11 May Étude du comportement in vitro de biomatériaux céramiques fonctionnalisés pour l’ingénierie du tissu osseux
Sujet de thèse
Présentation établissement et labo d’accueil
L’Institut de recherche sur les céramiques (IRCER – UMR CNRS 7315) est un laboratoire pluridisciplinaire à l’interface entre la science des matériaux et l’ingénierie des procédés, ainsi que la combinaison d’approches fondamentales et appliquées, visant à comprendre, caractériser, maîtriser, modéliser les différents processus qui conduisent à l’obtention d’un objet ou d’un dépôt présentant une ou plusieurs propriétés en vue d’un usage donné. Cet institut est composé de 4 axes de recherches et ce sujet de thèse s’inscrit dans l’équipe Biocéramiques de l’axe 4 : Céramiques sous contraintes environnementales.
L’équipe Biocéramiques de l’IRCER développe des substituts osseux adaptés aux comblements osseux de petites et grandes dimensions. Ces substituts sont des céramiques en hydroxyapatite biocompatibles et ostéoconductrices du fait de leur composition chimique proche de la partie minérale osseuse et de leur architecture micro-macro-poreuse. Ces céramiques sont mises en forme par des techniques de fabrication additive telles que la microstéréolithographie ou le robocasting. Ces céramiques peuvent par la suite être fonctionnalisées ou non et des essais in vitro voire in vivo sont développés afin de tester la biocompatibilité et l’efficacité de ces matériaux.
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Description du sujet
Le sujet de thèse proposé s’inscrit dans la continuité des travaux de l’équipe à l’interface entre la science des matériaux, la biologie et la pharmacie afin de développer des biomatériaux céramiques fonctionnalisés adaptés pour répondre à la double problématique de reconstruction osseuse et de prévention des infections. L’objectif est de fonctionnaliser les biocéramiques développées au sein de l’équipe afin qu’elles permettent de prévenir les infections voire qu’elles facilitent l’angiogenèse après implantation et acquièrent ainsi des propriétés d’ostéoinduction. Pour répondre à cet objectif, les substituts seront fonctionnalisés par des hydrogels chargés en antibiotique et la cinétique de libération du principe actif sera évaluée dans un bioréacteur à perfusion dans des conditions proches des conditions physiologiques osseuses. Ces matériaux étant amenés à être introduits lors d’une chirurgie osseuse, la formulation des hydrogels devra être adaptée pour permettre une libération efficace de l’antibiotique en conditions inflammatoires osseuses (faible flux, pH acide). Les cinétiques de libération des molécules de principes actifs ainsi que celles des ions issus de la dégradation de la céramique seront analysés et quantifiés par spectrophotométrie UV-visible et par spectrométrie de masse. De plus, l’impact du biomatériau architecturé et fonctionnalisé sur les cellules présentes au niveau osseux sera analysé afin d’étudier l’efficacité du dispositif sur la croissance osseuse et sa toxicité éventuelle sur le tissu hôte. L’ensemble des résultats obtenus pourront amener à compléter le dispositif par l’ajout de molécules pro-angiogeniques et/ou de cellules souches.
Profil du candidat
Au vu des axes de recherches proposés, des compétences en chimie et en biologie sont souhaitables afin d’étudier tous les aspects in vitro de ces biomatériaux et des notions en développement pharmaceutique et contrôles pharmacotechniques seront appréciées.
Date limite de candidature
20/05/2020
Contacts pour candidature
Chantal Damia: chantal.damia@unilim.fr
Betty Laverdet Pouch: betty.laverdet@unilim.fr