Sur le remodelage des tissus osseux anisotropes

RésuméLa génération de la forme des tissus biologiques invoque des phénomènes de croissance (variation des longueurs relâchées) et de remodelage (variation des propriétés mécaniques). La modélisation de ces phénomènes est de première importance sur le plan non seulement fondamental mais aussi technologique, pour le secteur de la santé. Dans le cadre d'une approche mécanique macroscopique, nous regardons le tissu osseux comme un milieu continu avec microstructure, dont les caractéristiques mécaniques locales (à cette échelle) se traduisent par un comportement linéairement élastique, anisotrope et évolutif. En particulier, la cinématique proposée est assez riche pour suivre l'évolution de la microstructure du tissu considéré, et en même temps prendre en compte le couplage existant entre contrainte, croissance et remodelage. Nous proposons donc une approche unifiée de la mécanique de la croissance et du remodelage, dans laquelle toutes les lois de bilan dérivent d'un principe des puissances virtuelles. Cette approche a été appliquée, pour le moment, à l'étude du remodelage de la raideur élastique par rotation de la microstructure dans le cas bidimensionnel, en l'absence de phénomènes de croissance volumique et de réponse physiologique aux stimuli (remodelage passif). L'analyse des résultats obtenus achève cette étude. Pour citer cet article : A. DiCarlo et al., C. R. Mecanique 334 (2006).

Growth (change of relaxed lengths) and remodelling (change of mechanical properties) are both involved in the morphogenesis of biological tissues. To model them is of paramount import for progressing both in scientific understanding and health technologies. We model bone tissue as a microstructured continuum, whose mechanical properties at the macroscopic scale are described by a linear, anisotropic elastic response that evolves in time. Our kinematics is rich enough to allow for the microstructural evolution, as well as for the interplay between stress, growth and remodelling. This is a unified approach to the mechanics of growth and remodelling, in which all balance laws derive from one virtual-power principle. As a first application, we study the problem of stiffness remodelling due to planar rotation of the microstructure, excluding bulk growth and all physiological response to mechanical stimuli (passive remodelling). To cite this article: A. DiCarlo et al., C. R. Mecanique 334 (2006).