Fibres à mémoire de forme pour endoscopes et implants biologiquesfonctionnels

Shape memory fibers for endoscopes and functional biological implants

• Auteur / Autrice : Lucille Ascenci
• Direction : Frédéric Smektala, Clement Strutynski
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2024
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)

Mots clés

Mots clés libres

Fibres

Polymères

Mémoire de forme

Impression 3D

Fibers

Polymers

Shape memory

3D printing

Résumé

Le travail doctoral proposé consiste tout d'abord à identifier des polymères composites démontrant à la fois des effets de mémoire de forme mais aussi présentant les propriétés rhéologiques adéquates au procédé de fibrage. Les préformes seront ensuite fabriquées par assemblage de pièces individuellement imprimées par « Fused Deposition Modeling » (FDM) à partir de filaments ou pellets ou bien par impression multi-matériaux directe. Plusieurs structures seront produites comme des structures pleines, en nids d'abeille, etc. assemblant divers matériaux. A travers l'usage d'outils numériques disponibles auprès des équipes du laboratoire, les capacités d'absorption/dissipation de l'énergie des différentes architectures seront comparées et optimisées. Enfin, il s'agira de produire des fibres présentant l'effet de mémoire de forme et à démontrer la possibilité de programmer les fibres dans des formes utiles (de type stents par exemple). Un des objectifs à long terme est de pouvoir fournir aux praticiens des implants fibrés qui soient déformables à température ambiante pour une meilleure insertion dans le réseau vasculaire ou les ou organes creux des patients, qui sont ensuite capables de restituer une forme programmée fonctionnelle par application d'un stimulus à distance. Un autre objectif consiste à coupler l'effet de mémoire de forme à au moins une autre fonctionnalité pour réaliser des endoscopes manœuvrables. Par exemple, une fonctionnalité optique permettra d'utiliser la fibre pour réaliser de la spectroscopie de tissus ou de marqueurs biologiques.

The doctoral work consists first of identifying composite polymers demonstrating both shape memory effects and rheological properties the preforms will be manufactured by assembling parts Individually printed by Fused Deposition Modeling (FDM) from filaments or pellets or by direct multi-material printing. Several structures will be produced as Solid structures, made of honeycombs, etc. assembling various materials. Through the use of tools the absorption/dissipation capacities of the the energy of different architectures will be compared and optimized. Finally, it will be necessary to produce Fibres with shape memory effect and to demonstrate the possibility of programming the fibres in useful forms (such as stents). One of the long-term goals is to be able to provide to practitioners of fiber implants that are deformable at room temperature for better insertion into the vascular network or the hollow organs of patients, which are then able to to restore a functional programmed form by applying a remote stimulus. Another the objective is to couple the shape memory effect with at least one other feature to achieve manoeuvrable endoscopes. For example, an optical feature will allow the use of fiber to perform tissue or biological marker spectroscopy.