GDR MECABIO


Equipe Dyfcom, LIPhy, UMR 5588, Grenoble

L'équipe « Dynamique des Fluides Complexes et Morphogenèse » du Laboratoire Interdisciplinaire de Physique s'intéresse à l'écoulement de fluides complexes et biologiques. Ses activités couvrent les différentes échelles cellulaires et macroscopiques.

Des développements théoriques et numériques ont été mis en place (Eléments finis, différences finies, méthodes intégrales, couplées avec des méthodes de champ de phase ou level-set pour ne citer que celles-ci) au cours des dernières années et des comparaisons expérimentales sont mises en oeuvre. De nombreuses collaborations avec des médecins et biologistes ont été développées (unités INSERM à Grenoble, Paris et Angers, CHU Grenoble) et des réalisations expérimentales sont effectuées dans ce contexte.

Le matériel à disposition dans l'équipe comprend une salle blanche de microfabrication (dispositifs microfluidiques, microsystèmes), une plate-forme de caractérisation mécanique (rhéométrie, AFM), des microscopes optiques, des chambres à flux laminaire, des pousses-seringues motorisés ou « home-made » avec écoulement de forme pilotée automatiquement, une caméra rapide, et une chambre de cisaillement pour les vols en micro-gravité (collaboration avec le CNES).

Beaucoup d'études en cours actuellement dans l'équipe rentre en totalité dans les thématiques du GDR :

  • Dynamique de vésicules et cellules sous écoulement (thème 1)
  • Mécanique des plantes (thème 4)
  • Rhéologie de fluides complexes biologiques (thème 2)
  • Micromécanique cellulaire par AFM (thème 1)
  • Suspensions actives de micronageurs (thème 4)
  • Modèles de tissus (thème 3)

Sélection d'articles
  • Nonlinear elasticity of cross-linked networks. John K., Caillerie D., Peyla P., Raoult A. and Misbah C., Phys. Rev. E 87, 042721 (2013)
  • Quantification of Depletion-Induced Adhesion of Red Blood Cells, P. Steffen, C. Verdier, and C. Wagner, Phys. Rev. Lett. 110, 018102 (2013)
  • Lift and down-gradient shear-induced diffusion in red blood cell suspensions, X. Grandchamp, G. Coupier, A. Srivastav, C. Minetti and T. Podgorski, Phys. Rev. Lett. 110, 108101 (2013)
  • Complex Interactions between Human Myoblasts and the Surrounding 3D Fibrin-Based Matrix. Chiron, S., Tomczak, C., Duperray, A., Lainé, J., Bonne, G., Eder, A., Hansen, A., Eschenhagen, T., Verdier, C., and Coirault, C. (2012). PLoS ONE 7, e36173.
  • Time-dependent traction force microscopy for cancer cells as a measure of invasiveness. Peschetola, V., Laurent, V.M., Duperray, A., Michel, R., Ambrosi, D., Preziosi, L., and Verdier, C. (2013). Cytoskeleton (Hoboken) 70, 201–214.

Equipes biomécanique et autoorganisation dans les systèmes hors équilibre, IRPHE, UMR 7342, Marseille

Les objectifs de l'équipe de biomécanique sont d'étudier les fonctionnements et dysfonctionnements de certains systèmes biologiques afin d’optimiser et d’innover dans la prévention, le diagnostic et la thérapie des dysfonctionnements. Pour cela des modèles multi physiques et des expérimentations in vitro multimodales originales sont développés à différentes échelles d'observation. Quatre axes de recherche sont appréhendés :

  • L'un emblématique de l'équipe dédié aux écoulements instationnaires internes avec comme domaine d'étude la biomécanique cardiovasculaire en macro et micro circulation (thème 2)
  • L'autre focalisé sur les phénomènes de transports en milieu poreux déformables avec comme domaine d'étude la biomécanique tissulaire (thème 2)
  • Un autre ayant trait aux mécanismes de transport d'aérosols liquides au sein d'écoulement de gaz confiné, et de dépôt aux parois avec comme domaine d'étude la biomécanique respiratoire (thème 2)
  • Et un dernier transversal aux trois autres portant sur la caractérisation du comportement mécanique de tissus biologiques et de matériaux biomimétiques (thème 3).

Différents types de couplages sont étudiés. A l'échelle macroscopique les couplages fluide structure et mécano-osmotique métaboliques et à l'échelle microscopique les couplages fluide cellules et fluide cellule structure.

Un des objectifs de l'équipe auto-organisation est d’étudier le comportement d’objets déformables sous diverses contraintes (thème 1). Deux classes d’objets sont ainsi utilisées, les vésicules qui sont issues du vivant et les capsules qui sont des objets synthétiques. Deux volets d’étude sont envisagés. Le premier concerne la dynamique et la déformation d’objets uniques, vésicules ou capsules, placés dans divers écoulements microfluidiques. Le second vise à comprendre les dynamiques collectives de ces mêmes objets placés en interactions. Les approches développées sont expérimentales et également numériques.
Les études en cours dans l'équipe biomécanique et biophysique d'IRPHE, dont certaines émargent au Labex Mécanique et Complexité, couvrent plusieurs thématiques du GDR : Etude expérimentale des diverses dynamiques d’une vésicule sous écoulement de cisaillement. Etude expérimentale d’une capsule en écoulements simples. Etude expérimentale et numérique de la déformation de vésicules pesantes sous champ de gravité. Génération de nano-tubes lipidiques lors de la sédimentation et dans un écoulement élongationnel. Dynamique de capsules dans un canal sinusoïdal. Mesure de paramètres mécaniques d’une capsule à partir de l’étude de ses déformations dans divers écoulements. Caractérisation de suspension denses de particules, application aux globules rouges et à l'agrégation érythrocytaire pathologique. Etude des phénomènes de transport dans des modèles de milieux poreux application à la dégénérescence du disque intervertébral (échelle macroscopique) et à l'ingénierie tissulaire (échelle microscopique). Conception de bioréacteur de perfusion pour l'ingénierie tissulaire. Caractérisation des tissus mous et matériaux biomimétiques, application aux parois vasculaires saines et pathologiques. Etude de l'influence du comportement rhéofluidifiant du sang et du comportement mécanique hyperélastique anisotrope des parois sur la caractérisation des interactions fluide structure, application aux anévrismes de l'aorte abdominale (AAA). Etude de l'influence des contraintes de cisaillement pariétal sur la réponse des cellules endothéliales, application aux AAA. Etude des interactions entre morphologie et mélanges diphasiques sur le dépôt d'aérosols, application aux voies aériennes supérieures.
L'équipe biomécanique et biophysique d'IRPHE a des collaborations sur plusieurs thèmes avec différentes équipes du GDR : l'équipe du 3S-R (étude des interactions fluide structure dans un modèle d'AAA, mise en oeuvre d'un matériau biomimétique de la paroi anévrismale, caractérisation mécanique des tissus mous), l'équipe du LIPhy (Etude de la forme d’équilibre d’une vésicule dans un écoulement de poiseuille), l'équipe du LIPhy et l'équipe de l'Institut Albert Bonniot (rôle des contraintes de cisaillement sur l'organisation des cellules endothéliales dans un modèle d'AAA), l'équipe du BMBI (étude de capsules polymériques en écoulement), l'équipe Adhésion et Inflammation (UMR 6212) (Etude d'une vésicule polyphasique hors équilibre), l'équipe du LMA (Caractérisation de suspensions denses de particules et agrégation érythrocytaire), le CHU de Poitiers (caractérisation des écoulements par Echo-PIV), le service de chirurgie vasculaire de l'hôpital Nord de Marseille (étude de la dissection aortique et caractérisation mécanique des tissus mous), l'équipe de l'INSERM U577 (bioréacteur, culture cellulaire et ingénierie tissulaire).
Le matériel à disposition dans l'équipe biomécanique et biophysique d'IRPHE comprend trois microscopes optiques, un rhéomètre modulaire, des pousses seringues, caméra haute sensibilité et caméra rapide, chaînes métrologiques de PIV, de microPIV, et de LIF, système de stéréo corrélation d'images, banc de caractérisation mécanique uni et biaxial, générateurs d'écoulements physiologiques, bioréacteur de perfusion, centrifugeuse.

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BioMécanique et BioIngénierie, UTC Compiègne, UMR7338

L’équipe « Interactions Fluides Structures Biologiques » (IFSB) du Laboratoire Biomécaniques et Bioingénierie (BMBI) s’intéresse aux interactions entre des écoulements physiologiques et des parois déformables (thème 1), qu’elles soient biologiques (membrane cellulaire, paroi vasculaire, etc) ou bio-artificielles (capsules, billes gélifiées, etc).

A l’échelle microscopique, elle étudie le comportement mécanique de capsules circulantes (goutte liquide entourée d’une membrane mince hyperélastique), par modélisation numérique ainsi que de façon expérimentale dans des microsystèmes. Mise en suspension dans un fluide externe, la capsule se déforme de manière complexe sous l’effet des contraintes hydrodynamiques. On observe de grandes déformations de la membrane (et donc un effet de loi de comportement), une tendance au flambage et au plissement de la paroi quand elle est en compression, et une dynamique riche quand elle est non-sphérique ou confinée dans un conduit étroit tel un pore microfluidique ou un vaisseau sanguin. L’utilisation de capsules repose sur un contrôle fin des conditions d’endommagement et de rupture de la paroi (à éviter ou provoquer suivant l’application). Un couplage entre tests expérimentaux et modèles numériques permet de caractériser le comportement mécanique des capsules. Tous ces travaux visent plusieurs applications telles l’étude de la microcirculation, l’optimisation de techniques de vectorisation de médicaments ou l’embolisation de tumeurs.

A l’échelle du vaisseau, nous nous intéressons à la caractérisation des écoulements physiologiques et à leurs interactions avec la paroi vasculaire (thème 2). Nous simulons les écoulements dans des géométries patient-spécifiques, reconstruites à partir de données patients issues de l’imagerie clinique. Une des applications concerne l’étude de techniques thérapeutiques telles la pose de stents. Mais avec les progrès des méthodes d’imagerie, notamment IRM, nous souhaitons également développer des approches inverses, et aboutir à la caractérisation des propriétés mécaniques des parois en les couplant à la modélisation des interactions fluide-structure. Cela permettrait aux cliniciens de disposer d’outils complémentaires de pronostic/diagnostic pour les pathologies vasculaires.


L’équipe IFSB travaille en étroite collaboration avec une autre équipe du laboratoire : « Cellule Biomatériaux et Bioréacteurs » (CBB), qui travaille sur des dispositifs innovants pour la culture cellulaire en trois dimensions et le génie tissulaire (thème 3). Les 2 équipes mettent en synergie leurs compétences en biofluidique, développement de biomatériaux et culture cellulaire.


L’équipe a bénéficié d’un fort soutien du Conseil Régional de Picardie (coordination de 4 projets lors des 6 dernières années sur les fistules artérioveineuses, embolisation hépatique par colle, fabrication et caracterisation de capsules par microsystèmes, modélisation numérique de capsules), ainsi que du programme européen Marie Curie (Réseau RTN sur la conception de dispositifs médicaux cardiovasculaire ; bourse de post- doctorat pour la simulation de capsule). Elle est également porteur d’une ANR blanche sur l’hydrodynamique de capsules et vésicules. Elle a organisé une école d’été (MeDDiCA) en septembre 2010 et une rencontre du GDR 2760 en juin 2010. Collaborations avec différentes équipes du GDR : Sur la thématique des capsules et vésicules, l’équipe collabore avec les laboratoires de l’IRPHE (Marseille), M2P2 (Marseille), Adhésion et Inflammation (Luminy), ICMR (Reims). Sur la thématique grands vaisseaux, d’étroites collaborations existent avec le CHU d’Amiens. Plateformes dédiées à disposition :

  • Outils de simulation numérique : simulation des interactions fluide-structure (code ‘maison’ pour la modélisation de cellules et micro-capsules, codes de calcul industriels pour la simulation d’écoulements physiologiques), logiciels de reconstruction, plateforme de calcul MATRICS partagée avec le laboratoire Roberval (UMR 6253)
  • Bancs expérimentaux pour simuler des écoulements physiologiques micro- et macrofluidiques (Particle Image Velocimetry pour mesures macroscopiques et microscopiques, caméras rapides)
  • Plateforme de fabrication de microsystèmes pour la microfluidique
  • Caractérisation de propriétés mécaniques de fluides (viscosité, tension de surface,
    masse volumique)
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IMFT, Toulouse, UMR 5502

Un premier volet des recherches en biomécanique à l'IMFT implique des milieux hétérogènes et/ou multiéchelles (Groupe GEMP). On s'intéresse en particulier aux relations structure/fonction et aux transferts couplés et/ou bio-réactifs dans le contexte de la microcirculation sanguine, du système ostéo-articulaire et des biofilms. Un des enjeux importants est maintenant d'aborder les problèmes faisant intervenir un couplage "fluide- solide" entre ces systèmes (morphogenèse vasculaire lors du développement normal ou pathologique : tumeurs cancéreuses [Ris07], ischémie ; cicatrisation et néo-vascularisation péri-prothétique ; croissance de biofilms, biorémédiation, ...), en prenant en compte des interactions entre mécanique et évolution morphologique.

