Doctorant F/H Modeling the dynamic behavior of implants used in total hip arthroplasty

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Type de contrat : CDD

Niveau de diplôme exigé : Bac + 5 ou équivalent

Fonction : Doctorant

A propos du centre ou de la direction fonctionnelle

Le centre Inria d'Université Côte d'Azur regroupe 42 équipes de recherche et 9 services d’appui. Le personnel du centre (500 personnes environ) est composé de scientifiques de différentes nationalités, d’ingénieurs, de techniciens et d’administratifs. Les équipes sont principalement implantées sur les campus universitaires de Sophia Antipolis et Nice ainsi que Montpellier, en lien étroit avec les laboratoires et les établissements de recherche et d'enseignement supérieur (Université Côte d’Azur, CNRS, INRAE, INSERM ...), mais aussi avec les acteurs économiques du territoire.

Présent dans les domaines des neurosciences et biologie computationnelles, la science des données et la modélisation, le génie logiciel et la certification, ainsi que la robotique collaborative, le Centre Inria d’Université Côte d’Azur est un acteur majeur en termes d'excellence scientifique par les résultats obtenus et les collaborations tant au niveau européen qu'international.

Contexte et atouts du poste

The funding of this PhD thesis is granted by the ANR project “MoDyBe” (Modeling the Dynamic Behavior of implants used in total hip arthroplasty), which also involves the Multiscale modeling and simulation laboratory (CNRS, Paris-Est Créteil University), together with clinical partners from the department of orthopaedic (Henri Mondor hospital).

Mission confiée

Description of the project:

Cementless implants are increasingly used in clinical practice. They are inserted in the host bone using impacts performed with an orthopaedic hammer (press-fit procedure). However, the rate of revision surgery is still high, which is a public health issue of major importance.
The press-fit phenomenon occurring at implant insertion induces biomechanical effects in the bone tissues, which should ensure implant primary stability (that is, the stability of the implant during the surgery). Despite a routine clinical use, implant failures, which may have dramatic consequences, still occur and are difficult to anticipate.
Just after surgery, the implant fixation relies on the pre-stressed state of bone tissue around the implant. In order to avoid aseptic loosening, a compromise must be found by the surgeon. On the one hand, sufficient primary stability can be ensured by minimizing micromotion at the bone-implant interface in order to promote osteointegration phenomena. On the other hand, excessive stresses in bone tissue around the implant must be avoided, as they may lead to bone necrosis or fractures.
This raises the following mathematical issues:
– What is the appropriate mechanical model of the implant insertion process into the bone?
– What are the suitable high-performance computing methods to accurately solve the above modelling equations for the bone-implant interaction subject to dynamic excitations?
– Which robust inversion approaches can be employed to retrieve the quantities of interest of the bone-implant interaction such as the bone-implant contact area?
During the PhD thesis, after a bibliographical review, the successful candidate will investigate possible dynamic models described by partial differential equations and their possible simplifications. Inversion aspects of the problem will be considered such as reconstruction of the material (bone) parameters and estimation of the stability characteristics of the implant. Anticipating the need for real-time performance, reduced order modelling aspects should be studied.

Principales activités

Recherche, transfert.

Compétences

Required skills:

Interest in applied mathematics and modelling in physics or life sciences, basic numerical methods and their implementation.

Avantages

  • Restauration subventionnée
  • Transports publics remboursés partiellement
  • Congés: 7 semaines de congés annuels + 10 jours de RTT (base temps plein) + possibilité d'autorisations d'absence exceptionnelle (ex : enfants malades, déménagement)
  • Possibilité de télétravail (après 6 mois d'ancienneté) et aménagement du temps de travail
  • Équipements professionnels à disposition (visioconférence, prêts de matériels informatiques, etc.)
  • Prestations sociales, culturelles et sportives (Association de gestion des œuvres sociales d'Inria)
  • Accès à la formation professionnelle
  • Participation mutuelle (sous conditions)

Rémunération

Durée: 36 mois
Localisation: Sophia Antipolis, France
Rémunération brute mensuelle : 2200€ (2025) et 2300€ à partir de 2026