Description du projet
Médecine personnalisée pour la prévision précoce des anévrismes
La rupture d’anévrisme aortique (AA) est responsable du décès de dizaines de milliers de personnes dans le monde. Cependant, la capacité de prévoir informatiquement la rupture de l’AA en vue d’une réparation ou d’un traitement ciblé est compromise. Le projet BIOLOCHANICS, financé par l’UE, étudiera les échelles de longueur internes qui régissent les mécanismes localisés précédant la rupture de l’AA, en utilisant une théorie améliorée de l’endommagement du continuum appliquée à des modèles informatiques de biomécanique et de mécanobiologie de l’AA. Le projet mettra au point de nouvelles expériences basées sur des mesures optiques plein champ afin d’évaluer les mécanismes de localisation dans les tissus aortiques et d’identifier les distributions spatiales des propriétés matérielles à différents stades de la progression de l’AA. BIOLOCHANICS effectuera également des applications in vivo sur des modèles génétiques et pharmacologiques de l’AA chez la souris et le rat.
Objectif
Rupture of Aortic Aneurysms (AA), which kills more than 30 000 persons every year in Europe and the USA, is a complex phenomenon that occurs when the wall stress exceeds the local strength of the aorta due to degraded properties of the tissue. The state of the art in AA biomechanics and mechanobiology reveals that major scientific challenges still have to be addressed to permit patient-specific computational predictions of AA rupture and enable localized repair of the structure with targeted pharmacologic treatment. A first challenge relates to ensuring an objective prediction of localized mechanisms preceding rupture. A second challenge relates to modelling the patient-specific evolutions of material properties leading to the localized mechanisms preceding rupture. Addressing these challenges is the aim of the BIOLOCHANICS proposal. We will take into account internal length-scales controlling localization mechanisms preceding AA rupture by implementing an enriched, also named nonlocal, continuum damage theory in the computational models of AA biomechanics and mechanobiology. We will also develop very advanced experiments, based on full-field optical measurements, aimed at characterizing localization mechanisms occurring in aortic tissues and at identifying local distributions of material properties at different stages of AA progression. A first in vivo application will be performed on genetic and pharmacological models of mice and rat AA. Eventually, a retrospective clinical study involving more than 100 patients at the Saint-Etienne University hospital will permit calibrating estimations of AA rupture risk thanks to our novel approaches and infuse them into future clinical practice. Through the achievements of BIOLOCHANICS, nonlocal mechanics will be possibly extended to other soft tissues for applications in orthopaedics, oncology, sport biomechanics, interventional surgery, human safety, cell biology, etc.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
75272 Paris
France