Contexte clinique
La reconstruction chirurgicale de la voie d’éjection du ventricule droit cardiaque représente un enjeu majeur dans le traitement de nombreuses cardiopathies congénitales, en particulier dans la tétralogie de Fallot. Dans près de 30 à 40 % des cas, la préservation de la valve pulmonaire est impossible, l’utilisation d’un patch transannulaire reste alors nécessaire, mais elle conduit inévitablement à une insuCisance pulmonaire chronique et à une dilatation progressive du ventricule droit.
L’étude récente d’Amirghofran et al. (Eur J Cardiothorac Surg, 2021) a proposé une approche innovante consistant à reconstruire une valve bicuspide autologue (c’est à dire provenant du même patient) à partir de l’appendice auriculaire droit. Les résultats à court et moyen terme sont encourageants :
- 80 % des patients présentant une régurgitation nulle ou minime au suivi ;
- meilleure coaptation, bonne mobilité des feuillets et signes de croissance du néo-anneau.
Cependant, aucune étude de mécanique des fluides numérique n’a encore analysé la performance de cette valve autologue en termes de dynamique des écoulements à travers la valve, distribution de la contrainte du cisaillement pariétal due à l’écoulement, gradients intravalvulaires ou déformation de la structure valvulaire.
L’objectif du stage
est de développer et analyser un modèle numérique avancé de la reconstruction valvulaire pulmonaire utilisant l’appendice auriculaire droit, afin d’évaluer :
- les conditions d’écoulement (vitesse, recirculation, gradients de pression),
- la distribution de la contrainte de cisaillement pariétale (WSS),
- la mobilité et la déformation et surtout la compétence des néo-feuillet valvulaire,
- selon l’avancée du stage : compatibilité géométrique avec la croissance de l’enfant.
Pour cela, un code d’interaction fluide-structure déjà existant au laboratoire M2P2, sera utilisé. Il est basé sur un couplage par frontières immergées entre un code fluide lattice Boltzmann pour la dynamique du sang et un code éléments finis pour la dynamique de déformation des prothèses. Sur la base des résultats de simulations, des analyses physiques des quantités hémodynamiques et des déformations des tissus seront effectuées toujours en lien avec la caractérisation des performances hémodynamiques et de la durabilité des valves pulmonaires. Selon l'avancée des travaux, des compotements de croissance des tissus pourront être pris en compte.
Profil recherché
Le/La candidat(e) en école d’ingénieur/master 2 devra posséder des compétences en calcul scientifique et mécanique générale, incluant la mécanique des structures et la mécanique des fluides. La maitrise de la programmation sera également nécessaire (Python). Un intérêt pour les projets interdisciplinaires notamment en biomécanique/santé sera aussi un plus à la vue de la forte interaction attendue avec les chirurgiens / cardiologues de l’hôpital de la Timone et les doctorants / post-doctorants du projet.
Lieu : Laboratoire de Mécanique, Modélisation et Procédés Propres (M2P2), Marseille
Durée : 6 mois, à partir de Février 2026, rémunération selon la grille de l’Université Aix-Marseille
Encadrement du stage :
- Marien Lenoir (marien.lenoir@ap-hm.fr)
- Isabelle Cheylan (isabelle.cheylan@univ-amu.fr)
- Julien Favier (julien.favier@univ-amu.fr)
Lettre de motivation et CV requis.
Références
A stable and explicit fluid–structure interaction solver based on lattice-Boltzmann and immersed boundary methods.T Fringand, I Cheylan, M Lenoir, L Mace, J Favier Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 421, 116777, 2024.
Analysis of fluid–structure interaction mechanisms for a native aortic valve, patient-specific Ozaki procedure, and a bioprosthetic valve. T Fringand, L Mace, I Cheylan, M Lenoir, J Favier. Annals of Biomedical Engineering 52 (11), 3021-3036, 2024.
