Contribution to the study of the compliance and the ageing of arterial prostheses

Contribution à l'étude de la compliance et du vieillissement des prothèses artérielles

Foued Khoffi (1)

1 LPMT - Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles

The goal of this work is to study the compliance and the ageing of arterial prostheses under in vitro realistic conditions. A technique for measuring the static and dynamic compliance of arterial grafts without internal compliant membrane (ICM) was developed, contrary to the tests performed by all the current devices. Results have show that the prostheses are less compliant than announced by the manufacturers and have a very remote compliance than the healthy host arteries. It was demonstrated that the addition of an ICM introduces coupling between the prosthetic structure and the balloon. The physico-chemical characterization of the prostheses having undergone the accelerated ageing allowed to understand the mechanisms related to the deterioration of the "useful life" of these prostheses. This process is essentially marked by a modification of the textile structure of the prosthesis (particularly a high attenuation of crimping) and a fall of the longitudinal compliance and the radial compliance. In addition, a slight decrease of tensile properties of the filaments constituting the prosthesis was highlighted. Degradation is also appeared by a change in the rate of crystallinity of fibers.

Cette étude a pour but d’étudier la compliance et le vieillissement des prothèses artérielles dans des conditions in-vitro réalistes. Une technique de mesure de la compliance statique et dynamique des prothèses artérielles sans ajout de membrane étanche, a été mise au point, contrairement aux essais pratiqués par tous les dispositifs actuels. Les résultats obtenus montrent que les prothèses sont bien moins compliantes qu’annoncé par les fabricants et présentent une compliance très éloignée des artères saines de l’hôte. Il a été démontré que l’ajout d’une membrane même très souple, introduit des couplages entre la structure prothétique et la membrane. La caractérisation physico-chimique des prothèses ayant subi le vieillissement accéléré a permis d’en comprendre les mécanismes liés à la détérioration de la « durée de vie utile » de ces prothèses. Ce processus est marqué essentiellement par une modification de la structure textile de la prothèse (surtout une forte atténuation de cosselage) et une chute de la compliance longitudinale et de la compliance radiale. De plus, une diminution légère des propriétés dynamométriques des filaments constituant les prothèses a été mise en évidence. La dégradation s’est aussi manifestée par une variation du taux de cristallinité des fibres.

Mots clés: Compliance; Textile structure; Internal compliant membrane; Ageing; Arterial prostheses

Mots clés: Prothèses artérielles; Compliance; Membrane; Structure textile; Vieillissement

Domaines: Mécanique [physics.med-ph]

Foued Khoffi. Contribution à l'étude de la compliance et du vieillissement des prothèses artérielles. Mécanique [physics.med-ph]. Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2012. Français. ⟨NNT : 2012MULH4085⟩. ⟨tel-01016578⟩