Formulation d’une bioencre injectable et stimulable à base de soie et de nanoparticules pour la régénération nerveuse

Les activités de recherche du laboratoire TIMR s’insèrent dans les problématiques scientifiques et technologiques, ainsi que dans les enjeux sociétaux actuels liés à l’optimisation de l’usage des ressources et au renouveau des procédés industriels, en lien avec une démarche de développement durable.

Constituée de chimistes organiciens ou chimistes des matériaux, l’équipe OCAT cible ses recherches sur la chimie permettant de diminuer les impacts environnementaux (chimie durable), la fabrication à partir de ressources naturelles de briques chimiques élémentaires pour les industries,  l’adaptation des voies chimiques pour utiliser des procédés économes en énergie et en matière, et l’utilisation de techniques innovantes propres.

Les compétences de l’équipe OCAT se situent à l’interface entre la chimie et différentes disciplines : génie des procédés, génie biologique, énergétique, matériaux… Elles consistent entre autres en l’utilisation de techniques innovantes telles que l’utilisation des microondes, des ultrasons ou ultraviolets par exemple, ainsi que l’utilisation du flux continu ou fabrication additive.

Les bioencres permettant la synthèse d’hydrogels par fabrication additive constituent une classe de matériaux particulièrement prometteuse pour les applications d’ingénierie tissulaire et de médecine régénérative. Parmi les biomatériaux étudiés, la fibroïne de soie suscite un intérêt croissant en raison de sa biocompatibilité, de ses propriétés mécaniques ajustables et de sa capacité à former des hydrogels adaptés aux procédés d’impression 3D. Ces propriétés en font un candidat de choix pour le développement de structures biomimétiques destinées notamment à la régénération nerveuse. Cependant, la formulation de bioencres injectables à base de fibroïne de soie reste un défi important. Les mécanismes de réticulation doivent permettre une gélification contrôlée et rapide in situ, tout en conservant des propriétés rhéologiques compatibles avec l’injection ou l’impression. Par ailleurs, l’intégration de nanoparticules fonctionnelles ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de biomatériaux stimulables capables de répondre à des champs externes, notamment magnétiques. Ces stimuli pourraient permettre de contrôler l’organisation du matériau, l’alignement de structures internes ou encore certaines propriétés mécaniques et fonctionnelles des hydrogels.

Le stage proposé s’inscrit dans le cadre d’une thèse de doctorat menée à l’UTC portant sur l’impression 3D de biomatériaux fonctionnalisés stimulables. L’objectif du stage sera de formuler et caractériser une bioencre injectable à base de fibroïne de soie, capable de former un hydrogel in situ. Le travail portera sur l’optimisation des paramètres de formulation et de réticulation, l’étude des propriétés rhéologiques et mécaniques des hydrogels obtenus, ainsi que l’intégration de nanoparticules stimulables au sein de la matrice.

Missions principales :

• Recherches bibliographiques ;
• Étudier et optimiser différentes stratégies de réticulation pour la formation d’hydrogels in situ ;
• Concevoir un plan d’expériences afin d’évaluer l’influence des paramètres de formulation sur les propriétés du matériau ;
• Choix et réalisation des caractérisations adaptées ;
• Analyse et interprétation des résultats.

• Étudiante en Master 1, Master 2 ou école d’ingénieur avec une spécialisation en biomatériaux, matériaux, bio-ingénierie, physicochimie, formulation, génie des procédés ou domaine connexe. Le sujet pourra être adapté selon le niveau du/de la candidat·e et la durée du stage ;
• Intérêt marqué pour les biomatériaux, les hydrogels, l’impression 3D et les systèmes stimulables ;
• Connaissances appréciées en rhéologie, caractérisation des matériaux ou formulation ;
• Curiosité scientifique, autonomie, rigueur expérimentale et esprit d’initiative ;