Développement de systèmes miniaturisés théranostiques : technologies avancées de génération et d'application d'impulsions ultracourtes (usPEF) et radio-fréquences (RF-PEF) // Development of Miniaturized Theranostic Systems: Advanced Technologies for Gener

Ce projet de thèse s'inscrit dans le domaine de l'électroceutique, une discipline à l'interface de l'ingénierie électrique et de la médecine, visant à manipuler des processus biologiques par des signaux électriques plutôt que par des agents chimiques. L'objectif central est d'explorer les effets de champs électriques pulsés ultra-courts (usPEF, de 100 ps à 10 ns) et de signaux radiofréquences (RF-PEF) sur des modèles cellulaires complexes, tels que les cellules souches pluripotentes induites (iPSC) et des cellules excitables (cardiomyocytes, cellules pancréatiques). Le travail de thèse consistera à développer des générateurs de pointe, notamment des systèmes optoélectroniques déclenchés par laser pour atteindre des résolutions temporelles inférieures à 2 ns. Trois dispositifs de stimulation seront mis au point : des électrodes de contact optimisées, des structures de propagation de type lignes coplanaires pour les hautes fréquences, et une approche hybride innovante utilisant des fibres capillaires multi-matériaux (gaine en PES et électrodes en étain/tungstène) permettant une stimulation localisée couplée à une analyse par microscopie optique.
Les résultats attendus visent à valider l'efficacité de la stimulation sub-nanoseconde non invasive. À terme, ces travaux pourraient offrir des leviers de contrôle cellulaire innovants, ouvrant la voie à de nouvelles thérapies et traiter diverses pathologies.
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This PhD project is part of the emerging field of electroceuticals, a discipline at the interface of electrical engineering and medicine that aims to manipulate biological processes using electrical signals rather than chemical agents. The main objective is to explore the effects of ultra-short pulsed electric fields (usPEF, from 100 ps to 10 ns) and radiofrequency signals (RF-PEF) on complex cellular models, such as induced pluripotent stem cells (iPSCs) and excitable cells (cardiomyocytes and pancreatic cells).
The doctoral research will involve developing state-of-the-art generators, specifically optoelectronic systems triggered by lasers to achieve temporal resolutions of less than 2 ns. Three stimulation devices will be developed: optimized contact electrodes, coplanar line propagation structures for high frequencies, and an innovative hybrid approach using multi-material capillary fibers (PES cladding with tin/tungsten electrodes). This latter method allows for localized stimulation coupled with optical microscopy analysis.
The expected results aim to validate the efficacy of non-invasive sub-nanosecond stimulation. Ultimately, this work could provide innovative tools for cellular control, paving the way for new therapies to treat various pathologies.
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Début de la thèse : 01/10/2026
WEB : https://www.xlim.fr/mint/

Autre financement public

ANR Financement d'Agences de financement de la recherche

Université de Limoges

653 Sciences et Ingénierie

Expérience dans un ou plusieurs domaines suivants : physique, électromagnétisme, micro-ondes et microtechnologies, ingénierie biomédicale.
Background in one or more of the following fields: physics, electromagnetics, microwave engineering and microtechnologies, or biomedical engineering.