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IFSB
Interactions Fluides Structures Biologiques
- Responsables scientifiques : Cécile Legallais et Anne-Virginie Salsac .
- Acteurs - Collaborations - Rayonnement - Partenaires publics - Partenaires privés - Publications (détail : 2006 - 2007 - 2008 - 2009 - 2010 - 2011 - 2012)
- A l'échelle microscopique, on étudie le comportement mécanique de capsules (naturelles que sont les cellules, ou bioartificielles) circulantes, sur le plan de la modélisation numérique, mais aussi de façon expérimentale dans des microsystèmes. Ce travail vise notamment à optimiser les techniques de vectorisation de médicaments ou d'embolisation de tumeurs.
- A l'échelle du vaisseau, on s'intéresse à la caractérisation des écoulements physiologiques et des propriétés mécaniques de la paroi, en couplant différentes modalités d'acquisition et de traitement d'images (IRM, angiographie) à des modèles (analytiques ou numériques).
Nos objectifs sont d'améliorer les méthodes d'acquisition et d'apporter aux cliniciens des outils
complémentaires de pronostic/diagnostic pour les pathologies cardiovasculaires. La mise en relation des
observations réalisées aux échelles micro et macro permettra d'aborder les mécanismes impliqués dans ces pathologies.
L'ensemble des travaux réalisés s'inscrit dans le GDR 2760 «Biomécanique des fluides et des transferts - Interactions fluide-structures biologiques » de la section 10 du CNRS. Notre approche se distingue par l'analyse à plusieurs échelles et par le couplage entre modèles et approches expérimentales et/ou cliniques. Nous bénéficions de partenariats forts avec des équipes hospitalo-universitaires, et en interne de plate-formes dédiées aux approches expérimentales (imagerie avancée et clinique sur le site du Centre d'Imagerie Médicale Avancée de Compiègne, microfluidique à l'UTC).
Il y a 2 groupes de projets :
Capsules. (Dominique Barthès-Biesel, Eric Leclerc, François Langevin)
Nous nous intéressons aux capsules simples, constituées d'une goutte liquide entourée d'une membrane mince, excluant ainsi l'étude les billes qui sont entièrement solides ou gélifiées. Selon la composition physicochimique de la membrane, ces capsules auront des propriétés mécaniques différentes. Dans ce contexte, nous étudions le comportement de microcapsules en suspension libre dans un écoulement de cisaillement ou circulant dans un conduit étroit tel un pore microfluidique ou un vaisseau capillaire. Nous avons donc mis au point des codes numériques 3D permettant de modéliser le mouvement de capsules dans divers écoulements et un dispositif expérimental permettant de caractériser les propriétés mécaniques de capsules afin d'en optimiser leur conception. En parallèle, nous avons commencé à étudier un procédé de fabrication de micro capsules de taille et propriétés contrôlées dans un système microfluidique.
Dans le cadre de l'utilisation de billes ou capsules pour l'embolisation, nous nous sommes aussi intéressés à la mise au point de techniques d'imagerie pour les visualiser pendant ou après l'injection
3 projets de modélisation :
- Modélisation du mouvement des capsules en écoulement - Dominique Barthès-Biesel
- Capsules et microfluidique - Eric Leclerc
- Embolisation : Localisation de capsules sous IRM - François Langevin
Ecoulements physiologiques. (Agnès Drochon, Cécile Legallais, François Langevin)
Les maladies cardio-vasculaires représentent une des premières causes de mortalité dans les pays
industrialisés. Elles sont associées à des modifications de la géométrie ou des propriétés mécaniques de vaisseaux initialement sains : sténoses, thromboses, anévrismes. Dans certains cancers, on observe également une altération de la circulation sanguine, aux niveaux micro et macro. En clinique, les méthodes classiques d'investigation reposent essentiellement sur la détermination de critères géométriques, ou sur la caractérisation des vitesses et des cisaillements (mais elles sont peu précises). Le développement de méthodes non invasives permettant d'une part le diagnostic des lésions à risque, et d'autre part un pronostic sur la validité des traitements actuellement employés (pontage, endoprothèse) reste donc un sujet d'actualité. De plus, sur un plan plus fondamental, il est également utile de connaître les mécanismes menant à ces pathologies. Parmi ceux-ci, on s'intéresse plus particulièrement aux contraintes mécaniques générées par l'écoulement sanguin sur les cellules adhérentes (paroi artérielle) et aux modifications de la paroi artérielle. Dans ce domaine, les apports de la biomécanique sont essentiels et visent, à terme, à combiner des modélisations à des données cliniques obtenues par de nombreuses modalités d'imagerie. Nous nous intéressons également, sur le plan de l'acquisition des images, notamment IRM, aux phénomènes multiphysiques qui peuvent venir en altérer la précision.
