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Doctorant-e ( H/F) en fonctionnalisation des surfaces en titane pour des applications biomédicales

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Informations générales

Référence : UMR7504-CATBON-004
Lieu de travail : STRASBOURG
Date de publication : vendredi 7 décembre 2018
Nom du responsable scientifique : ADELE CARRADO
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 février 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 1 768,55 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Le projet porte sur la conception de nouvelles feuilles hybrides titane (Ti) / copolymère / titane destinées aux applications biomédicales, par exemple à la chirurgie maxillaire en contrôlant leur interface et leurs propriétés mécaniques. Les systèmes proposés présentent plusieurs avantages par rapport aux matériaux classiques utilisés pour les prothèses. Ce système multicouche allégé par rapport au titane seul présente des conditions de résistance variable, des propriétés thermiques et acoustiques améliorées, ainsi que des propriétés mécaniques proches de celles de l'os.
L'objectif principal de cette thèse en cotutelle (IPCMS-UNISTRA et LBPS / CSPBAT-PARIS 13) est de développer de nouvelles stratégies pour concevoir des interfaces copolymère / Ti sans résine époxy (non biocompatible) souvent utilisée comme agent adhésif dans les sandwichs.
L'objectif est d'employer des couches de copolymères biocompatibles, en tant qu'adhésifs permettant d'établir une liaison forte entre le copolymère et le Ti, afin d'éviter des délaminations dans le sandwich. Deux méthodes de greffage peuvent être testées : « Grafting from » et « Grafting to ». Ces deux méthodes permettront un large choix de monomères.
“Grafting from” – IPCMS - pour produire des sandwichs à propriétés modulées, le choix des monomères conditionnera la température vitreuse du polymère. Un initiateur de polymérisation sera greffé sur une surface de Ti, modifiée par NaOH, par un ancrage phosphonate. A partir de l'initiateur en utilisant un procédé de polymérisation radicalaire contrôlée, des chaînes polymères linéaires de différentes masses molaires, soit homopolymères soit copolymères seront obtenues. Les monomères utilisés seront des séries méthacrylique ou acrylique telles que le méthacrylate de méthyle (MMA), le méthacrylate de n-butyle (nBMA) et l'acrylate de méthyle (MA). Un mélange de monomères sera utilisé pour la synthèse de copolymères statistiques. Les sandwichs seront ensuite préparés à l'IMET (Allemagne) en superposant des feuilles de Ti modifié et par ex. une feuille de PMMA d'épaisseur définie.

“Grafting to” –CSPBAT – des homo et des copolymères de 4-styrènesulfonate de sodium (NaSS) et de MA seront utilisés pour obtenir des couches polymères épaisses bioactives sur Ti. Une molécule comprenant à la fois un groupe d'ancrage (catéchol), capable de former - dans des conditions douces - une monocouche stable et robuste, ainsi qu'une fonction cliquable permettant la post-fonctionnalisation modulaire et efficace de la surface de Ti sera utilisée. En parallèle, des polymères ou des copolymères portant des groupes terminaux thiol seront fixés à l'aide de la réaction « clic » de thiolène sur la monocouche. Des chaînes polymères ou copolymères linéaires dotées d'extrémités thiol et de différentes masses molaires seront synthétisées par une polymérisation radicalaire contrôlée (RAFT). Les monomères utilisés seront du NaSS et / ou du MMA et un mélange de monomères pour la synthèse de copolymères statistiques.

Contexte de travail

Cette thèse est en cotutelle entre l'Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS)-Université de Strasbourg (UNISTRA) et le Laboratoire de Chimie, Structure et Propriétés de Biomatériaux et d'Agents Thérapeutiques (LBPS/CSPBAT) – Université Paris Nord - Paris 13.
Le/la doctorant /e sera inscrit/e à l'École doctorale de physique et de chimie physique (ED182) et effectuera son travail de recherche à l'IPCMS et au LBPS / CSPBAT - PARIS 13.

Le/la doctorant /e passera six mois à l'IPCMS-UNISTRA et six mois au LBPS / CSPBAT-PARIS 13. Des collaborations avec des partenaires de recherche dans d'autres pays sont en cours et permettront au doctorant /e d'effectuer de courts séjours de recherche à l'étranger dans les universités de Claushal-Zellerfeld (Allemagne) et de Mayence (Allemagne) et à l'Université La Sapienza (Rome, Italie).
L'IPCMS est une unité de recherche mixte interdisciplinaire (Université de Strasbourg - CNRS) composée de 5 départements et d'environ 240 employés, dont environ 80 chercheurs et enseignants-chercheurs et 60 membres du personnel technique. L'IPCMS est un centre de recherche renommé dans le domaine des nanomatériaux, des nanosciences et des matériaux fonctionnels et est situé sur le campus de Cronenbourg à Strasbourg.

Contraintes et risques

Risques liés à la synthèse chimique, à la manipulation chimique, à l'irradiation par les rayons ultraviolets et à la préparation de la section transverse des échantillons à observer par SEM.

Informations complémentaires

Le candidat doit avoir obtenu un Master 2 (ou équivalent) en sciences chimiques ou en science des matériaux.
Nous recherchons un/e candidat/e au doctorat très motivé/e avec une solide expérience en science des matériaux et en science des polymères ainsi que dans les techniques de caractérisation.
Il / elle devrait être capable de travailler en toute indépendance dans un environnement multidisciplinaire et avoir une attitude axée sur la curiosité.
Une bonne connaissance de la communication écrite et orale en anglais est requise. La connaissance du français sera un atout.
Le/le candidat-e doit fournir une lettre de motivation, un CV détaillé comprenant la liste des notes et les
coordonnées d'une (ou de deux) référence (s).

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