Thèse Conception et Évaluation de Dispositifs Médicaux par Impression 3D Développement de Scaffolds Résorbables pour la Reconstruction de l'Hypoderme H/F - 75

Établissement : Université Paris-Saclay GS Chimie
École doctorale : Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes
Laboratoire de recherche : Lipides : Systèmes analytiques et biologiques
Direction de la thèse : Johanna SAUNIER ORCID 000000032718624X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-03-27T23:59:59

Le projet s'inscrit dans un renouveau des approches de reconstruction tissulaire, à l'interface des sciences des matériaux, de l'ingénierie biomédicale et de la médecine régénérative. L'objectif de cette thèse est de concevoir et d'évaluer des dispositifs médicaux imprimés en 3D, sous forme de scaffolds résorbables, capables de favoriser la reconstruction de l'hypoderme, couche profonde essentielle à la régénération fonctionnelle de la peau. Cela impliquera la sélection raisonnée de couples matériaux/procédés (PLA, PLC, PCL, résines photopolymérisables) en fonction des contraintes mécaniques, biologiques et d'usage de l'application visée. Une attention particulière sera portée à la préparation de la matière première, notamment par la formulation de résines photopolymérisables et/ou par l'extrusion de filaments à partir de polymères biodégradables adaptés aux techniques d'impression 3D. Le travail comprendra une phase d'évaluation physico-chimique et mécanique des structures obtenues, suivie d'essais biologiques in vitro visant à évaluer leur cytocompatibilité, leur dégradation et leur capacité à soutenir la colonisation cellulaire. À terme, ces travaux permettront de proposer une plateforme applicable à différentes situations cliniques avec une approche personnalisée et intégrée de la reconstruction cutanée.

Présentée comme la troisième révolution industrielle après la mécanisation et le taylorisme, l'impression 3D a connu un essor rapide au cours des deux dernières décennies. Initialement cantonnée au prototypage rapide dans les années 1990, elle est devenue progressivement une méthode de fabrication à part entière, notamment dans des secteurs tels que l'aéronautique. En santé, son usage, d'abord expérimental, s'est élargi grâce aux progrès des matériaux, des technologies d'impression et des protocoles de validation. Elle est aujourd'hui intégrée dans la bio-impression de tissus, la fabrication de médicaments, et la production de dispositifs médicaux personnalisés (implants, guides chirurgicaux, prothèses...). Ces applications ouvrent la voie à des approches thérapeutiques innovantes. Les principaux enjeux concernent désormais la conception de matériaux compatibles avec les procédés additifs et les normes médicales, ainsi que leur évaluation clinique et médico-économique.
La reconstruction cutanée de pleine épaisseur, incluant l'hypoderme, constitue une problématique médicale persistante, notamment dans les contextes de brûlures profondes, de traumatismes ou de chirurgies reconstructrices. Longtemps limitée aux greffes cutanées autologues, efficaces mais restreintes par la disponibilité du site donneur, cette approche a montré ses limites face aux pertes tissulaires étendues. Les allogreffes et xénogreffes, bien qu'utilisées comme solutions transitoires, restent soumises à des réponses immunitaires, à des risques infectieux et à une conservation temporaire. Face à ces contraintes, l'ingénierie tissulaire a émergé comme une alternative innovante, reposant sur l'implantation de cellules humaines ensemencées sur des matrices biodégradables. Cependant, ces techniques nécessitent plusieurs semaines de culture in vitro, exposent à des risques de contamination, et ne parviennent pas à restituer l'architecture fonctionnelle complète de la peau, notamment en ce qui concerne l'hypoderme.
Dans ce contexte, le recours à l'impression 3D pour concevoir des scaffolds résorbables ouvre de nouvelles perspectives. Ces structures pourraient assurer à la fois la fermeture des plaies et le support de microgreffes, favorisant ainsi un environnement propice à la régénération complète de la peau. Ce projet s'inscrit dans un renouveau des approches de reconstruction tissulaire, à l'interface des sciences des matériaux, de l'ingénierie biomédicale et de la médecine régénérative.

La thèse vise à développer des scaffolds biodégradables imprimés en 3D destinés à la reconstruction cutanée de pleine épaisseur, incluant l'hypoderme. L'objectif est de proposer une solution personnalisée capable de favoriser la régénération fonctionnelle de la peau, en répondant aux défis biomédicaux, technologiques et réglementaires actuels

Dans un premier temps, le projet commencera par une recherche bibliographique approfondie sur l'état de l'art clinique et les procédés existants. Cette revue comprendra une analyse des matériaux actuellement utilisés pour la fabrication de dispositifs médicaux, ainsi que des procédés de fabrication par impression 3D. L'objectif est de sélectionner les matériaux les plus appropriés pour l'application envisagée, en tenant compte de leurs propriétés mécaniques et biologiques, ainsi que de leur compatibilité avec les exigences médicales. Parallèlement, une cartographie réglementaire sera élaborée afin d'identifier les normes et les standards requis pour l'évaluation des matériaux et des dispositifs médicaux. Cette étape permettra d'obtenir une vue d'ensemble complète des matériaux disponibles et de mieux comprendre les critères nécessaires à leur validation clinique et réglementaire.
Les travaux de thèse se dérouleront en trois étapes principales :
-Sélection des matériaux et des procédés : Sélection et préparation des matériaux. Cette phase visera à sélectionner des polymères biodégradables compatibles avec l'impression 3D (tels que le PLA, le PCL, le PLC, les résines photopolymérisables, etc.). En fonction du procédé sélectionné, un travail de préformulation ou de transformation de la matière première (ex. : extrusion de filaments, formulation de résines) sera mené pour obtenir des matériaux imprimables, tout en garantissant leur compatibilité avec les contraintes biologiques et cliniques de l'application.
-Optimisation des procédés d'impression 3D : Les paramètres d'impression seront optimisés afin d'obtenir des scaffolds aux architectures contrôlées, favorisant l'adhésion cellulaire, la vascularisation et la reconstruction tissulaire. Les structures obtenues seront soumises à une évaluation complète : analyses physico-chimiques (FTIR, DSC, etc.), mécaniques (compression, élasticité) et biologiques in vitro (cytocompatibilité, profil de dégradation, colonisation cellulaire).
Évaluation réglementaire et projection clinique : Une analyse normative approfondie sera menée afin d'évaluer la conformité des matériaux, procédés et produits aux exigences en vigueur pour les dispositifs médicaux implantables. Cette démarche visera à anticiper les étapes de transfert technologique, en vue d'une potentielle validation préclinique, et à poser les bases d'une plateforme adaptable à différentes indications cliniques.