Technologies microphysiologiques pour l'étude des transports osmotiques et électro-osmotiques dans les tissus

Ce projet de thèse vise à développer de nouvelles technologies microphysiologiques instrumentées permettant de caractériser les mécanismes couplés de transport osmotique, électro-osmotique et poromécanique dans des modèles biomimétiques de tissus. Les tissus biologiques sont des milieux poreux, hétérogènes et chargés dans lesquels les transports de fluides et de molécules sont étroitement couplés aux déformations mécaniques. Ces mécanismes jouent un rôle essentiel dans les échanges de nutriments, de métabolites et d'agents thérapeutiques, et sont profondément modifiés dans certaines pathologies, notamment les cancers et les fibroses. Pourtant, les interactions entre gradients osmotiques, phénomènes électrocinétiques et réponse mécanique des tissus restent encore mal comprises, en particulier faute de dispositifs expérimentaux permettant de les mesurer simultanément. Le projet s'appuiera sur la technologie PRESTO développée au LAAS-CNRS, qui permet de mesurer conjointement écoulement et déformation dans des matériaux poroélastiques. Cette approche sera étendue à l'étude des transports induits par des gradients de concentration et des champs électriques dans des matrices de collagène et des hydrogels. Une nouvelle génération de dispositifs microfluidiques sera développée en intégrant des interfaces électroniques souples capables de mesurer en temps réel les déformations et les dynamiques de transport. Des fonctions de stimulation électrique seront également intégrées afin d'étudier quantitativement les contributions électro-osmotiques. Le projet associera microfluidique, microfabrication, mécanique des milieux poreux, imagerie de fluorescence et électronique souple. Il bénéficiera des expertises complémentaires du LAAS-CNRS et du Matsuhisa Laboratory de l'Université de Tokyo, notamment au travers de séjours de recherche au Japon. Les dispositifs développés permettront d'établir une plateforme expérimentale originale pour comprendre les couplages électro-chemo-mécaniques dans les tissus et pourront ouvrir de nouvelles perspectives pour l'étude du transport de médicaments, des microenvironnements tumoraux, de la fibrose et des tissus ingénierés. École doctorale : GEETS - Génie Electrique Electronique,Télécommunications et Santé : du système au nanosystème Direction : Jean CACHEUX Financement : MSCA COFUND BEST