Doctoral Position on viscoelastic hydrogels for 3D mechanobiology and tissue repair — ETH Zürich

Description complète

Position au doctorat sur les hydrogels viscoélastiques pour la méchanobiologie 3D et la réparation des tissus

100%, Zurich, durée déterminée

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Le laboratoire d'ingénierie macromoléculaire (Prof. Mark W. Tibbitt) du Département d'ingénierie mécanique et des procédés (D-MAVT) de l'ETH Zurich à Zurich, Suisse ingénieurs et applique des matériaux polymères avancés pour une gamme d'utilisations biomédicales et industrielles. Le groupe (www.macro.ethz.ch/) a récemment mis l'accent sur : i) la conception rationnelle de réseaux de polymères dynamiques; ii) le traitement (bio)matériel; iii) la perfusion et la régénération d'organes; iv) les outils d'étude de la méchanobiologie et des interactions cellules-matrice; et v) les systèmes de distribution de médicaments conçus. Le laboratoire est composé d'une équipe hautement interdisciplinaire et internationale de chercheurs motivés. Pour développer notre capacité d'ingénierie des biomatériaux viscoélastiques et de les déployer en tant que plates-formes de culture de cellules 3D personnalisables pour la méchanobiologie et la réparation de tissus, nous recrutons un doctorant à temps plein (100%), avec une date de début prévue à partir de 01. Octobre 2026.

Contexte du projet

La Viscoélasticité – la capacité de relâcher le stress au fil du temps – est une caractéristique mécanique de la plupart des tissus mous indigènes et est de plus en plus reconnue comme un régulateur critique du comportement cellulaire, y compris la prolifération, la différenciation et la migration. Les hydrogels covalents dynamiques (DCH) sont une classe émergente de réseaux de polymères qui combinent exceptionnellement la capacité de liaison covalente réversible avec la robustesse des réseaux permanents, permettant un contrôle indépendant de la rigidité, de l'échelle de relaxation et de l'injectabilité. Ce projet vise à exploiter cette thonabilité pour développer une bibliothèque complète de DCH en tant que matrice extracellulaire designer (ECM), et à les appliquer pour découvrir le rôle mécaniste de la viscoélasticité matricielle dans les contextes biologiques, par exemple la maturation du cartilage articulaire et la migration des cellules cancéreuses.

Description de l'emploi

Dans la première partie du projet, le doctorant synthétisera des DCH à base d'acide PEG et d'acide hyaluronique cross-linked via des chimies covalentes dynamiques (ester deboronate, hydrazone, imine et liaisons disulfures), couvrant une large gamme de modules (0,1–100 kPa) et de temps de relaxation (10–1000 s) pour imiter les propriétés mécaniques des tissus dermiques et cartilagineux indigènes et associés au cancer. L'étudiant va fabriquer et caractériser ces matériaux à l'aide de la rhéologie et de la nano-identification, guidés par les idées de conception moléculaire de l'équipe de projet. Dans la deuxième partie, l'étudiant appliquera ces échafaudages de DCH personnalisables pour répondre à des questions de mécanisation clés. Ces études fourniront un aperçu mécaniste de la façon dont la viscoélasticité de la matrice stimule les processus biologiques clés au niveau des tissus.

L'étudiante au doctorat travaillera en étroite collaboration avec une équipe interdisciplinaire d'étudiants au doctorat et de postdoctorants travaillant sur des sujets connexes, dont la Dre Céline Labouesse, scientifique principale au laboratoire, et le Dr Philipp Fisch, tous deux experts en méchanobiologie cellulaire. En plus de la recherche, le candidat au doctorat devrait contribuer aux tâches de laboratoire et à l'enseignement, y compris la supervision des étudiants, le soutien aux conférences et les cours pratiques dans le laboratoire.

Profil

Nous recherchons un individu curieux, motivé et autonome, qui est à l'aise de travailler sur des projets hautement interdisciplinaires à l'interface de la chimie des polymères, de la bioingénierie et de la biologie cellulaire. L'excellence académique, une attitude professionnelle et une éthique du travail proactive et autonome sont attendues. De plus, le candidat doit pouvoir communiquer couramment en anglais (oral et écrit) et être prêt à travailler dans une équipe internationale hautement interactive. Les candidats doivent détenir un diplôme de maîtrise en bioingénierie, génie biomédical, génie mécanique, sciences moléculaires de la santé, sciences des matériaux, chimie ou domaines connexes. Une connaissance pratique de la synthèse des polymères et de la fabrication d'hydrogel est nécessaire. Expérience pratique en