Missions

En rejoignant une équipe multidisciplinaire, l'objectif principal est de travailler sur la création de jumeaux numériques imitant le comportement hydro-chimico-mécanique des dérivés de la gelée de Wharton (WJ) ex vivo dans un premier temps, tout en participant à l'évaluation in vivo de ces outils.
L'hypothèse principale est de prendre en compte les couplages entre les phases solide et fluide, ainsi que les composants chimiques présents, en particulier les GAG chargés électriquement qui, combinés au collagène, permettent un effet osmotique. L'interaction fluide-structure sera modélisée comme un milieu continu homogénéisé dans le cadre de la poromécanique, tandis que le couplage chimio-mécanique sera généré par l'équilibre du potentiel chimique par osmose (Chetoui et al., 2022) . Sur la base des résultats préliminaires, il est considéré que l'ajustement des liaisons transversales (Lavrand et al., 2024) et de la teneur en GAG (Scomazzon et al., 2021), sur des structures géométriquement contrôlées, est suffisant pour moduler les phénomènes d'interaction entre les phases. Cela permettra de distinguer les couplages hydromécaniques et chimico-mécaniques. Enfin, la combinaison de techniques d'imagerie multimodales pendant les essais ex-vivo et pendant le suivi de la réponse de l'animal à l'intégration du matériau devraient fournir suffisamment de données pour permettre la construction d'outils prédictifs.
Actuellement, des données expérimentales sont collectées pour évaluer le comportement visqueux des dérivés du WJ (Da Rocha et al., 2024), mais aussi leurs dommages pour les applications chirurgicales (Da Rocha et al., 2025b).

Activités

- Des simulations seront développées à l'aide de l'analyse par éléments finis (MEF) entre le LMGC, ICube et LEM3 Labs, afin de modéliser le comportement d'échantillons de gelée de Wharton, dans un contexte ex vivo et in vivo.
- Des outils prédictifs, basés sur les modèles précédents et sur leur comparaison avec des données expérimentales, seront créés afin de prédire le comportement de cette gelée de Wharton lorsqu'elle est placée dans le corps.
- Une comparaison avec des données expérimentales, y compris des données IRM, sera proposée afin d'estimer la robustesse de ces outils prédictifs.
- Sur un plan plus fondamental, on étudiera le rôle de la microstructure et/ou de la composition biochimique des différentes phases sur le comportement mécanique des échantillons de gelée de Wharton.

Compétences

La simulation prédictive sera développée à l'aide de l'analyse par éléments finis (MEF) entre le LMGC, l'ICube et le LEM3. Une expérience en simulation poro-mécanique est donc un atout (Le Floc'h, et al., 2024). En outre, l'intégration biologique in vivo sera surveillée grâce à l'imagerie par résonance magnétique (IRM) à l'ICube. C'est pourquoi des connaissances en imagerie médicale et en création de jumeaux numériques à partir d'images médicales constituent un atout pour le poste (Da Rocha et al., 2025a).

Bibliographie:
A Baldit, M Dubus, J Sergheraert, H Kerdjoudj, C Mauprivez, and R Rahouadj. Biomechanical tensile behavior of human wharton’s jelly. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 126 :104981, 2022.
M-A Chetoui, D Ambard, P Canadas, P Kouyoumdjian, P Royer, and S Le Floc’h. Impact of extracellular matrix and collagen network properties on the cervical intervertebral disc responseto physiological loads : A parametric study.Medical Engineering & Physics, page 103908, 2022
Da Rocha, A., Bekrar, M., Kerdjoudj, H., Laurent, C.P., Mauprivez, C., Po, C., Baldit, A., 2024. A first viscoelastic modelling of Wharton’s jelly membrane through finite element analysis, in: Proceedings of SB2024. Compiégne, France.
Da Rocha, A., Chatelin, S., Po, C., Laurent, C., Perroud, O., Kerdjoudj, H., Mauprivez, C., Baldit, A., 2025a. Preliminary results on multimodal mechanical characterization of a haemostatic sponge used for sinus lift. Multidisciplinary Biomechanics Journal
Da Rocha, A., Lavrand, A., Kerdjoudj, H., Laurent, C.P., Mauprivez, C., Po, C., Baldit, A., 2025b. First macro-scale damage properties for Wharton’s jelly membrane undergoing tensile loading using finite element analysis, in: Proceedings of ESMC 2025. Lyon, France.
M Dubus, L Scomazzon, J Chevrier, A Montanede, A Baldit, C Terryn, F Quilès, C Thomachot-Schneider, S-C Gangloff, N Bouland, F Gindraux, H Rammal, C Mauprivez, and H Kerdjoudj. Decellularization of wharton’s jelly increases its bioactivity and antibacterial properties. Frontiers in bioengineering and biotechnology, 10 :828424, 2022a.
M Dubus, L Scomazzon, J Chevrier, C Ledouble, A Baldit, J Braux,F Gindraux, C Boulagnon, S Audonnet, M Colin, H Rammal, C Mauprivez, and H Kerdjoudj. Antibacterial and immunomodulatory properties of acellularwharton’s jelly matrix. Biomedicines, 10(2), 2022b.
Lavrand, A., Adam, L., Lemaire, F., Boulmedais, F., Baldit, A., Mauprivez, C., Brenet, E., Kerdjoudj, H., 2024. Osteocompatible tannic acid cross-linked wharton jelly hydrogel: new guide for bone regeneration, in: B-MRS 2024. Santos, Brazil.
Le Floc’h, S., Osquel Perez Rivero, E., Cavinato, C., Kerdjoudj, H., Baldit, A., 2024. Stratégie numérique pour de identifier les propriétés poro-hyperélastiques d’un dérivé de gelée de Wharton: résultats préliminaires, in: Réunion Annuelle Du GDR MécaBio Santé 2024. Metz, France.
L Scomazzon, M Dubus, J Chevrier, J Varin-Simon, J Braux, A Baldit, S Gangloff, C Mauprivez,F Reffuveille, and H Kerdjoudj. Use of crosslinked wharton’s jelly in guided bone regeneration. Orthopaedic Proceedings, 103, supp 13 :81–81, 2021.
L Scomazzon, C Ledouble, M Dubus, J Braux, C Guillaume, N Bouland, A Baldit, F Boulmedais, V Gribova, C Mauprivez, and H Kerdjoudj. An increase in wharton’s jelly membrane osteocompatibility by a genipin crosslink. International Journal of Biological Macromolecules, 255 :127562, 2024.

Contexte de travail

Ce poste s'inscrit dans le cadre d'un projet ANR (2023-2027) intitulé : Caractérisation hydro-chimico-mécanique d'une matrice mucoïde pour des applications médicales .
Les connaissances du consortium sur les dérivés de la gelée de Wharton (WJ), qui présentent une bonne répétabilité biomécanique (Baldit et al, 2022 ; Dubus et al., 2022a,2022b) et permettent la modulation de la réticulation (Scomazzon et al., 2024), de la teneur en GAG (Scomazzon et al., 2021) et/ou de l'environnement, est un atout pour caractériser les couplages hydro-chimico-mécaniques dans les tissus biologiques mous. De plus, en tant que produit destiné à être détruit et prometteur pour de futures applications médicales, l'enrichissement des connaissances sur les couplages hydro-chimico-mécaniques dans le WJ semble être un élément crucial pour l'innovation médicale.

Contraintes et risques

Ce poste nécessitera des déplacements entre Montpellier (LMGC) et Strasbourg (ICube).