Rheology of bronchial mucus : characterization and modeling for clearance helping by a medical device

Aujourd’hui, les pathologies respiratoires chroniques constituent un fardeau sanitaire mondial. Beaucoup sont associees a une modification rheologique du mucus. Le role de clairance du mucus tapissant les voies respiratoires est de capturer des particules etrangeres afin qu’enzymes et anticorps le nettoient, puis d’etre transporte vers le pharynx pour etre digere ou expectore. Dans des conditions pathologiques (e.g. mucoviscidose), les proprietes physiques assurant cette fonction vitale sont entravees par des modifications de la composition du mucus. L’objectif ici est de caracteriser en profondeur les proprietes mecaniques du mucus vis-a-vis du developpement d’appareils d’aide a la clairance. Ceci est realise par des moyens experimentaux et de la modelisation depuis la base de donnees qui en decoule. Le mucus reel implique de serieuses problematiques de collecte, c’est pourquoi le choix a ete fait de preparer des simulants a partir de glycoproteines a differentes concentrations reproduisant la variete naturelle du mucus. Cela a permis de tester chacune des varietes vastement, palliant ainsi les problemes de coherence intrinseque. La microscopie optique et la MEB ont donne un apercu visuel du reseau 3D des simulants et confirme sa similarite avec des mucus reels. La tension de surface, liee a la mouillabilite et l’adhesivite du mucus sur la surface epitheliale a ete mesuree. Cela a montre une bonne concordance avec des mucus pathologiques, en particulier les concentrations elevees, en coherence avec les observations cliniques. Le mucus est sujet aux changements de temperature in-vivo et peut varier de 20°C pres de la bouche a 40°C en cas d...