Description

- L’objectif premier est d’optimiser une électrode de stimulation en couches minces (ESCM) actuelle en remplaçant l’or par du platine ou un composé platine/iridium. Ce matériau est couramment utilisé par les industriels du secteur pour leurs ES standards (Cochlear https://www.cochlear.com/fr/fr/home ) car il dispose d’une réponse électrochimique considérée comme la plus adaptée. Ce changement de matériau nécessitera une adaptation du procédé de micro-fabrication actuel. Le(la) doctorant(e) réalisera la micro-fabrication des ESCMs à partir d’un polymère photosensible qui présente une excellente résistance à la rupture. Concernant l’interface électrode/tissu, afin de réduire l’impédance électrique et d’augmenter la capacité d’injection de charge, la possibilité d’ajouter des revêtements sur les électrodes de stimulation en platine sera étudiée. La caractérisation électrochimique des électrodes de l’ESCM sera réalisée dans un électrolyte de périlymphe artificielle. Des mesures de chronopotentiométrie seront effectuées afin de déterminer la limite de sécurité de stimulation de 216 µC/cm²/phase (définie par la norme AAMI), la capacité d’injection de charges et la capacité de stockage de charges. Enfin, la spectroscopie d’impédance électrochimique sera utilisée pour déterminer l’impédance et les variations de phase, avant et après stimulation. Ces paramètres seront optimisés afin de se rapprocher des performances des réseaux d’électrodes de stimulation standards. Un capteur sera intégré dans l’ESCM réalisée avec une procédure de micro-fabrication similaire à celle de l’ESCM. Ce capteur permettra de déterminer à chaque instant l’état de courbure de l’ESCM et de disposer d’un retour d’informations en cas de contacts/déformations trop importants exercés par l’ESCM sur les parois de la cochlée.
- Le deuxième objectif consistera à réaliser des tests d’insertion des ESCMs actives sur un modèle de cochlée synthétique imprimé en 3D. Ce modèle transparent permettra l’enregistrement vidéo de l’insertion, ainsi que la vérification du comportement des électrodes, des variations de courbure et de la position finale de l’ESCM active, la réponse du capteur. Les résultats seront analysés conjointement avec l’Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria groupe defrost, https://www.inria.fr/fr/defrost ) et avec Institut de l’Audition Pasteur (IdA Pasteur, https://www.institut-audition.fr/ ) pour de premières validations cliniques.
- Le troisième objectif sera que les 22 canaux de stimulation de l’ESCM, l’actionneur et le capteur soient directement connectés au microprocesseur par la réalisation de traversées électriques. La connexion d’un film mince à une traversées filaire ʺrigideʺ constitue un défi majeur. Cette connexion devra résister aux contraintes environnementales : manipulation, chirurgie, traction, pliage, et sera soumise à plusieurs essais, notamment d’allongement, de flexion et de fuite électrique, afin de vérifier la conformité aux normes ISO/AAMI (Association for the Advancement of Medical Instrumentation) applicables aux implants cochléaires. Des essais de vieillissement accéléré seront menés pour évaluer la robustesse et observer les modes de défaillance tels que le délaminage, les fissures ou la corrosion.

Compétences requises

Un(e) doctorant(e) avec un profil micro-mécatronique orienté dispositifs médicaux implantables, possédant des compétences en micro-fabrication, caractérisation électrochimique et mécanique des matériaux, capable d’évoluer dans un environnement interdisciplinaire académique-industrie, avec une sensibilité aux contraintes normatives et au transfert technologique. Le(la) doctorant(e) devra faire preuve d’une grande autonomie.

Bibliographie

Ahmad Itawi, Bacem Zribi, Prabhakar Sidambaram, Thanh Hang Tran, Guillaume Tourrel, Renato Torres, Sofiane Ghenna, Sébastien Grondel, Yann Nguyen, Cédric Plesse, Eric Cattan,
Steerable thin-film electrode array for cochlear implantation: design and development for future atraumatic insertion, Sensors and Actuators Reports, Volume 11, 2026, 100447, ISSN 2666-0539, https://doi.org/10.1016/j.snr.2026.100447.
(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666053926000147)

Mots clés

Implant Cochléaire, microfabrication, Actionneur polymère, Modélisation, Caractérisations électrochimiques, Micromécanique