L'étude de ces systèmes peut être enrichie par l'adoption du point de vue de la mécanique et de la physique des milieux poreux. Au niveau méthodologique, ceci nous conduit à développer ou à appliquer des outils théoriques, numériques ou expérimentaux adaptés à différentes échelles, de l'échelle du pore, de la cellule ou du vaisseau capillaire, à l'échelle macroscopique, qui est celle de l'application clinique. Parmi ces outils, on peut citer : métrologies pour l'étude de l'écoulement sanguin en microcanaux, perméabilité de tissus biologiques, analyse multi-échelle, simulation numérique par approches de type "réseau", prise de moyenne volumique, ... L'imagerie (microscopie confocale, TomoX, IRM anatomique et IRM fonctionnelle, Tomographie à Emission de Positrons ...) y possède une place importante : d’une part, elle peut être utilisée pour acquérir des données relatives aux propriétés structurelles (architecturales) et au comportement mécanique des milieux étudiés. D’autre part, dans certains cas, la connaissance fine des phénomènes mécaniques sous-jacents permet une meilleure interprétation des données acquises. Aussi, les recherches en cours s'insèrent-elles naturellement dans les axes du thème 1. Par ailleurs, les collaborations cliniques sont développées depuis de nombreuses années, avec une forte implantation en milieu hospitalier, précédemment organisée autour du Laboratoire de Biomécanique (UFR Sciences Médicales, Purpan, Toulouse 3) dont les personnels scientifiques ont rejoint le GEMP au cours du dernier quadriennal. La pérennité de l'implantation clinique est en cours de formalisation dans le cadre d'une convention entre l'IMFT et le CHU Toulouse.

D'autre part, en lien avec le présent projet, d'autres thématiques sont abordées. Des savoir-faire reconnus en simulation numérique des écoulements à grand Reynolds et en Interaction Fluide Structure (Groupe EMT2) permettent l'étude des écoulements dans la macrocirculation et les voies aériennes supérieures (thème 2). Ce même groupe développe aussi des actions sur la caractérisation rhéologique/modélisation du mucus pulmonaire (thème 2). Le groupe Interface s'est récemment impliqué dans des thématiques faisant intervenir la mécanique cellulaire du thème 1, l'utilisation des ultrasons pour la destruction ciblée des tissus biologiques mous et la sonoporation ainsi que la mécanique des plantes (caractérisation des mouvements cellulaires, des échanges en eau et en sucre in vivo par AFM et à l’échelle d’un stomate, thème 4). Enfin, le groupe PSC s'intéresse aux écoulements de suspensions de micro-organismes et en particulier les cas où ces suspensions sont actives: soit sur le champ de vitesse du fluide environnant ou sur le champ de concentration d'un soluté. Ces micro-nageurs (thème 4), qui peuvent être du plancton ou des spermatozoides, développent des mouvements collectifs à grandes échelles lorsqu'ils sont fortement concentrés. Le groupe PSC développe des modélisations numériques et des études expérimentales dans le but de décrire, comprendre et prédire ces instabilités de l'écoulement. Les applications sont diverses et vont de la compréhension de mécanismes dans le corps humain, à l'environnement ou aux bioprocédés.

Le matériel et services à disposition incluent le matériel commun du laboratoire (caméras rapides, caméras hautes résolution, atelier de fabrication mécanique) et du matériel plus spécifique (materiel pour la microfluidique (lithographie molle, pompes à seringue, contrôleurs de pression, microscopes optiques, ...), PSM, Dispositif expérimental pour la mesure de perméabilités tissulaire, TomoX Skyscan1174, accès au TomoX Nanotom GESensins et au Rhéomètre Mars III Thermo Sc. de la Fédération Fermat).

Collaborations en cours avec d'autres équipes du GDR :

  • MSC (UMR 7057)
  • Equipe Biofluidique IRPHE (UMR 7342)
  • Equipe de Biomécanique Adhésion et Inflammation (UMR 6212)

Collaborations en cours avec des équipes extérieures :

  • INSERM U825 "Imagerie Cérébrale et Handicaps Neurologiques"
  • INSERM U1034 "Adaptation cardiovasculaire à l'ischémie"
  • INSERM U858 "Centre de Recherche en Cancérologie de Toulouse"
  • IPBS (UMR5089) Equipe "Differentiation and activation of phagocytes"
  • IMT, Institut de Mathématiques de Toulouse (UMR5219)
  • INRA Tours, UMR0085 PRC Physiologie de la Reproduction et des Comportements
  • Laboratoire de l’Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés, (UMR INRA 792 et UMR CNRS 5504), Toulouse
  • CHU Toulouse, CHU Montpellier, CHU Lyon, Hôpital Necker Enfants Malades (Paris), Hôpital Cochin (Paris)
  • ENV Lyon, ENV Toulouse
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  • A compléter

Biofluidique, MSC, Paris, UMR 7057

L’activité du groupe Biofluidique de laboratoire Matière et Systèmes Complexes (MSC) se situe à l’intersection des études des fluides complexes, de la biologie du développement et de l’interface physique-médecine. Elle est consacrée d’une part à la modélisation de la physiologie et de la pathologie des écoulements biologiques ainsi qu’à la morphogénèse des embryons de vertébrés, et d’autre part aux perfectionnements des techniques de mesure de ces écoulements, des transferts métaboliques et des propriétés visco-élastiques des tissus en développement. Dans une visée médicale elle s’intéresse également aux thérapies cellulaires par le développement de substitut des tissus fonctionnels et l’imagerie cellulaire et tissulaire in vivo. La démarche adoptée consiste à mettre en œuvre simultanément plusieurs méthodes d’analyse : simulations numériques hydrodynamiques et développement de tissus, études sur des systèmes modèles macroscopiques ou microfluidiques, mesures in vivo des paramètres de l’écoulement et des propriétés mécanique des tissus par des méthodes non-invasives, utilisation de nanotechnologie, imagerie et ingénierie tissulaire. Le caractère fondamental de ces recherches est évidemment couplé à des retombées importantes dans le domaine industriel et biomédical : aide au diagnostic et au traitement chirurgical des pathologies circulatoires, embolisations thérapeutiques, transport de médicaments, outils pour la médecine régénérative. Le groupe biofluidique a une interaction intense avec les autres groupes à MSC.

Les études en cours actuellement dans l’équipe qui rentrent dans les thématiques du GDR sont :

  • Les études sur le rôle des contraintes mécaniques sur la morphogenèse vasculaire (thème 3) dans plusieurs modèles expérimentaux: l’embryon de poulet, Physarum Polycephalum (un organisme unicellulaire géant possédant un réseau vasculaire), et Aurelia Aurita (une méduse possédant un réseau gastrovasculaire.
  • Les propriétés visco-élastique des tissus (in vivo) par microrhéologie et tonomètre à jet d’air (thème 3)
  • Physique de l’embryogenèse et évolution (thème 3) • La modélisation du développement des tissus en tant que milieu continu en s'appuyant sur le savoir-faire dans le domaine des mousses (thème 3) • La modélisation de la morphogenèse vasculaire (thème 3)
  • Ingénierie des tissus et vaisseaux sanguins / Imagerie IRM de la migration cellulaire
    et de l’angiogénèse (thème 3)
  • Coagulation sanguine / pollution cathéter (thème 2)
  • Mécanique de la cellule unique (thème 1)

Les collaborations avec les différentes équipes du GDR :

  • Modélisation de la morphogenèse vasculaire dans l’embryon de poulet (échelle du réseau) avec S Lorthois IMFT, UMR 5502, Toulouse
  • Modélisation de la déformation du globule rouge avec B. Mauroy (Laboratoire Dieudonné UMR 6621, Nice)
  • Modélisations des indentations du tissu avec le tonomètre à jet d’air et la morphogenèse de l'oeil avec C. Quilliet (LiPhy, UMR 5588, Grenoble)
Sélection d'articles
  • A compléter

Biomécanique et biomatériaux, CIS, LGF, Saint-Etienne, UMR5307

L'équipe « Biomécanique et Biomatériaux » du Laboratoire Georges Friedel (UMR 5307) concentre ses activités autour des matériaux pour le vivant et des tissus biologiques mous. Les approches de la science des matériaux, de la mécanique et des analyses locales (méthodes de champ), ainsi que des collaborations avec le monde hospitalier caractérisent cette équipe jeune et dynamique.

L'objectif scientifique en lien avec la thématique du GDR est l'identification et l'amélioration des lois de comportement utilisées pour la modélisation du comportement mécanique de tissus mous dans le corps humain, en particulier la paroi artérielle et veineuse. Cela nécessite le développement d'outils numériques et expérimentaux pour la caractérisation in-vivo et ex-vivo des propriétés mécaniques de ces tissus, et la mise en œuvre de modèles qui représentent de manière fidèle le comportement mécanique de ce type de matériaux et leurs évolutions en fonction des modifications de la microstructure (croissance, vieillissement, remodelage).
Les outils et systèmes incluent quatre composants : systèmes de chargement in vivo et in vitro des tissus, systèmes de mesure de déformation, modélisations numériques et résolution de problèmes inverses. Chaque composant requiert des développements technologiques et scientifiques nouveaux. L'imagerie médicale (IRM, OCT, ultrasons) et les méthodes optiques de champs (corrélation d'images, interférométrie) sont employées pour faire des mesures de déformation. La résolution de problèmes inverses basée sur ces données 3D donne lieu au développement de méthodes telles que la méthode des champs virtuels ou le recalage de modèles éléments finis.

De nombreuses collaborations avec des médecins et biologistes ont été développées dans le cadre d'IFRESIS, la structure fédérative stéphanoise de recherche en sciences et ingénierie de la santé et avec l'industrie. Elle implique le CHU de Saint- Etienne, le laboratoire d’histologie et l’équipe Thrombose de l’Université Jean Monnet. Les collaborations dans le cadre du regroupement Lyon-Saint-Etienne, notamment avec l’équipex IVTV (ingénierie et vieillissement des tissus vivants) sont très nourries. Les collaborations nationales dans le cadre du GDR sont notamment avec le 3S-R Grenoble (Christian Geindreau, Laurent Orgéas), l’IRPHE Marseille (Valérie Deplano), l’INSERM U698 Paris (Didier Letourneur). A l’international, une thèse en cotutelle avec l’Université de Caroline du Sud aux Etats-Unis sur le délaminage de la paroi artérielle.

Les études en cours actuellement dans l'équipe rentrent en totalité dans les thématiques du GDR :

  • Durabilité des endoprothèses aortiques (thème 3)
  • Mécanique et mécanobiologie de la paroi artérielle (thème 3)
  • Interactions fluide-structure sur une plaque d’athérome (thème 2)
  • Mesure des champs de déformations dans la paroi d’un anévrisme (thème 3)
  • Action de la compression sur le retour veineux (thème 2)
Sélection d'articles

Institut Jean Le Rond d'Alembert, Paris, UMR 7190

Le groupe FCIH (Fluides Complexes et Instabilités Hydro-dynamiques) animé par P-Y Lagrée (DR-CNRS) and Ch. Josserand (DR-CNRS), développe activement des aires de recherche qui touchent la mécanique de fluides complexes soit par des approches théoriques et numériques soit, plus récemment, par une approche expérimentale. Le groupe développe aussi des méthodes numériques, en particulier de suivi d’interfaces, pour l’étude des instabilités hydrodynamiques qui apparaissent dans une large variété de phénomènes physiques. Les fluides complexes comme les fluides biologiques et les écoulements granulaires font aussi partie des thèmes de recherche du groupe.

Le groupe MPIA (Modélisation, Propagation et Imagerie Acoustique) développe les méthodes asymptotiques, phénomènes couplés, la prise ne compte des non linéarités et, plus récemment, des inhomogénéités. Il partage une vision équilibrée entre modélisation, expérimentation, et résolution de problèmes de nature fondamentale ou issus de questions physiques ou industrielles. On peut citer - la propagation et la diffusion acoustique en milieux fluides hétérogènes comme l’atmosphère, l’océan ou les suspensions de micro- ou nano-particules : focalisation et diffraction d’ondes de choc, synthèse de champs complexes, absorption dans les suspensions concentrées, - la propagation dans des multi-couches élastiques ou piézoélectriques avec conditions de jonction variées aux interfaces, dans des milieux à gradient de propriétés, en vue des applications au contrôle non destructif. - la propagation non linéaire d’ondes de surface sur des substrats plus ou moins complexes en vue de l’étude de guides d’ondes naturels (applications géophysiques), ou la conception de guide d’ondes nouveaux, - la propagation d’ondes de choc et de fronts de transition de phase en thermomécanique des solides, et la croissance volumétrique avec applications aux tissus biologiques mous.

