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Doctorant en biomécanique de la cornée (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mardi 31 mai 2022

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Informations générales

Référence : UMR7649-JEAALL-001
Lieu de travail : PALAISEAU
Date de publication : mardi 10 mai 2022
Nom du responsable scientifique : Jean-Marc ALLAIN
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

La cornée est un tissu aux propriétés optiques uniques, grâce sa transparence et de sa courbure. Ces propriétés sont intimement liées à son comportement mécanique, qui présente une réponse visco-élastique. Ce comportement est supposé préserver la courbure de la cornée quelques soient les sollicitations (variations de pression intraoculaire, chocs…).
Il est admis que les propriétés mécaniques de la cornée sont reliées à son organisation micrométrique et plus particulièrement à celle de son principal composant, le stroma. Le stroma est un tissu conjonctif, formé de lamelles de quelques micromètres d'épaisseur, elles-mêmes formée de fibrilles de collagène alignées et régulièrement espacées. C'est cette organisation très structurée qui permet la transparence de la cornée, en prévenant la diffusion de la lumière. Les lamelles s'organisent en une structure de type contreplaquée, avec plus ou moins d'interpénétration en fonction de la profondeur dans le stroma.
L'objectif de la thèse est de construire, à partir d'observations expérimentales, un modèle reliant la microstructure aux propriétés mécaniques dans la cornée pour améliorer les procédures de chirurgie laser de la cornée.
En effet, les traitements par chirurgie laser de la cornée deviennent de plus en plus fréquents avec l'augmentation de la myopie dans la population. Toutefois, le résultat de ces traitements va dépendre du patient, en raison de capacités de cicatrisation variables et de propriétés mécaniques différentes. Si les propriétés mécaniques de la cornée sont trop altérées par la chirurgie, une complication va apparaitre, avec le développement d'un kératocône qui est associé à une baisse locale de la rigidité de la cornée.
Ce projet sera mené en étroite collaboration entre le LMS et le LOB de l'Ecole polytechnique (équipe du Pr. Schanne-Klein) et le Centre Hospitalier National d'Ophtalmologie des Quinze-Vingts à Paris (équipe du Pr. Vincent Borderie).
Une première étape sera de caractériser les propriétés mécaniques de la cornée en lien avec la microstructure.
Pour cela, nous réaliserons des essais de gonflement sur des cornées, sous différents moyens d'observations (Tomographe optique – OCT, Microscope de génération de second harmonique – SHG, confocal, etc.) pour pouvoir observer les différents constituants (collagène, cellules…) de la cornée et leurs évolutions pendant un essai mécanique. Une attention particulière sera accordée à la mesure de déformation locale en volume (via le suivi des cellules ou de marqueurs naturels). En complément, nous nous intéresserons à l'évolution des stries de Voigt, qui sont des plis des lamelles dans la cornée et dont le rôle n'est pas compris, ainsi qu'au rôle des échanges de liquide entre la cornée et son environnement (effets osmotiques ou poromécaniques). Nous caractériserons d'abord des cornées saines puis des cornées pathologiques ou traitées.
En complément, un modèle de la cornée sera développé. Ce modèle partira de modèles existants (dont celui déjà initié au laboratoire), qu'il s'agira de modifier et compléter pour inclure les stries de Voigt et les effets d'échange de fluide. Le modèle sera identifié via nos données expérimentales ; Enfin, nous nous intéresserons à la sensibilité de sa réponse à ses paramètres, en distinguant les paramètres mesurables en clinique de ceux qui ne pourront pas être patient-spécifiques. L'ultime but est de reproduire les opérations chirurgicales et leurs conséquences via ce modèle.

Contexte de travail

La thèse se déroulera au Laboratoire de Mécanique des Solides, Unité mixte entre le CNRS et l'Ecole polytechnique. Le LMS s'intéresse à la mécanique des matériaux et des structures, avec en particulier des thèmes reliant la mécanique et d'autres disciplines (phyique, biologie, etc.). Plus spécifiquement, la thèse se déroulera dans l'équipe M3DISIM qui s'intéresse aux problématiques de mécanique pour la biologie et la médecine.

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