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Déclaration de liens d’intérêtsRecherches cliniques/travaux scientifiques : oui [KERIMEDICAL].Consultant, expert : oui [KERIMEDICAL].; International audience; Les lésions nerveuses sans perte de substance de la main et des doigts sont des causes fréquentes de prise en charge chirurgicale aux urgences. La suture directe peut être accompagnée de la mise en place d’une gaine de couverture apportant une protection neurorégénératrice.L’objectif de notre étude est de rechercher l’apport biomécanique de l’utilisation des gaines de chitosan (REAXON®) dans les sutures directes nerveuses.Nous avons réalisé une étude in vitro anatomique, comparative, contrôlée en ouvert sur des nerfs digitaux propres et communs. Après dissection de nerfs issus de cadavres, des segments nerveux calibrés ont été répartis dans 3 groupes de suture nerveuse. Un groupe avec suture simple directe (groupe 1), un groupe avec suture directe simple associée à la mise en place d’une gaine REAXON® (groupe 2). Enfin, un groupe avec mise en place d’une gaine REAXON® sans suture nerveuse directe (groupe 3). La force de rupture de la suture a été évaluée pour chaque groupe sur cellule d’effort Dynacell® 3000 N. La médiane de rupture a été calculée pour chaque groupe et comparée entre les groupes par un test de Kruskal-Wallis.La force de rupture médiane du groupe suture simple est de 2,97 [2,5–3,7] Newtons (N) ; pour le groupe tube seul la force de rupture médiane est de 1,82 [1,7–2,3] N. Enfin, pour le groupe suture associée au tube la force médiane de rupture est de 4,17 [3,2–4,7] N. Il n’existe pas de différence significative entre les groupes suture simple et tube seul (p = 0,1209) ni entre les groupes suture simple et suture associée au tube (p = 0,3853). Il existe une différence significative entre les groupes suture associée au tube et tube seul (p = 0,0011).La mise en place d’une gaine de protection REAXON® ne semble pas apporter de supériorité mécanique comparativement à la suture simple. La mise en place d’une gaine REAXON® sans suture nerveuse est associée à de moindres performances mécaniques et une rupture plus précoce qu’avec suture simple nerveuse.

Towards an agreed methodology for the recovery of threatened plants in La Réunion Island. — The knowledge of the biology and ecology of threatened plant species, more specifically the methodologies used to collect, propagate and cultivate them, as well as the existing threats, are often poorly known worldwide. On La Réunion Island (Indian Ocean), local people, NGOs and conservation stakeholders, have conducted numerous actions for the recovery of threatened plants since several decades. However, it is essential to set up a coherent methodology based on a “precautionary principle” promoting the cultivation of native species. In this paper, four strategic directions are proposed : to favor (1) in situ plantations in natural or seminatural habitat after restoration and (2) ex situ collection of threatened species, (3) to cultivate indigenous species in land development projects or of public interests (4) and in public gardens, schools or private areas. The proposed methodology also includes the dispersal capacities of plant species, their degree of threat in natural areas or the knowledge and the role of the various stakeholders. The implementation of a common tool allowing the traceability of diaspores during each step of the process and used by all stakeholders is proposed. We recognize the importance of adapting the methodology in very specific cases, according to the extreme rarity of some species or the genetic variability of others. At last, we emphasize the importance to carefully monitor the on-going conservation actions, to make sure of their efficiency or to adjust them, if needed. The authors highlight the interest of the proposed methodology for all the French Overseas territories., Les connaissances relatives à la biologie et à l’écologie des espèces, ou plus précisément aux méthodes de récolte, multiplication et plantation, ainsi qu’aux menaces qui pèsent sur ces espèces sont souvent méconnues. À La Réunion (océan Indien), la population, les associations ou encore les acteurs locaux de la conservation, ont depuis de nombreuses décennies initié des actions de sauvegarde des espèces menacées. Il est toutefois nécessaire de proposer une méthodologie cohérente, basée sur le principe de précaution, de manière à favoriser la multiplication et la plantation d’espèces indigènes menacées et qui survivent sur le long terme. Les auteurs proposent une méthodologie structurée en 4 axes : (1) favoriser les