Caractérisation et modélisation in vitro des siloxanes relargués à partie des implants en silicone et impact sur la réponse macrophagique // Characterization and in vitro modelling of siloxane release from silicone implants and its Impact on macrophage

Les implants mammaires en silicone constituent un modèle emblématique de biomatériaux polymériques implantables, dont la biocompatibilité repose sur des interactions complexes entre les propriétés physico-chimiques et les réponses biologiques. Bien que ces dispositifs soient largement utilisés et globalement considérés comme biocompatibles, ils ne sont pas inertes et sont sujets à des phénomènes intrinsèques de relargage, de composés de faible masse moléculaire, notamment des siloxanes, susceptibles de diffuser dans les tissus environnants.
Les données de la littérature suggèrent que ces phénomènes de relargage, influencés par la composition et le vieillissement du matériau, pourraient moduler la réponse immunitaire et contribuer à certaines complications associées aux implants. Toutefois, les mécanismes reliant les propriétés du matériau, le profil chimique de relargage et les réponses biologiques restent insuffisamment documentés en matière de caractérisation physicochimique, notamment en raison des limites des approches cliniques.
L'objectif de ce projet est de déterminer si le relargage des siloxanes constitue un déterminant de la réponse biologique aux implants en silicone, en particulier via la modulation de la réponse macrophagique, et de relier ce phénomène aux propriétés physico-chimiques du matériau. L'hypothèse est que le profil de relargage des siloxanes, plus que leur quantité globale, module la polarisation macrophagique et contribue à la variabilité des réponses observées en clinique.
Le projet repose sur une approche intégrée combinant la modélisation in vitro du vieillissement, la caractérisation physico-chimique des siloxanes relargués et l'analyse de leurs effets sur des modèles cellulaires, notamment macrophagiques. Cette stratégie permettra de relier les propriétés du matériau à des réponses biologiques mesurables dans un cadre expérimental contrôlé.
Les résultats attendus devraient permettre d'identifier des profils de relargage associés à des réponses immunitaires spécifiques et de proposer des outils d'évaluation préclinique plus pertinents que ceux préconisés par les référentiels normatifs. À terme, ce travail contribuera à une meilleure compréhension des interactions biomatériau–système immunitaire et à l'amélioration de la sécurité des implants à base de silicone et, plus généralement, l'approche scientifique et technique développée dans le cadre de ce projet peut être étendue aux dispositifs médicaux implantables.
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Silicone breast implants constitute an emblematic model of implantable polymeric biomaterials, whose biocompatibility relies on complex interactions between physicochemical properties and biological responses. Although these devices are widely used and generally considered biocompatible, they are not inert and are subject to intrinsic release of low-molecular-weight compounds, particularly siloxanes, which may diffuse into surrounding tissues.
The literature suggests that these release processes, influenced by material composition and ageing, may modulate the immune response and contribute to certain implant-associated complications. However, the mechanisms linking material properties, chemical release profiles, and biological responses remain insufficiently characterized from a physicochemical standpoint, notably due to the limitations of clinical approaches.
The objective of this project is to determine whether siloxane release is a key determinant of the biological response to silicone implants, particularly through modulation of macrophage activity, and to relate this phenomenon to the material's physicochemical properties. The central hypothesis is that the siloxane release profile, rather than the total amount released, governs macrophage polarization and contributes to the variability of clinical responses.
This project is based on an integrated approach combining in vitro modelling of material ageing, physicochemical characterization of released siloxanes, and analysis of their effects on cellular models, particularly macrophages. This strategy will enable the establishment of relationships between material properties and measurable biological responses within a controlled experimental framework.
The expected outcomes should allow the identification of release profiles associated with specific immune responses and support the development of more relevant preclinical evaluation tools than those currently recommended by regulatory standards. Ultimately, this work will contribute to a better understanding of biomaterial–immune system interactions and to improving the safety of silicone-based implants. More broadly, the scientific and technical approach developed in this project may be extended to other implantable medical devices.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrats ED : Programme blanc GS-S&M

Université Paris-Saclay GS Santé et médicaments

569 Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué

Formation en chimie et biologie, avec des compétences spécialisées en biomatériaux, notamment dans l'étude des composés extractibles et relargables.
Training in chemistry and biology, with specialized expertise in biomaterials, particularly in the study of extractable and leachable compounds.