Sujet de Doctorats 2013 - IEMN

Titre : Quantification électromécanique de la force d’adhésion des cellules biologiques sur unbiomatériau «fonctionnalisé»Financement prévu :Cofinancement éventuel : American University of Beyrouth (AUB -Lb)(Co) Directeur de thèse : Georges NASSARE-mail : gnassar@univ-valenciennes.frCo-directeur de thèse : Michel KAZANE-mail : michel.kazan@aub.edu.lbLaboratoire : IEMN – OAE // Applied physics Laboratory (at AUB)Groupe de recherche : MAMINADescriptif :Par définition, un biomatériau est destiné à être en contact avec les tissus vivants (solide ou dans unfluide) afin de remédier une certaine maladie ou d’évaluer une prolifération ou une colonisation dessouches de nature variée. De ce fait, ces matériaux doivent satisfaire à des caractéristiques physicochimiquesappropriées au site d’implantation et au rôle à remplir. Or, les mécanismes physicochimiquesqui régissent la présence cellulaire sur ce genre de substrat ne sont pas toujours biendévoilés. De plus, il est difficile de quantifier l'adhésion ou la force de contact par une méthode demesure ou de test (souvent mécanique). Le phénomène d'adhésion pouvant être caractérisé par l'énergienécessaire à l'arrachement d'une couche qui se produit à l'interface entre celui-ci et son substrat sur unezone très confinée de l'ordre d’une dizaine de nanomètre au niveau de l'interface.L’objectif final est de concevoir ou adapter une instrumentation basée sur la réponse électrique issue dela tige, suite à une contrainte causée par l’adhérence d’une cellule, afin de mettre en corrélation laforce d’adhésion à l’arrachement de la cellule et la propriété mécanique locale mesurée sur le bioverre(Si, Ca, Na). La particularité d’un tel système, sera, d'une part d’observer (électriquement) latopographie de la colonisation cellulaire et d'autre part de mesurer les interactions cellule/pointe.Pour atteindre l’objectif espérer, le travail comportera plusieurs phases de développement tout ens’appuyant sur un couplage de connaissances des acteurs concernés dans les domaines de la chimie dematériaux, biologie et physique biotechnologique (capteurs et intégration).Abstract :The possibility of producing a structure with suitable biomechanical properties, capable of supportingfor example new bone growth, and also able to promote chemical bonding of bone and cellularstimulation for the purpose of tissue regeneration, represents an extremely interesting challenge.In fact, physical functionalization of materials can change the interface properties of the surfacedepending of the physico-chemical characteristics of the materials used.This work will aim to study and design of a micro electromechanical conversion lever to quantify byelectrical component measurement the stress caused by cell unit adhesion according to the elasticmodulus dispersion in the mass of a thin bioglass element, based on Si, Ca, Na, in order to try to19