plantations in situ dans le milieu naturel ou semi-naturel après restauration, (2) créer ou conforter des collections ex situ d’espèces menacées, (3) planter les espèces indigènes à l’occasion de travaux d’aménagement ou d’intérêt public, ainsi que (4) dans les jardins publics, les écoles et chez les particuliers. La méthodologie proposée tient compte des capacités de dispersion des espèces, de leur niveau de rareté dans le milieu naturel ou encore de l’état des connaissances et du rôle des différents partenaires. La mise en place d’un outil permettant d’établir une traçabilité précise des diaspores pour chacune des étapes est proposée ; il devra être homogène et utilisé par l’ensemble des acteurs. Au-delà de la méthodologie proposée, il est prudent et important de l’affiner dans certains cas, notamment en fonction de l’extrême rareté de certaines espèces ou encore de la variabilité génétique d’autres. Enfin, nous insistons sur l’importance de mettre en place un suivi des différentes actions entreprises, de manière à s’assurer de l’efficacité des actions ou de les ajuster, si nécessaire. Les auteurs soulignent l’intérêt de cette méthodologie pour l’ensemble des collectivités d’outre-mer., Baret Stéphane,Lavergne Christophe,Fontaine Christian,Saliman Matthieu,Hermann Sébastien,Triolo Julien,Bazil Samantho,Sertier Jean-Claude,Lequette Benoit,Gigord Luc,Lucas Raymond,Picot Frédéric,Muller Serge. Une méthodologie concertée pour la sauvegarde des plantes menacées de l’île de la Réunion. In: Revue d'Écologie (La Terre et La Vie), supplément n°11, 2012. Conférence sur la Conservation de la flore menacée de l’Outre-mer français. pp. 85-100.

The objective of this thesis is the development of a new technique for the FSI problems modelling using particulars methods. This work is in the continuity of the LAMIH biomechanics team research works, regarding the comprehension of behavior of bone in its environment of marrow. The SPH method was used for the trabeculae modelling, supposed in a first attempt as an elastic solid. The LB method was developed for the marrow flow modelling considered as a viscous incompressible liquid. The efficacy and performance of these two methods were demonstrated using academics benchmarks which were evaluated and the results were compared of those of literature and of those obtained from commercials softwares. Following a bibliographic review of FSI coupling techniques, a partitioned approach in time was chosen, allowing the use of two separates codes, both based on a dynamic explicit algorithm resolution scheme. The special discretization was done based on a specific technique of fictional domain, this technique is very efficient because it doesn’t require an additional domain discretization. The coupling approach developed was applied on academic benchmarks and on a biomechanical application, leading to satisfactory numerical results. Many Improvement track are now necessary to go towards more biofidelic modeling as taking into account the contact and the damage.; Cette thèse porte sur le développement d’une nouvelle technique de modélisation des problèmes IFS utilisant les méthodes particulaires. Ce travail s’inscrit dans la continuité des travaux de recherche de l’équipe biomécanique du LAMIH, concernant la compréhension du comportement de l’os humain dans son environnement de moelle osseuse. La méthode SPH a été utilisée pour la modélisation des travées osseuses, supposées dans une première approche comme des solides élastiques. La méthode LB a été développée pour la modélisation des écoulements de moelle considérée comme un fluide visqueux incompressible. L’efficacité et la performance de ces deux méthodes ont été démontrées grâce aux benchmarks académiques évalués et les résultats comparés à ceux de la littérature ou ceux obtenus par des logiciels commerciaux. A l’issue d’une revue de l’état de l’art des techniques de couplage fluide-structure, une approche partitionnée en temps a été choisie, permettant d’utiliser deux codes distincts basés sur des algorithmes de résolution de type dynamique explicite. La discrétisation spatiale est faite par une technique spécifique basée sur les domaines fictifs, cette technique est très efficace car elle ne nécessite pas de rediscrétisation des domaines. L’approche de couplage développée a été appliquée à des benchmarks académiques ainsi qu’à une application en biomécanique, ayant permis d’aboutir à des résultats numériques satisfaisants. Plusieurs pistes d’amélioration sont maintenant nécessaires afin d’aller vers des modélisations plus biofidèles telles que la prise en compte du contact et de l’endommagement.

