simulation numérique multiphasique de l'injection d'un fluide à rhéologie complexe durcissant dans un écoulement afin d'en modifier la topologie

流体注射和流变复合体的多相数值模拟，通过拓扑修饰进行修饰

• 批准号: RGPIN-2015-03949
• 负责人: Kauffmann, Claude
• 金额: $ 1.82万
• 依托单位: Université de Montréal
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2016-01-01 至 2017-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=614470
• 关键词: simulation; num; rique; multiphasique; de

Contexte : Dans le programme de recherche proposé on vise la simulation multiphasique de l'injection d'un hydrogel dans un écoulement sanguin. Ce programme ambitieux représente un défi important mais également un axe de recherche tout à fait original. En effet, Nous somme en présence de rhéologies complexes, de phénomènes multi-échelles du domaine spatial (biologie cellulaire et écoulement macroscopique) mais aussi du domaine temporel car les phénomènes étudiés se déroulent sur des échelles de temps très différentes soit : l’injection O(seconde), la gélification O(minutes/heures) et la résorption O(semaines/mois). Méthodologie : Notre programme de recherche s’articule en cinq étapes. La première (i) vise la modélisation numérique des hydrogels, l’implémentation de la loi de viscoélasticité et la validation de la rhéologie par la simulation d’expérimentation connues. La seconde (ii) concerne le développement du cadre numérique de la simulation multiphasique hydrogel-sang. Plusieurs défis seront relevés comme l’optimisation du maillage hexaédrique dynamique pour le suivi de l'interface mais aussi l’aspect multi-échelle de la simulation. On cherchera ensuite (iii) à valider le champ d’écoulement multiphasique par l’utilisation d’un montage expérimental modulaire doté d’un dispositif optique de suivi des particules (PIV-3D). L’étape quatre (iv) s’intéressera au développement de méthodes d’injection contrôlées, à l’ingénierie de l’injecteur et à son impact sur le processus d’injection. La dernière étape (v) est un objectif à long terme qui vise à ouvrir le champ de recherche vers des applications potentielles en thérapie cellulaire en modélisant les équations qui régissent les interactions entre l’hydrogel et son environnement biologique. En effet, en se dégradant, l’hydrogel va offrir une matrice de support à la prolifération de cellules biologiques, croissance qui peut être favorisée par l’ajout de composés actifs dans sa composition initiale. Incidences: Ce projet offrira aux étudiants un cadre de recherches multidisciplinaires dans un environnement de travail de grande qualité (CRCHUM) conçu pour faciliter les échanges et les ressources inter-laboratoires. À l’issu de ce programme cette recherche pourrait se placer parmi les pionnières car à notre connaissance c’est la première fois qu’une simulation numérique multiphasique de l’injection d’un hydrogel en milieu sanguin soit proposée. De plus, cette recherche fondamentale permettra de favoriser l’émergence d’innovations thérapeutiques, tels que l’embolisation de vaisseaux sanguins, la médication in-vivo localisée ou encore pour l’injection de ciment biocompatible pour la réparation des fractures osseuses.

背景：在研究方案中，提出了将水凝胶注射到血液中的多相模拟。该方案的目标是代表一个重要的目标，迈斯承认一个真正的原创性研究。实际上，我们总是存在复杂的流变学，空间域（细胞生物学和宏观耦合）的多学科现象，迈斯也存在于时间域，因为研究的现象在不同的时间点上都是不利的：注入O（秒），气化O（分钟/小时）和吸收O（半小时/月）。 方法学：五盘磁带上的研究论文。首先（i）通过模拟实验连接，对水凝胶进行数值模拟、实施粘弹性法和验证流变学。第二部分（ii）涉及多相水凝胶模拟的数值框架的发展。Plusieurs défis seront relevés comme l'optimization du maillage hexaédrique dynamique pour le suivi de l'interface迈斯aussi l'aspect multi-échelle de la simulation. On cherchera ensuite（iii）à valider le champ d'écoulement multiphasique par l'utilisation d'un montage experimental modulaire doté d'un dispositif optique de suivi des particules（PIV-3D）. L'étape question（iv）s'intéressera Au au détépement de methodes d'injection controlées，à l'ingénierie de l'injecteur et à son impact sur le processus d'injection. La dernière étape（v）is un objectif a long泰尔梅梅whi vise for ouvrir le champ de recherche vers des applications potentielles en thérapie cellularaire en modélisant les equations qui régissent les interactions entre l'hydrogel et son acquirnement biologique.实际上，在其降解过程中，水凝胶可提供一种支持细胞增殖的基质，这种基质可通过在初始组合物中加入活性组合物而获得。 发生率：Ce projet offrira aux étudiants un craft de recherches multidisciplinaires dans un acquisition de travail de qualité（CRCHUM）conçu pour faciliter les étransitions et les resources interlaboratoires. 该研究计划的发布使我们认识到，这是首次提出在血液环境中注射水凝胶的多相模拟。此外，该研究基础研究有利于治疗创新，例如血液栓塞、体内局部缓解或再注射生物相容性水泥以修复骨折。