Thèse Études de l'Influence des Modes de Conservation sur les Propriétés Mécaniques des Tissus Mous Humains Application aux Tissus du Sein H/F - 38

Établissement : Université Grenoble Alpes
École doctorale : I-MEP² - Ingénierie - Matériaux, Mécanique, Environnement, Energétique, Procédés, Production
Laboratoire de recherche : Translational Innovation in Medicine and Complexity
Direction de la thèse : Grégory CHAGNON ORCID 0000000293867046
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-03T23:59:59

La présente thèse a pour but de comprendre l'influence des conditions de mesures sur les propriétés mécaniques des tissus humains mous. Ce projet de thèse est en grande partie expérimental, mais avec une mesure des conséquences sur les jumeaux numériques. Le projet va se focaliser sur les tissus du sein : peau, glande mammaire, graisse... Des mesures mécaniques expérimentales seront réalisées dans différentes conditions : post-mortem, in vivo, ex vivo. Des campagnes expérimentales seront menées sur des sujets anatomiques pour mesurer les impacts du prélèvement et mettre au point les protocoles expérimentaux avant de les appliquer sur des personnes volontaires qui feront l'objet d'une réduction mammaire en collaboration avec le CHUGA. Les tests in vivo seront réalisés juste avant l'opération et ceux ex vivo seront réalisés sur les déchets opératoires. Les dispositifs de mesure in vivo proposés sont l'élastographie et le Vlastic (mesure d'aspiration des tissus). Le premier est utilisé comme outil de mesure clinique classique. Le second a déjà bénéficié d'autorisation de tests sur sujets sains et patients. Pour les mesures ex vivo, il est proposé d'utiliser les dispositifs de test mécaniques classiques en fonction de la nature des tissus testés : test de traction uniaxiale, biaxiale, indentation, compression. Il sera alors proposé de comparer les propriétés mécaniques obtenues in vivo avec celles obtenues ex vivo. Il sera aussi possible de comparer les différents modes conservations des tissus : frais, congelé, voire formolé ; ainsi que de mesurer l'influence du temps de conservation sur ses tissus. Les conséquences de ces différences de mesures expérimentales sont évaluées dans les jumeaux numériques déjà présents dans l'équipe pour quantifier les incertitudes liées aux mesures expérimentales.

À l'heure actuelle, le grand fil conducteur de la biomécanique est la réalisation de jumeaux numériques patients spécifiques les plus fidèles à la réalité possible. Un des défis qui existe dans la réalisation de ses jumeaux numériques est la recherche des paramètres mécaniques des différents tissus qui composent le jumeau numérique. En effet, ses paramètres sont indispensables pour la modélisation des comportements des tissus. Toutefois, ils restent difficiles à obtenir en particulier pour les tissus mous. Il existe deux grands axes lorsqu'on veut obtenir ces paramètres mécaniques : les mesures in vivo et les mesures ex vivo. Les mesures in vivo permettent de mesurer les comportements mécaniques in situ, mais elles sont limitées, car elles doivent rester non invasives et non destructives (aucune mesure en grandes déformations, mesures viscoélastiques limitées à des faibles temps et faibles déformations ...). Les mesures ex vivo permettent d'obtenir des résultats sur des sollicitations mécaniques de plus grandes amplitudes, mais dans des conditions moins proches de l'in vivo malgré les efforts de reproduire un environnement similaire à l'in vivo. C'est pourquoi il est proposé dans cette étude de quantifier les écarts entre les différents types de mesures qui peuvent être réalisés dans les différentes conditions.

Les objectifs de la thèse sont de quantifier l'impact de la méthode de mesure sur les résultats des propriétés mécaniques des tissus biologiques mous, on peut détailler :
1)Établir un lien entre les propriétés mesurées in vivo et ex vivo
2)Mesurer l'impact du prélèvement.
3)Quantifier l'influence des modes de conservation sur les propriétés mécaniques des tissus mous
4)Et potentiellement définir des lois de comportements permettant de prédire un comportement in vivo avec un test ex vivo

Lors de sa thèse N. Briot (2022) a mis au point plusieurs techniques de tests in vivo et ex vivo sur les différents tissus du sein. Il est donc proposé de se baser sur ces travaux pour poursuivre et améliorer les résultats obtenus en comparant les propriétés mécaniques obtenues avec les différents moyens de tests à plusieurs états de conservation.
Les variations des propriétés mécaniques inter individu étant importantes, la force de cette étude sera de comparer les propriétés mécaniques d'un même tissu sous différents états de conservation sur un même individu. Il sera toutefois intéressant de pouvoir répéter ce protocole sur plusieurs volontaires afin de confirmer les résultats obtenus.
Dans un premier temps, le protocole expérimental sera testé sur des sujets anatomiques. Ces tests permettront de mesurer l'influence des conditions de préservation et de mesure l'impact du prélèvement en effectuant les mesures sur sujets anatomiques comme s'il s'agissait de sujets in vivo. Cette première étude permettra de ne pas prendre en compte l'influence in vivo - post mortem et de simplifier le problème dans un premier temps. Les résultats obtenus permettront de parfaitement définir le protocole et les méthodes pour ensuite les appliquer sur les personnes volontaires saines.
Les techniques de tests proposées sont des techniques déjà utilisées pour les mesures de propriétés mécaniques classiques qui ont fait preuve de leur fiabilité.
-(- 6 à 0 mois - demande des autorisations aux comités d'éthique par les directeurs de thèse).
-0 à 6 mois : études bibliographiques, mise en place des protocoles de tests sur pièces anatomiques.
-1re année : tests expérimentaux sur sujets anatomiques puis volontaires sains.
-2e année : modélisation des comportements mécaniques, études statistiques des résultats obtenus, valorisation des résultats (conférences, articles).
-3e année : impact des mesures sur les jumeaux numériques et valorisation des résultats (conférences, articles) et rédaction du manuscrit de thèse.