Thèse Hydrogels Biosourcés Imprimables Conception Chimique d'Encres pour Pansements Intelligents. H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Santé et médicaments École doctorale : Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué Laboratoire de recherche : Institut Galien Paris-Saclay Direction de la thèse : Ghozlene MEKHLOUFI ORCID 000000017465446x Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-04-27T23:59:59 Ce projet de thèse vise à développer des encres biosourcées compatibles avec l'impression 3D pour la fabrication de pansements innovants favorisant la cicatrisation des plaies. L'objectif est de concevoir des dispositifs personnalisables capables d'assurer une protection mécanique, un environnement humide propice à la régénération tissulaire et une libération contrôlée de principes actifs thérapeutiques.
La démarche repose sur la formulation d'hydrogels à base de polymères naturels (alginate, chitosane, pectine ou cellulose) associés à des complexes supramoléculaires impliquant des cyclodextrines ou des architectures dérivées. Ces systèmes permettront d'ajuster les propriétés mécaniques, la stabilité et la capacité d'encapsulation des encres.
Les formulations seront caractérisées sur les plans physico-chimique, rhéologique et mécanique afin d'évaluer leur imprimabilité et la qualité des objets obtenus. Les hydrogels les plus prometteurs seront ensuite chargés en principes actifs sélectionnés pour leurs propriétés antibactériennes, anti-inflammatoires ou cicatrisantes, suivis d'études de libération in vitro. Enfin, l'évaluation biologique sera réalisée sur des cultures de kératinocytes et de fibroblastes afin d'étudier la cytotoxicité et l'efficacité cicatrisante des systèmes développés.
Ce projet devrait conduire à l'identification de formulations performantes et ouvrir la voie au développement de pansements intelligents, personnalisables et faciles à fabriquer, répondant aux enjeux actuels de la médecine régénérative. Une plaie correspond à une rupture cutanée dont la gravité dépend de sa profondeur, de sa surface et de son origine (ulcères veineux, de pression ou escarres, plaies chirurgicales, traumatismes, brûlures). La cicatrisation, processus naturel et multiforme, se déroule en quatre étapes : hémostase (formation du caillot), inflammation (débris et agents pathogènes éliminés), prolifération (formation de nouveaux tissus et de collagène) et maturation/remodelage (renforcement et réorganisation du collagène). Cette capacité de réparation peut être compromise par la sévérité de la lésion ou par des comorbidités telles que le diabète, ce qui conduit à des plaies chroniques et à une détérioration de la qualité de vie. Les pansements actuellement disponibles (gaze, films occlusifs, hydrocolloïdes, hydrogels, mousses, hydrofibres, etc.) présentent des limites : assèchement ou surcharge d'humidité, adhérence insuffisante, perméabilité inadéquate aux gaz ou à la vapeur d'eau, et une action souvent ciblée sur une seule phase de la cicatrisation (Aravya, 2022). Ces insuffisances justifient le recours à des polymères modernes, dont les propriétés filmogènes et biologiques offrent la perspective de pansements plus complets, capables de soutenir toutes les étapes du processus cicatriciel.
Les hydrogels biosourcés constituent une avancée majeure dans le domaine des pansements (Krishnan & Sampath, 2025 ; Nguyen et al., 2023). Grâce à leur capacité à maintenir un environnement humide propice à la cicatrisation, ils favorisent la migration cellulaire et accélèrent la réparation tissulaire. En intégrant des molécules bioactives (anti-inflammatoires, cicatrisantes ou antimicrobiennes), ces hydrogels offrent une approche ciblée pour traiter les plaies, les infections ou les brûlures. Leur biocompatibilité et leur biodégradabilité en font des solutions durables, tandis que leur structure poreuse permet une libération contrôlée des principes actifs (Liu et al., 2021). Ainsi, ces pansements innovants combinent efficacité clinique, confort pour le patient et respect de l'environnement, ouvrant la voie à des thérapies régénératives de nouvelle génération.

Ce projet de thèse vise à mobiliser de manière complémentaire les expertises des deux directrices de thèse afin de développer un pansement innovant favorisant la cicatrisation. Son originalité repose sur la combinaison d'hydrogels biosourcés et d'architectures à base de cyclodextrines, permettant d'ajuster les propriétés mécaniques, l'imprimabilité, la concentration en principe actif et les performances biologiques des pansements.

Dr Ghozlene Mekhloufi est experte en conception et caractérisation de films cicatrisants, qu'ils intègrent ou non des principes actifs aux propriétés biologiques favorisant la guérison. Elle a également développé des compétences en impression 3D, acquises lors d'un CRCT.

Pr Nathalie Jarroux est spécialiste en polymères et leurs modifications plus précisément en synthèse d'architectures macromoléculaires à base de cyclodextrines en utilisant la chimie moléculaire macromoléculaire et supramoléculaire.
Ce projet de thèse vise à développer des encres compatibles avec l'impression 3D afin de fabriquer des pansements favorisant la cicatrisation des plaies. La démarche se déroule en quatre étapes :

1. Synthèse chimique des encres : conception et production d'une gamme d'hydrogels biosourcés combinant des matrices polymères naturelles (alginate, chitosane, pectine, etc.) et des complexes à base de cyclodextrines ou des macromolécules issues de leurs architectures adaptés à la formulation d'encres pour l'impression 3D.
2. Évaluation de l'imprimabilité : caractérisation rhéologique des encres, réalisation d'essais d'impression 3D, caractérisation des objets imprimés (propriétés mécaniques, du gonflement, de la solubilité et de la stabilité dimensionnelle).
3. Intégration d'une molécule active : incorporation ciblée d'un principe actif (anti-inflammatoire, cicatrisant ou antimicrobien) dans les encres les plus prometteuses, suivie d'études in vitro de libération
4. Évaluations de cytotoxicité in vitro et de tests d'efficacité cicatrisante des systèmes retenus.

L'ensemble de ces étapes permettra d'identifier les formulations les plus performantes, tant sur le plan de l'impression que sur celui de l'efficacité thérapeutique, ouvrant la voie à des pansements 3D imprimés à la fois fonctionnels et faciles à fabriquer.
1. Synthèse et formulation de plusieurs hydrogels biosourcés adaptés à l'impression 3D (alginate, chitosane, cellulose, matrices hybrides) incluant des cyclodextrines et/ou des architectures à base de ces dernières
2. Caractérisation physico-chimique, mécanique et structurale (rhéologie, texturométrie, microscopie, diffusion, stabilité et dégradabilité) des formulations.
3. Impression 3D des hydrogels
4. Incorporation d'actifs sélectionnés pour leurs propriétés antibactérienne, anti-inflammatoire, cicatrisante
5. Évaluation biologique in vitro sur culture de kératinocytes et fibroblastes de la toxicité, de la cicatrisation

- Connaissances en synthèse chimique
- Connaissances en physico-chimie des gels et formulation
- Esprit d'initiative, rigueur, autonomie, capacité d'analyse, aptitude au travail en équipe
- Aptitude à la rédaction et à la communication