Thèse d'exercice : Médecine : Nancy 1 : 2009. / Titre provenant de l'écran-titre. 123 réf. bibliogr.

Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Tours : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse doctorat : Sciences pharmaceutiques : Strasbourg 1 : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliogr. Index.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Médecine.Biologie cellulaire : Reims : 2007. / Bibliographie f.115-134.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Ce mémoire est compose de deux parties, chacune correspondant à un article publié. La première présente une nouvelle approche de simulation pour une chimie virtuelle utilisée dans le domaine de la vie artificielle. Cette approche innovante est basée sur les échanges d'énergies lors des collisions entre les différents atomes du système. Les échanges d'énergie permettent de mieux diriger les réactions, tout en laissant une grande liberté au système. Cette chimie est developpée dans l'optique d'étudier l'émergence de certains phénomènes chimiques en lien avec l'origine de la vie. La deuxième partie du mémoire traite d'une simulation d'un corps humain. Le système développé simule certains métabolismes importants du corps humain dans le but d'obtenir un humain virtuel pouvant être utilisé dans le cadre de la formation en sciences de la santé. Le système cardiovasculaire ainsi que le système respiratoire du patient virtuel ont été développés et sont présentés dans ce mémoire.

Bien que la technologie médicale a largement contribué à améliorer la qualité ainsi qu’à augmenter la longévité humaine, celle-ci est aussi responsable d’avoir créé de nouvelles responsabilités difficiles. En effet, il est maintenant de notre responsabilité d’un côté de choisir si on désire faire appel à la technologie afin de prolonger la vie et d’un autre côté choisir le moment quand celle-ci devrait être retirée et de « laisser mourir ». Quand est-il approprié de venir à cette conclusion? Comment y arrive-t-on? Nous proposons, à travers la description du processus décisionnel afin de retirer le ventilateur à titre de traitement pour laisser mourir un individu, d’explorer le rôle des différents acteurs impliqués. Ceci est accompli en suivant la perspective de la théorie des acteurs en réseau jumelé à la méthode de la réflexivité institutionnelle, expérientielle et des savoirs. Notre expérience comme thérapeute respiratoire a été centrale afin de décrire le réseau qui se forme lorsque le processus décisionnel afin de retirer le ventilateur pour laisser mourir quelqu’un se produit.

Le geste médical assisté par ordinateur en salle d'opération n'a pas cessé de progresser lors de ladernière décennie. Ce phénomène est lié à l'évolution des techniques de chirurgie et notamment àl'apparition des techniques dites mini-invasives. Cette pratique bien que révolutionnaire car ellepermet de diminuer les risques d'infection a introduit de nombreux problèmes. En effet, lechirurgien est limité dans ses gestes à cause de la restriction de mouvement imposée par les trocarts.De ce fait, la communauté robotique s'est assez rapidement intéressée aux problématiques deschirurgiens afin de développer des dispositifs robotisés adaptés. Un des grands thèmes étudié estcelui de la téléopération. Cette dernière consiste à utiliser deux dispositifs robotisés communémentappelés: maître et esclave. Dans le contexte médical, le robot maître est manoeuvré par le chirurgienet le robot esclave est au contact de l'organe à opérer. La première génération de ces systèmes nepermettait pas au chirurgien de ressentir les efforts qu'il exerçait sur les organes du patient. Unedeuxième génération de dispositifs est apparue en introduisant le retour d'efforts. Au delà desproblèmes de stabilité et de commande rencontrés, de tels systèmes permettent de réduire lesimperfections du geste humain ou d'en augmenter les capacités. Une des gênes constatées par leschirurgiens lors de l'utilisation de tels systèmes est le mouvement physiologique des organes àopérer.Cette thèse s'est principalement focalisée sur le thème de la compensation des mouvementsphysiologiques dans le cadre de la téléopération avec retour d'efforts. L'objectif étant de démontrerqu'il est possible pour le chirurgien de téléopérer un organe soumis à des mouvementsphysiologiques, et notamment le mouvement respiratoire, sans qu'il ne ressente cette perturbation.[...] / Computer aided medical gesture kept increasing during the last decade. This phenomenon is linkedto the evolution of surgical technique and specially the use of minimally invasive surgery. Thisrevolutionary technique allows reducing infection risks but introduces new problems. Indeed, thesurgeon has limited motion capability because the use of trocars. Therefore, robotics communityinterest has kept growing in order to develop specific robotized devices. One of the most currentstudied topics is teleoperation in which two robots are used: the master and the slave. In a medicalcontext, the master robot is manipulated by the surgeon and the slave robot is in contact with theoperated organ. The first generation of those systems did not allow the surgeon to feel how muchforce he applies on the patient. Then with the second generation, force-feedback was introduced.Even if this technique introduces new problems such as control and stability, it also allows medicalgesture improvements. One commonly cited problem is the physiological motion of organs forexample.This thesis mainly focuses on the subject of physiological motion compensation in the context ofmedical force feedback teleoperation. The aim is to prove that the surgeon is able to teleoperate anorgan submitted to a physiological motion, and especially respiratory motion, without feeling thisdisturbance.First of all, the choice of the teleoperation scheme is important. In the literature, many can be found.To simplify this study, a two communication channel scheme has been chosen. This means that onlyone information is sent from the master to the slave and another one from the slave to the master. Inorder to fulfill a task in the free space and in contact with the environment, and to compensate aforce disturbance, the force-position scheme is selected. In this case, the slave sends forceinformation and the master sends back position information.[...]

Avec l'essor des nanotechnologies, se pose la question de la toxicité respiratoire et de l'impact des nanoparticules manufacturées sur des pathologies respiratoires telles que l’asthme allergique. Cette thèse a eu pour but d’étudier la toxicité respiratoire des nanotubes de carbone (NTC), figure emblématique des nanotechnologies, en lien avec leur biodistribution, chez la souris normale et dans un modèle murin d’asthme. Ce travail a porté sur des NTC à parois multiples, qui représentent plus de 95% de la production industrielle de NTC. Nos travaux ont montré que ces NTC se distribuent de façon uniforme dans les voies respiratoires de la souris, qu’ils sont internalisés par différentes cellulesrésidantes ou infiltrées (macrophages, pneumocytes de type II, neutrophiles), et qu'ils sont capables, en fonction de la dose et de la durée d'exposition, d'induire une inflammation et un remodelage des voies aériennes. Nos données ont également montré que ces NTC peuvent promouvoir la réponse à un allergène, les cellules épithéliales jouant un rôle dans cet effet. Ainsi, l’exposition aux NTC pourrait représenter un risque pour la santé respiratoire des sujets sains, mais également des sujets asthmatiques. / With the development of nanotechnologies, the question arises about the respiratory toxicity and the impact of the manufactured nanoparticles on the respiratory diseases such as allergic asthma. The aim of this thesis was to study the respiratory toxicity and biodistribution of carbon nanotubes (CNT), which are emblematic figures of nanotechnologies, in normal mice and in a murine asthma model. This work was conducted on multi-walled CNT, which represent more than 95% of the industrial production of CNT. Our data showed that CNT distribute uniformly in the mouse airways, that they areinternalized by different resident and infiltrated cells (macrophages, type II pneumocytes, neutrophils), and that they are able, according to the dose and duration of exposure, to induce an inflammatory response and a tissue remodeling. Our data also showed that CNT can promote the response to an allergen, and suggested that epithelial cells play a role in this effect. Thus, exposure to CNT could represent a risk for the respiratory health of healthy subjects and asthmatics.