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De nouvelles structures bio-inspirées pour mimer le comportement mécanique du disque intervertébral humain : Analyse numérique

Mémoire Scientique Recherche

Axe :: Structures et matériaux innovants

Site :: Lille

Nature :: Mémoire Scientique Recherche

Personne(s) encadrante(s) :: Karim KANDIL

Contexte
La hernie discale et les dysfonctionnements des disques intervertébraux sont actuellement les problèmes de santé les plus courants chez les humains. Le disque endommagé doit
souvent être traité ou remplacé par une prothèse artificielle. Pour cette raison, la nécessité de concevoir des prothèses bio-inspirés capables de mimer et de reproduire le comportement
mécanique des disques intervertébraux devient de plus en plus impérative et urgente.

Descriptif du projet
L’objectif de cette MSR est de concevoir des prothèses à base de polymères qui peuvent mimer la réponse mécanique réelle des tissus du disque intervertébral humain. Le comportement mécanique des nouvelles conceptions sera contrôlé de manière rationnelle en adaptant la mésostructure (forme et épaisseur) et la microstructure du matériau utilisé.

Les capacités biomimétiques des structures proposées seront testées via des simulations numériques puis comparées avec la réponse mécanique naturelle du disque intervertébral
en termes de rigidité non linéaire et de comportement transversal, tout en considérant la dépendance régionale des tissus du disque. Une fois validés numériquement, les nouveaux designs pourraient être imprimés en 3D et testés expérimentalement.

Compétences requises :: De bonnes connaissances en résistance des matériaux et en conception mécanique sont requises. Des connaissances de base en simulation numérique et en mécanique des polymères seraient un plus. Un sens de l’organisation et de gestion des données scientifiques est essentiel.

Biomécanique ; Tissues mous ; Calcul par éléments finis ; Prothèse bio-inspirée

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