Une activité transverse aux équipes concerne les applications biomédicales qui réunit des recherches et des approches sur l’interaction fluide structure dans les écoulements dans les milieux biologiques (veines, artères, tissus). Cette activité développe une approche numérique, théorique et expérimentale basée sur la compréhension des phénomènes physiques et de leur explication pas le biais de modèles de dimension réduite. Les projets en cours des deux groupes rentrent dans la presque totalité des thématiques du GDR, à savoir, Objets déformables sous écoulement, Mécanique des matériaux du et pour le vivant, Écoulements biologiques. Nous pouvons citer la modélisation 1D des veines et des artères, l’étude des ondes dans les fluides et dans les solides mous, la croissance des interfaces biologiques et les méthodes inverses appliquées à la biomécanique. Depuis peu l’Institut compte avec une caméra rapide et donc avec la possibilité de développer des expériences associées aux recherches théoriques et numériques.

Les groupes sont très actifs avec des collaborations variées en Biomécanique (Japon, Argentine, Italie), et en particulier FCIH a un fort lien avec l’équipe de P. Flaud à MSC (Université paris 7).

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Equipe GIBoc, ISM, Marseille, UMR 7287

Le Groupe Interdisciplinaire de Biomécanique Ostéoarticulaire et Cardiovasculaire de l’Institut des Sciences du Mouvement articule ses activités de recherche autour des systèmes ostéoarticulaire et cardiovasculaire sain, pathologique et/ou prothétique. L’accent est mis sur la caractérisation mécanique et histologique des tissus du système squelettique, du macro au microscopique (os, cartilage, enthèse, cellules osseuses,...) ; ainsi que sur la caractérisation hémodynamique des écoulements intracardiaques (ventricule et oreillette gauche, prothèses valvulaires) dans des situations physiologiques et/ou physio-pathologiques.

Ces activités multi-physiques, multi-disciplinaires et multi-échelles sont portées par la complémentarité entre biomécaniciens, biologistes, spécialistes des biomatériaux et cliniciens, qui composent l’équipe ou avec qui l’équipe collabore régulièrement (INSERM UMR1033, Lyon ; LMA UPR7051, Marseille ; LPRO - INSERM U957 Nantes, IS2M-LRC 7228 Mulhouse)

Pour mener à bien ses recherches, l’équipe dispose de moyens dédiés et complémentaires, qu’ils soient numériques (logiciels éléments finis et de reconstruction à partir d’imagerie médicale) ou expérimentaux (machine traction et flexion 3 points, machine fatigue, nanoindentation, stimulation ultrasonore, simulateur cardiaque double activation, montage PIV, caméra rapide, scie diamantée, préparation histologique et biochimie). De plus, de par la présence dans l’équipe de plusieurs cliniciens de l’Assistance Publique des Hôpitaux de Marseille, des échantillons biologiques peuvent être disponibles, préparés et conservés in situ de façon optimale pour les études de caractérisation mécanique.

Ainsi, les trois principaux thèmes de recherche s’inscrivent dans les thématiques proposées par le GDR :

  • Croissance et régénération des tissus du système squelettique (thème 3)
  • Vieillissement et pathologies des tissus du système squelettique (thème 3)
  • Dispositifs médicaux implantables et biomatériaux (thème 2 et thème 3)
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  • Computed tomography, histological and ultrasonic measurements of adolescent scoliotic rib hump geometrical and material properties, Berteau J.-P., Pithioux M., Follet H., Guivier-Curien C. Lasaygues P. & Chabrand P., Journal of Biomechanics 45, 2467 (2012)

LadHyX, Palaiseau, UMR 7646

L'Opération Mécanique et Systèmes Vivants est une opération récente conjointe entre le LadHyX et le LMS au sein du département de mécanique a l'Ecole Polytechnique avec le but de développer des projets interdisciplinaires.

Les projets en cours couvrent les échelles cellulaires et macroscopiques et combinent des approches théoriques, numériques, et expérimentales. Les chercheurs impliqués s'intéressent au problèmes fondamentaux dans les domaines de l'écoulement artériel, en biomécanique végétale, et en mécano-perception cellulaire.
Le matériel à disposition dans l'opération comprend une salle de culture cellulaire, des microscopes optiques, plusieurs caméras rapides, une salle blanche de microfabrication, une installation patch-clamp complète, des installations de pince optique et micropipette, des chambres à flux laminaire, des pousses-seringues motorisés, des pompes péristaltiques, des tables vibratoires, et une installation de vidéo rapide pour étudier la dynamique du mouvement des plantes.

Les projets en cours qui rentrent dans les thématiques du GDR sont les suivants :

  • Ecoulement artériel en lien avec l'athérosclérose (thème 2)
  • Mécanique des plantes (thème 4)
  • Mécanotransduction dans les cellules endothéliales (thème 1)
  • Interactions leucocytes-endothélium sous écoulement (thème 1)
  • Caractérisation des tissus par microscopie seconde harmonique (thème 3)
  • Mécanique et stents coronaires (thème 3) - Biomimétisme (thème 1)

Les chercheurs dans l'opération ont des collaborations avec des biologistes à l'Ecole Polytechnique, à l'Institut Curie (Paris), et à l'INRA (Clermont-Ferrand). Ils collaborent aussi avec des cardiologues à l'Hôpital Européen Georges Pompidou (Paris).

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  • A compléter

Biomécanique - Bioingénierie, LEMTA, Nancy, UMR7563

Les activités en biomécanique des acteurs de cette équipe ont une ancienneté de l’ordre de 5 ans, quelles soient directement appliquées à des situations propres à la discipline ou indirectement liées, soit notamment par l’apport et le développement de modèles théoriques et numériques. Néanmoins, la création officielle de cette équipe au sein du LEMTA est très récente, et s’inscrit dans la restructuration du LEMTA.

Les activités sont équilibrées entre recherche fondamentale et appliquée en Biomécanique et Bioingénierie. Elles se développent en interaction forte avec des biologistes et des spécialistes du monde hospitalier (médecins, chirurgiens). Nous développons des outils de modélisation et de simulation tels que la modélisation mécanique par homogénéisation discrète des biomembranes et de l’os trabéculaire, la croissance de volume et de surface de tissus biologiques (à l’instar du remodelage osseux), la conception de prothèses vasculaires tissées, ou encore la modélisation d’éléments de prothèse pour la main, le maxillaire et la mandibule (thème 3).

Dans le contexte de la Bioingénierie Tissulaire, nous abordons la réparation des tendons (thérapie-laser de basse puissance) et le traitement des tendinites (aspects biomécaniques et moléculaires), des ligaments (recherche d’un biosubstitut du ligament croisé antérieur du genou) et du cartilage articulaire (thème 3).
Le contexte de nos recherches et le positionnement de notre équipe dans le domaine de la biomécanique et de la bioingénierie tissulaire se caractérisent par de fortes collaborations locales avec le Laboratoire de Pharmocologie et ingénierie Articulaires (LPPIA, UMR7561), le Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP, UPR3349), le laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire (LCPM, UMR7568), l'Institut Elie Cartan de Nancy (IECN), l'Unité de Thérapie Cellulaire et Tissus (CHU Nancy), l'Ecole de Chirurgie, et nationales avec le LMSSMaT (Mécanique des Sols, Structures et Matériaux, UMR8579, EC-Paris), et 3S-R (Laboratoire Sols-Solides-Structures-Risques, Grenoble).

Au niveau international, nous travaillons avec l’Université de São Paulo, l’Institute of Biomedical Sciences (Brésil); l’Université de Saskatchewan (Department of Mathematics and Statistics, Saskatoon, Canada); l’Institute of Biophysics, Sofia (Bulgarie); le SPMC Laboratory (Wuhan University, Chine).

L’équipe coordonne ou est impliquée dans plusieurs projets ANR (MECAFIBRES, coordonateur J.F. Ganghoffer ; TeLiTeR), des programmes bilatéraux internationaux (UTIQUE avec la Tunisie), et émarge dans la Fédération Jacques Villermaux pour l’énergie, la mécanique et les procédés à Nancy.

Les recherches en cours actuellement dans l’équipe sont en adéquation avec les thématiques du GdR pour ce qui est des aspects suivants :

  • Comportement mécanique de ligaments, tendons, muscles
  • Modèles multiéchelles de milieux fibreux
  • Mécanotransduction, mécanobiologie cellulaire. Adhérence et croissance des cellules souches sur scaffolds;
  • Comportement mécanique de biomatériaux, tels que prothèses vasculaires, scaffolds pour la culture de cellules souches (réparation tissulaire : cas du ligament croisé antérieur). Modélisation de biomatériaux auxétiques
  • Croissance de tissus mous et durs tels que les os. Optimisation de forme et de topologie en relation avec le remodelage osseux
  • Conception et modélisation de prothèses vasculaires
  • Techniques expérimentales innovantes : bioréacteur en traction torsion cyclique à 6 chambres pour la réparation tissulaire (ligaments).

Outre les moyens d’essais traditionnels d’un laboratoire de mécanique, nous disposons d’une petite machine de traction-torsion Zwick (2500N, 5mN). Nous développons nos propres dispositifs expérimentaux, dans le sens des essais cycliques de longue durée et des essais multiaxiaux avec observation et analyse, de l’échelle du centimètre à l’échelle de la cellule (dizaines de micromètres). La plate forme IRM développée par le LEMTA dans le cadre de la Fédération Jacques Villermaux pourra également être mise à profit comme technique d’investigation complémentaire, en particulier dans le cas des écoulements stationnaires (milieux biologiques, écoulements au sein de prothèses vasculaires).

Sélection d'articles
  • A compléter

Equipe MMB, Icube, Strasbourg, UMR7357

L'équipe MMB (Mécanique, Matéraiux et Biomécanique) est organisée en 4 groupes de projets qui sont : Matériaux et microstructures qui se consacre essentiellement à la compréhension, à la modélisation et à la simulation numérique des comportements de milieux à microstructure évolutive. Biomécanique, consacrée à la dynamique de la tête et de la colonne cervicale. Biophysique micro-macro qui développe des techniques de changement d'échelle pour la modélisation de tissus biologiques. Imagerie du vivant et mécanique multiéchelle qui porte sur l'utilisation des outils de l'imagerie pour la caractérisation mécanique des tissus biologiques.

La cohérence thématique est ici liée à l'étude des propriétés des lois de comportement associées à des matériaux dont la microstructure joue un rôle important. Les matériaux concernés peuvent être des matériaux biologiques (crâne, cerveau, os, tendon, …), mais aussi certains polymères ou composites pouvant servir dans les applications biologiques comme les substituts osseux ou les prothèses de hanches par exemple.

Les liens entre projets sont définis par le biais d'approches expérimentales ou de modélisations et simulations numériques. En outre, des liens forts sont exploités avec la biologie, la physique et la chimie des matériaux pour mieux comprendre et optimiser les propriétés de ces différents matériaux.

Les axes de recherche actuels du groupe sont principalement orientés sur les points suivants :

  • La caractérisation de la microstructure des veines de l'échelle microscopique à l'échelle macroscopique afin de permettre une compréhension fine de la distribution anisotrope des constituants (fibres de collagène,..). Modélisation et simulation numérique du comportement de cette microstructure hétérogène par des approches multiéchelles afin de pouvoir mieux comprendre les dépendances aux différents paramètres biologiques et déterminer les occurrences de pathologies ou de ruptures.
  • Le développement d'un modèle permettant de représenter la reconstruction osseuse à travers un matériau biorésorbable. Ce modèle théorique numérique fait appel à une théorie de second gradient permettant de prendre en compte les effets de la microstructure.
  • Le développement de modèles et lois de comportements numériques multiéchelles performant afin de pouvoir les utiliser pour différents types de matériaux biologiques à structure complexes (muscles, ligaments, …).

L'équipe collabore actuellement avec plusieurs laboratoires nationaux du GDR et internationaux afin de pouvoir valider les modèles numériques développés sur des cas concrets, notamment à travers l'Université del Acquila (Rome), le centre international M&Mocs, et l'Université Médicale de Varsovie (Pologne). Par ailleurs, sur le site de Strasbourg, nous travaillons au sein de l'Institut Hospitalo-Universitaire (IHU) et de l'IRCAD.

