Post-doctorant – Ingénieur de Recherche (14 mois) : Biomatériaux phosphate de calcium / hydroxyapatite imprimés en 3D / fabrication additive : Multiscale Porosity Bone Scaffold FreeForm

DESCRIPTION DU PROJET (résumé MP -ScaFF) : Les maladies osseuses cranio-maxillo-faciales connaissent une croissance rapide ces dernières années, avec environ 1800 cas/an uniquement dus à l’ostéonécrose en France, ainsi que le nombre de fractures accidentelles nécessitant une intervention chirurgicale. Ces maladies et traumatismes peuvent provoquer des défauts de taille critique non réparables (> 1 cm3). L’avènement et le développement du domaine de la fabrication additive (FA) ont permis des progrès rapides dans la production de treillis d’échafaudage personnalisés. Cependant, il reste difficile de trouver un compromis en termes de bonnes performances mécaniques et biologiques, principalement en raison des limites des technologies de fabrication additive existantes en termes de géométrie des pores, de résolution et d’épaisseur de paroi dense. Le projet MP-ScaFF se concentre sur la fabrication d’échafaudages multi-échelles à porosité et personnalisés à base de phosphate de calcium grâce à une technologie FA innovante, le Dynamic Moulding. Ce procédé, consistant à imprimer en 3D une pâte extrudable dans un environnement granulaire, permet de combiner les avantages des procédés AM comme la conception de forme libre pour des implants personnalisés, et les avantages de la possibilité d’ajouter des éléments sacrificiels pour générer de la microporosité. Il sera possible non seulement d’obtenir une porosité multi-échelle permettant de mimer la microstructure osseuse et de favoriser la prolifération cellulaire, mais également d’ajouter des pièces entièrement denses dans les zones nécessitant des renforts comme les fixations par vis ou les plaques externes. L’efficacité de ce nouvel implant sera testée tant en termes de performances mécaniques (par test de compression) que biologiques (comportement in vitro et in vivo). De plus, un modèle de simulation sera développé pour une meilleure optimisation de la conception de l’échafaudage liée à son comportement mécanique. Les quatre partenaires de ce projet présentent les compétences techniques cliniques et la complémentarité nécessaires pour développer cet implant innovant qui répond à une problématique de santé publique.

Le Postdoctorant/Ingénieur de recherche recruté travaillera sur deux axes principaux : 

i) Il/elle synthétisera des matières premières de phosphate de calcium spécifiquement conçues pour le procédé de moulage dynamique (fabrication additive par extrusion de matériaux).

ii) Il/elle effectuera des analyses microstructurales, physico-chimiques et mécaniques des échafaudages imprimés, afin d’améliorer le processus de moulage dynamique afin d’améliorer les propriétés finales des échafaudages (taille et orientation de la porosité, propriétés mécaniques, qualification du phosphate de calcium…). Dans ce but, il/elle travaillera avec un scientifique universitaire en matériaux et la société 3Deus Dynamics ( www.3deusdynamics.com ) qui assurera la fabrication d’échafaudages imprimés.  

Ces travaux expérimentaux seront réalisés au laboratoire CIRIMAT où le Postdoctorant / Ingénieur de recherche sera accueilli par le groupe PPB, (Phosphates, Pharmacotechnique, Biomatériaux). ( www.cirimat.cnrs.fr )