ED Sciences Chimiques
Formulation et propriétés mécaniques de matériaux polymères poreux pour la chirurgie des reins
par Gabrielle LACROIX (Centre de Recherche Paul Pascal)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre du CRPP 115 avenue du docteur Albert Schweitzer, 33600 Pessac
devant le jury composé de
- Olivier MONDAIN-MONVAL - Professeur - CRPP, Université de Bordeaux - Directeur de these
- Nicolas BREMOND - Maître de conférences - ESPCI - Rapporteur
- Martin IN - Directeur de recherche - Laboratoire Charles Coulomb, Université de Montpellier - Rapporteur
- Cécile ZAKRI - Professeure - CRPP, Université de Bordeaux - Examinateur
Dans le but d'améliorer continuellement la chirurgie du cancer, les chirurgiens ont besoin de nouveaux matériaux et techniques qui leur permettront de s'entraîner sur des modèles 3D précis plutôt que biologiques. C'est dans ce contexte que s'inscrit le projet RHU Urology 3D, financé par l'Agence Nationale pour la Recherche. L'un des objectifs du projet est de produire des maquettes de reins dont les propriétés anatomiques, mécaniques et de saignement seraient les plus proches possibles de celles de vrais reins. Le but est que ces objets puissent ultimement être utilisés pour l'entraînement du personnel médical en chirurgie. Cette thèse se concentre sur la formulation d'encres imprimables en 3D à base de silicone et sur les caractérisations des matériaux obtenus grâce à ces encres. Afin de faire correspondre le matériau final avec les caractéristiques des reins vivants, les propriétés mécaniques (module de Young et contrainte à la rupture) du silicone sont modifiées et un mécanisme de libération du fluide à la coupe du matériau (pseudo-saignement) est mis en place. Pour y parvenir, des inclusions de gouttelettes d'eau sont suspendues dans le silicone avant sa réticulation. Différents protocoles de formulation permettent d'obtenir des matériaux contenant plusieurs gammes de tailles de gouttes (1 à 200 μm), de fractions volumiques d'eau (jusqu'à 70 vol.%) et d'états d'agrégation. L'ajout de gouttelettes d'eau dans le matériau permet non seulement de rendre ce dernier plus mou, mais aussi de libérer de l'eau à la coupe. Les propriétés mécaniques correspondent en partie à celles des organes vivants et le pseudo-saignement est suffisamment convaincant (selon l'avis des chirurgiens) pour mimer l'altération de la micro-vascularisation lors de la coupe. Dans l'ensemble, ces matériaux enrichissent la gamme d'encres en silicone qui peuvent être utilisées pour créer une maquette de rein biomimétique.