Une approche multi-échelles pour la prédiction de certains effets des vibrations mécaniques sur le réseau vasculaire digital.
Etude
En France, près de 11 % des salariés sont exposés à des vibrations transmises au membre supérieur. Une exposition prolongée à des vibrations de niveau élevé peut entraîner des troubles vasculaires comme le syndrome de Raynaud d’origine vibratoire. L’estimation réglementaire de l’exposition journalière aux vibrations ne garantit pas, aujourd’hui, une protection suffisante des salariés au regard de cette pathologie. Pour définir une dose vibratoire qui reflèterait mieux les effets physiopathologiques du syndrome de Raynaud vibratoire, nous avons modélisé l’apparition de ce syndrome en deux étapes. La première consiste à mesurer, sur une cohorte de volontaires, la baisse des forces de cisaillement exercées par le sang sur les parois de l’artère (Wall Shear Stress – WSS) lors d’une exposition aux vibrations. Une réduction aigue, mais répétée du WSS peut conduire à une sténose artérielle caractéristique du Raynaud vibratoire. La seconde étape est alors consacrée à l’implémentation d’un modèle numérique mécano-biologique prédisant cette sténose artérielle en fonction du WSS. Nous avons montré que les vibrations réduisaient nettement le WSS (divisé par 3 par rapport à son niveau basal pour une vibration de 40 m.s-2). Cette baisse est indépendante de la fréquence d’excitation dans la gamme testée entre 31 Hz et 400 Hz. Par contre, le WSS décroit de façon logarithmique lorsque l’amplitude de la vibration augmente. Le modèle mécano-biologique a simulé une sténose artérielle de 30 % pour un salarié exposé 4 heures par jour pendant 10 ans. Ce modèle a aussi mis en évidence l’accumulation chronique d’une enzyme impliquée dans le remodelage des parois de l’artère : la métalloprotéase matricielle 2 (MMP-2). En connaissant l’exposition journalière (le modèle peut prendre en compte tout type de cycle d’exposition) et le WSS (ou de manière équivalente l’accélération sur la machine), le modèle mécano-biologique permet de déduire le degré de sténose (en tenant compte éventuellement de la variabilité interindividuelle) donc celui de la pathologie pour une exposition chronique aux vibrations. C’est une nouvelle définition de la dose vibratoire.
-
Fiche technique
Fiche technique
-
Année de lancement
2017 -
Discipline(s)
Vibrations - Biomécanique -
Responsable(s)
-
Participant(s)
-
Collaboration(s) extérieure(s)
UMR CNRS 6214-INSERM 1083 de la Faculté de médecine d'ANGERS -
Référence
EL2017-008
-
-
Publications et communications
Publications et communications
- NOEL C., SETTEMBRE N. Paramètres hémodynamiques locaux dans les artères de doigts lors d’une exposition aux vibrations Computers in Biology and Medicine, januaryr 2024 (online november 2023), vol. 168, 18 p., https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2023.107709
- NOEL C., REDA M., SETTEMBRE N., JAQUET E. Sténose artérielle induite par une modification due aux vibrations des contraintes de cisaillement exercées par le sang sur l'endothélium : une piste pour prévenir le risque vasculaire vibratoire ? Proceedings of the 15th International Conference on Hand-Arm Vibration, Nancy, France, June 06-09, 2023, ISBN 978-3-0365-7807-1, pp. 37-41
- NOEL C., REDA M., SETTEMBRE N., JAQUET E. Sténose artérielle induite par une modification due aux vibrations des contraintes de cisaillement exercées par le sang sur l'endothélium : une piste pour prévenir le risque vasculaire vibratoire ? 6/6/2023-NANCY-15th International Conference on Hand-Arm Vibration
- REDA M., NOEL C., SETTEMBRE N., CHAMBERT J., LEJEUNE A., ROLIN G., JACQUET E. Modélisation multi-agents de l’hyperplasie intimale induite par les vibrations. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology, July 2022, https://doi.org/10.1007/s10237-022-01601-5, 25 p.
- NOEL C., SETTEMBRE N., REDA M., JACQUET E. Une approche multi-échelle pour la prédiction de certains effets des vibrations sur les artères digitales Vibration, april 2022, volume 5, issue 2, pp 213–237, https://doi.org/10.3390/vibration5020014
- REDA M., NOEL C., SETTEMBRE N., CHAMBERT J., LEJEUNE A., ROLIN G., JACQUET E. Modélisation multi-agent de la croissance artérielle induite par les vibrations : identification des paramètres du modèle par des tests cellulaires Proceeding of the XXVIII Congress of the international society of biomechanics (ISB), 25-29 July 2021, 1 p.
- NOEL C., SETTEMBRE N. Estimation des modifications induites par les vibrations mécaniques sur les contraintes de cisaillement dans les artères digitales Journal of Biomechanics, january 2022, vol. 131, 14 p., https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2021.110893
- REDA M., NOEL C., JACQUET E. Modélisation multi-agents de la sténose artérielle impliquée dans le syndrome de Raynaud d’origine vibratoire. Proceeding American Conference on Human Vibration, june 2021, 2 p.
- REDA M., NOEL C., JACQUET E. Modélisation multi-agents de la sténose artérielle impliquée dans le syndrome de Raynaud d’origine vibratoire. 23/6/2021-VIRTUEL-8th American Conference on Human Vibration
- REDA M., NOEL C., JACQUET E. Modélisation multi-agent de la croissance artérielle induite par les vibrations : identification des paramètres du modèle par des tests cellulaires 25/7/2021-STOCKHOLM -XXVIII congress of the international society of biomechanics (ISB)
- REDA M., NOEL C., SETTEMBRE N., CHAMBERT J., LEJEUNE A., JACQUET E. Modélisation multi-agents de la migration des cellules musculaires lisses induite par les vibrations : une étude préliminaire Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, november 2020, Vol. 23, N. S1, S255–S256, https://doi.org/10.1080/10255842.2020.1815326
- NOEL C., SETTEMBRE N. Les contraintes de cisaillement artérielle induite par les vibrations : un socle potentiel pour un nouveau filtre de pondération vasculaire ? Proceedings of the 14th International Conference on HAND-ARM VIBRATION, Bonn, Germany, May 21-24, 2019, 978-3-86423-228-2, pp. 19-20.