Modélisation et caractérisation des bandes élastiques dans le traitement thérapeutique des ulcères veineux des membres inférieurs

Abstract

Les varices des jambes touchent environ 1% de la population adulte dans les pays développés et près de 2% en Algérie (Source MSPRH). La majorité des complications sont dues à des maladies veineuses. Les bandages compressifs médicaux contribuent énormément dans le traitement thérapeutique des ulcères veineux (appelés varices des jambes). Les experts dans le domaine médical estiment que l'application d'un bandage avec une extension constante permettra aux utilisateurs d'obtenir le profil de gradient de pressions requise, malgré que la circonférence de la jambe augmente à partir de la cheville vers le milieu du mollet. De nombreuses études publiées dans ce domaine montrent l'efficacité des différents bandages commerciaux et très peu de travaux ont été réalisés pour comprendre le phénomène montrant la façon dont ces bandages exercent les pressions sur la jambe. Les textiles élastiques destinés pour le traitement des maladies veineuses doivent avoir des caractéristiques bien définies, avec quelques restrictions des critères exigés par la matière première. L'utilisation d'un textile élastique implique un ensemble de contraintes appliquées dans plusieurs directions et il est très utile de prendre en considération les facteurs les plus influant afin de simuler des applications se rapprochant le plus possible de la réalité.Etant donné que de nombreux spécialistes dans le domaine clinique confirment actuellement que le phénomène de la compression médicale n'est pas encore maitrisé, cela signifie que la collaboration entre les spécialistes dans ce domaine du coté médical et les spécialistes du domaine textile n'existe pratiquement pas, ou si elle existe on ne voit pas les publications de leurs travaux. La connaissance du comportement des tissus rigides et élastiques est devenue une nécessité pour répondre à ce phénomène, pour cette raison, nous avons présenté dans ce travail le comportement mécanique des fils et des bandes élastiques ainsi que les modèles retenus pour les expérimentations et les simulations des compressions. Pour toutes ces raisons il est préférable d'envisager de mettre sur le marché national un bandage qui soit à la fois rigide et élastique. A partir de cette hypothèse et suite à beaucoup de travaux menés sur ces matériaux, nous proposons un bandage sur la base du modèle mécanique illustré dans la thèse, qui décrit à la fois l'élasticité et la relaxation.Trois articles ont été fabriqués séparément. Chaque article possède ses propriétés mécaniques propres et en finalité le plus performant a été choisi. Les résultats obtenus sur l'échantillon AT1 sont très intéressants pour les utilisateurs de ce produit du fait que la tension diminue au fur et à mesure de son utilisation. Ce comportement mécanique est dû à la structure des fils de chaîne qui décrivent un modèle viscoélastique. Ce phénomène présente un important avantage dans l'utilisation de cet article pour le traitement thérapeutique des ulcères veineux des membres inférieurs. La diminution de la tension est presque constante pendant environ 8 heures, ensuite elle se stabilise jusqu'à la fin des expériences. Le comportement mécanique du te-xtile AT2 est semblable aux textiles rigides comme les bandes gaze inélastiques. La faible élasticité est obtenue par un traitement thermique des fils de chaîne en polyamide texturé, ainsi l'élasticité obtenue disparait instantanément après un très court laps de temps. Le textile AT3 exerce une pression importante lors de son application sur la jambe et d'après les résultats précédents la diminution de la tension d'utilisation baisse uniquement de 7% avec le temps. Pour cette raison, des mesures strictes doivent être adoptées lors de son utilisation dans le milieu hospitalier. L'utilisation de cet article doit se faire sous surveillance permanente afin d'éviter des éventuelles complications lors de son utilisation.Vu que la circonférence du membre inférieur du corps humain n'est pas parfaitement cylindre, et afin de simuler les pressions appliquées sur cette surface, il est indispensable de définir toutes les conditions pour l'obtention d'une pression moyenne de 38 mm Hg sur toute la surface de la jambe. L'élasticité, la rigidité à la flexion, les densités linéaires en chaîne et en trame, les diamètres des fils de chaîne et de trame, les origines des matières premières des fils de chaine et des fils de trame ainsi que le remplissage du tissu par la matière première sont les facteurs qui influent sur les résultats attendus. Afin de réduire les variations des pressions transférées à travers les textiles utilisés dans cette étude, et lors des simulations