Academic literature on the topic 'Membrane biologique fibreuse'

Les pathologies du genou liées au sport sont nombreuses et impliquent, pour partie, la bandelette iliotibiale (ITT). Il s’agit d’un renforcement d’une partie du fascia profond de la cuisse, nommé fascia lata. Le fascia lata est un tissu conjonctif fibreux composé de fibres d’élastine et de réseaux de fibres de collagène présents dans différentes couches de tissu. Il a un rôle stabilisateur de l’articulation et permet le transfert des efforts entre les muscles, mais les propriétés et mécanismes de déformation de ce tissu restent mal connus. Dans ce contexte, les mécanismes de déformation du fascia lata lors de mouvements physiologiques du genou ont été étudiés. Des données quantitatives des champs de déformation du fascia lata ont été obtenues in situ mettant en évidence des mécanismes de déformation en traction, compression et aussi cisaillement. Par conséquent, le comportement mécanique d’échantillons isolés de fascia lata a été analysé avec des essais de cisaillement de type large bande et traction de biais, incluant l'étude de la cinématique des fibres de collagène. Une première contribution à la modélisation en éléments finis du comportement du fascia a également été proposée. Enfin, comme l'état de déformation naturel du fascia lata contribue à une bonne mobilité du genou, une étude in situ a été mise en place pour évaluer l'impact sur les déformations du fascia et mobilités articulaires d'une technique chirurgicale de relâchement des tensions, dite de pie-crusting appliquée à l’ITT et pouvant être recommandée dans des cas pathologiques. L’ensemble du travail réalisé apporte donc de nouveaux éléments dans l'étude du comportement mécanique du fascia lata
There are many sports-related knee injuries, some of which involve the iliotibial band (ITT). This is a thicker part of the deep fascia of the thigh, called fascia lata. The fascia lata is a fibrous connective tissue composed of elastin fibers and networks of collagen fibers present in different layers of tissue. It has a stabilizing role in the joint and allows the transfer of forces between muscles, but its properties and strain mechanisms remain poorly understood. In this context, the strain mechanisms of the fascia lata during physiological knee movements were studied. Quantitative data of fascia lata strain fields were obtained in situ highlighting strain mechanisms in tension, compression, and shear. Therefore, the mechanical behavior of isolated fascia lata samples was analyzed with shear tests such as bias extension tests and traction of a large band tissue. The study of collagen fiber kinematics was also included. A first contribution to the finite element modelling of fascia behavior was also proposed. Finally, as the natural state of deformation of the fascia lata contributes to good knee mobility, an in situ study was set up to evaluate the impact on joint mobility and strain levels on fascia of a surgical tension-release technique, known as pie-crusting, applied to the ITT and which may be recommended in pathological cases. All the work carried out therefore provides new elements in the study of the mechanical behavior of fascia lata

Ce travail représente la caractérisation et la modélisation mécanique complète d'une membrane biologique fibreuse : la peau humaine, lorsqu'elle est soumise à des sollicitations proches du choc conduisant à sa rupture. En effet, l'étude expérimentale a permis de mettre en relation des paramètres de la micro structure fibreuse avec les propriétés mécaniques du tissu, mesurées à l'échelle macroscopique. Cette évolution conjointe des propriétés à différentes échelles, a ensuite pu être retranscrite dans une loi de comportement à deux échelles. Son implantation dans un code éléments finis apporte ainsi une description locale du comportement du tissu. Les premières applications sur la peau humaine apportent, d'un point de vue expérimental, en plus des caractéristiques mécaniques classiques jusqu'à rupture, des données non conventionnelles et plus précises, d'une part sur le comportement de ce tissu (mesure du champ de déformation, quantification de son hétérogénéité) et d'autre part sur sa micro structure (orientation privilégiée des fibres, mécanisme de rupture). Les premières simulations sur la peau humaine mettent en évidence l'importance d'inclure, dans la loi de comportement, des paramètres propres aux fibres et à leur répartition dans le tissu, afin de modéliser des phénomènes observés expérimentalement (champ de déformation hétérogène, rupture progressive du tissu). Le protocole expérimental ainsi que le modèle de comportement ont été définis de telle sorte qu'ils puissent s'adapter aisément à tout type de membrane fibreuse, ce qui offre des perspectives intéressantes concernant les tissus sévèrement touchés lors d'accidents. De plus, compte tenu de la forte diversité inter individu, cette approche structurelle semble ouvrir la voie de la personnalisation des modèles, dans le sens où les paramètres structurels sont l'identité de chacun
Focusing on planar and fibrous soft tissues, this work has consisted in determining both the mechanical properties and the failure characteristics of the human skin, in loading conditions close to an impact. In the experimental study, the results have pointed out the relationship between some micro structural parameters of the tissue and the mechanical properties measured at the macroscopic scale. According to this micro/macro dependency, a constitutive law, including structural parameters related to the fibres, has been implemented in a finite element model. The main advantage of such a model is to more locally simulate the tissue behaviour and its failure. The experiments on the human skin bring original and more precise data than classical studies. On the one hand, a heterogeneous strain field has clearly appeared and its heterogeneity has been quantified thanks to a full field measurement technique adapted to the skin. On the other hand, at the microscopic scale, the collagen fibre orientations have been determined and linked to different rupture mechanisms. The first simulations on the human skin have pointed out the importance of using a structural constitutive law in order to model complex physical phenomenon (heterogeneous strain field, gradual rupture of the tissue). Being easily suitable for any planar and fibrous soft tissues, both the testing methodology and the finite element model present interesting perspectives for tissues that are severely injured in automotive collisions. Then, considering individual diversity, such a structural approach will enable to personalize models as structural parameters are everyone's identity

