Thèse Développement d'Approches Biomécanique et Biomatériaux pour Améliorer la Prise en Charge des Cancers de la Cavité Buccale H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse Laboratoire de recherche : CIRIMAT - Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux Direction de la thèse : Agnès DUPRET-BORIES ORCID 0000000270683500 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-12T23:59:59 Les cancers de la cavité buccale représentent un enjeu majeur de santé publique en raison de leur incidence élevée, de leur impact fonctionnel important et d'un pronostic encore insuffisant. La chirurgie constitue le traitement de référence lorsqu'un traitement curatif est envisageable. Son succès repose sur deux étapes essentielles : l'obtention d'une exérèse carcinologique complète afin de limiter le risque de récidive locale et la reconstruction des pertes de substance induites par cette chirurgie afin de préserver les fonctions de mastication, de déglutition, de phonation ainsi que l'esthétique faciale.
Cette thèse vise à développer des approches innovantes fondées sur la biomécanique et les biomatériaux afin d'optimiser ces deux étapes clés de la prise en charge chirurgicale. L'hypothèse générale est que les propriétés mécaniques des tissus biologiques et des biomatériaux peuvent être exploitées pour améliorer simultanément le contrôle oncologique et les résultats reconstructeurs.
Le premier axe du projet porte sur l'optimisation du contrôle carcinologique par l'évaluation biomécanique des marges d'exérèse. Malgré les progrès réalisés, l'identification peropératoire des tissus microscopiquement envahis demeure un défi majeur. Nous faisons l'hypothèse que les tissus tumoraux et péri-tumoraux présentent des propriétés mécaniques distinctes pouvant être détectées à l'aide d'un micro-impacteur mesurant le module de Young. Des acquisitions biomécaniques seront réalisées sur des tissus tumoraux et des marges d'exérèse de cancers de la cavité buccale, puis corrélées aux résultats anatomopathologiques. L'objectif est de développer à terme un dispositif miniaturisé utilisable au bloc opératoire pour améliorer la détection peropératoire des marges envahies.
Le second axe s'inscrit dans le projet RHU BIOFACE, lauréat de l'appel RHU6. Il vise à développer des solutions innovantes de reconstruction osseuse personnalisée pour les patients nécessitant une résection mandibulaire ou maxillaire. Les travaux porteront sur l'optimisation de dispositifs médicaux combinant hydroxyapatite imprimée en 3D, structures en titane personnalisées et stratégies favorisant la bio-intégration. Le doctorant participera à l'évaluation préclinique et clinique de ces solutions, dans une démarche translationnelle intégrant également une approche One Health.
Cette thèse associe chirurgie oncologique, biomécanique, ingénierie biomédicale et biomatériaux. Les résultats attendus pourraient conduire au développement de nouvelles technologies permettant d'améliorer à la fois la qualité des résections tumorales et les performances des reconstructions osseuses personnalisées, avec pour objectif final d'augmenter la survie, de réduire les séquelles fonctionnelles et d'améliorer la qualité de vie des patients atteints d'un cancer de la cavité buccale.
Les cancers de la cavité buccale représentent plus de 25 % des cancers des voies aérodigestives supérieures. Leur pronostic dépend fortement de la qualité de l'exérèse chirurgicale, une résection incomplète étant associée à un risque accru de récidive locale et à une diminution de la survie. Malgré les progrès technologiques, il n'existe actuellement aucune méthode simple, fiable et utilisable en routine permettant d'évaluer en temps réel l'envahissement microscopique des marges chirurgicales.
Par ailleurs, les pertes de substance osseuses induites par les résections carcinologiques nécessitent souvent des reconstructions complexes reposant sur des lambeaux osseux autologues. Ces techniques demeurent longues, morbides et ne sont pas accessibles à tous les patients. Le développement de biomatériaux personnalisés et de dispositifs médicaux innovants constitue donc un enjeu majeur pour améliorer les résultats fonctionnels et la qualité de vie des patients.
Dans ce contexte, les avancées récentes en biomécanique des tissus biologiques, en impression 3D et en ingénierie des biomatériaux ouvrent de nouvelles perspectives pour optimiser simultanément le contrôle oncologique et la reconstruction des pertes de substance. L'objectif général de cette thèse est de développer des approches innovantes fondées sur la biomécanique et les biomatériaux afin d'améliorer la prise en charge chirurgicale des cancers de la cavité buccale.