The purpose of this work is to improve the biofidelity of the human body models. The work is focused on the human head as it is one of the most injured part. In order to improve the traumatic brain injury onset and mechanism, the biofidelity of the head models has to be increased, thus, the fluids embedded inside the head has to be taken into account. Nevertheless, the modelling of the interactions occurring between the viscous corporal fluids and the soft matter as the brain remains a challenge. This study intends to investigate the fluid-structure interactions between a soft structure and a fluid. Firstly, in order to found the most relevant methods to solve the problem, a deep literature survey has pointed-out all the numerical methods available nowadays. Secondly, in a previous PhD work an experimental test has been carried-out to demonstrate the influence of the cerebrospinal fluid on the brain kinematics under dynamical load case. On one hand, the Silicon Sylgard 527 gel used as brain substitut has been characterized . Subsequently the partitioned coupling methods available in LS-Dyna ICFD have been assessed to model the experiment. Although, the previous characterized gel model has been used, the experiment has been unsuccessfully completed. Accordingly, it has been decided to develop an in-house coupling code. Thirdly, a partitioned coupling code has been developed. It is a middleware in C++ between two well establishing solvers OpenFOAM and LS-Dyna respectively for the fluid and the solid. Because there is very few experimental tests for the coupling code validation, it has been carried-out in this work a fluid-structure interaction experiment involving a soft plate in a wind channel. This appealing experiment allows the scientific community to validate easily their coupling algorithms. Subsequently, the developed coupling code is used to model the wind channel. The results depict a good overall agreement between the experiment and the simulation. Nonetheless, in order to get validated results further investigation are required mainly about the flow modelling.; Ces travaux visent à améliorer la biofidélité des modèles virtuels de l’être Humain. Les statistiques montrent que la tête humaine est fréquemment sujette à des traumatismes cérébraux, des lésions et autres blessures. Une attention particulière sera donc donnée à la modélisation de la tête. Afin de mieux prédire les mécanismes lésionnels de la tête, la biofidélite des modèles doit être améliorée, pour cela les effets du fluide situé à l’intérieur de la tête doivent être pris en compte. Cependant, la modélisation des interactions entre un fluide corporel visqueux et un matériau mou comme le cerveau reste un verrou scientifique. Il est proposé d’étudier en détail la modélisation des interactions fluide-structure entre un fluide et un corps mou. Premièrement, une étude bibliographique détaillée sur les méthodes numériques de modélisation des interactions fluides-structure a permis d’évaluer chacune d’elles et de juger de celle qui est la mieux adaptée pour la résolution de la problématique. Deuxièmement, lors de travaux de thèse précédents, une expérience a été réalisée montrant l’influence du liquide cérébrospinal sur la cinématique du cerveau lors d’un chargement dynamique. Cette expérience est utilisée dans un premier temps pour caractériser numériquement le gel silicone Sylgard 527 utilisé comme substitut de cerveau. Dans un second temps des méthodes de couplage partitionné disponible dans le code commercial LS-Dyna ICFD sont utilisées pour modéliser l’expérience. Bien que les modèles de gel précédemment caractérisés ont été utilisés, la version avec fluide n’a pas pu être modélisée avec succès. Troisièmement, un code de couplage partitionné est donc développé. Il consiste en un middleware écrit en C++ couplant deux codes éprouvés, OpenFOAM et LS-Dyna pour la modélisation du fluide et du solide respectivement. De plus, parce que très peu d’essais expérimentaux utilisables pour la validation de code d’interaction fluide-structure sont disponibles dans la littérature, une expérience permettant cela a été réalisée dans une soufflerie. La comparaison des prédictions numériques avec les résultats expérimentaux est prometteuse et donne des résultats globaux satisfaisants. Les points qui ne peuvent pas être validés nécessitent de plus amples investigations et permettront d’améliorer les techniques de modélisations et le développement du code.

