Publication

Mathematical modeling of bone formation inside tissue engineering scaffolds (Master project)

2010
Student Projects

Résumé

Tissue engineering scaffolds are porous structures that allow bone cells to reside and produce bone. This process involves migration and differentiation of mesenchymal stromal cells and production of cartilage and bone by chondrocytes and osteoblasts, which is basically a bone healing process. Based on a mechanistic model of fracture healing, a 2D model of bone formation inside scaffold will be developed. Extensive experimental data from an in vivo study is available which will be used to verify the results of this mathematical model. This project demands working with MATLAB and COMSOL. A good mathematical background is highly recommended.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/93082b75-f4fb-48f6-89a1-62be786be9ed

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vignette|250px|Illustration d'un fémur humain extraite de Henry Gray's Anatomy of the Human Body. vignette|250px|La forme des os traduit l'adaptation évolutive aux fonctions qu'ils remplissent pour l'organisme. vignette|250px|Os de pieds déformés par la lèpre. Un os est un organe des Vertébrés, essentiellement constitué d'un tissu conjonctif solidifié qu'on appelle aussi os. Grâce à leur structure, les os sont à la fois légers, souples et solides ; ceux des oiseaux contiennent de l'air et sont particulièrement légers.

Consolidation osseuse

La consolidation osseuse est un processus de reconstruction de l'os à la suite d'une fracture osseuse. Le processus de consolidation comporte 3 phases : Elle débute immédiatement après la fracture avec formation d’un hématome périfracturaire (J0 à J20). Formation du cal mou (fibreux) (J20 à J30) Formation du cal dur (ossification) (J30 à J60) Elle a pour but d’adapter le segment osseux aux contraintes mécaniques (1 à 4 ans).

Fracture

Une fracture (Fx) est une rupture partielle ou complète d'un os. Dans les cas plus graves, l'os peut être cassé en plusieurs morceaux. Les premiers éléments pouvant faire penser à une fracture sont : le mécanisme : choc, chute ; la douleur, soudaine et localisée ; l'impotence fonctionnelle : il est douloureux ou impossible d'effectuer certains mouvements ; la déformation : formation d'un œdème (gonflement), angulation du membre (fracture avec déplacement), enfoncement ; la présence possible d'un hématome.

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