Thèse Caractérisation des Mécanismes de l'Adhésion du Périoste à l'Os Implication pour le Remodelage Osseux H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut Polytechnique de Paris École nationale supérieure de techniques avancées École doctorale : Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris Laboratoire de recherche : LMI - Laboratoire de Mécanique et de ses Interfaces Direction de la thèse : Jean BOISSON ORCID 0000000199791786 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59 Contexte
Le périoste est une enveloppe de tissu mou qui gaine tous les os du corps. Il nourrit l'os cortical, le protège des fractures et lui transmet les efforts issus des tendons et des ligaments. Par sa situation, à l'interface os-tissu mou, le périoste transmet des stimuli mécaniques entre ces deux milieux qui influencent la différenciation des cellules osseuses, et donc le remodelage et la cicatrisation de l'os. La participation de l'adhésion du périoste à la transmission de ces stimuli reste encore mal comprise.

Selon la littérature, l'adhésion du périoste à l'os serait assurée par des fibres de collagène transcorticales, appelées fibres de Sharpey, qui permettraient un ancrage de celui-ci dans l'os. Cependant, les travaux sur le sujet sont peu nombreux et aucune observation directe ne démontre jusqu'ici le rôle effectif de ces fibres pendant le décollement du périoste. À l'issue d'une thèse qui sera soutenue à l'automne 2025, notre équipe, réunissant l'ENSTA et l'Hôpital Necker, a pu caractériser de manière partielle les propriétés d'adhésion du périoste mandibulaire porcin. En utilisant une expérience de pelage, nous avons déterminer la valeur de l'énergie d'adhésion et observer qu'elle dépendait fortement de la localisation de la mesure. Cette étude nous a aussi permis de proposer que les propriétés d'adhésion du périoste sur l'os jouent un rôle important dans la distraction ostéogénique, une technique chirurgicale visant à allonger l'os.

Les travaux déjà réalisés ont permis de caractériser les propriétés macroscopiques de l'adhésion du périoste mandibulaire porcin mais seulement pour une vitesse et un angle de pelage donnés. Par ailleurs, la caractérisation des mécanismes en jeu à l'échelle microscopique reste à explorer.

Description du sujet
L'objectif de cette thèse, est de caractériser de manière beaucoup plus complète les propriétés d'adhésion du périoste et de comprendre en profondeur les mécanismes, notamment à l'échelle microstructurale, qui l'explique. Il s'agira de réaliser des expériences de biomécanique, en premier lieu desquelles des expériences instrumentées de pelage du périoste depuis l'os.

Pendant le stage, la personne recrutée complètera l'exploration des propriétés d'adhésion par des expériences à différentes vitesses de pelage. Afin de déterminer si l'adhésion se fait par l'intermédiaire de fibres discrètes, l'effet de la taille de la zone adhésive sera aussi exploré par des essais sur des échantillons de dimension et de rapport d'aspect variables. Dans un second temps (début de la thèse), l'étudiant ou l'étudiante développera un dispositif de pelage plus sophistiqué couplant plusieurs moteurs afin de pouvoir contrôler l'angle de pelage (un paramètre crucial de ce problème mécanique) et améliorer la précision du pilotage de l'avancement du front de pelage. Cette phase de développement expérimental sera aussi l'occasion de mettre en place un système de visualisation de la dynamique du front de pelage, s'appuyant sur plusieurs caméras synchronisées avec la mesure de la force de pelage.

Dans une seconde phase de la thèse, des essais de pelage, associés à un système d'observation à l'échelle micrométrique (OCT, multi-photons) seront réalisés pour identifier les structures micrométriques responsables de l'adhésion. À la suite de ce projet de thèse, les résultats seront mis à profit pour initier une campagne expérimentale biologique afin de préciser comment l'adhésion du périoste influence la différenciation des cellules souches en cellules osseuses.
Le périoste est une enveloppe de tissu mou qui gaine tous les os du corps. Il nourrit l'os cortical, le protège des fractures et lui transmet les efforts issus des tendons et des ligaments. Par sa situation, à l'interface os-tissu mou, le périoste transmet des stimuli mécaniques entre ces deux milieux qui influencent la différenciation des cellules osseuses, et donc le remodelage et la cicatrisation de l'os. La participation de l'adhésion du périoste à la transmission de ces stimuli reste encore mal comprise.
Selon la littérature, l'adhésion du périoste à l'os serait assurée par des fibres de collagène transcorticales, appelées fibres de Sharpey, qui permettraient un ancrage de celui-ci dans l'os. Cependant, les travaux sur le sujet sont peu nombreux et aucune observation directe ne démontre jusqu'ici le rôle effectif de ces fibres pendant le décollement du périoste. À l'issue d'une thèse qui sera soutenue à l'automne 2025, notre équipe, réunissant l'ENSTA et l'Hôpital Necker, a pu caractériser de manière partielle les propriétés d'adhésion du périoste mandibulaire porcin. En utilisant une expérience de pelage, nous avons déterminer la valeur de l'énergie d'adhésion et observer qu'elle dépendait fortement de la localisation de la mesure. Cette étude nous a aussi permis de proposer que les propriétés d'adhésion du périoste sur l'os jouent un rôle important dans la distraction ostéogénique, une technique chirurgicale visant à allonger l'os.

Le profil recherché est celui d'un étudiant ou d'une étudiante ayant reçu une formation de haut niveau, en physique, mécanique ou biomécanique. Une bonne connaissance des matériaux biologiques sera un plus, mais elle ne constitue en aucun cas un prérequis. Le candidat ou la candidate devra faire preuve d'un intérêt pour la mise en place de dispositifs expérimentaux instrumentés, ces aspects étant importants dans le projet. La candidate ou le candidat intégrera l'équipe de mécanique du vivant du LMI et travaillera en collaboration avec les chercheurs de l'université Paris-Saclay et les chirurgiens de l'Hôpital Necker impliqués dans le projet. Une capacité de travail en équipe multidisciplinaire sera donc aussi essentielle.