Soutenance de thèse : Joseph FAUDOU

Développement et caractérisation de dispositifs piézoélectriques conformables pour applications biomédicales

Doctorant : Joseph FAUDOU

Laboratoire INSA : LGEF - Laboratoire de Génie Électrique et Ferroélectricité

École doctorale : n°162 MEGA - Mécanique, Énergétique, Génie Civil, Acoustique

La régurgitation mitrale est une maladie cardiovasculaire très répandue qui, si elle n'est pas traitée, peut engager le pronostic vital du patient. La réparation mitrale est le traitement privilégié, mais cette chirurgie complexe présente encore un taux de mortalité élevé. Un facteur important contribuant à ces échecs est le manque de moyens d'évaluation objectifs de la réussite de la chirurgie utilisables pendant l'intervention. Dans ce contexte, la mesure peropératoire de la pression de coaptation, correspondant à la force de contact entre les feuillets de la valve mitrale, apparaît comme une méthode prometteuse répondant à ce besoin clinique critique. Cette thèse est le résultat de la collaboration d'experts scientifiques du domaine médical et en science des matériaux. Son objectif est de développer un capteur piézoélectrique conformable à partir de poly(vinylidène fluoride-co-trifluoroéthylène) (P(VDF-TrFE)), spécifiquement conçu pour la mesure de la pression de coaptation. Le prototype proposé présente des caractéristiques uniques: un substrat en polyuréthane thermoplastique (TPU) offrant une grande flexibilité ainsi qu'une sensibilité exceptionnelle; une structure en bimorphe piézoélectrique permettant de distinguer entre des contraintes de flexion et de compression ; un plan de masse flexible qui élimine les signaux parasites ; et la possibilité d'être implémenté sous forme de matrice pour cartographier la distribution des forces sur une surface. La fiabilité du dispositif dans les conditions de l'application médicale est assurée par un ensemble de caractérisations électriques, mécaniques et morphologiques. Après la finalisation de son développement, le capteur a été testé dans une série de modèles de valve mitrale présentant un comportement physiologique de plus en plus réaliste. Notamment, nous présentons la première mesure transcathéter de la pression de coaptation dans des cœurs d'animaux. Ces premiers résultats démontrent le potentiel de cette méthode pour évaluer de manière peropératoire la réussite d'une réparation mitrale, en permettant une distinction claire grâce à la pression de coaptation d'une valve saine avec une régurgitation mitrale. Bien que des développements supplémentaires soient nécessaires avant que le capteur puisse être transposé en un dispositif médical approuvé cliniquement, il permet déjà d'améliorer la compréhension du comportement biomécanique de la valve mitrale.