Modélisation biomécanique et conception d'orthèses et d'instrumentations biomédicales novatrices pour le traitement de déformations rachidiennes

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Les objectifs du programme de recherche proposé sont en continuité avec les travaux antérieurs de modélisation, simulation, design et optimisation de traitements par orthèses et instrumentation de la scoliose (pathologie musculosquelettique qui touche 2-3% des enfants). Les objectifs généraux sont de développer des modèles analytiques validés et des méthodes de prototypage virtuel qui permettent d'étudier et de concevoir des dispositifs biomédicaux et approches de traitement orthopédique personnalisés novateurs ayant une action biomécanique optimale pour corriger les déformations du tronc. Les objectifs spécifiques sont: 1) Raffiner la modélisation par éléments finis (MÉF) détaillée du tronc: modélisation biofidèle de l'os et des tissus conjonctifs afin de représenter les propriétés mécaniques des sujets en fonction de leur âge et conditions pathologiques. 2) Poursuivre la MÉF détaillée des traitements orthopédiques et valider à l'aide de données expérimentales. 3) Exploiter cette MÉF afin d'évaluer l'efficacité biomécanique de différentes stratégies de traitement. 4) Développer une approche d'optimisation utilisant une MÉF personnalisée à chaque sujet, et l'exploiter afin de définir les paramètres optimaux du traitement. 5) Concevoir et fabriquer des orthèses et implants issus de l'optimisation et tester leur efficacité biomécanique; 6) Développer et valider des systèmes d'ajustement et d'assistance permettant d'optimiser l'installation des orthèses et implants. Cette recherche permettra de concevoir et déterminer pour chaque sujet les meilleurs paramètres biomécaniques de design et d'ajustement de leur orthèse ou intervention chirurgicale. Globalement, ces travaux d'ingénierie biomécanique permettront d'améliorer les technologies biomédicales utilisées pour le traitement de pathologies fréquentes de la colonne vertébrale, avec des bénéfices potentiels importants pour les sujets affectés.