Conception d'une chambre de culture et de sollicitation permettant l'imagerie par résonance magnétique du disque intervertébral isolé

Le disque intervertébral cristallise de nombreuses pathologies dans le monde occidental. Il est une des sources principales de douleurs chroniques. Établir un diagnostic précoce, non invasif, est une nécessité. La dégénérescence du disque s'accompagne d'un changement, pouvant être radical, de ses propriétés mécaniques. Ce changement, s'il est possible d'établir des cartes d'évolutions du disque, pourrait être détecté par l'imagerie par résonance magnétique quantitative (IRMq). Pour ce faire, il est important d'aborder deux problèmes principaux, le premier, non étudié ici, est l'amélioration du séquençage IRMq pour obtenir des séquences plus courtes, le second est la création d'atlas de dégénérescence. Notre étude, basée sur la possibilité de culture du disque intervertébral, consiste en la création d'une chambre de culture accompagnée d'un système de sollicitation mécanique du disque. Ces deux parties vont permettre, dans un second temps, de solliciter le disque jusqu'à dégénérescence tout en l'imageant, permettant ainsi de créer un atlas de son évolution. Pour réaliser cela, il est important de pouvoir cultiver le disque pendant deux à seize semaines. Les principaux systèmes sont très complexes, trop pour une utilisation dans un système IRM. Cette étude a été précédée de deux études complémentaires. In-vivo le disque est soumis à un chargement complexe, toujours en compression. In-vitro, le disque est le plus souvent soumis à une compression très légère pour éviter son gonflement. Ces deux caractéristiques ne sont pas comparables, ni compatibles. Une première étude sur le signal IRMq des disques comprimés a donc été réalisée. Une seconde étude, sur le signal IRMq des disques digérés par une enzyme a aussi été réalisée. Ces deux études ont consisté en l'acquisition des temps de relaxation (T1, T2), du transfert d'aimantation (MTR) et de la diffusion (FA et ADC) sur des disques intervertébraux isolés, soit soumis à de la compression, soit à de l'hydratation, soit à de la digestion par la trypsine. Les mesures ont ensuite été traitées de manière semi-automatisée pour limiter l'impact de la reproductibilité humaine. Cette recherche fondamentale a permis de mettre en lumière l'insensibilité de l'IRMq à la compression du disque, ainsi que le non changement des temps de relaxation lors de la digestion du tissu contrairement à la seule hydratation. Un concept de chambre de culture et de sollicitation mécanique a ensuite été proposé.