Sélection d'articles
  • A new multiscale model for the mechanical behavior of vein walls, Nierenberger, M., Rémond, Y., Ahzi, S. , Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 23 , pp. 32-43 (2013).
  • Effects of homogenization technique and introduction of interfaces in a multiscale approach to predict the elastic properties of arthropod cuticle, Lhadi, S., Ahzi, S., Rémond, Y., Nikolov, S., Fabritius, H. , Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 23 , pp. 103-116 (2013).
  • An asymptotic method for the prediction of the anisotropic effective elastic properties of the cortical vein: Superior sagittal sinus junction embedded within a homogenized cell element, Rahman, R.A., George, D., Baumgartner, D., Nierenberger, M., Rémond, Y., Ahzi, S. , Journal of Mechanics of Materials and Structures 7 (6) , pp. 593-611 (2012).
  • Investigation of the human bridging veins structure using optical microscopy, Nierenberger, M., Wolfram-Gabel, R., Decock-Catrin, S., Boehm, N., Rémond, Y., Kahn, J.-L., Ahzi, S. , Surgical and Radiologic Anatomy , pp. 1-7 (2012).
  • A second gradient continuum model accounting for some effects of micro-structure on reconstructed bone remodelling, Madeo, A., George, D., Lekszycki, T., Nierenberger, M., Rémond, Y. , Comptes Rendus - Mecanique 340 (8) , pp. 575-589 (2012).
  • A real-time predictive simulation of abdominal viscera positions during quiet free breathing, Hostettler, A., Nicolau, S.A., Rémond, Y., Marescaux, J., Soler, L. , Progress in Biophysics and Molecular Biology 103 (2-3) , pp. 169-184 (2010).
  • Bulk modulus and volume variation measurement of the liver and the kidneys in vivo using abdominal kinetics during free breathing, Hostettler, A., George, D., Rémond, Y., Nicolau, S.A., Soler, L., Marescaux, J. , Computer Methods and Programs in Biomedicine 100 (2) , pp. 149-157 (2010).

LMS, Palaiseau, UMR7649

L'activité biomécanique du LMS (Laboratoire de Mécanique du Solide) s'articule autour de deux thèmes principaux : la mécanique des tissus et la modélisation du comportement cellulaire.

La mécanique des tissus concerne l'étude du lien entre propriétés mécaniques et microstructure des tissus, en particulier dans les tissus riches en collagène comme la peau ou le tendon et les muscles. Nous avons développé des montages expérimentaux permettant d'observer l’évolution de la microstructure pendant une sollicitation mécanique. Ces résultats servent de base à des modèles de remodelage ou de croissance des tissus. L’Etude à l’échelle microscopique de l’activité des moteurs moléculaires, nous a permis de développer des modèles macroscopiques de contraction musculaire présentant un intérêt pour la conception de nouveaux matériaux actifs. Le lien entre les moteurs moléculaires, comme la myosine, et le cytosquelette nous intéresse au premier plan.

Notre activité se focalise également sur la construction de modèles mécaniques de la cellule animale, avec une attention particulière sur sa motilité. Le rampement cellulaire est engagé dans des mécanismes tels que l’embryogénèse, la réponse immunitaire et la cicatrisation des tissus. Sa compréhension mécanique présente également un grand intérêt pour la confection de robots cellulaires. Le rampement met en jeu la croissance du cytosquelette dans la partie frontale de la cellule couplée avec l’activation des points d’adhésion liant la cellule à son substrat. De façon concomitante, la partie postérieure de la cellule se détache du substrat sous l’effet de la contraction engendrée par des moteurs moléculaires. De manière simplifiée, on peut voir la partie motrice d’une cellule eucaryote comme un gel viscoélastique actif contrôlé par des processus biochimiques. Notre étude porte sur l’instabilité mécanique permettant de passer d’un état statique à un état mobile, l’optimalité du processus de rampement et sa réponse vis-à-vis de différents modes de chargement modélisant des charges (noyau et organelles cellulaires) et des obstacles.

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SysPol, LRGP, Nancy, UMR3349

L’équipe “Systèmes Polyphasique” du Laboratoire Réactions et Génie de Procédés, s’intéresse à la microfluidique, aux écoulements biologiques et aux systèmes diphasiques. L’équipe est dotée de nombreux équipements de mesures d’écoulements de fluides comme le laser-Doppler, la PIV (Particle Image Velocimetrie), μPIV, Particle Tracking et caméra rapide. Elle est aussi dotée d’un rhéomètre ARG2 de TA instrument. De plus, elle bénéficie au sein du labo de la présence d’une équipe polymérisation avec qui nous collaborons pour créer des membranes aux propriétés mécaniques proches de tissus biologiques comme les parois des artères.

Une des thématiques émergentes de l’équipe entre dans deux des thématiques du GDR, à savoir :

  • Dynamique de vésicules et cellules sous-écoulement (thème 1)
  • Rhéologie de fluides complexes biologiques (thème 2)

Projet de recherche entrant dans la thématique Mécanique des matériaux et des fluides biologiques : Etude des anévrismes sacculaire scérébraux.
Le but de ce projet est de mieux comprendre i) le développement, ii) le risque de rupture, iii), l’effet de l’introduction de coils dans l’anévrisme sacculaire cérébral. Il est largement admis que l’hydrodynamique joue un rôle important dans le développement d’un anévrisme. L’hydrodynamique influence le comportement des cellules endothéliales par application d’une contrainte de cisaillement et d’un gradient de la contrainte de cisaillement. On pense que les cellules endothéliales jouent un rôle clé dans le développement et la rupture des anévrismes. Le but de ce projet est de construire un montage expérimental suffisamment complet pour reproduire de façon fiable les conditions in-vivo en tenant compte de (i) l’élasticité des parois de l’anévrisme (ii) de la viscosité rhéofluidifiante du sang. La technique de mesure sera la μPIV (micro Particle Image Velocimetry). Cette technique a une résolution spatiale importante, et est capable de mesurer le champ de vitesse dans les couches limites.

L’équipe a des collaborations régulières avec R. Bouzerar et O. Baledent du CHU d’Amiens.

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  • A compléter

Adhésion et Inflammation, Marseille, UMR7333

Le laboratoire est un laboratoire pluridisciplinaire, à l'interface physique, biologie et médecine composé de physiciens, biophysiciens, biologistes, biochimistes et médecins. Il dépend de l'Inserm (technologies pour la santé), de l'Institut de Physique du CNRS et de l'Université d'Aix-Marseille.

Le laboratoire s'intéresse à la dynamique cellulaire et à la biomécanique cellulaire sous écoulement, de la rhéologie à la biochimie (thème 1).

Les sujets de recherche concernent :

  • les globules rouges sous écoulement
  • la dynamique de leucocytes dans des réseaux capillaires mimant la microcirculation
  • la migration cellulaire
  • le transport mucociliaire dans les épithéliums bronchiques
  • la dynamique de vésicules et vacuoles lipidiques.

Les techniques développées sont les techniques de microscopie optique (contraste de phase, fluorescence, RICM, TIRF...), la videomicroscopie ultrarapide, la microfluidique et les techniques de référence en biologie.
Le matériel disponible se compose d'un grand nombre de microscopes équipés pour le 'live-imaging', de plusieurs cameras rapides, d'un AFM, des technologies pour la microfluidique (fabrication des moules, contrôleurs de pression, pousse-seringue...), d'un accès à une plateforme de technologie (salle blanche), à une plateforme cellulaire (P2), à une plateforme d'imagerie (confocaux...).
Le laboratoire participe au GDR 'Microscopie fonctionnelle du vivant' et A. Viallat dirige le GDR 'Physique de la cellule au tissu'. Il appartient aussi au GDR 'Micro- nanofluidique'.

Les acteurs ont déjà des collaborations avec A.-V. Salsac (Compiègne) et sont proches de l'IRPHE.

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  • A compléter

Institut de Sciences des Matériaux de Mulhouse, IS2M, UMR7361

L’équipe ‘Biointerfaces-Biomatériaux’ s’intéresse à l’influence des propriétés de surfaces des matériaux, sur les interactions des biomolécules, des bactéries et/ou des cellules eucaryotes avec ces surfaces. Les applications de ces recherches concernent essentiellement le domaine biomédical, et notamment celui des biomatériaux et de l’ingénierie tissulaire. Notre approche inclut l’élaboration de nouveaux matériaux, le développement de nouvelles méthodes de caractérisation, spécifiquement adaptées aux biointerfaces, et la compréhension des mécanismes mis en jeu dans la formation des interfaces biomolécules-, bactéries- ou cellules-surface.

L’objectif final de nos recherches est le contrôle de la biofonctionalité des surfaces de biomatériaux. Le contrôle peut être à visée positive, lorsque les interactions du matériau avec des éléments biologiques sont souhaitées, aussi bien que négative, lorsque les surfaces doivent présenter des propriétés anti-biofouling. Nos études concernent des matériaux de nature variée (métalliques, céramiques, polymères, biopolymères, ...) et mettent en jeu diverses méthodes de modification de surface (adsorption ou greffage de biomolécules, polymérisation plasma, déposition par laser, ...).

Les techniques utilisées pour l’étude des interfaces entre biomolécules, cellule ou bactérie isolée, tissu biologique ou biofilm, et les surfaces de matériau, ont été adaptées ou spécifiquement développées pour nos applications. C’est le cas par exemple des cultures dynamiques de cellules et de bactéries, ou des analyses par microscopie confocale de cellules et de bactéries vivantes sur des matériaux non transparents. L’équipe est équipé notamment d’une salle de culture de cellules eucaryotes, d’une salle de culture de microorganismes, d’un microscope confocal « Matériaux/Bio » adapté à l’observation simultanée de matériaux non transparents (mode réflexion) et des cellules (mode fluorescence) qui sont cultivées à sa surface.

L’équipe est impliquée dans le GDR « Mécanotransduction », dans divers projets internationaux d’échange de chercheurs (PAI BRANCUSI, Roumanie, et CAPES- COFECUB, Brésil), école doctorale internationale (IRTG Soft-Matter, Allemagne et Suisse). Elle participe à des projets formalisés tels que les projets financés par l’ANR, la Ligue Contre le Cancer, la Région Alsace.

Parmi les études en cours actuellement dans l’équipe, les études suivantes entrent dans les thématiques du GDR « Ecoulements biologiques » (thème 2) et « Mécanique des matériaux du et pour le vivant » (thème 2) :

  • Comportements bactériens et réponse bactérienne aux propriétés mécaniques de surface d’un matériau (thème 1)
  • Déformation et migration de cellules cancéreuses sur surfaces microtopographiées (thème 3)
  • Contrôle des propriétés de surface des biomatériaux pour l’adhésion des cellules eucaryotes (thème 3)
  • Contrôle des propriétés de surface des biomatériaux pour la prévention de l’adhésion bactérienne (et formation de biofilm) (thème 3)
  • Caractérisation des interactions cellules-surface et bactéries-surface en bioréacteurs et culture sous flux (thème 1 et thème 3).

En outre, l’équipe a débuté une collaboration avec l’équipe GIBoc de l’ISM de Marseille (ANR Sinus Surf, Modélisation de la déformation cellulaire sur surfaces sinusoïdales).

Sélection d'articles
  • Directing nuclear deformation on micropillared surfaces by substrate geometry and cytoskeleton organization, F. Badique, D. R. Stamov, P. Davidson, M. Veuillet, G. Reiter, J.N. Freund, C. M. Franz, K. Anselme, Biomaterials (2013) 34(12), 2991-3001.
  • Biomimetic cryptic site surfaces for reversible chemo and cyto-mechanoresponsive substrates, J. Bacharouche, F. Badique, A. Fahs, M. Spanedda, A. Geissler, J.P. Malval, M.F. Vallat, K. Anselme, G. Francius, B. Frisch, J. Hemmerlé, P. Schaaf, V. Roucoules, ACS Nano (2013) 7 (4), 3457–3465.
  • Vesicular structures self-assembled from oligonucleotide-polymer hybrids:mechanical prevention of bacterial colonization upon their surface tethering through hybridization, N. Cottenye, K. Anselme, L. Ploux, C. Vebert-Nardin, Advanced Functional Materials (2012), 22(23), 4891-4898.

