La compréhension des mécanismes qui régissent le comportement de l'os cortical est un enjeu capital puisqu'associée à la compréhension des pathologies osseuses. Ainsi avons-nous déjà développé des modèles multi-échelles tenant compte des phénomènes multiphysiques à l'œuvre dans le comportement hydraulique in vivo des tissus ostéo-articulaires. Toutefois, aucun de ces modèles ne tient compte des possibles échanges ioniques entre la cellule et son environnement. Ces phénomènes agissant directement sur les propriétés physico-chimiques du milieu, et donc sur l'écoulement interstitiel, le but de cette étude est de proposer un moyen de tenir compte des échanges cellulaires et de transposer leurs conséquences au niveau du transport à l'échelle macroscopique.
To better understand the bone diseases, many models of porous cortical bone have been developed to simulate its in vivo behaviour. Thus we proposed multiscale models including multiphysical phenomena governing the hydraulic response of bone. However, all these models neglected the possible ionic exchanges at the cellular level. Since such chemical reactions directly change the physico-chemical properties of the tissue, the interstitial flow is also modified. The aim of this study is so to include these ionic exchanges in the bone fluid transport description by deriving their consequences at the macroscale.
Accepté le :
Publié le :
Keywords: Biomechanics, Multiscale modelling, Charged porous media, Cationic exchanges, Nernst–Planck
@article{CRMECA_2009__337_11-12_768_0,
author = {Joanna Kaiser and Thibault Lemaire and Salah Naili and Vittorio Sansalone},
title = {Mod\`ele multi-\'echelle du transport de fluide dans un milieu poreux charg\'e avec \'echanges cationiques : application aux tissus osseux},
journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
pages = {768--775},
publisher = {Elsevier},
volume = {337},
number = {11-12},
year = {2009},
doi = {10.1016/j.crme.2009.09.011},
language = {fr},
}
TY - JOUR AU - Joanna Kaiser AU - Thibault Lemaire AU - Salah Naili AU - Vittorio Sansalone TI - Modèle multi-échelle du transport de fluide dans un milieu poreux chargé avec échanges cationiques : application aux tissus osseux JO - Comptes Rendus. Mécanique PY - 2009 SP - 768 EP - 775 VL - 337 IS - 11-12 PB - Elsevier DO - 10.1016/j.crme.2009.09.011 LA - fr ID - CRMECA_2009__337_11-12_768_0 ER -
%0 Journal Article %A Joanna Kaiser %A Thibault Lemaire %A Salah Naili %A Vittorio Sansalone %T Modèle multi-échelle du transport de fluide dans un milieu poreux chargé avec échanges cationiques : application aux tissus osseux %J Comptes Rendus. Mécanique %D 2009 %P 768-775 %V 337 %N 11-12 %I Elsevier %R 10.1016/j.crme.2009.09.011 %G fr %F CRMECA_2009__337_11-12_768_0
Joanna Kaiser; Thibault Lemaire; Salah Naili; Vittorio Sansalone. Modèle multi-échelle du transport de fluide dans un milieu poreux chargé avec échanges cationiques : application aux tissus osseux. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 337 (2009) no. 11-12, pp. 768-775. doi : 10.1016/j.crme.2009.09.011. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2009.09.011/
[1] Multi-scale analysis of the coupled effects governing the movement of interstitial fluid in cortical bone, Biomechan. Model. Mechanobiol., Volume 5 (2006), pp. 39-52
[2] Study of the influence of fibrous pericellular matrix in the cortical interstitial fluid movement, J. Biomech. Eng., Volume 130 (2008), pp. 11001-11011
[3] T. Lemaire, V. Sansalone, S. Naili, Multiphysical modelling of fluid transport through osteo-articular media, Annals of the Brazilian Academy of Sciences (2009), in press
[4] Heterogeneous medium. Is an equivalent macroscopic desription possible?, Int. J. Eng. Sci., Volume 29 (1991), pp. 785-795
[5] Influence of layer charge on swelling of smectites, Applied Clay Science, Volume 34 (2006), pp. 74-87
[6] “Whither flows the fluid in bone” ? An osteocyte's perspective, J. Biomech., Volume 36 (2003) no. 10, pp. 1409-1424
[7] Stimuli physiques du remodelage osseux, Reconstruction osseuse et cutanée : Biomécanique et Techniques de l'Ingénieur, Sauramps Medical, 2008, pp. 57-71
[8] Surface Forces, Plenum Press, 1987
[9] Modelling of electro-osmosis in clayey materials including ph effects, Phys. Chem. Earth, Volume 32 (2007), pp. 441-452
[10] S.A. Lima, Modelagem Multiescala do Acoplamento Eletro-Quimico em um Meio Poroso Argiloso com Dependencia do pH, PhD thesis, Laboratorio Nacional de Computaçao Cientifica, Petropolis, Brasil, 2007
[11] Electro-chemo-mechanical couplings in swelling clays derived from a micro/macro-homogenization procedure, Int. J. Sol. Struct., Volume 39 (2002) no. 25, pp. 6159-6190
[12] Modèles à deux et trois échelles pour l'étude des phénomènes électro-chimio-mécaniques dans les milieux poreux gonflants, Microstructure et propriétés des matériaux, presses de l'ENPC, 2005, pp. 195-202
Cité par Sources :
Commentaires - Politique
Mécanotransduction du remodelage osseux : rôle des fissures à la périphérie des ostéons
Thibault Lemaire; Fabien Borocin; Salah Naili
C. R. Méca (2008)
Modélisation multi-échelle des propriétés mécaniques de l'os : étude à l'échelle de la fibrille
Vittorio Sansalone; Thibault Lemaire; Salah Naili
C. R. Méca (2007)
Cylindre transverse isotrope poroélastique chargé cycliquement : application à un ostéon
Agnès Rémond; Salah Naili
C. R. Méca (2004)