des compressions sur la jambe humaine, nous avons utilisé un matériau supplémentaire comme rembourrage entre la surface extérieure de la jambe et le textile élastique, il s'agit d'un film de polyuréthane. Tous les échantillons sont fabriqués sur un métier à tisser à aiguille unilatérale, sur lequel nous avons adapté un cantre séparé pour l'alimentation en fils de chaîne. Cette technique nous a permis d'intervenir rapidement pour apporter des changements dans la structure du tissu, elle a été complètement réalisée dans les ateliers mécanique de l'université M'Hamed BOUGARA de Boumerdes.Nous avons définis les limites exactes des facteurs de production à partir desquelles les échantillons fabriqués possèdent des propriétés qui répondent aux généralités. A l'échelle industrielle (un PNR a été agréé dans ce domaine), certaines données vont être changées pour des raisons économiques et de qualité, il s'agit surtout de proposer un produit de qualité avec des dépenses les plus réduites possibles. Il est tout d'abord, nécessaire de choisir l'ensemble des paramètres technologiques de production. Ces paramètres ont été étudiés lors des travaux précédents réalisés dans le cadre de la thèse du magister. Ensuite, le document présente un travail théorique et pratique pour réunir tous les éléments nécessaire à l'étude physique de la thérapie par compression, notamment comment les bandages textiles exercent et produisent des pressions requises et comment sont produites les forces intermédiaires sur la jambe par les bandages de différents types. L'influence de l'épaisseur des bandages sur la pression d'interface a été examinée. Il est décrit les modèles développés pour estimer la pression appliquée par des bandages à plusieurs couches et les forces longitudinales et transversales exercées par ces bandages.Dans ce travail, nous avons analysé le comportement de la pression réelle interne exercée par des bandages étudiés préalablement. Ces pressions sont mesurées sur une période de temps pour une classe donnée de bandages appelés bandages à simple couche, mais pouvant être appliqués avec plusieurs spires. L'idée de base de ce travail est d'étudier la possibilité de changer la structure et les caractéristiques mécaniques des bandages dans le but d'améliorer le comportement de la compression pendant l'usage.Dans cette thèse, nous avons prévu le calcul de la pression sans tenir compte de l'épaisseur du matériau, qui met en évidence le nombre de couches appliquées mais cela sous-entend que celles-ci sont appliquées l'une sur l'autre d'une manière superposée. Il a été démontré que si l'épaisseur du matériau est petite, c'est-à-dire que le rapport entre son épaisseur et le rayon d'application est inférieur à 0.1, l'épaisseur n'influe guère sur la pression appliquée. Nous avons également élaboré un modèle qui tient compte de l'épaisseur du matériau appliqué ( e/R>1/10 ), mais ne prend pas en considération le nombre de couches. Enfin un deuxième modèle a été élaboré tenant compte du nombre de couches et de l'épaisseur de chaque couche lorsque ces dernières sont distinctes, c'est-à-dire lorsqu'elles appartiennent à des bandes différentes. Afin de valider nos résultats et les calculs théoriques de la pression exercée sur la jambe à l'aide de plusieurs couches du même textile élastique, nous avons conçu et réalisé les expériences sur un cylindre mou qui a servi de prototype et sur lequel nous avons reporté les dimensions réelles d'une jambe de taille moyenne. Pour tous les calculs et les expériences pratiques nous avons utilisé les trois échantillons prélevés lors des travaux antérieurs.Les tensions appliquées sur les textiles et les allongements correspondants durant chaque phase, sont réalisées dans les sens croissant et décroissant. De tous les graphes, il est clair que la tension est le premier facteur qui influe directement avec un grand pourcentage sur la pression exercée par les textiles sur la surface de la jambe dites pressions d'interface. En utilisant les bandages simple couche, la pression du textile est directement transmise sur la surface de la jambe.Une déviation significative est observée au niveau de la cheville, en bas du mollet et au niveau du genou, par contre au niveau du mollet, les pressions réelles sont plus ou moins uniformes et en même temps plus rapprochées aux pressions calculées. Au niveau de la cheville et dans les zones intermédiaires, les courbes correspondantes aux valeurs de pressions réelles changent de plan par rapport à la courbe des valeurs calculées. Les déviations ne sont pas très importantes par conséquent le modèle proposé pour l'évaluation des pressions d'interface est vérifié expérimentalement, il peut donc être utilisé pour l'évaluation des pressions appliquées par un bandage