3S-R, Grenoble, UMR 5521

Au sein du laboratoire 3SR, sont développées des recherches expérimentales, théoriques et numériques concernant :

  • la biomécanique vasculaire : prédiction de la rupture des anévrismes de l’aorte abdominale, remodelage vasculaire, biomimétisme vasculaire (conception et caractérisation de textiles biomimétiques), comportement mécanique des prothèses / endoprothèses (thème 3)
  • la biomécanique cellulaire (modélisation de l’étalement et de la migration) et la morphogénèse (modélisation de la division et de la croissance cellulaire) (thèmes 1 et 3)
  • la modélisation d’objets déformables sous écoulement (vésicules) (thème 1)
  • la modélisation du comportement mécanique du tissu cardiaque (thème 3)

Ces recherches s’appuient principalement sur des méthodes de changements d’échelles (homogénéisation) continues ou discrètes, le développement et la mise en œuvre :
(i) de simulations numériques par éléments finis (interaction fluide-structure) ou par éléments discrets,
(ii) d’expériences in vitro à différentes échelles (à l’échelle macroscopique : essais uniaxiaux, biaxiaux, avec mesure de champs cinématique ; à l’échelle microscopique : essais de traction avec caractérisation de la microstructure par microtomographie RX). Ces travaux de recherche, sont réalisés en collaboration avec d’autres équipes du GDR (IRPHE Marseille, DyFCom LIPhy Grenoble, IAB Grenoble, LGF Saint-Etienne, LEMTA Nancy) et des cliniciens (CHU de St Etienne).

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Equipes CGB - CS - ThM2, LMGC, Montpellier, UMR 5508

L'équipe CGB « Couplage en Géomécanique et Biomécanique » du Laboratoire de Mécanique et Génie Civil s'intéresse aux comportements mécaniques couplés (thermo- chimio-hydro-mécanique) des tissus biologiques. En outre, l'équipe CS « Conception en Structures » a aussi développé des travaux sur les matériaux et structures biologiques. L'ensemble de ces activités couvre les différentes échelles (de la cellule isolée au tissu) et s'appuient sur approches théoriques et numériques variées (milieux divisés, systèmes de tenségrité, éléments finis, poro-élasticité, hyper-élasticité, etc.). En parallèle, le développement de différentes méthodes de caractérisation expérimentale des tissus biologiques reste une priorité.

De nombreuses actions sont menées en partenariat étroit avec plusieurs services des CHU Montpelliérains (radiologie, neuro-chirurgie, orthopédie pédiatrique). Au titre de ces collaborations, des chirurgiens seront prochainement accueillis dans l’équipe en tant que professeurs associés. Au niveau national, elle participe activement à la mise en place de 2 réseaux. Le premier, qui porte sur la caractérisation des risques de rupture des anévrismes cérébraux, intègre les CHU de Montpellier, Nîmes, Marseille et Lille ainsi que les sociétés Philips, Ansys et Expertise Radiologie (projet IRRAs). Le second s'intéresse au traitement chirurgical des scolioses chez l'enfant et s'appuie sur une complémentarité entre des laboratoires CNRS (LMGC, IMFT) et des services de chirurgie orthopédique pédiatrique (CHU de Montpellier, Toulouse et Lyon). De plus, des collaborations avec des biologistes du développement (ISEM, UMR 5554, CNRS/Montpellier 2) et des biomécaniciens et biophysiciens du système respiratoire (Institut Mondor, INSERM UMR 955, Créteil) sont en cours, d'une part, sur la morphogénèse et, d'autre part, sur les lésions des tissus épithéliaux.

Le matériel à disposition dans l'équipe comprend une salle d'expérimentation dédiée aux matériaux biologiques intégrant des dispositifs de caractérisation du comportement chimio-hydro-mécanique, des moyens de mesure optique associés à des méthodes de corrélation d'images et des caméras de thermographie infrarouge.

Les études en cours dans l'équipe s'intègrent complètement dans les thématiques du GDR :

  • comportement hyper-élastique des matériaux fibreux (thème 3)
  • modélisation des parois vasculaires (thème 3)
  • modélisation des comportements couplés thermo-chemo-hydro-mécanique (thème 2)
  • développement de méthodes originales de caractérisation des comportements couplés (thème 3)
  • modélisation des cellules et tissus épithéliaux (thème 1 et thème 3)

Enfin, les équipes CGB, CS et ThM2 sont impliquées dans les GDR « Mécanotransduction » et « CellTiss » depuis leur démarrage. L'équipe « Mécanique de l'Arbre et du Bois » du Laboratoire pourra aussi être impliquée ponctuellement sur certaines actions (thème 4), du fait de ses activités en biomécanique végétale, notamment du bois dans l'arbre, de l'échelle des composants de la paroi cellulaire à celle du tronc dans son ensemble.

Sélection d'articles
  • A compléter

Ondes et imagerie, LMA, Marseille, UPR7051

Le pôle « Ondes et Imagerie » du Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique s’intéresse au développement de méthodes ultrasonores pour la caractérisation et l'imagerie des milieux biologiques tels que le sang et les tissus osseux. Les actions portent sur le développement de méthodes d’inversion, basées sur des approches analytiques, numériques et expérimentales in vitro. Les objectifs sont d’estimer des paramètres quantitatifs pertinents pour la caractérisation ultrasonore de l’agrégation érythrocytaire (taille et compacité des agrégats, profil de vitesse), de microbulles circulantes dans le sang (histogramme de tailles, signature acoustique de microbulles) et de l’os en croissance (tenseurs élastiques, vitesses, absorption, porosité). Ces techniques de caractérisation nécessitent l’élaboration de modèles théoriques (modèle de milieu effectif combiné à un modèle de facteur de structure, modélisation dynamique non-linéaire) ainsi que le développement de méthodes numériques (schéma d’ordre élevé, méthodes d’interfaces immergées) pour simuler la propagation des ondes. Ces outils de simulation permettent mieux comprendre les mécanismes d’interaction ondes/cellules et ondes/milieux poreux.

Le matériel à disposition dans le pôle comprend deux antennes de tomographie ultrasonore à 1024 et 128 éléments, des échographes médicaux, un échographe de recherche haute résolution, des scanners ultrasonores (2D et 3D pour une exploration macroscopique et 2D pour une exploration microscopique), une caméra rapide et un système de mesures optique/ultrasons pour les suspensions denses de particules en écoulement (collaboration avec l’IRPHE). Le pôle participe au pôle de compétences du Centre Européen d'Imagerie Médicale CERIMED, au pôle de compétitivité optique et photonique OPTITEC ainsi qu’au projet d’infrastructure nationale Life BioImaging (Work Package « Instrumentation et Innovations Technologiques »).

Les thématiques développées actuellement au sein du pôle « Ondes et imagerie » correspondent aux thématiques du GDR :

  • Caractérisation ultrasonore de l’agrégation érythrocytaire (thème 2)
  • Modélisation, détection et caractérisation ultrasonore de microbulles en circulation dans le sang (thème 2)
  • Prévention des accidents de désaturation (thème 2)
  • Imagerie et caractérisation ultrasonore de l’os en croissance (thème 3)
  • Méthodes numériques pour l’étude de l’interaction ondes et milieux poreux (thème 3)

Des collaborations avec les biologistes et les médecins ont été développées (Hôpital de la Timone, INSERM UMR 476/INRA 1260, Institut de Médecine Navale du Service de Santé des Armées). Ces collaborations permettent de développer de nouveaux outils de caractérisation ultrasonore et des réalisations expérimentales pour le diagnostic de pathologies. Par ailleurs, le pôle « Ondes et Imagerie » a des collaborations avec différentes équipes du GDR : l’équipe de l’IRPHE pour la confrontation de mesures optique et ultrasonore sur des suspensions denses de particules en écoulement, l’équipe de l’ISM pour la confrontation de méthodes biomécanique, ultrasonore et biochimique sur l’évaluation de propriétés physiques de l’os en croissance chez l’enfant, et l’équipe du M2P2 pour le développement de méthodes numériques pour la simulation de la propagation des ondes dans les milieux poreux.

Sélection d'articles
  • Computed tomography, histological and ultrasonic measurements of adolescent scoliotic rib hump geometrical and material properties, Berteau J.-P., Pithioux M., Follet H., Guivier-Curien C. Lasaygues P. & Chabrand P., Journal of Biomechanics 45, 2467 (2012)
  • Forward problem study of an effective medium model for ultrasound blood characterization, Franceschini E., Metzger B. & Cloutier G., IEEE Trans. on Ultrason., Ferroelect., Freq. Contr. 58, 2668-2679 (2011)
  • High order harmonic balance formulation of free and encapsulated microbubbles, Pauzin M.-C., Mensah S., Cochelin B. and Lefebvre J.-P., Journal of Sound and Vibration 330, 987-1004 (2011)

Laboratoire Rhéologie et Procédés, Grenoble, UMR5520

L'équipe s'intéresse aux mécanismes de coagulation humaine. Les pathologies associées aux activité excessives des processus de coagulation, liées aux différentes forme de thrombo-embolies, sont très fréquentes chez l’être humain puisqu’elles affectent environ 100 000 personnes par an, dont 10 000 décèdent de ses complications. Or, pour nombre de ces pathologies (thrombophilies), il n’existe pas de méthode de diagnostic globale puisque les pathologies du caillot peuvent être d’origine autant mécaniques, structurelles que biochimiques. Si les aspects biochimiques de l'hémostase sont maintenant bien connus, les liens entre la biochimie, la nano/microstructure et les propriétés mécaniques du caillot restent aujourd'hui uniquement qualitatifs, alors même que le rôle essentiel du caillot est un rôle de tenue mécanique dans un écoulement sanguin pulsé. Par exemple, l'aspect mécanique du phénomène de gélation qu'est la coagulation est encore très mal connu, à cause de verrous technologiques et méthodologiques majeurs.

Suite à ce constat, une collaboration a commencée il y a trois ans entre le laboratoire de Rhéologie et Procédés (F. Caton, D. Roux, E. Ghiringhelli), le Département d'Hématologie du CHU de Grenoble (R. Marlu), ainsi que le laboratoire TIMC-TheREx (Pr. B. Polack). L'objectif est dans un premier temps de développer des méthodes de caractérisation innovantes, utilisables en milieu hospitalier, afin de déterminer la structure du caillot et de déterminer l'évolution de ses propriétés viscoélastiques lors de sa formation ou de sa lyse. Cette partie de l'action de recherche participe naturellement au thème 2 du GdR proposé.

Le deuxième axe de cette action de recherche est, après avoir étudié un système modèle simple (thrombine+fibrinogène purifiés), de complexifier le modèle in vitro pour s'approcher des conditions réelles in vivo. En particulier, il est clair que l'écoulement sanguin joue une rôle important dans les cinétiques de formation et de lyse du caillot, non seulement par l'advection-diffusion des espèces chimiques, mais également du fait des contraintes instationaires subies par la structure en formation, ainsi que par l'éventuelle orientation des fibres par l'écoulement. Nous interagirons fortement avec les partenaires de l'axe 3 (écoulements biologiques) afin de déterminer, comprendre et modéliser l'interaction structuration-écoulement sanguin.

Enfin, le caillot de fibrine (composant principal du caillot sanguin) est un biomatériau particulièrement intéressant puisque la reconstruction tissulaire s'effectue in vivo sur un scaffold de fibrine et qu'en chirurgie les colles de fibrine sont de plus en plus utilisées en alternatives aux sutures classiques. Notre expertise croissante dans ce matériau nous permettra en particulier de moduler ses propriétés en fonction de l'application souhaitée par les partenaires de l'axe thème 3, en particulier pour la reconstruction ou la morphogénèse tissulaire.

Sélection d'articles
  • A compléter

Equipe DyCTiM, TIMC, Grenoble, UMR5525

Thématiques abordées :

  • couplages multi-physiques et auto-organisation dans des milieux biologiques déformables
  • modélisation hybride de la motilité cellulaire
  • modélisation de la micro-vascularisation tumorale et des aspects thérapeutiques
  • modèle prédictifs de rupture de plaque d’athérome dans l'aide au diagnostic
  • algorithmes efficaces pour la résolution de problèmes inverses en biologie et en clinique
  • développement d'outils de diagnostic clinique puissant grâce à une imagerie médicale intelligente obtenue à partir de la résolution de pb inverses: application à l’échelle cellulaire et tissulaire.

L’originalité et le point fort de l’équipe DyCTiM sont le rapprochement de compétences issues de plusieurs disciplines a priori éloignées, comme la mécanique et la biologie cellulaire, ou les mathématiques et l’acquisition d’images multimodales, mais dont les interactions sont aujourd’hui reconnues comme une nécessité pour accroître notre compréhension des systèmes vivants. En intégrant les approches analytiques de la théorie des systèmes dynamiques non linéaires, la formulation de lois spécifiques du comportement mécanique d’échantillons biologiques et une imagerie quantitative cellulaire et tissulaire 4D innovante, les travaux qui seront menés pourront conduire à des avancées significatives dans notre compréhension des processus de régulation qui sous-tendent le remodelage tissulaire dans différents contextes : vascularisation ou ischémie, inflammation des parois artérielles, transformation néoplasique.

