Simulation numérique du remodelage osseux pour la chirurgie dentaire : ostéo-intégration d’implants dentaires et modelage osseux à l’aide de dispositifs orthodontiques

Le LBA est une Unité Mixte de Recherche Université Gustave Eiffel/Aix-Marseille Université composée de 70 collaborateurs. Implantée au cœur de la Faculté des Sciences Médicales et Paramédicales, sur le Campus Hospitalo-Universitaire Nord, la singularité du Laboratoire de Biomécanique Appliquée provient de l’approchel’approche pluridisciplinaire et transversale qui réunit ingénieur et Médecins.

La ligne de recherche qui fédère le Laboratoire est centrée sur  l’Homme Virtuel, à la fois pour comprendre les traumatismes, les prévenir et les réparer que pour mieux soigner le corps humain. Elle mobilise des approches pluridisciplinaires entre sciences de la vie et sciences pour l’ingénieur avec des expertises fortes en biomécanique, physiologie, anatomie, imagerie, mécanique, informatique.

Cette stratégie scientifique se décline en deux axes de recherche appliquée complémentaires :

Biomécanique du traumatisme qui renvoie aux enjeux de compréhension des traumatismes, de prévention, de prise en charge et de réparation d’une lésion,

Biomécanique et thérapeutique qui est utile pour concevoir des dispositifs médicaux innovants, pour planifier, pour quantifier l’évolution de certaines pathologies et enfin contribuer à former aux techniques chirurgicales.

L’objectif de ce stage est de développer des outils numériques pour simuler les mécanismes mécanobiologiques de l’ossification dentaire, en tenant compte :

• De l’ostéo-intégration d’implants dentaires dans l’os alvéolaire.
• Des effets mécaniques des dispositifs d’orthodontie sur le remodelage osseux et le déplacement dentaire.

Ces travaux permettront d'explorer les interactions entre les stimuli mécaniques générés par des dispositifs médicaux (implants, appareils orthodontiques) et les processus biologiques de remodelage et d’intégration osseuse. Les résultats visent à améliorer la conception des implants et des dispositifs orthodontiques pour optimiser leur efficacité clinique.

Missions principales :

1. Analyse bibliographique :
   • Étudier les mécanismes biologiques de l’ossification et du remodelage osseux sous contrainte mécanique.
   • Analyser les approches numériques existantes (modélisation mécanobiologique, simulations d’ostéo-intégration, dispositifs orthodontiques).
2. Modélisation mécanobiologique :
   • Développer un modèle numérique couplant les lois mécaniques (mécanique des milieux continus) et biologiques (croissance osseuse, ostéo-intégration).
   • Intégrer les contraintes mécaniques générées par les dispositifs orthodontiques et les implants.
3. Simulation numérique :
   • Mettre en œuvre des simulations de remodelage osseux autour d’implants et de déplacements dentaires sous action de forces orthodontiques.
   • Analyser les résultats pour comprendre l’impact des designs des biomatériaux et des dispositifs sur la réponse osseuse.
4. Application et recommandations :
   • Comparer les performances de différents designs d’implants dentaires et d’appareils orthodontiques.
   • Fournir des recommandations pour l’amélioration des dispositifs étudiés.

• Formation : Étudiant(e) en dernière année d’école d’ingénieurs (Biomécanique, Mécanique, Génie Médical) ou en Master 2 (Simulation Numérique, Biomécanique, Sciences des Matériaux).
• Compétences techniques :
  • Connaissances en mécanique des milieux continus et en biomécanique osseuse.
  • Expérience avec les outils de simulation numérique (COMSOL, Abaqus, ANSYS, ou équivalent).
  • Compétences en programmation (Python, MATLAB, ou équivalent).
• Qualités personnelles :
  • Esprit d’analyse, autonomie, et rigueur scientifique.
  • Intérêt pour les travaux interdisciplinaires intégrant la mécanique, la biologie et la simulation numérique.

Le(la) stagiaire sera intégré(e) à une équipe pluridisciplinaire combinant des expertises en biomécanique, simulation numérique, et ingénierie tissulaire. Le stage offrira une opportunité unique d’interagir avec des chercheurs spécialisés dans la modélisation des biomatériaux et l’ingénierie tissulaire.

Ce stage a vocation à se poursuivre en thèse.

Par ce stage vous avez la possibilité de vous inscrire dans une carrière scientifique dans un domaine scientifique porteur, autour d'un enjeu de santé publique et avec des applications industrielles.