With the aim of enriching the virtual modelisation of human beings and understanding better the biomechanics of some parts of the skeleton, this work proposes a comparative analysis of histological and mechanical attributes of two functionally opposed appendicular bones: femur and humerus. The campaign has been done with samples coming from four embalmed PMHS (post mortem human subjects) of the male gender. A 3D geometric study started the experiment. It was followed by an histomorphometric analysis of 153 pictures carried out on the anteromedial face of the diaphyseal cortex at four levels of height and three levels of depth. Mechanical tests were then done on 28 specimens of non frozen cortical bone coming from the same anatomic site. The experiment took place on a conventional traction machine. It consisted of traction/compression tests and cycling tests under traction in the elastic zone, at the speed of 0.05 mm/mn until yield point. A damage law has also been elaborated. These studies have shown that these two bones offer a different behaviour. The humerus bone turns out to be less resistant and stiffer than the femur. It is damaged more quickly. The mechanical values noted are related to the density and the size of active osteons and also to the characteristics of Haversian porosity. The difference of mechanical behavior noticed can be explained by the microscopic adaptation of the cortical bone tissue to the stresses undergone by the bearing and non bearing bones. The inter-individual variations observed are linked to the physiological state of this tissue.; Dans le but d’enrichir la modélisation virtuelle d’êtres humains et de mieux comprendre la biomécanique de certaines parties du squelette, ce travail propose une analyse comparative des propriétés histologiques et mécaniques de deux os appendiculaires fonctionnellement opposés : l’humérus et le fémur. La campagne a été réalisée à partir d’échantillons provenant de quatre SHPM embaumés (Sujet Humain Post-Mortem), de sexe masculin. Une étude géométrique en 3D a débuté l’expérimentation. Elle a été suivie par une analyse histomorphométrique de 153 photographies réalisées à partir de la face antéromédiale du cortex diaphysaire, à quatre niveaux de hauteur et à trois niveaux de profondeur. Des essais mécaniques ont ensuite été effectués sur 28 éprouvettes d’os cortical non congelé, provenant du même site anatomique. L’expérimentation s’est déroulée sur machine conventionnelle de traction. Elle comportait des essais en traction/compression et des essais de cyclage en traction dans le domaine élastique, à la vitesse de 0,05 mm/mn, jusqu’à rupture. Une loi d’endommagement a également été élaborée. Ces travaux ont montré que ces deux os offrent un comportement différent. L’humérus s’avère être moins résistant et plus raide que le fémur. Son endommagement intervient plus rapidement. Les valeurs mécaniques relevées sont en rapport avec la densité et la taille des ostéones actifs, ainsi qu’avec les caractéristiques de la porosité Haversienne. Les différences de comportement mécanique relevées s’expliquent par l’adaptation microscopique du tissu osseux cortical aux contraintes subies par un os porteur ou non-porteur. Les variations interindividuelles observées sont fonction de son état physiologique.

The relevant of the human numerical models is a major issue in biomechanical researches. The long bones' mechanical properties are often identified from macro-scale characteristics without taking account of bone structure. This lack of consideration explains the limit of the proposed models biofidelity. A multi-scale approach seems to be relevant for the prediction's improvement, in light of this. This thesis studied the human humerus behavior during dynamical solicitations and propose a micromechanical law to describe it. This law is coupling the linear homogenization scheme of Mori-Tanaka to evaluate the apparent mechanical properties of humerus with a thermo dynamical reasoning to describe the cortical bone damaging by porosities growing. The model validity has been established by the estimation of the maximal load during a impact test. This study is based on the results from multi-scale experimental campaigns exploring the mechanicals properties of 13 humerus from 10 post-mortem human cadavers. So impacts tests have been realized on anatomical specimens, the mesoscopic elastic properties and the damaging influence on them have been characterized by traction, compression or flexion tests and the microscopic properties of bone matrix have been measured by nanoindentation.; L'enrichissement des modèles numériques de l'être humain est un enjeu majeur dans la recherche en biomécanique des chocs. Dans le cas des os longs, les propriétés mécaniques sont le plus souvent déterminées à partir de caractéristiques macroscopiques sans prendre en compte l'influence de l'architecture du tissu. Ce manque de considération explique les limites de la biofidélité des modèles proposés actuellement. Fort de ce constat, une approche multi-échelle semble être pertinente pour une amélioration des prédictions obtenues. Cette thèse s'intéresse plus particulièrement au comportement de l'humérus humain dans le cadre de sollicitations dynamiques et propose le développement d'une loi micromécanique pour le décrire. Cette loi est un couplage entre le schéma d'homogénéisation linéaire de Mori-Tanaka pour l'estimation des propriétés mécaniques apparentes de l'humérus avec un raisonnement thermodynamique décrivant la progression de l'endommagement au sein de l'os cortical à l'aide d'une loi de croissance des porosités. La validité de ce modèle a été faite à travers l'estimation de l'effort ultime lors d'essais de type impacts. Pour ce faire, cette étude repose sur les résultats de campagnes expérimentales explorant à différentes échelles les propriétés mécaniques de 13 humérus prélevés de 10 sujets humains post-mortem. Ainsi des essais d'impact ont été réalisés sur pièces anatomiques, les propriétés élastiques mésoscopiques et l'influence de l'endommagement sur ces dernières ont été caractérisées à travers des tests de traction/compression ou de flexion sur éprouvettes et les propriétés microscopiques de la matrice osseuse ont été mesurées par nanoindentation.

