La thixotropie

La thixotropie est la propriété qu'ont certains gels de se liquifier lorsqu'on leur applique une oscillation de fréquence adaptée.

Définition de la thixotropie en mécanique des fluides : Un fluide est thixotrope si sa viscosité , à vitesse de cisaillement constante, diminue au cours du temps, à condition que ce phénomène soit réversible . (Définitions de la rhéologie, ressources nationales de chimie)

Le mucus bronchique, un fluide thixotrope

Le mucus respiratoire peut être considéré comme un gel capable à la fois de s'écouler comme les liquides (viscosité) et de se déformer comme les solides (élasticité).

Le transport du mucus par le tapis muco-cillaire dépend notamment de ces propriétés de visco-elasticité. D'autres entrent en jeu :filance et propriétés de surface.

Dans la mucoviscidose, la viscosité est trop élevée.

Mais ce mucus est thixotrope, c'est à dire que sa viscosité peu changer. In vitro lorsqu'on fait subir des oscillations de fréquence adaptée à du mucus prélevé chez des patients atteints de pathologies respiratoires chroniques, sa viscosité diminue pour se rapprocher de la viscosité du mucus des individus sains.

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Ci dessous extraits de :Propriétés physiques et fonctions de transport du mucus respiratoire : effet des vibrations
J.M. ZAHM, INSERM U 314, CHR Maison Blanche, 45, rue Cognaq-Jay, F 51092 Reims Cedex.

Propriétés physiques du mucus respiratoire
Le mucus respiratoire possède des propriétés rhéologiques et des propriétés de surface qui jouent un rôle fondamental dans l'épuration des voies aériennes. Parmi les deux principales pro­priétés rhéologiques, figurent la visco-élasticité et la filance. Les propriétés de surface sont essentiellement caractérisées par les propriétés d'adhésivité.

Viscoélasticité
Le mucus respiratoire est à la fois capable de s'écouler (comportement irréversible = viscosité) comme les liquides et de se déformer (comportement réversible = élasticité) comme les solides. Il peut être décrit comme un système rhéologiquement complexe à comportement non linéaire (viscosité non-newtonienne) et dépendant du temps (thixotropie). Cela signifie que les propriétés de visco-élasticité diminuent en fonction l'augmentation de l'amplitude et de la durée de la sollicitation (battement ciliaire, secousse de toux, ou tout autre sollicitation externe) à laquelle le mucus est soumis [2].

Filance
Le mucus respiratoire possède des propriétés de filance : sous l'effet d'une pression ou d'une traction, le mucus forme des filaments dont la longueur maximale avant rupture caractérise la filance [3].

Apport des vibrations dans le transport du mucus respiratoire
Il est généralement admis que les techniques physiques de kinésithérapie respiratoire mobilisent les sécrétions vers les voies aériennes centrales où la toux devient efficace pour les transporter. Sur la base de cette hypothèse, deux questions essentielles, relatives au rôle de ces techniques et plus particulièrement des tech­niques de vibrations, peuvent être posées : 1. les vibrations favorisent-elles l'épuration des voies aériennes ? 2. si la réponse est oui, quel est le mécanisme qui permet à cette stimulation externe transmise aux voies aériennes, de favoriser la mobilisation de ces sécrétions ?
Pour répondre à ces questions, 3 principales méthodes ont été décrites dans la littérature : l'étude de l'effet in vitro des vibrations sur les propriétés physiques du mucus respiratoire, la quantification du mucus expectoré par les patients soumis à ces vibrations et la mesure de la clairance trachéobronchique.

Conclusion
Bien que quelques fois contradictoires, les données de la littérature, surtout les plus récentes, attribuent un effet bénéfique des vibrations sur la clairance mucociliaire trachéo-bronchique. Il est clair que toute sollicitation mécanique, de par les propriétés particulières du mucus respiratoire, entraîne une modification structurale de ce dernier et que ces modifications auront un retentissement sur sa fonction de transport par l'activité ciliaire et/ou par la toux. L'application de vibrations à l'ensemble de la cage thoracique, à une fréquence proche de la fréquence physiologique (13 Hz) du battement ciliaire, est préférable à une application localisée. Si l'effet des vibrations sur les propriétés physiques du mucus est reconnu, il reste à démontrer l'existence d'autres méca­nismes d'action, comme la stimulation de l'activité ciliaire ou de la libération de médiateurs chimiques.

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Ci-dessous, abstract de : P. BOISSEAU (1), H. NEIGER (2). Sécrétions bronchiques soumises à des vibrations mécaniques : influence sur les qualités rhéologiques in 17, vitro. Annal kinésithér 1987 ; 14 : 295-301.

Les auteurs ont étudié des crachats frais, sans salive, prélevés chez onze patients volontaires atteints de pneumopathies chroniques.
Chaque prélèvement est partagé en deux échantillons, un témoin (t) et l'autre expérimental (v), lequel est soumis à des vibrations mécaniques d'une fréquence de 75 hz durant 5 minutes.
Ces deux contingents sont soumis à un examen rhéologique. Les résultats de cette étude, menée in vitro, montrent que les sécrétions bronchiques vibrées présentent une diminution significative de leur viscosité et une adaptation au transport par le tapis muco-ciliaire.
Un tel travail permet d'objectiver l'intérêt des vibrations appliquées au thorax dans le cadre de la rééducation respiratoire. Cette approche initiale doit être complétée par des études à visée thérapeutique permettant des mesures in vivo, in vitro et une optimalisation du matériel adapté.

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Note : le Airhelp se propose d'utiliser l'air du patient pour acheminer les vibrations,
vibrations internes dites encore endobronchiques.

 

Articles concernant les propriétés rhéologiques et la thixotropie du mucus bronchique.

[1]J.M. Zahm, Propriétés physiques et fonctions de transport du mucus respiratoire : effet des vibrations.
Ann. Kinésithér., 1996, t. 23, n° 7, pp. 318-321 © Masson, Paris, 1996

[2] Puchelle E, Zahm JM, Duvivier C, Didelon J, Jacquot J, Quemade D. Elastothixotropic properties of bronchial mucus and polymers analog. I. Expérimental results. Biorheology 12. 1985; 22: 415-23.

[3]Zahm JM, Puchelle E, Duvivier C, Didelon J. Spinability of respiratory mucus. Validation of a new apparatus : the 13. filancemeter. Bull Eur Physiopathol Respir 1986 ; 22 : 609-13.

[4]J.M. Zahm, M. King, C. Duvivier, D. Pierrot, S. Girod, E. Puchelle, Rôle of simulated répétitive coughing in mucus clearance. Eur Resplr J 1991.4,311-315

[5] Boisseau P. , Neiger H. Sécrétions bronchiques soumises à des vibrations mécaniques : influence sur les qualités rhéologiques in 17, vitro. Annal kinésithér 1987 ; 14 : 295-301.