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Equipe Biomécanique dentaire
et cranio-maxillo-faciale


Responsables : Paul Lipinski, Anne-Sophie Bonnet

PRESENTATION

Les travaux de l'équipe concernent la biomécanique dentaire et cranio-maxillo-faciale. Des travaux de recherche fondamentale visent à décrire le comportement instantané et évolutif des tissus biologiques. En parallèle, des modèles numériques personnalisés sont élaborés afin de fournir une aide à la décision clinique et de proposer de nouvelles solutions de reconstruction anatomique et fonctionnelle. Ces nouveaux dispositifs sont conçus, en collaboration avec les professionnels de la santé et les industriels du domaine biomédical. Leur validation est effectuée au moyen d'essais expérimentaux. Cette démarche globale a pour but de contribuer à l'avancée scientifique dans le domaine du comportement des tissus osseux ainsi que de permettre aux professionnels de la santé d'optimiser et d'élargir l'arsenal de solutions thérapeutiques proposé à leurs patients.

AXES DE RECHERCHE

Etude du tissu osseux

Modélisation du comportement évolutif de l'os
Les processus de guérison et de remodelage osseux sont analysés par le biais du développement de modèles micromécaniques prenant en compte les différentes fractions volumiques de tissus formés, l'objectif principal étant d'analyser les interactions entre tissus biologiques et dispositifs médicaux implantables.

Etude du comportement instantané de l'os spongieux
Les études menées ont pour but de déterminer les propriétés mécaniques des travées par méthode inverse à partir de la mesure des propriétés apparentes de l'os spongieux. Ces travaux allient expérimentations et modélisation (simulations par éléments finis, méthodes d'homogénéisation).

Usure de l'os en contact avec des matériaux prothétiques
Des expérimentations sont effectuées avec un tribomètre reproduisant des conditions de contact et de glissement semblables à celles observées dans les articulations. Ces mesures permettent de comprendre les mécanismes d'usure de l'os et de proposer des lois destinées à prédire la durée de vie de solutions prothétiques.

Restauration prothétique anatomique et fonctionnelle.

Traitement de l'édentement par prothèses sur implants
Des modèles numériques de la prothèse sur implants et de son environnement sont construits afin de proposer une optimisation des systèmes prothétiques existants. Ces résultats visent à aider les dentistes à proposer une solution adaptée à chaque patient.

Conception et caractérisation de nouvelles solutions de reconstruction pour la chirurgie cranio-maxillo-faciale
Les travaux menés visent à proposer des solutions de comblement de défects osseux ou multi-tissulaires (distraction ostéogénique, substituts osseux en titane poreux…). Ces solutions sont conçues en collaboration avec les professionnels de la santé. Elles sont caractérisées expérimentalement et leur fonctionnalité est évaluée par le biais de modèles numériques adaptés.

Etude cinématique et dynamique de l'articulation temporo-mandibulaire
Des analyses cinématiques et dynamiques sont effectuées pour connaître le fonctionnement de l'articulation temporo-mandibulaire (ATM), comprendre la venue de pathologies et mettre en place des outils de diagnostic.

MEMBRES

Membres permanents :
P Lipinski, PU
A-S Bonnet, MCU
E. de Brosses, MCU
C. Dreistadt, MCU
N. Bonfoh, MCU

Doctorants :
D. Alvarez
V. Creuillot
T. Koeppel

PARTENAIRES

AGH de Cracovie
Département de chirurgie orale, plastique et maxillo-faciale du CHU de Dijon
Département de radiologie du CHU de Strasbourg
Faculté de chirurgie dentaire de Strasbourg
Faculté de chirurgie dentaire Paris- Descartes - Paris 5
Société OBL

PUBLICATIONS (2008-2013)

1. Bonfoh, N., Bilasse, M., Lipinski, P., Modélisation du remodelage osseux, REVUE DE MECANIQUE APPLIQUEE ET THEORIQUE, 1, 717-726 (2008).
2. Daas, M., Dubois, G., Bonnet, A. S., Lipinski, P. & Rignon-Bret, C. A complete finite element model of a mandibular implant-retained overdenture with two implants: Comparison between rigid and resilient attachment configurations. MEDICAL ENGINEERING & PHYSICS, 30, 218–225 (2008).
3. Bonnet, A. S., Postaire, M. & Lipinski, P., Biomechanical study of mandible bone supporting a four-implant retained bridge. Finite element analysis of the influence of bone anisotropy and foodstuff position. MEDICAL ENGINEERING & PHYSICS, 31, 806-815 (2009).
4. Dreistadt, C., Bonnet, A.-S., Chevrier, P. & Lipinski, P., Experimental study of the polycarbonate behaviour during complex loadings and comparison with the Boyce, Parks and Argon model predictions. MATERIALS & DESIGN, 30, 3126–3140 (2009).
5. Bonnet, A. S., Postaire, M. & Lipinski, P., Answer to the letter addressed to Editor concerning 'Biomechanical study of mandible bone supporting a four-implant retained bridge. Finite element analysis of the influence of bone anisotropy and foodstuff position'. MEDICAL ENGINEERING & PHYSICS, 32, 415–416 (2010).
6. Bonfoh, N., Novinyo, K. E., Lipinski, P., Modeling of bone adaptative behavior based on cells activities, BIOMECHANICS AND MODELING IN MECHANOBIOLOGY, 10, 789-798 (2011).
7. Bonnet, A. S., Dubois, G., Lipinski, P. & Schouman, T., In vivo study of human mandibular distraction osteogenesis. Part I: Bone transport force determination, ACTA OF BIOENGINEERING & BIOMECHANICS, 14, 3-14 (2012).
8. Barbas, A., Bonnet, A.-S., Lipinski, P., Pesci, R. & Dubois, G., Development and mechanical characterization of porous titanium bone substitutes. JOURNAL OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF BIOMEDICAL MATERIALS, 9, 34–44 (2012).
9. Bonnet, A. S., Dubois, G., Lipinski, P. & Schouman, T., In vivo study of human mandibular distraction osteogenesis. Part II: determination of callus mechanical properties", ACTA OF BIOENGINEERING & BIOMECHANICS, 15, 11-18 (2013).
10. Janc, K., Tarasiuk, J., Bonnet, A. S. & Lipinski, P., Genetic Algorithms as a useful tool for trabecular and cortical bone segmentation, COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE, 111, 72-83 (2013).
11. Lipinski, P., Barbas, A., Bonnet, A. S., Fatigue behavior of thin-walled grade 2 titanium samples processed by Selective Laser Melting. Application to life prediction of porous titanium implants, JOURNAL OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF BIOMEDICAL MATERIALS, 28, 274-290 (2013).
12. Bonnet, A.S., Lipinski, P., Creuillot, V., Simulations par éléments finis de solutions prothétiques mandibulaires sur implants, REALITES CLINIQUES, 24, 67-74 (2013).