Soutenance de thèse de Marion FOURNELY

Les traumatismes de la moelle épinière sont provoqués par une force mécanique extérieure engendrant des sollicitations excessives des tissus médullaires et entrainant leur endommagement. Les traumatismes de la moelle épinière sont source de dégâts neurologiques sévère et permanents. Néanmoins, la compréhension des mécanismes lésionnels de la moelle épinière reste limitée. C’est pourquoi les travaux conduits dans le cadre de cette thèse se sont focalisés sur la caractérisation de la biomécanique d’une lésion traumatique de la moelle épinière via des méthodes de simulation par éléments finis et de ses conséquences microstructurelles pouvant être observées par IRM multi-paramétrique chez la souris. Plus précisément, le but était d’établir un lien entre la cause mécanique et les conséquences structurelles menant aux déficits neurologiques afin de mieux comprendre et prédire l’évolution de ces lésions. Pour atteindre cela, un modèle biomécanique de la moelle épinière de souris a été développé et a permis d’étudier et mesurer la répartition des champs de déformation dans les sous-structures de la moelle épinière durant une situation traumatique. D’autre part la mise en œuvre d’un modèle expérimental de contusion médullaire a permis la description de l’évolution de l’état des tissus neuronaux suite à l’application de différents mécanismes lésionnels, mais aussi de fournir des données permettant de valider le modèle numérique utilisé. Les résultats obtenus au cours de ces travaux permettent d’améliorer notre compréhension des relations entre la biomécanique de la moelle épinière et sa pathophysiologie et dégage de nouveaux sujets de recherche prometteurs dans le domaine.

Traumatic spinal cord injuries are caused by external mechanical loading on spinal cord tissues. The mechanical loading causes immediate neurological damage and triggers degenerative processes leading to worsening impairment. However, our understanding of the underlying mechanisms relating the mechanical parameters of the traumatic event with the resulting injury and its evolution remains limited. In order to address this gap in knowledge, this work uses a multi-disciplinary approach to investigate the spinal cord injury mechanisms through a murine model of cervical contusion. The final goal was to link the mechanical cause to the structural consequences at the origin of the neurological impairment in order to better understand and predict this specific injury evolution. To reach these goals, a finite element model of the murine spinal cord was developed and allowed for the investigation and computation of the repartition of the strain fields throughout the spinal cord and its substructures during the injury. Furthermore, the implementation of an experimental model allowed for the monitoring of tissue damage evolution by multi parametric MRI for different injury paradigms and provided data for the validation of the numerical model. The results obtained improve our understanding of the relationship between the biomechanics of the spinal cord and its pathophysiology and bring to light promising research subjects in the field.