébral : Modeling of the intervertebral disc biomechanical behavior.

Degree: Docteur es, Mécanique et Physique des Fluides, 2017, Ecole centrale de Marseille; École nationale d'Ingénieurs de Monastir (Tunisie)

La dégénérescence des disques intervertébraux (DD) est un processus naturel qui touche une grande partie de la population. Toutefois, elle peut devenir pathologique et ainsi être accélérée par de multiples facteurs et conduire à un dysfonctionnement précoce des disques lombaires. La DD est un phénomène asymptomatique, ce qui le rend délicat à diagnostiquer précocement. Dans ce cadre, le présent travail vise à développer une méthodologie de diagnostic de la DD utilisant imagerie médicale et modélisation biomécanique.Les disques intervertébraux (DIV) sont des articulations fibro-cartilagineuses qui lient les vertèbres du rachis entre elles. Ils ont pour rôle de supporter et redistribuer les chargements appliqués au rachis tout en assurant sa mobilité. Le DIV peut être assimilé d’un point de vue mécanique à un milieu poreux biologique dont le squelette est formé par la matrice extracellulaire (MEC) et la phase fluide par son contenu hydrique. C’est un milieu hétérogène et anisotrope. Possédant une pression osmotique interne élevée, les DIV ne sont pas vascularisés et possèdent un contenu hydrique important dans lesquels les nutriments cellulaires diffusent à partir des vertèbres adjacentes. Cette particularité rend le fonctionnement des disques très dépendant de la régulation en eau en particulier lorsque ces derniers sont soumis à des sollicitations mécaniques non physiologiques.L’une des clés dans l’élaboration d’un diagnostic fiable de la DD peut être de déterminer de manière objective certaines des caractéristiques internes au disque relatives à son hydratation. Dans le présent travail, une méthodologie de diagnostic quantitatif de la viabilité discale et plus largement de la DD est ainsi proposée. Cette méthodologie se base sur un couplage entre l’imagerie médicale et l’analyse par modélisation du comportement biomécanique du DIV. Un modèle physique biphasique du DIV est développé à l’aide de données déduites d’images IRM. Ce modèle tient compte de l’anisotropie du DIV et des effets induits par les déformations mécaniques sur le processus de transport nutritif.La partie mécanique du modèle est tout d’abord validée en utilisant des résultats d’essais de relaxation réalisés précédemment par l’équipe de biomécanique d’IRPHE. Le modèle est à même de reproduire la distribution de la porosité à l’intérieur du DIV et la perte d’eau suite à un effort mécanique. Cela permet de confirmer la fiabilité de la méthodologie de diagnostic développée pour les cas étudiés. En intégrant le couplage mécano-métabolique, la réponse biomécanique du DIV à des chargements quasi statiques et cycliques est ensuite analysée.

Intervertebral disc degeneration (DD) is a natural process affecting a large part of the population. However, it can be accelerated by several factors and then become associated to lumbar disc pathologies. Given that the DD is symptomless, it is complicated to diagnostic it early. In this context, the present work aims to develop a new methodology of DD diagnostic based on medical imaging and biomechanical modeling.The…

Advisors/Committee Members: Boiron, Olivier (thesis director), Dogui, Abdelwaheb (thesis director).

Subjects/Keywords: Disque intervertébral; Dégénérescence discale; Grandes déformations; Milieu poreux; Anisotropie; Diffusion des nutriments cellulaires; Intervertebral disc; Disc degeneration; Finite deformation; Porous media; Anisotropy; Cell nutrient diffusion

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APA (6th Edition):

Chetoui, M. (2017). Modélisation du comportement biomécanique du disque intervertébral : Modeling of the intervertebral disc biomechanical behavior. (Doctoral Dissertation). Ecole centrale de Marseille; École nationale d'Ingénieurs de Monastir (Tunisie). Retrieved from http://www.theses.fr/2017ECDM0008

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Chetoui, Mohamed-Amine. “Modélisation du comportement biomécanique du disque intervertébral : Modeling of the intervertebral disc biomechanical behavior.” 2017. Doctoral Dissertation, Ecole centrale de Marseille; École nationale d'Ingénieurs de Monastir (Tunisie). Accessed September 18, 2020. http://www.theses.fr/2017ECDM0008.

MLA Handbook (7th Edition):

Chetoui, Mohamed-Amine. “Modélisation du comportement biomécanique du disque intervertébral : Modeling of the intervertebral disc biomechanical behavior.” 2017. Web. 18 Sep 2020.

Vancouver:

Chetoui M. Modélisation du comportement biomécanique du disque intervertébral : Modeling of the intervertebral disc biomechanical behavior. [Internet] [Doctoral dissertation]. Ecole centrale de Marseille; École nationale d'Ingénieurs de Monastir (Tunisie); 2017. [cited 2020 Sep 18]. Available from: http://www.theses.fr/2017ECDM0008.

Council of Science Editors:

Chetoui M. Modélisation du comportement biomécanique du disque intervertébral : Modeling of the intervertebral disc biomechanical behavior. [Doctoral Dissertation]. Ecole centrale de Marseille; École nationale d'Ingénieurs de Monastir (Tunisie); 2017. Available from: http://www.theses.fr/2017ECDM0008

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