3-D reconstruction of the micro-scale mechanical state of the abdominal aortic aneurysm wall - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

3-D reconstruction of the micro-scale mechanical state of the abdominal aortic aneurysm wall

Reconstruction 3D de l’état mécanique microscopique de la paroi de l’anévrisme de l’aorte abdominale

Résumé

The aortic wall is a complex hierarchical structure comprised of a non-uniform organization of its micro-structural constituents. The mechanical response of the tissue to external stimuli is heavily predicated on the arrangement and content of these constituents. The following doctoral thesis is aimed at investigating the hypothesis: the mechanical phenomena occur-ring at the level of the fibrous micro-structure is responsible for the macroscopic mechanical response of the tissue close to failure. For this purpose mechanical testing of arterial tissues was accomplished in conjunction with multi-photon microscopy imaging. The mechanical testing served as an assessment of the tissue’s macroscopic mechanical behavior, whereas the micro-structural imaging allowed for the quantification of the tissue’s morphology. Through the combined knowledge of these two developments, structure based micro-scale mechanical models were constructed. The micro-scale model enabled the analysis of mechanical state of the fibers at various tissue level load. The investigation concentrated on establishing the relationship between morphology of collagen fiber network in the outermost layer of the aortic wall, the adventitia, and its macroscopic mechanical response. Furthermore, possible fiber scale damage mechanisms that contribute to tissue’s macroscopic failure have been analyzed. The resulting contribution consists of quantification of fiber’s mechanical state, and an assessment of their kinematics at loads beyond the physiological range.
La paroi aortique est une structure hiérarchique complexe composée d'une organisation non uniforme de ses constituants micro-structurels. La réponse mécanique du tissu aux stimuli externes dépend fortement de la disposition et du contenu de ces constituants. La thèse de doctorat suivante vise à étudier l'hypothèse suivante : les phénomènes mécaniques qui se produisent - l'anneau au niveau de la microstructure fibreuse est responsable de la réponse mécanique macroscopique du tissu proche de la rupture. À cette fin, des tests mécaniques des tissus artériels ont été réalisés en conjonction avec l'imagerie par microscopie multi-photon. Les tests mécaniques ont servi à évaluer le comportement mécanique macroscopique du tissu, tandis que l'imagerie microstructurelle a permis de quantifier la morphologie du tissu. Grâce à la connaissance combinée de ces deux développements, des modèles mécaniques à micro-échelle basés sur la structure ont été construits. Le modèle à micro-échelle a permis d'analyser l'état mécanique des fibres à différentes charges au niveau du tissu. L'enquête s'est concentrée sur l'établissement de la relation entre la morphologie du réseau de fibres de collagène dans la couche la plus externe de la paroi aortique, l'adventice, et sa réponse mécanique macroscopique. De plus, les mécanismes possibles de rupture à l'échelle des fibres qui contribuent à la défaillance macroscopique des tissus ont été analysés. La contribution qui en résulte consiste en une quantification de l'état mécanique des fibres et en une évaluation de leur cinématique à des charges dépassant la gamme physiologique.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03461294 , version 1 (01-12-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03461294 , version 1

Citer

Venkat Siva Radha Krishna Ayyalasomayajula. 3-D reconstruction of the micro-scale mechanical state of the abdominal aortic aneurysm wall. Other. Université de Lyon, 2020. English. ⟨NNT : 2020LYSEM007⟩. ⟨tel-03461294⟩
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