Cette équipe pluridisciplinaire sera à même de proposer des approches originales en vue de caractériser et d’appréhender la complexité des régulations moléculaires, morphodynamiques et mécanobiologiques qui sous-tendent les processus fondamentaux de division, de transformation tumorale et de migration cellulaire, ainsi que les relations cellules/matrice extracellulaire dans les tissus normaux et pathologiques. Plus précisément, les recherches de l’équipe s’appuient sur un socle commun d’approches théoriques et expérimentales qui se développent en interaction selon trois thèmes complémentaires :

  • Biologie intégrative de la division et de la migration cellulaire, basée sur proposition de modèles mathématiques utilisant les outils de la biologie computationnelle et validés à chaque étape par une confrontation étroite avec un corpus de données expérimentales pertinentes (thème 1 et thème 3).
  • Morphodynamique tissulaire et mécanobiologie : du normal au pathologique, développée autour d’une approche biomécanique de l’organisation dynamique des tissus qui explicite les relations structure-fonction contrôlées par des facteurs mécaniques, avec des visées cliniques (thème 3).
  • Imagerie quantitative cellulaire et tissulaire, axée sur le développement d’approches innovantes en imagerie quantitative et en microscopie fonctionnelle du vivant et utilisant la microscopie optique, l’imagerie par ultrasons et la microscopie par force atomique (thème 3).
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  • A compléter

IMAG, Montpellier, UMR5149

L'IMAG (anciennement I3M) mène des recherches en lien direct avec certaines thématiques retenues pour ce GDR :

  • Objets déformables sous écoulement (thème 1) : il s’agit d’une thématique développée depuis 2010 au laboratoire, avec le recrutement d’un CR section 10 (S. Mendez) et d’une Maître de Conférences (V. Lleras). L’un des objectifs est de produire les outils théoriques et numériques adaptés à la représentation des cellules sanguines soumis à des écoulements non physiologiques tels que ceux rencontrés dans les analyseurs sanguins ou les outils d’assistance ventriculaire. Ces travaux sont réalisés en collaboration avec le laboratoire L2C (M. Abkarian) qui produit des mesures sur des expériences micro- fluidiques adaptées et avec le LMGC qui a une expertise en milieu granulaire. Ces travaux sont soutenus par l’ANR à travers l’AAP jeunes chercheurs qui a retenu le projet FORCE mené par S. Mendez ainsi que par OSEO qui a récemment retenu le projet DAT@DIAG coordonné par Horiba Medical et dont l’I3M et le L2C sont membres.
  • Ecoulements biologiques (thème 2) : il s’agit d’une thématique plus ancienne au laboratoire qui collabore avec différents CHU depuis les années 2000 afin de développer des outils d’imagerie artérielle fonctionnelle (CHU Toulouse, CHU Montpellier, CHU Nîmes). Parmi les actions en cours, on peut citer notamment un travail réalisé au sein du consortium IRRAS qui réunit le service neurologie du CHU Montpellier (Dr. Costalat) et le laboratoire LMGC (Pr. Jourdan) et qui vise à développer un critère biomécanique de rupture des anévrismes cérébraux (thèse de M. Sanchez soutenue en 2012). Une autre action concerne l’imagerie fonctionnelle du cœur gauche (thèse de Ch. Chnafa) et est réalisée en partenariat avec le CHU Nîmes (Dr Schuster, cardiologue), l’INSERM Nîmes (Pr. Dauzat) et l’Université d’Avignon (Dr. Nottin). Il s’agit ici de simuler l’hémodynamique résultant des fortes déformations géométriques de l’ensemble ventricule-oreillette-valves afin notamment de mieux comprendre l’impact de certaines pathologies sur le champ de pression intra-ventriculaire.

Les développements réalisés sont mutualisés au sein de la plateforme numérique YALES2BIO pour la simulation multi-échelle des écoulements sanguins.

Les actions de recherches menées au laboratoire sur les objets déformables et les écoulements biologiques ont bénéficié d'un soutien du labex NUMEV.

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Dynamique Multi-échelles et Ondelettes, M2P2, Marseille, UMR6181

L'équipe travaille dans le domaine de la modélisation et la simulation numérique en utilisant des méthodes numériques avancées : méthodes spectrales, méthodes de pénalisation, méthodes adaptatives multi-échelles et ondelettes. En particulier nous nous intéressons a l'interaction fluide-structure avec des applications au vol d'insecte. Nous étudions la flexibilité d'ailes et l'impact à l'aerodynamique par simulation numérique à haute résolution. Des comparaisons avec les expériences sont également prévues.
Nos activités sont directement en relation avec les deux thématiques 'objets déformables sous écoulement' (thème 1) et 'écoulements biologiques' (thème 2).

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Biomécanique cellulaire et respiratoire, INSERM-Paris XII et CNRS, U955

L'équipe rassemble des compétences multidisciplinaires (biomécanique, physiologie et clinique) et développe des projets de recherche en biomécanique, bio- ingénierie et biomédecine. Le but de ces activités est d'un côté, de comprendre les mécanismes physiologiques et pathologiques associés aux insuffisances chroniques et aigües du système respiratoire, et de l'autre d'améliorer les traitements de ces patients.

  • L'équipe est mondialement connue pour le traitement des insuffisances respiratoires graves de type broncho pneumopathies chroniques obstructives (BPCO) incluant les situations de décompensation aiguë grâce à la méthode d'assistance respiratoire non invasive (au masque) par pression positive véritable support en pression (VNI-SP). La méthode VNI-SP permet une amélioration significative du pronostic de ces patients (adultes et enfants); elle est devenue la méthode utilisée en première intention pour ce type d'insuffisance respiratoire (thème 2). L'équipe travaille en outre à l'amélioration de la prise en charge des patients atteints d'autres formes de déficiences respiratoires graves, notamment dans le cadre du traitement par ventilation mécanique du syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) et ses effets délétères (VILI) notamment reconsidérés à partir du niveau cellulaire (voir point 3 ci-dessous).
  • L'équipe contribue aussi au développement de nouvelles méthodes d'exploration du sytème respiratoire et notamment des voies aériennes (thème 2), dans les conditions difficiles de la réanimation. Elle a notamment développé des méthodes d'exploration des voies respiratoires supérieures: réflection acoustique, oscillations forcées, rhinomanométrie, complaisance nasale, microscopie ultra-rapide des cils battants du sytème muco-ciliaire. L'équipe a acquis une grande expérience en modélisation et simulations numériques de l'écoulement au sein des voies respiratoires. Ce thème inclue les simulations 3D par CFD de l'écoulement gazeux dans des géométries reconstruites issues de coupes tomodensitométriques des voies aériennes centrales et supérieures, la modélisation du transport de particules (aérosols) depuis la zone buccale jusqu'aux alvéoles ainsi que les problèmes de couplage entre l'écoulement et les propriétés de déformabilité des parois des voies aériennes.
  • La biomécanique cellulaire (thème 1 et thème 3) est une discipline relativement récente qui concerne le rôle puis le contrôle des facteurs mécaniques et physiques dans la réponse des cellules vivantes. L'équipe s'est dotée d'outils de micromanipulation cellulaire spécifiquement adaptés à la caractérisation des cellules en culture : Microscopie à Force Atomique (AFM), magnétocytométrie (MTC) et magnétostimulation (MTS) par des billes ferromagnétiques de tailles micrométriques fonctionnalisées reconnues et fixées via les intégrines au cytosquelette, reconstructions 3D du cytosquelette d'actine à partir des piles d'images confocales. Ces outils permettent d'étudier la réponse cellulaire dans des environnements mécaniques et biologiques contrôlés [Fer09], en particulier ceux propres aux conditions des pathologies pulmonaires et de leur traitement comme le VILI. En parallèle à l'étude des propriétés mécaniques cellulaires dans différents environnements (gels 2D-3D de rigidités différentes), l'équipe étudie différentes fonctions cellulaires comme l'adhésion, la migration, la perméabilité des monocouches épithéliales et endothéliales en présence de contraintes mécaniques ou chimiques contrôlées. L'utilisation de modèles théoriques (rhéologiques, structuraux...), couplés aux approches expérimentales développées ci-dessus, permet d'accéder à des propriétés devenues fondamentales en biologie comme la tension intracellulaire, la rigidité du cytosquelette, la viscosité et les paramètres dynamiques de l'adhésion cellulaire avec la matrice extracellulaire.
Sélection d'articles
  • A compléter

Institut de Myologie, Paris, UMR7215

Au sein de l’équipe Génétique et Physiopathologie des maladies neuromusculaires de l’Unité Thérapie des Maladies du Muscle strié, le groupe animé par C. Coirault s’intéresse à la mécanotransduction du muscle squelettique et ses implications dans les maladies musculaires.

En effet, un large panel de mutations responsables de maladies musculaires impliquent des protéines mécanosensibles ou participant à la mécanotransduction. Il s’agit notamment de mutations affectant les protéines de la matrice extracellulaire (MEC) (collagène VI par exemple), de protéines transmembranaires (intégrines), de protéines du cytosquelette cytoplasmique ou nucléaire (lamines A/C par exemple) ou de protéines intracellulaires impliquées dans la réponse à l’étirement (FHL1 par exemple). Par ailleurs, des travaux récents ont souligné le rôle essentiel des interactions cellules-MEC dans la survie et la différenciation des cellules souches progéniteurs musculaires. Enfin, l’absence de contraintes mécaniques exercées sur un muscle entraîne rapidement une dysfonction contractile associée à une atrophie musculaire avec des conséquences cliniques qui peuvent mettre en jeu le pronostic vital (ventilation mécanique en particulier).

Afin de disséquer les mécanismes moléculaires régulés par l’adhésion des cellules musculaires à la MEC et de préciser le rôle des contraintes mécaniques sur le cytosquelette intracellulaire et les voies de signalisation sous-jacentes, nous utilisons des cultures 3D de cellules musculaires basées sur des gels de fibrine ou de collagène. L’importance des propriétés biophysiques de nos constructions nous a conduit à développer des collaborations avec 2 équipes du GDR, notamment avec C. Verdier (LIPhy) pour l’analyse des propriétés visco-élastiques de nos construction et avec A. Duperray (INSERM U823) pour l’imagerie des interactions cellules-matrices. Les études en cours actuellement rentrent dans les thématiques suivantes :

  • Mécanique des matériaux du et pour le vivant (thème 3)
  • Mesure par AFM à l’échelle cellulaire (thème 1), et caractérisation classique des matériaux couplée à l’imagerie optique (thème 3).
Sélection d'articles
  • Complex Interactions between Human Myoblasts and the Surrounding 3D Fibrin-Based Matrix. Chiron, S., Tomczak, C., Duperray, A., Lainé, J., Bonne, G., Eder, A., Hansen, A., Eschenhagen, T., Verdier, C., and Coirault, C. (2012). PLoS ONE 7, e36173.

BioTis, Bordeaux, U1026

Les stratégies d'ingénierie tissulaire développées au sein de l'Unité INSERM 1026 repose sur l'utilisation de cellules souches adultes (cellules souches mésenchymateuses et progéniteurs endothéliaux) et le contrôle des caractéristiques biochimiques et mécaniques de leur microenvironnement tridimensionnel (thème 3).
Dans ce contexte, plusieurs approches de micro- ou millifluidique sont développées afin de contrôler ce microenvironnement et de promouvoir notamment la macro- et la micro-vascularisation des tissus :

  • Une première approche, conventionnelle, consiste en la culture de progéniteurs endothéliaux en présence ou non de cellules mésenchymateuses, dans des matrices 3D placées dans des chambres de flux ou des bioréacteurs permettant le transfert des nutriments, et la perfusion de ces structures 3D.
  • La deuxième stratégie repose sur l'utilisation d'une nouvelle technologie de micro- impression d'éléments biologiques par laser, appelée Laser-Assisted Bioprinting (LAB), qui permet de réaliser des motifs, résolus spatialement, de cellules et de protéines matricielles par le contrôle des conditions d'éjection.
  • La troisième approche consiste à la biofabrication de modules tissulaires (ou micro-tissus) par microfluidique. Ce travail est mené en étroite collaboration avec le Laboratoire du Futur, UMR CNRS 5528 à Bordeaux (A. Colin).
Sélection d'articles
  • A nano-hydroxyapatite--pullulan/dextran polysaccharide composite macroporous material for bone tissue engineering. Fricain JC, Schlaubitz S, Le Visage C, Arnault I, Derkaoui SM, Siadous R, Catros S, Lalande C, Bareille R, Renard M, Fabre T, Cornet S, Durand M, Léonard A, Sahraoui N, Letourneur D, Amédée J., Biomaterials 34(12):2947-59 (2013).

