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Formalismes mécaniques pour la dynamique des tissus

Un article récent de Sham Tlili et collaborateurs est souligné par Europhysics News.

Résumé : La compréhension de la morphogenèse dans les organismes vivants a été renouvelée par d’énormes progrès dans les techniques expérimentales qui permettent d’accéder à de l’information quantitative, à l’échelle de la cellule, à la fois sur la forme des cellules au sein des tissus et sur les gènes exprimés. Cette information suggère que notre compréhension des contributions respectives de l’expression des gènes et de la mécanique, ainsi que de leurs interactions, va bientôt progresser très vite. La biomécanique bénéficie de plus en plus des modèles : ils aident à la conception et à l’interprétation des expériences, soulignent les ingrédients essentiels et les hypothèses et fournissent in fine des prédictions. L’information locale désormais accessible invite à une réflexion sur la sélection des catégories de modèles pertinents.

Les auteurs passent en revue à la fois les ingrédients mécaniques suggérés par la connaissance actuelle du comportement des tissus et les méthodes de modélisation qui peuvent aider à écrire un diagramme rhéologique ou une équation constitutive. Ils distinguent les contributions à l’échelle de la cellule (“intra-cell”) et à l’échelle du tissu (“inter-cell”). Ils rappellent le cadre mathématique développé pour les matériaux continus et expliquent les méthodes pour transformer une équation constitutive en un système d’équations aux dérivées partielles susceptibles d’être résolues numériquement. Ils montrent que lorsque le comportement plastique est pertinent, le formalisme de la fonction de dissipation est approprié pour générer des équations constitutives ; sa nature variationnelle facilite l’implémentation numérique, et ils discutent les adaptations requises dans le cas de grandes déformations. Cet article regroupe ainsi des méthodes théoriques disponibles pour rehausser la portée des données extraites d’expériences biomécaniques récentes ou futures à haut débit.

Référence : Mechanical formalisms for tissue dynamics, Sham Tlili, Cyprien Gay, Francois Graner, Philippe Marcq, François Molino, Pierre Saramito, Eur. Phys. J. E, 38(2015), (version pdf gratuite sur HAL et dans les highlights du journal)


Contact : Published on / Publié le 22 septembre 2015