Caractérisation et évaluation de tubes en chitosane

Titre en français :

Caractérisation et évaluation de tubes en chitosane pour implants cochléaires et apprentissage de la micro-chirurgie

Titre en anglais :

Characterization and evaluation of chitosan tubes for cochlear implants and microsurgery training

Présentation du sujet :

Stage de Master – Caractérisation et évaluation de tubes en chitosane pour implants cochléaires et apprentissage de la micro-chirurgie

Les implants cochléaires constituent aujourd'hui les premières neuroprothèses implantables fonctionnelles permettant de restaurer l'audition chez des patients atteints de surdité sévère à profonde. L'une des étapes les plus critiques de la chirurgie est l'insertion d'un porte-électrodes extrêmement fin (≈1 mm × 30 mm) dans la cochlée, un conduit spiralaire fragile. Les recherches récentes en micro-robotique chirurgicale s'orientent vers le développement de gaines souples ou d'enveloppes protectrices permettant une insertion plus douce, avec un contrôle de la courbure et une réduction des traumatismes intracochléaires. Ces approches s'appuient sur la conception de matériaux hyperélastiques, la modélisation mécanique et l'intégration dans des systèmes micro-robotisés d'assistance à l'insertion.

Dans ce contexte, les tubes en chitosane fabriqués à l'IMT Mines Alès constituent une piste prometteuse pour devenir :

• des structures souples biocompatibles pouvant servir de gaine, de guide ou de support à un porte-électrodes inséré robotiquement dans la cochlée ;
• à titre secondaire, des structures d'entraînement pour certains gestes de micro-chirurgie (micro-anastomose), afin d'évaluer leur résistance et leur maniabilité.

Le stage vise à caractériser les propriétés mécaniques de ces tubes (traction, flexion, écrasement, friction, tenue à la suture) et à évaluer leur comportement en conditions d'usage, notamment lors d'une insertion cochléaire simulée ou de tests de micro-manipulation.

• Réaliser la caractérisation mécanique expérimentale des tubes : traction, écrasement radial, flexion imposée, indentation, mesures géométriques.
• Évaluer la flexibilité et la tenue mécanique en conditions simulées d'insertion dans une cochlée artificielle (canal spiralé imprimé 3D).
• Comparer les performances obtenues avec les exigences des implants cochléaires et des modèles de formation chirurgicale.
• Participer à l'analyse des données et proposer des pistes d'optimisation de formulation ou de géométrie des prochains lots de tubes.
• Tester les tubes pour l'apprentissage de la micro-chirurgie : micro-sutures, manipulation sous microscope, résistance à la déchirure.
• Proposer un cahier des charges des tubes selon les besoins : micro-robotique, micro-chirurgie et insertion cochléaire

Environnement :

Stage au LIRMM pour les aspects biomédicaux liés aux implants cochléaires, et au LMGC pour la caractérisation mécanique liée à la micro-chirurgie, en collaboration avec IMT Mines Alès (fabrication des tubes)

Profil(s) de candidats souhaité(s) :

Master 1 ou 2 en mécanique, biomécanique, matériaux ou génie biomédical. Intérêt pour l'expérimentation et l'analyse mécanique. Compétences de base en traitement de données (Python/Matlab) appréciées. Goût pour le travail interdisciplinaire matériaux-mécanique-robotique et l'expérimental.

Durée : 4 à 6 mois.

Lieu du stage : LIRMM et LMGC (campus Saint Priest Montpellier)

Encadrant principal :

Nabil Zemiti

Co-encadrants :

Philippe Poignet, Christiane Wagner-Kocher, Anne-Sophie Caro

Correspondant/Contact :

LIRMM : cherif-

LMGC :

INFORMATIONS SUPPLEMENTAIRES UTILES

Bibliographie :

Alexandre Thuillier, Sébastien Krut, Nabil Zemiti, Philippe Poignet. Optimal Bending Stiffness Design of a Soft Micro-Robot for Cochlear Implantation. ROBOSOFT th IEEE-RAS International Conference on Soft Robotics, Apr 2024, San Diego, CA, United States. pp , /Ro-boSoft lirmm

Type d'emploi : Temps plein, Stage

Durée du contrat : 5-6 mois

Rémunération : 4,35€ par heure

Nombre d'heures : 35 par semaine

Lieu du poste : En présentiel