Institut Albert Bonniot, Grenoble, INSERM U823

L’équipe de recherche en Biologie Cellulaire DySAD (equipe 1 à l’IAB) est orientée vers l’étude des signalisations intracellulaires responsables de l’assemblage et du désassemblage des structures d’adhérence et de leur implication dans les processus cellulaires. Cette équipe possède toutes les compétences théoriques et pratique dans le domaine des systèmes d’adhésion complexes et de leur régulation. Cette équipe s’est orientée depuis quelques années vers l’analyse des propriétés mécaniques ou microrhéologiques de la cellule vivante en conjonction avec les analyses moléculaires de la régulation des processus adhésifs.

A l’aide d’une chambre d’écoulement (débit et pression régulés), il est possible d’appliquer une contrainte de cisaillement débit dépendante à la surface des cellules adhérentes. On peut ainsi simuler l’application d’une contrainte externe constante sur les sites d’adhésion des cellules, induisant ainsi la croissance des adhésions focales. Cette méthode présente l’énorme avantage d’induire une croissance de l’adhésion dans la direction de la contrainte et de comparer ainsi la réponse cellulaire au niveau de sites adhésifs de natures différentes, e.g., adhésion focale versus podosome. C’est pourquoi notre équipe développe en collaboration avec le LiPhy des expériences en chambre d’écoulement qui devraient nous permettre d’analyser la réponse des cellules à des contraintes mécaniques normalisées dans l’espace et le temps à l’échelle d’une population cellulaire.

L'équipe « Immunologie Analytiques des Pathologies Chroniques » (équipe 8 de l'IAB) mène une analyse du système immunitaire et du système vasculaire et de ses déviances lors de maladies chroniques associées à des inflammations. La rationnelle repose sur une exploration des mécanismes fondamentaux aux niveaux moléculaires et cellulaires qui fournira des paramètres qui servent à définir des marqueurs pour le diagnostic/pronostic et des nouvelles thérapies basées sur des interventions sur le système immunitaire ou le système vasculaire. L'équipe utilise des modèles d'étude cellulaires et travaille en relation avec des équipes médicales du CHU Grenoble. Les travaux s’inscrivent dans des programmes de recherche nationaux et européens ou dans des collaborations avec d'autres laboratoires et des industriels.

Le matériel dont dispose l'équipe comprend plusieurs salles pour la culture des cellules eucaryotes et l'équipement pour les analyse biochimiques courantes.
L'Institut Albert Bonniot met à disposition des équipes plusieurs plates-formes techniques de haut niveau, et plus particulièrement une plate-forme de Microscopie Photonique - Imagerie Cellulaire qui fait partie de la plate-forme Imagerie Sciences du Vivant, labellisée par GIS IBiSA depuis 2009. Elle regroupe un ensemble d'appareillage et de savoir faire unique dans la région Rhône-Alpes. Les instruments haut de gamme en microscopie cellulaire de fluorescence et les compétences du personnel sont mis à disposition des équipes membres de l'Institut Albert Bonniot mais aussi à toute la communauté scientifique de secteurs académique ou privé via une filiale de valorisation de l'Université Joseph Fourier Floralis. Le pilotage de la plate-forme technique et la formation des utilisateurs est assuré par du personnel permanent qualifié constitué de chercheurs, d'ingénieurs et de technicien.
La plate-forme dispose d’équipements de pointe pour l'imagerie confocale à balayage laser, la spectroscopie à corrélation de fluorescence, la microscopie par excitation biphotonique, la vidéo-microscopie automatisée multidimensionnelle et la microscopie de fluorescence en onde évanescente (TIRF).

Au sein de l'équipe 8, Alain Duperray travaille dans le domaine de l’inflammation, de la migration cellulaire et des interactions cellules circulantes/cellules endothéliales (Ces). L’équipe travaille depuis de nombreuses années sur les interactions cellulaires, les molécules d’adhésions exprimées par les CEs, et l’effet de l’écoulement sur les CEs. Cette dernière thématique est réalisée en collaboration avec l’équipe DyFCoM du LIPhy, en s'intéressant plus particulièrement aux « interactions cellulaires lors de l'invasion cancéreuse », à « l'étude par AFM des interactions cellule-cellule », aux « forces de tractions exercées par les cellules cancéreuses », et enfin au « rôle du glycocalyx dans l'interaction des cellules circulantes avec la paroi vasculaire ».

Sélection d'articles
  • Complex Interactions between Human Myoblasts and the Surrounding 3D Fibrin-Based Matrix. Chiron, S., Tomczak, C., Duperray, A., Lainé, J., Bonne, G., Eder, A., Hansen, A., Eschenhagen, T., Verdier, C., and Coirault, C. (2012). PLoS ONE 7, e36173.
  • Initial dynamics of cell spreading are governed by dissipation in the actin cortex, Etienne, J., and Duperray, A. (2011). Biophys. J. 101, 611–621.
  • Tumor cell/endothelial cell tight contact upregulates endothelial adhesion molecule expression mediated by NF[kappa]B: Differential role of the shear stress. Haddad, O., Chotard-Ghodsnia, R., Verdier, C., and Duperray, A. (2010). Experimental Cell Research 316, 615–626.
  • Time-dependent traction force microscopy for cancer cells as a measure of invasiveness. Peschetola, V., Laurent, V.M., Duperray, A., Michel, R., Ambrosi, D., Preziosi, L., and Verdier, C. (2013). Cytoskeleton (Hoboken) 70, 201–214.

Equipe POM, Inst. Langevin, ESPCI ParisTech/CNRS UMR 7587/INSERM U979, Paris

L’équipe « Physique des Ondes pour la Médecine et la Biologie » est une unité Inserm/CNRS/ESPCI (Inserm U979) créée en Janvier 2008 au sein de l’Institut Langevin et dirigée par Mickaël Tanter. Elle regroupe des physiciens spécialisés dans le domaine de la physique des ondes pour l’imagerie biomédicale allant des échelles cellulaires (optique) à l’échelle des organes (Ultrasons).

L’équipe a pour but de développer de nouvelles techniques pour l’imagerie médicale basées sur l’utilisation d’ondes ultrasonores, optiques ou électromagnétiques. Pour cela, nous avons été amenés à réaliser plusieurs plateformes ultrasonores et optiques très originales qui permettent de valider in vitro puis in vivo ces nouvelles approches. En particulier, les plateformes ultrasonores développées à l’institut permettent d’explorer de toucher deux thématiques du GDR :

  • La biomécanique du corps humain in vivo, par l’utilisation de l’imagerie diagnostique par élastographie ultrasonore, permettant de remonter aux paramètres viscoélastiques des tissus.
  • La vascularisation des tissus biologiques par l’utilisation de l’imagerie fonctionnelle ultrasonore permettant d’augmenter significativement la sensibilité des modes Doppler échographique.

Enfin, nous nous tournons également vers des approches particulièrement innovantes d’ "imagerie multi-ondes" exploitant les interactions entre ondes de différentes nature au sein des tissus, comme par exemple l’acousto-optique ou la photoacoustique, mélangeant ultrasons et lumière.

Sélection d'articles
  • Ultrasound elastography: Principles and techniques, Gennisson, J.-L., T. Deffieux, M. Fink, and M. Tanter. Diagnostic and Interventional Imaging (2013)
  • Functional ultrasound imaging of the brain, Macé, E., G. Montaldo, I. Cohen, M. Baulac, M. Fink, and M. Tanter., Nature Methods 8, no. 8 (2011): 662–664.
  • Viscoelastic and anisotropic mechanical properties of in vivo muscle tissue assessed by supersonic shear imaging. Gennisson, J.-L., T. Deffieux, E. Macé, G. Montaldo, M. Fink, and M. Tanter. Ultrasound in Medicine and Biology 36, no. 5 (2010): 789–801.
  • Shear Wave Spectroscopy for In Vivo Quantification of Human Soft Tissues Viscoelasticity, T. Deffieux, G. Montaldo, M. Tanter, M. Fink, IEEE Trans. Med. Im. 2009;28 (3):313-322

Bioingénierie Cardiovasculaire, INSERM, Paris, U698

L’équipe 3 de l’U698 Inserm de bio-ingénierie cardiovasculaire est une équipe multidisciplinaire constituée de médecins (cardiologie, radiologie, chirurgie), d’ingénieurs et de scientifiques en chimie et physico-chimie travaillant ensemble sur des programmes communs. Au total l’équipe comprend actuellement 25 chercheurs et enseignants chercheurs permanents, 4 ITA et environ 15 non permanents avec une forte association technologie et santé. L’équipe est labellisée Equipe de Recherche Technologique interne (ERTi) depuis 2005.

Les projets de R&D sont importants (partenariats industriels, thèses cifre, brevets, contrats, mise à disposition de personnels). 18 brevets ont été déposés en 8 ans. L’équipe bénéficie de nombreux contrats industriels et bourses de fondations médicales et participe activement au projet ATHIM puis IMOVA du pôle de compétitivité mondial Medicen Santé Ile de France, et actuellement dans 3 projets européens et 8 projets ANR.

Les activités cliniques sont également fortement développées par des membres de l’équipe en cardiologie, chirurgie et en radiologie (plusieurs essais cliniques). Les activités de formation de scientifiques, de médecins, et de personnels techniques sont également très importantes dans l’équipe qui comprend 15 HDR. En 2010 l’équipe a pu bénéficier de contrats pour l’installation d’une IRM petit animal 7T ainsi qu’une caméra SPECT et PET/CT pour la médecine nucléaire préclinique, et un nouvel échographe.

Les membres de l’équipe ont une importante activité de publications de recherche et de clinique qui couvrent différents domaines et sont publiés dans les revues biomédicales générales (Nature Med; Circulation; J Am Coll Cardiol; Arterioscler Thromb Vasc Biol; Lancet Neurol; Neurology; Stroke; Hepatology; Radiology; J Pharmacol Exp Ther; J Biol Chem) et de spécialité en biomatériaux/biopolymères (Adv Mater; Eur Cell Mater; Biomaterials; Adv Funct Mater; Macromolecules; Biomacromolecules; Tissue Eng; Glycobiology). Chaque année, plus de 40 articles internationaux sont publiés et plusieurs brevets déposés par l’équipe.

PROJET : INGENIERIE DES PROTHÈSES VASCULAIRES (thème 3)
L’objectif du projet est d’élaborer de nouveaux matériaux comme prothèses vasculaires de petit calibre non thrombogènes, avec des propriétés mécaniques adaptés. L’objectif final est de réaliser des prothèses vasculaires de plus en plus complexes, dont l’architecture s’approcherait de l’organisation tissulaire d’une artère.
Une méthode de réticulation de l’alcool polyvinylique (PVA) associée à une déshydratation progressive nous a conduit à un film transparent résistant et viscoélastique, d’une épaisseur proche de celle de la paroi d’un vaisseau humain, et présentant une résistance à la rupture, une compliance et une suturabilité compatible avec les contraintes hémodynamiques du système artériel.

OBJECTIFS :

  • Endothélialisation des prothèses vasculaires par fonctionnalisation de surface Des études de culture de cellules endothéliales humaines, progénitrices ou matures, disponibles au laboratoire, seront réalisées sur les matériaux de PVA (Collaboration avec le Laboratoire de Biomatériaux et Bioingénierie de l’Université Laval (Québec) du Pr D. Mantovani)
  • Validation de la réponse sous flux de prothèses cellularisées Le devenir des cellules cultivées sur PVA, sous contraintes de flux, devra être étudié en terme de morphologie et d’activité cellulaire. Une première version d’un bioréacteur a été réalisée au laboratoire, recréant in vitro un environnement mécanique proche des conditions hydrodynamiques d’une artère de petit calibre. Les essais ont montré que l’introduction d’un flux de 30mL/min avec une fréquence de 2,8Hz pendant trois heures induisait de faibles pertes cellulaires.
  • Dans le cadre d’une mission financée par le CNRS GDR Mécanotransduction, nous avons pu évaluer nos prothèses tubulaires avec un bioréacteur BOSE adapté à l’ingénierie tissulaire au CIC-IT Biomatériaux de Bordeaux et la collaboration avec l’INSERM U1026 (J. Amédée, L. Bordenave). Nous avons pu vérifier que les matrices développées au laboratoire s’adaptent facilement à un bioréacteur d’ingénierie tissulaire vasculaire commercial et nous avons démontré la présence de cellules endothéliales en surface du matériau après application d’une heure de flux. Dans la suite du travail, les éventuels changements morphologiques cellulaires ainsi que la réorganisation des protéines du cytosquelette et de la membrane cellulaire après application des contraintes de flux seront suivis.
  • Comme les signaux physiques captés par les cellules, telles que les propriétés mécaniques de la matrice (rigidité locale, adhésivité, topographie, architecture, etc) sont déterminants, nous examinons l'influence des propriétés physiques et mécaniques de substrats nano- et micro-structurés sur l'adhésion cellulaire grâce au développement de substrats et de méthodes physiques d’études avec B. Ladoux, F. Gazeau et C. Wilhelm (MSC, CNRS UMR 7057, Paris) et Mechanobiology Institute à Singapour.
  • Les objectifs de ce projet sont donc de contrôler les procédés de fabrication des matériaux, de maîtriser l’étude du comportement cellulaire dans un environnement 3D et d’appliquer ces technologies à la culture de cellules dans des substituts vasculaires et enfin de valider par des techniques d'imagerie par ultrasons/Doppler et angiographie ces nouveaux matériaux chez l’animal après implantation aortique.
Sélection d'articles
  • A nano-hydroxyapatite--pullulan/dextran polysaccharide composite macroporous material for bone tissue engineering. Fricain JC, Schlaubitz S, Le Visage C, Arnault I, Derkaoui SM, Siadous R, Catros S, Lalande C, Bareille R, Renard M, Fabre T, Cornet S, Durand M, Léonard A, Sahraoui N, Letourneur D, Amédée J., Biomaterials 34(12):2947-59 (2013).

