Conception d’endoprothèses maxillo-faciale régénératrice en biomatériau par impression 3d avec gradient contrôlé de résorbabilité

Topic description

Contexte et motivation :

Les techniques de régénération des tissus osseux suscitent un vif intérêt en chirurgie maxillo-faciale. L’utilisation de prothèses résorbables, imprimées en 3D à partir de polymères biocompatibles, permet d’accélérer la guérison et de réduire le nombre d’interventions. L’impression 3D offre la possibilité de personnaliser la prothèse en fonction de la pathologie et de la morphologie du patient. Ces prothèses sont généralement constituées de structures poreuses aux morphologies spécifiques, favorisant la colonisation par le tissu osseux tout en contrôlant la dégradation du polymère. Le processus de régénération osseuse peut être encore optimisé en introduisant des gradients de porosité. L’un des enjeux majeurs consiste à définir ces gradients tout en tenant compte des contraintes liées au procédé d’impression 3D, en lien avec le choix et les propriétés des polymères biocompatibles, dans un contexte de personnalisation des prothèses.

Ce sujet de thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR 3DP-ARbio (réf. : 24-CE51-), porté par un consortium de quatre laboratoires de recherche : ITheMM et BIOS de l’Université de Reims Champagne-Ardenne, LASMIS de l’Université de Technologie de Troyes, et LGPM de CentraleSupélec – Université Paris-Saclay.

Objectifs et résultats attendus :

La finalité de cette thèse est de proposer une démarche de définition d’une prothèse personnalisée tenant compte des spécifiés du patient et du procédé d’obtention. Cela passera par la définition d’une démarche d’ingénierie numérique permettant de conception les formes et la structure interne de la prothèse et de simuler jusqu’à la fin du cycle d’ostéo intégration le comportement de la prothèse.

Démarche et méthodologie :

Au sein d’une équipe projet, ce travail de recherche s’appuiera sur une démarche expérimentale visant à caractériser les propriétés des matériaux ainsi que les capacités des procédés d’impression. Cette approche sera couplée à une modélisation du comportement mécanique du matériau imprimé et de la prothèse, en tenant compte de sa structure interne. Des techniques d’optimisation topologique seront mises en œuvre, intégrant les contraintes liées aux gradients de morphologie des porosités, telles qu’identifiées à partir de tests de culture de tissus osseux in vitro réalisés dans un bioréacteur soumis à un chargement mécanique.

Starting date

-10-01

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Funding further details

Financement acquis, projet ANR