Le premier objectif consiste à caractériser les propriétés biomécaniques des tissus tumoraux et péri-tumoraux afin de développer une méthode de détection peropératoire des marges d'exérèse envahies. Le second objectif vise à optimiser le développement et l'évaluation préclinique et clinique de biomatériaux innovants destinés à la reconstruction osseuse personnalisée dans le cadre du projet RHU BIOFACE. La thèse reposera sur une approche translationnelle associant biomécanique, ingénierie biomédicale et chirurgie oncologique,

Le premier axe consistera à réaliser des mesures biomécaniques sur des tissus tumoraux et des marges d'exérèse de cancers de la cavité buccale à l'aide d'un micro-impacteur permettant de déterminer les propriétés mécaniques des tissus. Les résultats seront corrélés aux données anatomopathologiques afin d'identifier d'éventuelles signatures biomécaniques de l'envahissement tumoral.

Le second axe s'appuiera sur le projet RHU BIOFACE. Le doctorant participera à l'optimisation des dispositifs médicaux développés dans ce cadre, à leur évaluation préclinique selon une approche One Health, ainsi qu'à l'analyse des résultats biologiques, mécaniques et cliniques obtenus. Il contribuera également à la préparation des étapes réglementaires nécessaires à la mise en oeuvre des essais cliniques.

Le ou la candidat(e) devra être titulaire d'un Master 2 (ou diplôme équivalent) dans un domaine en lien avec les biomatériaux, la biomécanique, le génie biomédical, les sciences des matériaux, la médecine vétérinaire ou les sciences de la santé.

Une bonne culture scientifique, un intérêt marqué pour la recherche translationnelle et les applications des biomatériaux en chirurgie reconstructrice seront particulièrement appréciés.

Le candidat devra présenter les compétences et qualités suivantes :

solides capacités d'analyse, de synthèse et de raisonnement scientifique ;
aptitude à travailler à l'interface entre recherche fondamentale, ingénierie et recherche clinique ;
intérêt pour les biomatériaux, la fabrication additive (impression 3D), la caractérisation mécanique et biologique des matériaux et/ou la modélisation biomécanique ;
intérêt pour la chirurgie expérimentale et la recherche préclinique ;
connaissances ou expérience en techniques chirurgicales, en microchirurgie ou en chirurgie reconstructrice constituant un atout ;
capacité ou motivation à acquérir les compétences nécessaires à la réalisation de procédures chirurgicales dans le respect des règles éthiques et réglementaires, tant sur modèles précliniques que, selon le profil du candidat et le cadre réglementaire, en appui aux activités de recherche clinique ;
connaissances en traitement de données et analyses statistiques constituant un atout ;
bonnes capacités rédactionnelles en français et en anglais scientifique ;
autonomie, rigueur, organisation et capacité à conduire un projet de recherche sur le long terme ;
aptitude au travail en équipe dans un environnement multidisciplinaire associant cliniciens, chercheurs, ingénieurs, vétérinaires et partenaires industriels.

Une première expérience de recherche (stage de Master, publications ou communications scientifiques), une formation à l'expérimentation animale (niveau concepteur ou applicateur) ainsi qu'une maîtrise d'outils de traitement de données, de CAO ou de programmation (Python, Matlab, R ou équivalent) seront considérées comme des atouts.

• Statistiques
• Gestion des données
• Python
• Programmation
• Anglais
• Travail en équipe
• CAO
• DAO
• Autonomie
• Biomécanique
• Compétences rédactionnelles
• Français
• Esprit d'analyse
• MATLAB
• Chimie