Département de génie mécanique

• B. Eng. Biomedical Engineering, University of Aachen (Allemagne), 1993
• M. Eng. Mechanical Engineering, University of Technology of Chemnitz (Allemagne), 1995
• Ph. D. Mechanical Engineering, University of Technology of Chemnitz (Allemagne), 1997

• Domaines : Bio-ingénierie et ingénierie du sport; matériaux
• Thèmes : Biomatériaux; génie tissulaire et biomatériaux; instruments médicaux
• Mots-clés : Appareillage; bioingénierie; biomatériaux; biomécanique; biomédical; instrumentation; instrumentation biomédicale; matériaux; traitement de l'image biomédicale; vertébroplastie

Biomatériaux

La recherche se concentre sur la compréhension de la science impliquée dans l’utilisation du ciment médical pour le renforcement du squelette atteint d’ostéoporose.

• Amélioration des biomatériaux acryliques régulièrement utilisés dans cette application et des biomatériaux calciques régénérateurs.

Vertébroplastie

La recherche se concentre sur la compréhension de la science impliquée dans l’utilisation du ciment médical pour le renforcement du squelette atteint d’ostéoporose. Ces connaissances ouvrent la voie à de nouvelles technologies pour le développement de cette procédure innovatrice. La vertébroplastie est une procédure de traitement pour les fractures de compression vertébrale, la principale complication de l’ostéoporose. Un des principaux obstacles à son utilisation est l’épanchement du ciment en dehors de la vertèbre et dans les tissus adjacents pouvant causer de sérieuses complications, telles des embolies pulmonaires.

Aujourd’hui, près d’un Canadien sur quatre de plus de 60 ans est touché par l’ostéoporose. En fragilisant les os, cette maladie dégénérative provoque bien souvent des fractures, qui ne peuvent actuellement être soignées par aucun moyen efficace. Plusieurs patients en souffrent, et le régime de santé publique investit des sommes sans cesse grandissantes dans les soins visant à améliorer leur qualité de vie.

En collaboration avec une équipe multidisciplinaire formée d’ingénieurs mécaniques, d’ingénieurs chimiques et de chirurgiens orthopédistes, le professeur Baroud tente de rendre le processus de renforcement par le ciment plus contrôlée et prévisible. Les chercheurs utilisent des techniques très avancées pour examiner les propriétés du ciment et les propriétés morphologiques de l’os ostéoporotique. Les méthodes employées sont celles des modèles mathématiques, des simulations par ordinateur et des essais de laboratoire.

Spécifiquement, le projet principal du laboratoire se divise en quatre groupes interfonctionnels et complémentaires :

1. Biomécanique : avec l’accent mis sur les forces sous-jacentes à l’écoulement du ciment pendant le processus d’injection ainsi que sur les forces dans le squelette après le renforcement.
2. Biomatériaux : avec l’accent mis sur l’amélioration des biomatériaux acryliques régulièrement utilisés dans cette application et des biomatériaux calciques régénérateurs.
3. Imagerie biomédicale : avec l’accent mis sur le traitement d’images de la structure osseuse sur l’échelle du micro afin de comprendre le changement géométrique produit par l’ostéoporose.
4. Instrumentation biomédicale : avec l’accent mis sur les systèmes électromécaniques et les capteurs, pour une livraison du ciment prévisible et bien contrôlée.

Objectifs

• Élaborer des lignes directrices, des techniques, des biomatériaux ou des dispositifs permettant une procédure sécuritaire d’injection du ciment.
• Étudier la biomécanique de la stabilisation des os ostéoporotiques par une procédure peu effractive utilisant le ciment pour traiter le squelette affaibli.

Les objectifs visés par M. Baroud sont complémentaires : d’une part, le chercheur s’applique à rendre la procédure plus sécuritaire et prévisible, d’autre part, il veille à l’élaboration de nouveaux matériaux régénérateurs. Il compte trouver des solutions simples mais efficaces (lignes directrices, techniques, biomatériaux, dispositifs) fondées sur une connaissance approfondie des sciences sous-jacentes aux biomécanismes de la procédure d’injection du ciment. M. Baroud souhaite que le renforcement par le ciment puisse être appliqué à d’autres structures anatomiques, comme la hanche, le poignet et la jambe, et qu’il puisse servir de traitement préventif.

Pour obtenir la liste des projets proposés aux études supérieures par les professeurs du département, consultez la page Projets de recherche offerts.

Laboratoire de biomécanique de l'Université de Sherbrooke

• Baroud, G., P.-L. Martin, F. Cabana (2006). Ex vivo experiments of a new injection cannula for vertebroplasty. Spine, 31(1): 115-9.
• Baroud, G., T. Swanson, T. Steffen (2006). Setting properties of four acrylic and two Ca-P cements for vertebroplasty. Journal of Long-Term Effects of Medical Implants, 1(16): 51-59.
• Baroud, G., M. Bohner (2006). Conséquences biomécaniques de la vertébroplastie. Revue du rhumatisme, 73(3): 248-255.