Modélisation biomécanique, optimisation et fabrication d'orthèses thoraco-lombo-sacrées

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Le programme de recherche en génie biomécanique s'inscrit dans la continuité des travaux antérieurs de modélisation, outils de simulation, design et optimisation de traitements par orthèses (corset orthopédique) de déformations de la colonne vertébrale, mais se distingue par la vision d'adresser de nouveaux défis scientifiques et technologiques liés aux limites des modèles (quasi-statique, effets musculaires, biofidélité, propriétés mécaniques en fonction de l'âge et pathologies) et lacunes des technologies orthotiques existantes (compréhension des mécanismes de correction 3D, limites des méthodes de fabrication) qui demeurent encore largement empiriques. ******Les objectifs généraux sont de développer des modèles analytiques de simulation validés et des méthodes de fabrication qui permettront d'aborder les défis précédemment mentionnés, d'étudier et supporter la conception et validation d'orthèses dont la topologie et caractéristiques mécaniques sont optimisés tout en ayant une action biomécanique 3D optimale pour corriger à long terme les déformations rachidiennes. Afin d'aborder ces défis originaux, les objectifs spécifiques sont::******1) Raffiner et valider un modèle par éléments finis (MéF) détaillé du tronc afin de représenter les mécanismes de correction et de changement d'efficacité des orthèses dans le temps : modélisation biofidèle de l'os et des tissus connectifs afin de représenter les propriétés mécaniques des sujets en fonction de leur âge et conditions, interaction orthèse-tronc, phénomènes de relaxation (visco-élastiques) et croissance.***2) Exploiter ce MéF afin de développer des outils d'évaluation de l'efficacité biomécanique de différents designs d'orthèses et d'optimiser leur design (i.e. diminuer la surface de contact avec la peau tout en maximisant la correction 3D et en minimisant les problèmes de compliance (pressions élevées, cisaillement au niveau de la peau)). ***3) Concevoir et fabriquer par impression 3D des prototypes d'orthèses issus de l'approche d'optimisation et développer une plateforme permettant de tester leur efficacité biomécanique. ******Cette recherche permettra de développer des outils de conception et de fabrication qui permettront d'améliorer le design et l'efficacité des orthèses, avec des bénéfices potentiels importants pour les sujets affectés et l'industrie des technologies biomédicales.