3 projets en cours :
- Analyse hydrodynamique de la collatéralité coronarienne (Agnès Drochon)
- Imagerie médicale et caractéristiques de l'écoulement et de la paroi (Cécile Legallais, Zaher Kharboutly, Anne-Virginie Salsac, François Langevin, Vincent Zalc)
- Modélisation de l'effet magnétohydrodynamique (MHD) en vue de l'amélioration de la synchronisation
des images en IRM cardiaque (Agnès Drochon, Odette Fokapu)
- A l'échelle du vaisseau, on s'intéresse à la caractérisation des écoulements physiologiques et des propriétés mécaniques de la paroi, en couplant différentes modalités d'acquisition et de traitement d'images (IRM, angiographie) à des modèles (analytiques ou numériques).
Nos objectifs sont d'améliorer les méthodes d'acquisition et d'apporter aux cliniciens des outils
complémentaires de pronostic/diagnostic pour les pathologies cardiovasculaires. La mise en relation des
observations réalisées aux échelles micro et macro permettra d'aborder les mécanismes impliqués dans ces pathologies.
L'ensemble des travaux réalisés s'inscrit dans le GDR 2760 «Biomécanique des fluides et des transferts - Interactions fluide-structures biologiques » de la section 10 du CNRS. Notre approche se distingue par l'analyse à plusieurs échelles et par le couplage entre modèles et approches expérimentales et/ou cliniques. Nous bénéficions de partenariats forts avec des équipes hospitalo-universitaires, et en interne de plate-formes dédiées aux approches expérimentales (imagerie avancée et clinique sur le site du Centre d'Imagerie Médicale Avancée de Compiègne, microfluidique à l'UTC).
Il y a 2 groupes de projets :
Capsules. (Dominique Barthès-Biesel, Eric Leclerc, François Langevin)
Nous nous intéressons aux capsules simples, constituées d'une goutte liquide entourée d'une membrane mince, excluant ainsi l'étude les billes qui sont entièrement solides ou gélifiées. Selon la composition physicochimique de la membrane, ces capsules auront des propriétés mécaniques différentes. Dans ce contexte, nous étudions le comportement de microcapsules en suspension libre dans un écoulement de cisaillement ou circulant dans un conduit étroit tel un pore microfluidique ou un vaisseau capillaire. Nous avons donc mis au point des codes numériques 3D permettant de modéliser le mouvement de capsules dans divers écoulements et un dispositif expérimental permettant de caractériser les propriétés mécaniques de capsules afin d'en optimiser leur conception. En parallèle, nous avons commencé à étudier un procédé de fabrication de micro capsules de taille et propriétés contrôlées dans un système microfluidique.
Dans le cadre de l'utilisation de billes ou capsules pour l'embolisation, nous nous sommes aussi intéressés à la mise au point de techniques d'imagerie pour les visualiser pendant ou après l'injection
3 projets de modélisation :
- Modélisation du mouvement des capsules en écoulement - Dominique Barthès-Biesel
- Capsules et microfluidique - Eric Leclerc
- Embolisation : Localisation de capsules sous IRM - François Langevin
Ecoulements physiologiques. (Agnès Drochon, Cécile Legallais, François Langevin)
Les maladies cardio-vasculaires représentent une des premières causes de mortalité dans les pays
industrialisés. Elles sont associées à des modifications de la géométrie ou des propriétés mécaniques de vaisseaux initialement sains : sténoses, thromboses, anévrismes. Dans certains cancers, on observe également une altération de la circulation sanguine, aux niveaux micro et macro. En clinique, les méthodes classiques d'investigation reposent essentiellement sur la détermination de critères géométriques, ou sur la caractérisation des vitesses et des cisaillements (mais elles sont peu précises). Le développement de méthodes non invasives permettant d'une part le diagnostic des lésions à risque, et d'autre part un pronostic sur la validité des traitements actuellement employés (pontage, endoprothèse) reste donc un sujet d'actualité. De plus, sur un plan plus fondamental, il est également utile de connaître les mécanismes menant à ces pathologies. Parmi ceux-ci, on s'intéresse plus particulièrement aux contraintes mécaniques générées par l'écoulement sanguin sur les cellules adhérentes (paroi artérielle) et aux modifications de la paroi artérielle. Dans ce domaine, les apports de la biomécanique sont essentiels et visent, à terme, à combiner des modélisations à des données cliniques obtenues par de nombreuses modalités d'imagerie. Nous nous intéressons également, sur le plan de l'acquisition des images, notamment IRM, aux phénomènes multiphysiques qui peuvent venir en altérer la précision.
3 projets en cours :
- Analyse hydrodynamique de la collatéralité coronarienne (Agnès Drochon)
- Imagerie médicale et caractéristiques de l'écoulement et de la paroi (Cécile Legallais, Zaher Kharboutly, Anne-Virginie Salsac, François Langevin, Vincent Zalc)
- Modélisation de l'effet magnétohydrodynamique (MHD) en vue de l'amélioration de la synchronisation
des images en IRM cardiaque (Agnès Drochon, Odette Fokapu)
