Introduction : Les artères cérébrales de gros calibre du système antérieur, regroupées sous le nom de bifurcation carotidienne intracrânienne, sont les plus affectées par les accidents vasculaires cérébraux artériels néonatals, ces AVC étant localisés dans ce territoire dans 85% des cas. L'hypothèse pathophysiologique classique, mais non prouvée, postule que l'occlusion artérielle est causée par un embole d'origine placentaire. Cette croyance reste controversée par le débalancement de la distribution antérieure versus postérieure des infarctus cérébraux, et l'absence d'infarctus extra-cérébraux associés. Une nouvelle perspective pathophysiologique émerge de l'association épidémiologique entre l'inflammation gestationnelle et l'AVC néonatal. Nous postulons que l'inflammation materno-fœtale, induite par l'exposition gestationnelle aux pathogènes, mène à une vasculite affectant spécifiquement la bifurcation carotidienne puis provoque une thrombose focale. Méthodes : Des rates Lewis gestantes sont injectées avec de la saline ou du lipopolysaccharide (LPS) d'Escherichia coli (200 μg/kg/12h) entre les jours de gestation (G) 21 et 22. Les cerveaux de la progéniture sont prélevés à G21, G22 et au jour postnatal (P)1. Le sang maternel, les placentas et le sang fœtal sont échantillonnés à G21 ou G22. A P1, un stress prothrombotique (photothrombose transcutanée) combiné à une hypoxie (3h30, 8% O2) est appliqué sur les artères cérébrales moyennes pour comparer leur susceptibilité à la thrombose chez les ratons exposés au LPS et ceux non exposés. L'immunohistochimie, l'immunofluorescence et l'ELISA ont détecté les marqueurs inflammatoires maternels, placentaires et fœtaux. Résultats : Les artères intra-crâniennes les plus susceptibles à l'AVC expriment constitutivement plus de marqueurs inflammatoires en comparaison aux artères intra- ou extra-crâniennes non susceptibles à l'AVC périnatal. L'exposition gestationnelle au LPS provoque une inflammation maternelle, placentaire et fœtale associées à une production d'IL-1β, de TNF-α et de MCP-1 ainsi qu'une inflammation artérielle affectant le segment proximal des artères intra-crâniennes fortement susceptible aux AVC néonatals. Les ratons LPS + photothrombose + hypoxie présentent des AVC ischémiques ainsi que des déficits moteurs, qui n'étaient pas détectés lorsque la photothrombose + hypoxie était appliquée sans traitement préalable avec le LPS. Conclusion : les résultats acquits par le biais de notre nouveau modèle animal préclinique supportent notre hypothèse d'une augmentation de la susceptibilité à l'inflammation des artères cérébrales antérieures, et ouvrent une nouvelle avenue physiopathologique vasculitique pour les AVC néonatals.

La carotide est une artère très importante, car elle a pour fonction, principale avec le tronc basilaire d'irriguer le cerveau. Le flux sanguin dans cette région est complexe durant un cycle cardiaque. Les différentes formes de flux et en particulier le vortex ont rarement été discutés auparavant, et le battement de la paroi n'est pas pris en compte. Ce travail de thèse est une contribution pour comprendre l'évolution du vortex et les éléments qui l'influencent, en particulier les battements de parois, pour une recherche expérimentale au niveau de modèles de la bifurcation carotidienne. Les fantômes de carotide avec une transparence et une élasticité des parois artérielles proches de la réalité ont été réalisés par la technique de prototypage rapide. La description des phénomènes de flux et de vortex ont été réalisée dans les fantômes rigide et souple des carotides essentiellement de deux manières : longitudinalement par caméra rapide et transversalement par IRM. Une plateforme économique de PIV a été établie pour quantifier précisément le comportement du vortex avec des vecteurs de vitesse. Une méthode de segmentation de région de vortex et une analyse quantitative ont été mises au point pour étudier leur évolution durant le cycle cardiaque par IRM. La reproductibilité du vortex a été validée par une approche statistique. Les paramètres influençant le comportement des vortex dans les fantômes souple et rigide ont été étudiés. Enfin, une étude de faisabilité sur les vortex dans les fantômes en forme de carotide réelle a été réalisée pour la première fois. / The carotid artery is very important because its main function, with the basilar artery, is to irrigate the brain. The blood flow in this region is complex during a cardiac cycle. The various shapes of flow, in particular, the vortex, has rarely been discussed before and the beating of the arterial wall has not been taken into account. This thesis is a contribution to understand the evolution of the vortex and its factors, in particular the beating of arterial wall in experimental research at the carotid bifurcation. The elastic carotid phantoms with transparency and similar elasticity to real arterial walls properties have been made by rapid prototyping technique. The descriptions of vortex in the rigid and elastic carotid phantoms have been studied in two ways : longitudinal by a high-speed frame camera and tranversal by MRI sequences. An economic PIV platform that can accurately quantify the vortex by velocity vectors has been mounted. Asegmentation method to quantify and analyze the area of the vortex has been developed to study its evolution during the cardiac cycle by MRI. The reproducibility of the vortex has been validated by a statistical approach. The parameters influencing the behavior of vortex have been investigated in rigid and elastic phantoms. At the end, the study of vortex in real-carotid-shaped phantom has been tested for the first time.

La carotide est une artère très importante, car elle a pour fonction, principale avec le tronc basilaire d'irriguer le cerveau. Le flux sanguin dans cette région est complexe durant un cycle cardiaque. Les différentes formes de flux et en particulier le vortex ont rarement été discutés auparavant, et le battement de la paroi n'est pas pris en compte. Ce travail de thèse est une contribution pour comprendre l'évolution du vortex et les éléments qui l'influencent, en particulier les battements de parois, pour une recherche expérimentale au niveau de modèles de la bifurcation carotidienne. Les fantômes de carotide avec une transparence et une élasticité des parois artérielles proches de la réalité ont été réalisés par la technique de prototypage rapide. La description des phénomènes de flux et de vortex ont été réalisée dans les fantômes rigide et souple des carotides essentiellement de deux manières : longitudinalement par caméra rapide et transversalement par IRM. Une plateforme économique de PIV a été établie pour quantifier précisément le comportement du vortex avec des vecteurs de vitesse. Une méthode de segmentation de région de vortex et une analyse quantitative ont été mises au point pour étudier leur évolution durant le cycle cardiaque par IRM. La reproductibilité du vortex a été validée par une approche statistique. Les paramètres influençant le comportement des vortex dans les fantômes souple et rigide ont été étudiés. Enfin, une étude de faisabilité sur les vortex dans les fantômes en forme de carotide réelle a été réalisée pour la première fois.