Souvent, les procedes biotechnologiques mettent en oeuvre des molecules d'origine biologique liees a un support physique. La juxtaposition de ces deux entites permet de reunir la specificite de la biomolecule aux proprietes du support qui peuvent etre diverses (electriques, poreuses, mecaniques. . . ). Quoique plus difficile a reaslier que la simple adsorption, le greffage covalent permet une bonne stabilite des complexes biomolecules / supports et evite un eventuel relargage dans le milieu environnant. Ce travail concerne l'etude de trois supports (fibre de carbone, latex, membrane organique microporeuse) choisis pour leurs applications potentielles ulterieures et a permis le greffage covalent de differentes molecules (neurotransmetteurs, enzymes, immunoglobulines. . . ). Les fibres de carbone du fait de leur faible dimension et de leur bonne conductivite electrique sont utilisees en electrochimie analytique et en neurochimie. Malgre une forte inertie chimique inherente a une structure hautement graphitique, le greffage covalent de catecholamines (dopamine, noradrenaline, serotonine. . ) est parfaitement realise et mis en evidence par la voltamperometrie cyclique. Les latex sont des supports particulaires en emulsion presentant des fonctionnalites superficelles notamment carboxyliques ou amines. Une etude approfondie de la stabilite et de la reactivite des carbodiimides hydrosolubles en milieu aqueux et en differents systemes tampons a permis l'immobilisation par covalence d'un bras espaceur biotinyle sur des latex carboxyliques, permettant ainsi dans un deuxieme temps la fixation de streptavidine. Un controle analytique rigoureux est effectue a chaque etape. La demarche analytique est privilegiee pour le greffage de proteines sur une membrane organique microporeuse. Une activation du support par une methode aux azotures d'acyle permet la fixation covalente de phosphatase alcaline, d'immunoglobulines et de facteur viii. Les proprietes de filtration de la membrane organique couplee/facteur viii montrent la faisabilite d'une immunoepuration extracorporelle chez des patients hemophiles de type a avec anticorps anti facteur viii circulants. Cette etude souligne la difficulte inherente au greffage covalent de biomolecules sur support et a la caracterisation de l'existence de la liaison mise en jeu. L'emploi d'une demarche analytique au niveau des protocoles de greffage permet de suivre et de quantifier les differentes etapes d'immobilisation en vue d'assurer une parfaite maitrise du procede.

Des membranes à fibres creuses ont été utilisé pour immobiliser le ligand histidine du fait de leur bon rapport surface membranaire/volume. Les membranes en PEVA se sont avéré le plus compatible. Ainsi, nous avons purifié les IgG sur le support Histidyl-PEVA fibres creuses dans une seule étape, à partir du sérum ou du plasma humain. La meilleure adsorption d'IgG sur ce support membranaire a été obtenue en présence d'ions de tampons zwitterioniques. Nous avons constaté que la sélectivité se manifeste au niveau des pl et des sous-classes des IgG. L'utilisation des tampons zwitterioniques ont permis de séparer la totalité de la fraction IgG du sérum, tandis que d'autres tampons ont permis l'adsorption sélective des IgG1 et des IgG3 ainsi que des IgG avec des points isoélectriques déterminés. Nous avons montré par la suite que l'adsorption des IgG humaine sur l'histidine se fait sur la partie Fab de la molécule. Nous avons également étudié quelques aspects cinétiques et de transfert de matière de ce système d'affinité. Cette étude a été essentielle pour le développement et l'optimisation du procédé de séparation d'IgG. La capacité de notre support en adsorber les IgG a été 3 à 8 fois supérieur à celle de la membrane à fibres creuses couplée à la protéine A décrite dans la littérature. Nous avons également envisagé d'appliquer notre système pour l'élimination des IgG des patients atteints de maladies immunitaires par circulation extracorporelle
Previous work in our laboratory has shown that the amino acid histidine can be used a ligand for the purification of human immunoglobulin subclasses and monoclonal antibodies. Ln this work, we tried to combine the specificity of the ligand histidine with hollow fiber membrane technology to create a powerful device for the separation of IgG for human serum and for other sources. We chose poly( ethylene vinyl alcohol) (PEVA) hollow fibber membranes as the support material. The best IgG adsorption was obtained in presence of the zwitterionic buffers. By choosing the appropriate buffer system, it was possible to adsorb on membrane specifically different IgG subsets. For instance, in Mops buffer, IgG1, IgG2 and IgG3 were bound, whereas in Tris-HC1, only IgG3 and a part of the IgG1 fraction were retained. The parameters involved in the optimization of the separation process, namely the influence of residence time and serum and plasma dilution on immunoglobulin adsorption were studied in view of two applications: purification of IgG and removal of IgG from plasma in clinical aphaeresis (extracorporeal device). The capacity of Histidyl-PEVA calculated on the basis of unit membrane volume was 86 mg IgG/ml. Ln comparation of the protein A-membrane reported in literature, the capacity of Histidyl-PEVA was found to be 3 to 8 fold higher

La proteine majoritaire des membranes des fibres du cristallin, la mp26, est le candidat principal a la formation des structures membranaires de type "jonctions communicantes". Une methode d'isolement de la proteine est developpee pour permettre une reconstitution membranaire et caracteriser physicochimiquement ce polypeptide