Evaluation du micro-endommagement osseux par spectroscopie ultrasonore non-linéaire : vers une mesure quantitative

• Main Author: Haupert, Sylvain
• Language: FRE
• Published: Université Pierre et Marie Curie - Paris VI 2012
• Subjects: [SPI:ACOU] Engineering Sciences/Acoustics; [PHYS:MECA:ACOU] Physics/Mechanics/Acoustics; Acoustique non-linéaire; os; microfissure; biomécanique; histomorphométrie; microtomographie par rayonnement synchrotron (SR- µCT)
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00831101; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/83/11/01/PDF/These_HAUPERT_Finale_2012_05_03.pdf

La caractérisation du micro-endommagement et la compréhension de son rôle dans le métabolisme ou dans la fragilisation osseuse restent des challenges, tout particulièrement en raison de l'absence de techniques de mesures bien adaptées à son étude. Il apparaît donc nécessaire de développer de nouvelles techniques non-invasives pour détecter et suivre l'accumulation de micro-endommagement osseux, en particulier celui qui se manifeste par la présence de microfissures. L'objectif de la thèse est d'évaluer la sensibilité de la spectroscopie ultrasonore non-linéaire (NRUS) à l'accumulation du micro-endommagement osseux. La sensibilité et la reproductibilité de la technique NRUS ont tout d'abord été optimisées. Puis, deux groupes d'échantillons d'os cortical ont été prélevés sur des diaphyses fémorales humaines. Les spécimens du premier groupe ont été endommagés progressivement par fatigue en flexion 4-points. Le second groupe a subi un test de ténacité pour initier et propager de manière contrôlée une fissure unique. Nos résultats montrent que la non-linéarité mesurée des échantillons fatigués et fissurés augmente de manière significative après les étapes de fatigue ou le test de ténacité. De plus, nous observons une corrélation significative entre la variation relative du paramètre non-linéaire et l'augmentation de la densité de petites fissures (évaluée par microtomographie par rayonnement synchrotron). Enfin, le niveau de non-linéarité des spécimens fissurés est significativement corrélé à la longueur totale de la fissure. Ces résultats suggèrent que la technique NRUS optimisée est sensible à l'accumulation du micro-endommagement osseux.