Caractérisation du comportement mécanique et rhéologique du muscle squelettique et de ses microconstituants dans le cadre des pathologies neuromusculaires

 Laboratoire UR 7377 Bioingénierie, Tissus, Neuroplasticité (BIOTN) de l’Université Paris-Est-Créteil.

L’objectif de BIOTN est de contribuer à maîtriser des paramètres biomécaniques du vivant depuis l’échelle tissulaire jusqu’à la fonction posturale et locomotrice.

Contexte du stage :

L’un des enjeux actuels de la recherche biomédicale est la possibilité de restaurer la fonctionnalité du muscle squelettique atteint de pathologie neuromusculaire. Le stage de Master 2 proposé s’inscrit dans un projet de recherche interdisciplinaire du laboratoire UR 7377 Bioingénierie, Tissus, Neuroplasticité (BIOTN) de l’Université Paris-Est-Créteil où il s’agit de mieux comprendre le changement de propriétés mécaniques du muscle squelettique dans le cas pathologique.

À l’interface entre les sciences de l’ingénieur et la médecine, ce projet vise à caractériser le comportement mécanique du muscle sain et du muscle atteint de pathologies neuromusculaires. Pour cela, le laboratoire dispose de plusieurs dispositifs expérimentaux (machine de traction/compression, rhéomètre, microtesteur). Dans une première phase, les évolutions des propriétés mécaniques seront étudiées et quantifiées à l’échelle de muscles entiers murins in vitro. Des essais de traction-relaxation seront réalisés sur des muscles sains et pathologiques. La seconde phase du projet portera sur des essais mécaniques menés à l’échelle des microconstituants (micro-traction), afin de déterminer l’évolution du comportement mécanique de chacun d’entre eux (matrice de collagène, fibres musculaires). Les fibres musculaires isolées, qui jouent un rôle central dans les propriétés mécaniques globales du muscle, seront ensuite testées à l’aide d’un microtesteur pour analyser leur réponse mécanique sous chargement contrôlé (traction et/ou compression). Par ailleurs, des essais rhéologiques pourront être réalisés au rhéomètre pour caractériser le comportement viscoélastique des muscles sains et pathologiques. Par la suite, une modélisation numérique par éléments finis (logiciel Comsol Multiphysics) du comportement viscoélastique sera effectuée afin de déterminer les paramètres de la relation viscoélastique. Les résultats obtenus à l’issue de ce stage de recherche devraient permettre de mieux appréhender les liens existants entre les propriétés mécaniques des tissus musculaires à différentes échelles et leurs altérations.

Ce projet sera réalisé au sein du laboratoire UR 7377 Bioingénierie, Tissus, Neuroplasticité (BIOTN) de l’Université Paris-Est-Créteil, en collaboration avec l’équipe INSERM-IMRB du Pr Edoardo Malfatti (CHU Henri Mondor de Créteil).

Compétences indispensables :                                                                              

Mécanique/Biomécanique

Mécanique des matériaux et caractérisation à partir d’essais de traction/relaxation

Modélisation théorique/ numérique par éléments finis

Calcul scientifique avec le logiciel Matlab