LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

[2019 - Stage Alternance ECM] : Stimulation ultrasonore et cicatrisation osseuse

Encadrants :
- P. Lasaygues / 04 84 52 42 83 / lasaygues@lma.cnrs-mrs.fr
- Cécile Baron / 04 91 74 52 46 / cecile.baron@univ-amu.fr

L’os est un matériau vivant, qui grandi, s’adapte et se répare seul via un processus biologique appelé remodelage osseux. Dans les années 1950, des chercheurs ont mis en évidence l’effet des ultrasons sur le remodelage osseux, notamment dans le cas de la stimulation de la cicatrisation fracturaire. Un appareil basé sur ce principe est aujourd’hui commercialisé et utilisé en milieu médical et paramédical : ExogenTM (Bioventus®). Si de nombreuses études démontrent l’effet des ultrasons sur l’activité des cellules osseuses, il en existe aussi de nombreuses qui remettent en cause le principe de la stimulation ultrasonore de la cicatrisation osseuse. La débat reste ouvert et l’absence de compréhension fine des processi physiques et biologiques induits empêche aujourd’hui de trancher la question entre efficacité et inefficacité.

Dans le cadre de plusieurs collaborations universitaires, notre équipe a caractérisé les champs ultrasonores délivrés par différents dispositifs ultrasonores dont ExogenTM ; effectué des premières campagnes d’essais in vitro pour étudier et vérifier l’effet de ces différents champs ultrasonores sur les cellules osseuses afin de déterminer quels paramètres jouent un rôle dans la réponse cellulaire au stimulus_US.

Dans ce nouveau travail nous cherchons à :
- transposer la situation in vitro ainsi analysée à une configuration proche de l’in vivo à l’aide d’un modèle éléments finis sous Comsol Multiphysics ;
- travailler sur les effets d’une focalisation artificielle des ondes à l’aide de lentilles.

Type de travail : numérique et expérimental.

Résultats attendus : Étude bibliographique. Étude de la stimulation ultrasonore de cellules osseuses. Simulation numérique de faisceaux acoustiques focalisés artificiellement par lentilles. Détermination des grandeur caractéristiques (rayon de courbure et hauteur de la lentille, distance par rapport à la boite de culture). Montage et validation d’un dispositif expérimental de caractérisation des champs ultrasonores. Comparaison et optimisation des paramètres.

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