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Soutenance Thèse Julien Clauzel – 24/09/2024

Julien Clauzel soutiendra sa thèse intitulée « Étude méthodologique de l’impression 3D d’implants pour la régénération cérébrale« , le Mardi 24 Septembre à 14 heures en salle de conférence du 1er étage du pavillon Baudot.

Composition du jury:

M. Olivier DETANTE, Rapporteur
M. Christophe MARQUETTE, Rapporteur
Mme. LABOUR Marie-Noëlle, Examinatrice
M. Pierre PAYOUX, Examinateur
Mme. Isabelle LOUBINOUX, Directrice de thèse

Résumé:

Les lésions cérébrales aiguës, induites par les AVC ou les traumatismes crâniens sévères par exemple, posent un grave problème de santé publique, avec un haut degré de dépendance et une forte mortalité. Ces lésions entrainent une mort cellulaire importante, et le tissu perdu n’est pas régénéré. La récupération fonctionnelle après lésion se fait donc par plasticité neurologique des tissus qui ont survécus à la lésion. Néanmoins, ces capacités de plasticité sont limitées, et les handicaps moteurs, intellectuels et psychiques induits par la lésion peuvent persister indéfiniment après l’évènement traumatique.

Pour augmenter cette récupération fonctionnelle, une stratégie est donc de régénérer le tissu perdu. La piste de la thérapie cellulaire, qui consiste à apporter au plus près de la lésion de nouvelles cellules pour remplacer celles perdues, a montré des résultats positifs. Néanmoins, la zone lésée étant un environnement biologiquement hostile, la majeure partie des cellules greffées meurent, limitant l’effet. Pour pallier à cela, une stratégie qui suscite un intérêt croissant est d’utiliser des biomatériaux implantés dans la lésion pour créer un environnement plus favorable à la survie cellulaire. C’est dans ce cadre que se positionne ce projet de thèse.

Plus particulièrement, au-delà de la problématique de la survie, la régénération doit produire un tissu avec une organisation adaptée. En effet, le cerveau est un organe dont la cytoarchitecture très précise participe de façon essentielle à sa fonction, par exemple via les faisceaux axonaux qui relient sélectivement les différentes aires corticales. Des études précédentes de notre équipe ont démontré en préclinique les bénéfices de l’utilisation d’implants structurés par des canaux selon une direction privilégiée avec un biomatériau non dégradable. Dans la continuité de ces résultats, l’objectif de ce projet de thèse est de mettre au point un implant cette fois-ci biodégradable, avec une structure complexe et guidante dans les trois dimensions, utilisable in vivo, avec comme objectif in fine l’application en clinique. Cet objectif ambitieux implique de prendre en considération toutes les étapes du processus, qui vont de la synthèse du biomatériau à l’analyse des résultats in vivo, en passant par la fabrication de l’implant et son insertion dans la lésion. Ces nombreuses étapes impliquent des disciplines différentes et posent de nombreuses contraintes, le biomatériau qui constitue l’implant devant être compatible avec chaque phase du processus.

Au regard de cette problématique complexe, le présent projet s’est attaché à tester plusieurs biomatériaux candidats à travers le processus complet.
L’impression 3D par photoréticulation s’est avérée être un bon compromis entre précision, accessibilité et complexité de la géométrie. La finesse des structures a été rapidement limitée par leur tenue mécanique, tant à l’étape d’impression que d’implantation in vivo. Pour pallier à cela, nous avons développé des géométries et des outils adaptés.
L’IRM a été utilisée pour le suivi in vivo non invasif, et a permis de discriminer les implants du parenchyme cérébral. Des tests moteurs ont permis de vérifier l’innocuité des implants. L’histologie a permis de contrôler la biocompatibilité des implants malgré des problèmes de tenue mécanique des coupes.

Cette étude démontre pour la première fois la faisabilité de l’impression et de l’implantation in vivo en préclinique d’un implant biodégradable avec une forme complexe et contrôlée en 3D. Les limites mécaniques observées pointent vers la nécessité de polymères synthétiques résistants pour atteindre des architecture fines et poreuses associées à des méthodes dédiées. Ce point amène une nouvelle interrogation : comment au mieux suppléer à la faible bioactivité des polymères synthétiques ? Enfin, la question de la vitesse de résorption des matériaux photoréticulables reste à élucider via des essais in vivo longs.