Effets des ondes ultrasonores pour la bio-fabrication de construits tissulaires.

1.    Contexte : enjeux scientifiques et socio-économiques

Les nouvelles techniques d’ingénierie tissulaire, telles que la bio-impression 3D, offrent des perspectives innovantes pour la réparation et la régénération des tissus et organes. Cependant, ces processus nécessitent des méthodes avancées de maturation et de caractérisation tissulaire. Ce projet de thèse vise à explorer l'utilisation des ondes ultrasonores pour stimuler mécaniquement et caractériser les construits tissulaires bio-fabriqués, contribuant ainsi au développement de la médecine régénérative personnalisée.

Le projet de thèse "Effets des ondes ultrasonores pour la bio-fabrication de construits tissulaires" s'inscrit dans un contexte interdisciplinaire impliquant la biologie, la physique, la chimie, le numérique et l'ingénierie. Ce projet vise à développer des méthodes innovantes pour la maturation tissulaire et la caractérisation micromécanique non invasive de construits bio-fabriqués, en utilisant des techniques ultrasonores.

2.    Objectif du projet

· Développement d'un dispositif de stimulation par ultrasons : Conception et optimisation d'un dispositif permettant la stimulation mécanique des construits tissulaires.

· Caractérisation micromécanique : Mise en œuvre de techniques ultrasonores pour évaluer les propriétés micromécaniques des construits bio-fabriqués.

· Application en ingénierie tissulaire : Amélioration des méthodes de bio-fabrication et de régénération tissulaire.

3.    Description du projet

Le projet de thèse vise à développer des méthodes innovantes pour la maturation et la caractérisation micromécanique de tissus bio-imprimés. En utilisant des techniques ultrasonores, ce projet ambitionne d'optimiser la stimulation mécanique des construits tissulaires et d'évaluer leurs propriétés micromécaniques. Le programme de travail comprend plusieurs étapes clés : une étude bibliographique et l'établissement du cahier des charges, le développement d'un dispositif de stimulation par ultrasons en collaboration avec le LBMC, et la bio-impression de construits bio-fabriqués qui seront stimulés par ondes ultrasonores. Pendant cette campagne, un processus de caractérisation micromécanique longitudinal sera mené, incluant des méthodes conservatives (élastographie) et destructives (microscopie confocale et DMA). Le traitement des données d'élastographie nécessitera des compétences en modélisation et analyse numérique. Enfin, la rédaction d'articles scientifiques et la préparation de la soutenance complètent ce programme. Intégrant un environnement de recherche interdisciplinaire et collaboratif, le projet s'appuie sur les expertises en bio-impression 3D, mécanique des ondes et ingénierie tissulaire pour contribuer significativement à la médecine régénérative personnalisée

4.    Environnement du projet

Le doctorant bénéficiera d'un environnement de recherche stimulant, avec accès à des équipements de pointe et à une expertise reconnue dans le domaine de la bio-ingénierie. La thèse sera co-encadrée par le Pr. Samuel Buff (VetAgro Sup) et le Dr. Romain Rieger (Ecole Centrale de Lyon), au sein de l'unité de recherche ICE, en collaboration avec le LBMC et l'ICBMS/3d.FAB. De plus, le doctorant sera en interaction avec trois autres doctorants, dont deux en première année et un en troisième année, favorisant ainsi les échanges et la collaboration. Enfin, les locaux sont partagés avec le centre de ressource biologique CRB CryAnim (ANR-11-INBS-0003), offrant un accès à un large plateau technique (méthodes de cryoconservation, culture cellulaire, évaluation de l’activité métabolique, cytométrie en flux, microscopie confocale).

L’unité ICE (Interaction Cellules Environnement) est issue du regroupement en 2011 de trois unités préexistantes et bénéficie d’une large expertise en sciences de l’animal domestique et de laboratoire (expertises d’anatomistes, d’anatomopathologistes et de cliniciens vétérinaires) pour se positionner, à partir des modèles cellulaires et animaux, dans un réseau qui aboutit sur une recherche translationnelle au lit du patient, tant animal (recherches précliniques et cliniques vétérinaires) qu’humain.
Les objectifs de l’unité sont d’apporter une meilleure connaissance, chez l’animal comme chez l’homme, des mécanismes et évolutions des affections liées à l’âge, à l’évolution de notre mode de vie ou aux infections liées aux soins. L’unité mène ainsi des travaux de recherches pré-cliniques et cliniques dans le cadre d’une recherche translationnelle (Animal/Homme) pour développer de nouveaux outils d’évaluation des dysfonctions cellulaires et proposer des modélisations de biomarqueurs pour l’analyse de la décision médicale ; pour prévenir et traiter les effets secondaires des traitements, notamment par leur délivrance ciblée ; pour développer des thérapeutiques innovantes des altérations, y compris par la régénération des tissus altérés ; et pour garantir un environnement médical respectueux du bien-être animal.

Le candidat recherché doit être en dernière année d'école d'ingénieur ou titulaire d'un master dans les domaines de la mécanique, la biomécanique ou la bio-ingénierie. Dans tous les cas, une forte appétence pour la transdisciplinarité et le travail d’équipe seront indispensables en plus d’un esprit critique et rigoureux. Les compétences techniques souhaitées concernent les domaines suivants :

• Ingénierie tissulaire
• Caractérisation mécanique
• Modélisation numérique
• Gestion de projet et travail en équipe multidisciplinaire