Neuromuscular disorders (NMD) is a group of diseases that affects the motor unit. People affected by NMD suffer from muscle weakness and motor disabilities. There is a need for new strength measurement instruments adapted to NMD evaluation. The physiological mechanisms of muscular contraction are reported. The muscle strength evaluation devices adapted to NMD are described. Isokinetic dynamometers are used for strength evaluation but are not adapted to weak patients affected by NMD. We describe a technical adaptation of the dynamometer Cybex 6000 and a measurement procedure adapted to patients with NMD in order to evaluate voluntary maximal strength of flexors and extensors of the knee and of the elbow. The Cybex 6000 was technically adapted in order to analyse the force signal with more precision and a software was developed in order to calculate the parameters that represent the maximal strength. The measurement procedure was conducted as fallow: a passive mobilization of the limb was conducted when the patient was at rest, then this measure was compared to the same mobilization but the patient was instructed to produce a maximal concentric effort, a substraction of these to measures gives the muscle strength. A feasibility study was conducted with patients with polyradiculonevritis.A reliability study was conducted with another dynamometer : the Biodex 3, with an equivalent procedure. Fifteen patients were tested twice for flexors and extensors of the knee. The study showed a good reliability (ICC>0,8) of maximal torque (Nm) and Work (Joules) measurements. The smallest detectable difference (SDD) was 12Nm for the population and 4Nm for patients with a manual muscle testing less than 4.A criterion validity study was conducted with 38 patients with NMD. This study showed a good correlation between clinical evaluation (Manual Muscle Testing and Motor Function Measure MFM.) there is a significant link between the strength of the extensors of the knee and the dimension 1 of the MFM (spearman correlation coefficient >0,7). A torque evaluation less than 40Nm at the extensors of the knee was predictable for a MFM evaluation less than 80% and less than 75% for the Dimension 1 of the MFM. A sensitivity to change study was conducted with 12 patients affected by NMD, There was no significant change after 1 year in the population but we observed individually concordant changes in functional evaluations(MFM) and isokinetic dynamometry; Les maladies neuromusculaires sont un ensemble d'affections le plus souvent héréditaires d'une composante de l'unité motrice. L'expression principale de ces maladies est la perte de force musculaire responsable du handicap moteur.Il existe un besoin de développement de moyens fiables et sensibles d'évaluation de la force musculaire appliqués aux maladies neuromusculaires.Les mécanismes physiologiques de la production de force musculaire sont rappelés, les modalités de son évaluation et les applications aux maladies neuromusculaires sont décrites.Les dynamomètres isocinétiques sont couramment utilisés comme outils d'évaluation de la force musculaire mais les protocoles proposés sont peu adaptés aux patients atteints de déficit d'origine neuromusculaire.Nous avons développé un système d'exploitation du signal de mesure sur le dynamomètre cybex 6000® et un protocole de mesure adapté aux patients atteints de maladies neuromusculaires pour évaluer la force maximale volontaire isocinétique des fléchisseurs et extenseurs des coudes et des genoux. Une phase de développement électronique et informatique a été menée afin d'étudier les paramètres représentatifs de la force musculaire avec une meilleure précision que sur le logiciel commercialisé avec le dynamomètre. Un protocole d'évaluation a été appliqué, basé sur la comparaison de mesures effectuées en conditions identiques de mobilisation passive en situation de repos et situation d'effort maximal volontaire concentrique.Une étude de faisabilité auprès de sujets atteints de polyradiculonevrite aigue a été effectuée. Une première étude de fiabilité a été menée auprès de 15 sujets atteints de maladies neuromusculaires au moyen d'un autre dynamomètre, le Biodex 3® selon un protocole équivalent. Cette étude a permis d'observer une bonne fiabilité (ICC0,7). Une valeur de pic de couple inférieure à 40Nm pour les extenseurs de genou est prédictive d'un score fonctionnel de MFM inférieur à 75% pour la dimension D1 (station debout et transferts) et inférieur à 80% pour le score total MFM T.Une étude de sensibilité au changement a été conduite auprès de 12 sujets atteints de maladies neuromusculaires lentement évolutive. Nous n'avons pas observé de changement clinique significatif au sein de cette population mais une analyse par sujet a montré une importante variabilité d'évolution et une bonne concordance d'évolution des scores fonctionnels (MFM) avec les mesures isocinétiques.