Equipe 10, CHU Rangueuil, Toulouse

L'équipe étudie les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans la balance prolifération/apoptose et le remodelage vasculaire au cours de l'athérosclérose (spontanée, après angioplastie, ou encore d'allogreffe). L’équipe 10 accueille depuis 2007 le projet OCFIA, couplant l’imagerie médicale (IRM, Scanner) avec la mécanique des fluides numérique (MFN). Ce projet de recherche fondamentale interagit quotidiennement avec les services de Radiologie et Cardiologie du CHU de Rangueil, ce qui a permis un développement rapide des méthodes et infrastructures adaptées aux applications médicales utilisant les modèles numériques. Plus exactement, OCFIA utilise l’imagerie médicale pour définir les conditions limites des modèles numériques définis par les cliniciens. Ces modèles vont s’intéresser à la fonction de transport du sang (champ de vitesse, de pression, wss, ...) dans l’aorte ou le cœur (pathologique ou pas). Il est ainsi qu’actuellement nous avons la possibilité d’effectuer des calculs patient-spécifiques avec la participation des cliniciens spécialistes concernés, grâce à une simplification des méthodes de modélisation.

Les domaines d’expertise sont la biologie, l’imagerie médicale (morphologie et vélocimétrie in-vivo, thème 2), les domaines numériques déformables guidés par l’image, la définition automatique des conditions limites (pour solveur CFD) et la mise en place de modèles expérimentaux dédiés aux tests sur des prothèses endovasculaires (stent, stent- graft, valves). Un volet particulier s’intéresse à l’analyse segmentaire du muscle cardiaque à partir de données IRM.

Les collaborations avec l’Institut de Mathématiques et Modélisation de Montpellier (Franck Nicoud, Simon Mendez) sont à la base du projet OCFIA. Dans ce sens on cherche à adapter un modèle numérique « meshless » qui soit moins contraignant pour l’utilisateur non expérimenté.

Nous avons à disposition des imageurs (IRM, Scanner), un laboratoire de Biologie, des données IRM et Scanner (anonymes) pour l’étude de différentes pathologies des artères et du cœur (thème 3), un accès au cluster de calcul basé à l’I3M (Montpellier) et multiples logiciels de traitement d’images, fabrication de maillages et solveurs de mécanique des fluides. On envisage l’étude de la plaque et le remodelage des AAA par le biais de molécules marquées au 18F (TEP/CT).

Nous avons besoin d’une expertise en mécanique des structures pour étudier les contraintes perçues au niveau de la paroi artérielle (thème 3), du thrombus, de la plaque d’athérome et des stents-grafts.

Sélection d'articles
  • A compléter

BioFlowImage, CHU Amiens

Les activités de l'équipe se situent principalement dans l’étude des écoulements des fluides biologiques chez l’humain sain ou pathologique. Les compétences sont :

  • Imagerie médicale : IRM morphologique, IRM des Flux, IRM de diffusion et de perfusion
  • Développement de logiciel informatique de traitement d’image
  • Physiologie et physiopathologie des écoulements du LCS (liquide cerebro-spinal) et du sang dans le système cranio-rachidien, hépatique et cardiaque
  • Approche de la pression intracrânienne par imagerie des écoulements (interactions LCS, sang, compliance, fréquence cardiaque)
  • Etude des écoulements du LCS et/ou sang sur des projets de recherches cliniques : hydrocéphalies, démences de type Alzheimer, cirrhoses, maturation cérébrale (pédiatrie)
  • Etude in vitro des écoulements physiologiques sur modèle réaliste du système cranio rachidien humain.

L'équipe est intéressé par la rhéologie de fluides complexes biologiques (thème 2). Les moyens apportés sont l’imagerie IRM, les outils d’analyses des images et l'expertise médicale.

Sélection d'articles
  • A compléter

Chirurgie vasculaire, CHU Nord Marseille

L’équipe de chirurgie vasculaire du Pr Alimi au CHU Nord à Marseille s’intéresse depuis 1996 à la chirurgie aortique mini-invasive. En collaboration avec les chercheurs de l’équipe de Biomécanique de l’IRPHE à Marseille (UMR CNRS 7342), des travaux expérimentaux ont été conduits et ont permis le dépôt de 3 brevets, en collaboration de la société Protomed. Le premier étant celui d’un écarteur intestinal laparoscopique spécifique pour la chirurgie aortique « RETIS », par la suite le développement d’un nouvel instrument de suture aortique « SUDYN », et en dernier la mise en place d’un dispositif d’anastomose aortique sans clampage et sans suture « Clampless ».

L’ensemble de ces travaux et innovations techniques ont pu être menés au sein du Centre d’Expérimentation et de Recherche Chirurgicale (CERC)- Université de la Méditérannée, que le Pr Alimi a fondé avec le Pr Berdah.

Aujourd’hui l’orientation du Dr Boufi, praticien hospitalier au sein de l’équipe, se tourne vers les thérapeutiques mini-invasives endovasculaires au niveau de l’aorte thoracique (thème 3). L’aorte ascendante, dernière frontière des techniques endovasculaires, peut être le siège d’un certains nombre de pathologies dont la dissection aortique de type A. Importante de part sa fréquence (3 cas/ 100 000 habitants/ an) et sa gravité (mortalité spontanée à court et long terme de 70%). Le pronostic de cette pathologie a été amélioré par le traitement chirurgical (remplacement aortique sous circulation extra-corporelle) qui reste actuellement le traitement de référence, avec cependant une mortalité à 30 jours de 15 à 30%. Le développement de techniques mini-invasives, en l'occurrence endovasculaire, apparait comme une option nécessaire pour améliorer la survie, à l'instar du développement récent du traitement percutané du remplacement valvulaire aortique. L’analyse de la littérature retrouve 2 études de faisabilité sur des critères anatomiques qui ont permis d’authentifiées 40% de candidats potentiels à ces techniques endovasculaires, une série de 10 patients et 4 cas rapportent le traitement avec succès de dissection aigue de type A.

Cependant, le traitement endovasculaire au niveau de l’aorte ascendante pose des problèmes inhérents à l’anatomie particulière de ce segment artériel : proximité des ostia coronaires, de la valve aortique, du tronc artériel brachiocéphalique, des différences de longueur importante entre la grande et la petite courbure aortique, et des contraintes hémodynamiques : battements cardiaques, les déplacements cycliques entrainant une modification de la géométrie aortique. Tous ces problèmes évoqués soulignent l’intérêt de développer un matériel spécifique dédié pour le traitement de l’aorte ascendante. Pour ce faire, la mise au point d’un modèle expérimental fiable est nécessaire. Depuis les travaux de Kudo et Col en 1989, qui ont permis la création d’un modèle chirurgical de dissection de type A, aucun autre modèle, en particulier endovasculaire n’a été développé. C’est l’objectif de notre première partie de recherche.

Nous avons pu mener une étude expérimentale préliminaire sur 3 porcs, avec création d’une dissection aortique de type A qui était concluante dans 2 cas et qui nous a permis d’obtenir une bourse de la Société Française de Chirurgie Vasculaire (SCV) pour la validation du modèle animale endovasculaire.
En collaboration avec l’équipe de Biomécanique de l’IRPHE à Marseille, un travail de recherche, qui fera l’objet d’une thèse de science menée par le Dr Boufi, aura pour objectif d’évaluer le niveau et la nature des forces au niveau de l’aorte ascendante et proposer un système d’ancrage proximal.

Caractérisation de tissus biologiques (thème 3) : Parallèlement à ces activités, des études sont également réalisées sur la caractérisation du comportement mécanique de tissus aortiques excisés de porc obtenus au travers du CERC. Ces essais in vitro sont d'une importance capitale pour développer des modèles de lois de comportement réalistes et aller vers la conception de matériaux biomimétiques d'artères. Jusqu'à présent les essais ont été réalisés sur un banc de traction uniaxial. L'équipe de Biomécanique d'IRPHE a mis en œuvre un banc bi axe qui permettra de notamment caractériser le comportement anisotrope des tissus artériels.

BioMMeda, Université de Gent

L'équipe s'intéresse aux deux thématiques suivantes, en relation avec le GDR :

  • Projet inter-équipe avec CHU Poitiers (Damien Coisne), concernant la simulation numérique de l'interaction fluide-structure des prothèses de valve aortique (thème 2 et thème 3) dans une anatomie dynamique, obtenu par CT-scan.
  • Techniques expérimentales innovantes : production de modèles expérimentaux cardio-vasculaires et pneumologiques, en utilisant la technologie Rapid Prototyping Machining (RPM) et CAD. Le matériel à disposition dans l'équipe comprend un simulateur cardio-vasculaire ( ViVitro) avec techniques de mesures: pression, débit et champs de vitesse avec PIV-3D (thème 2).

Equipe Biomécanique, MSME, Créteil, UMR8208

L’équipe biomécanique du Laboratoire Modélisation et Simulation Multi Echelle (MSME) s’intéresse à l’étude de l’adaptation, du remodelage et de la croissance des tissus vivants, et à leur caractérisation par des approches ultrasonores et par des techniques de couplage imagerie-modélisation multi-échelle. Notre approche intègre, outre l’étude à l’échelle humaine, des considérations multiphysiques dès l’échelle cellulaire.

Comme le cœur de notre activité s’inscrit dans des études de modélisation du comportement des tissus vivants et de leur simulation numérique, nous participons à la conception de cahiers des charges de techniques expérimentales innovantes. En effet, en nous appuyant sur nos collaborations, nous avons été très actifs pour faire émerger de nouvelles méthodes pour la caractérisation des propriétés mécaniques et texturales des tissus et implants (Université Paris 7, Kyoto University, Japon ...), la compréhension de l’adaptation et de la croissance osseuse (Università di Roma « a Sapienza », Italie, University Mc Gill, Canada, University of West Bohemia, République Tchèque...) et du génie tissulaire ostéo-articulaire (CRRET-Université Paris Est, EFS, ICMPE Pris Est, Case Western University, USA...).

Nos moyens, essentiellement liés à nos activités de calcul et simulation, comme le montrent notre parc informatique (2 serveurs de calcul SUN 8 CPU, 64 GB par CPU, 3 stations de travail) et les divers logiciels à disposition en calcul et traitement d’images, intègrent aussi des bancs expérimentaux de caractérisation ultrasonore (Panametrics Sofranel 5052UA and 5072PR broadband ultrasonic analyzers), de microfluidique sous champ électrique fait-maison, ainsi qu’un équipement standard de découpe d’échantillon biologique et de visualisation par microscopie.

Les activités de l’équipe entrent dans les thématiques du GDR suivantes : - étude multi-échelle et multiphysique du remodelage osseux (thème 3) - microfluidique des tissus et membranes biologiques (thème 2) - caractérisation ultrasonore et par couplage imagerie-modèles multi-échelle (thème 3) - bioréacteur microfluidique à électro-perfusion (thème 3)

Certaines de ces activités correspondent à des travaux d’ores et déjà mis en oeuvre avec d’autres équipes du GDR. A ce titre, le bioréacteur microfluidique correspond à un travail commun avec le CRRET-Créteil et le LEMTA-Nancy. Enfin, les trois autres équipes du laboratoire MSME (Mécanique, Transferts de chaleur et de masse, Chimie théorique) pourront intervenir ponctuellement dans certains projets en apportant leur expertise via les projets transversaux du laboratoire.

Sélection d'articles
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