Soutenance de thèse de Damien MASSALOU

Introduction Le tube digestif est fréquemment atteint dans les traumatismes fermés de l’abdomen. La connaissance des propriétés mécaniques des différents organes est indispensable à la mise en place d’outils numériques de traumatologie virtuelle. L’objectif de cette étude est de déterminer la réponse mécanique du colon en traction uniaxiale jusqu’à la rupture et quels sont les facteurs la modifiant. Matériel et méthodes Nous avons réalisé des essais dynamiques uniaxiaux de spécimens coliques humains. Trois vitesses de sollicitation étaient testées : dynamique (1m/s), intermédiaire (10cm/s) et quasi-statique (1cm/s). Une étude cinématographique et mécanique était réalisée pour chaque spécimen. Résultats Vingt-huit colons humains réfrigérés ont été testés avec un total de 344 spécimens inclus dans l’étude. Le colon présente un comportement mécanique bicouche avec une première rupture de la couche externe comprenant séreuse/musculaire externe puis une seconde rupture de la couche interne composée de la musculaire interne/sous-muqueuse/muqueuse. Le comportement mécanique est variable en fonction de la localisation sur le cadre colique avec un comportement plus élastique du colon droit et du colon sigmoïde. Le sexe représente également un facteur responsable d’une modification de la réponse mécanique du colon. La durée de conservation des corps et le tænia coli ne représentaient pas un facteur influençant le comportement mécanique du colon. La réponse mécanique enregistrée est différente en fonction de l’orientation de la sollicitation : les niveaux de contrainte et de déformation étaient statistiquement plus élevés sous sollicitation transversale que longitudinale. La vitesse de sollicitation modifie la réponse mécanique enregistrée. Le colon est plus élastique en situation quasi-statique et présente des niveaux de rupture plus faibles sous sollicitation dynamique. Sous sollicitation dynamique, le type de conservation ne modifie pas la raideur du tissu mais modifie la déformation et la force nécessaires pour obtenir des lésions coliques. Conclusion Le colon se comporte comme un matériau viscoélastique ductile et bicouche. Son comportement mécanique est dépendant de la localisation sur le cadre colique, du sexe, des méthodes de conservation et des vitesses de sollicitation. Cette étude permettra l’intégration de données biomécaniques dans des modèles de traumatologie virtuelle ou de simulation chirurgicale.

Introduction The digestive tract is frequently affected in blunt abdominal trauma. The knowledge of the mechanical properties of the various organs is essential to the implementation of virtual tools of traumatology. The objective of this study is to determine the mechanical response of the colon in uniaxial traction until rupture and what are the modifying factors. Material and methods We performed uniaxial dynamic tests of human colonic specimens. Three loading speeds were tested: dynamic (1m / s), intermediate (10cm / s) and static (1cm / s). A cinematographic and mechanical study was carried out. Results Twenty-eight refrigerated human colons were tested with a total of 344 specimens included in the study. The colon exhibits a bi-layered mechanical behavior with a first rupture of the outer layer comprising serosa / external muscle and then a second rupture of the inner layer composed of the internal muscle / submucosa / mucosa. The mechanical behavior is variable according to the localization on the colonic frame with a more elastic behavior of the right colon and the sigmoid colon. Gender is also a factor responsible for a change in the mechanical response of the colon. The shelf life of the body and tænia coli were not a factor influencing the mechanical behavior of the colon. The recorded mechanical response is different depending on the orientation of the stress: the stress and strain levels were statistically higher under circumferential stress than longitudinal. The loading speed changes the recorded mechanical response. The colon is more elastic in a quasi-static situation and has lower levels of rupture under dynamic stress. Under dynamic loading, the type of preservation does not modify the stiffness of the tissue but modifies the stress and strain necessary to obtain colonic lesions. Conclusion The colon behaves like a ductile and bilayer viscoelastic material. Its mechanical behavior is dependent on the location on the colonic frame, gender, methods of conservation and rates of solicitation. This study will allow the integration of biomechanical data into models of virtual trauma or surgical simulation.