IDENTIFICATION DES PROPRIETES MECANIQUES DE L’OS MANDIBULAIRE

L’objectif essentiel de ce travail est d’optimiser le positionnement des implants dentaires par une meilleure connaissance des contraintes, notamment en fonction, à l’aide d’un modèle numérique mandibulaire permettant d’en évaluer, en pré opératoire, le nombre et la position idéale.Pour cela, il est dans un premier temps nécessaire de connaître précisément les propriétés mécaniques de l’os mandibulaire.En effet, une grande disparité ressort des résultats de la littérature, comme nous avons pu le voir dans le chapitre précédent.Dans le but de déterminer ces propriétés, indispensables à la modélisation numérique, nous pratiquerons des essais mécaniques sur de l’os mandibulaire humain et nous utiliserons la méthode d’analyse inverse.L’analyse inverse consiste à modéliser l’essai mécanique expérimental et à modifier itérativement les données d’entrée de la simulation numérique (module d’Young dans notre cas) jusqu’à ce que les observables numériques et expérimentales (courbes force – déplacement dans notre cas) soient superposées (Figure III.1).Pour cela, les conditions opératoires doivent être strictement superposables, notamment dans le positionnement de l’éprouvette.Dans le but de pouvoir comparer et optimiser l’ensemble de ces éléments, chaque étape a fait l’objet de photos et de films, permettant une comparaison à tout instant de l’essai mécanique et de la simulation numérique.Une fois les conditions opératoires établies et reproduites sur le plan numérique, les paramètres rhéologiques doivent être définis.Une fois ces paramètres définis, la simulation était lancée à l’aide d’un gestionnaire de calculs du logiciel FORGE 2005

Les échantillons d’os mandibulaire ont été prélevés sur des cadavres frais (conservés à – 20°C) à l’institut d’Anatomie Normale de la faculté de Médecine de Nice (Université de Nice Sophia-Antipolis, France). Chaque mandibule a été prélevée sans les tissus mous ; des échantillons d’os cortico-spongieux d’environ 20 mm ont été obtenus par des sections à l’aide d’une fraise Lindemann montée sur un moteur, sous un sérum salé (9%) afin de limiter au maximum l’endommagement par échauffement, chaque mandibule prélevée était ainsi divisée en 4 à 6 échantillons (figure III.2).Chaque pièce était évidée (suppression de son os spongieux) à l’aide d’une fraise à pantoujours sous un sérum salé (9%o). Ainsi, nous obtenons des pièces d’os cortical mandibulaire. Puisque notre but à terme est de créer un modèle numérique simulant la répartition des contraintes de l’os par la charge d’implants dentaires, nous avons choisi l’étude de la portion dentée de la mandibule et donc de la symphyse et des branches horizontales.Ces échantillons d’os étaient conservés dans une glacière durant leur transfert, avant leur passage au scanner et avant leur test mécanique.Au total, 15 mandibules ont été prélevées donnant 72 échantillons. Chaque échantillon était identifié par deux lettres : « S » pour le n° de la mandibule prélevé et « P » pour le n° de la pièce. Deux radius ont été également prélevés sur deux cadavres distincts, afin de comparer les modules d’Young identifiés à l’aide de notre méthodologie à ceux publiés par Bosisio [BOS 07] sur l’os cortical de radius et ainsi de valider notre approche.

Le laboratoire d’Anatomie Normale de la Faculté de médecine de Nice est conforme aux lois bioéthiques du 29 juillet 1994 relatives au respect du corps humain. Les prélèvements d’échantillons d’os sont effectués dans le respect des règles éthiques et de sécurité et ont fait l’objet d’un accord préalable du responsable du laboratoire (Professeur P. Baqué) après l’examen du projet.Des coupes tomodensitométriques ont été réalisées (Scanner General Electric® LightSpeed VCT, France) pour chaque échantillon (Figure III.3). Les images au format numérique DICOM de chaque série ont été réalisées selon un axe perpendiculaire à l’os avec uneépaisseur de 600 µm et un espacement de 300 µm (voltage : 120kV ; ampérage : 80mAs). L’acquisition scannographique était effectuée dans le service de radiologie centrale du Professeur Padovani situé à l’Hôpital Pasteur du CHU de Nice. Un protocole d’acquisition numérique a été spécifiquement mis en place pour l’os mandibulaire par le Dr Charles Raffaelli (Radiologue et Praticien Hospitalier au CHU de Nice).