## 3.3. Design in silico de substrats 3D optimisés pour l'ingénierie tissulaire

### 3.3.1. Etat de l'art

Si les matrices poreuses sont envisagées pour le traitement par exemple de gros déficits osseux, c'est évidemment du fait de leur topologie poreuse qui, sur le principe, est censé favoriser l'invasion cellulaire, faciliter la croissance tissulaire par ostéo-conduction et permettre en fine une meilleure ostéointégration osseuse [Woesz2008 ; Hollister2005 ; Armillotta2008]. Cependant lorsqu'il s'agit de régénérer un gros volume de tissu, la colonisation de ces biomatériaux par les cellules et la reformation tissulaire en leur sein restent partielles et se limitent souvent à la périphérie des biomatériaux.

Les progrès en impression 3D offrent la possibilité de fabriquer des biomatériaux poreux aux formes complexes [Alvarez 2009, Wieding2012]. Cette avancée technique permet d'envisager l'optimisation du design de la microarchitecture pour améliorer l'ostéoconduction.

Le design de ces matrices poreuses doit aussi intégrer des conditions de chargement mécanique qui dépendent grandement de l'âge, de l'activité du patient ainsi que du site d'implantation. En particulier, les zones porteuses des membres inférieurs (fémur, tibia) et du rachis sont soumis à des contraintes importantes.

La conception d'un implant microporeux nécessite donc de prendre en compte conjointement les aspects mécaniques et biologiques du système environnant afin de permettre une reformation osseuse au cœur du matériau, une stabilité à long terme du dispositif implanté et ne pas empêcher le remodelage osseux assurant la viabilité du tissu sur le long terme. Les propriétés mécaniques telles que le module d'élasticité, la résistance à la traction ou à la compression, la ténacité, la fatigue et le pourcentage de déformation doivent être mécaniquement compatibles avec celles du tissu remplacé afin de prévenir les phénomènes de *stress shielding* et de résorption osseuse associée. En termes de dynamique d'écoulement des fluides interstitiels au sein des biomatériaux osseux, la perméabilité est un paramètre important qui affecte les activités biologiques des cellules, et le stress induit par le cisaillement peut être utilisé comme stimulant mécanique de la croissance cellulaire.

La topologie de la microarchitecture d'une matrice poreuse influence fortement la distribution spatiale et l'emplacement des cellules, l'angiogenèse et le transport de nutriments et de l'oxygène, et affecte ainsi la viabilité du nouveau tissu formé. Le rapport surface / volume dépendant directement de la taille des pores, la matrice poreuse doit présenter une grande surface interne pour faciliter l'adhésion et la prolifération. Un grand volume de pores est aussi nécessaire pour contenir et ensuite livrer une population de cellules suffisante pour le processus de guérison ou de régénération.

Tous ces critères de conception doivent être pris en compte et normalisés. Dans ce but, des approches in silico d'optimisation topologiques ont été développées. Elles calculent le design de la microarchitecture de matrices poreuses en considérant différents objectifs comme la résistance mécanique ou la perméabilité. Le calcul de la microarchitecture utilise des motifs élémentaires cubique, diagonal ou pyramidal plus facilement fabricables par impression 3D [Hollister2010 ; Lin et al, 2004 ; Guest et al, 2007 ; Almeida et al, 2010 ; Wiedin et al, 2014 ; Harrysson2008 ; Yan2011 ; Chang2013]. Une constante de ces approches est qu'elles sont essentiellement pilotées par des critères mécaniques tentant de tenir compte d'exigences biologiques comme, par exemple, la taille des pores, ou la macroporosité. Pour des tailles supposées optimales pour la croissance cellulaire, les paramètres géométriques sont souvent optimisés pour atteindre une ou plusieurs propriétés mécaniques cibles [Ponader2010 ; Lopez-Heredia2008 ; Hollander2006 ; Li2007]. Peu nombreux sont les travaux qui basent la détermination des structures poreuses sur de véritables critères mécanobiologiques. Parmi ceux-là, citons les travaux de [Boccacio2016] s'appuyant sur le modèle de mécano-régulation de Prendergast et Lacroix 1997 et 2002 (voir Chapitre 2.4). Pour déterminer la porosité optimale et potentiellement hétérogène, à l'intérieur d'une microarchitecture donnée, qui maximise la quantité de formation osseuse, Boccacio et al. en 2016 ont ainsi couplé un calcul d'optimisation topologique paramétrique à l'algorithme de mécanorégulation
de formation tissulaire. Ce modèle représente une étape intéressante dans la détermination de la géométrie des matrices à gradients de porosité sur la base de critères mécanobiologiques même si la taille et la répartition des pores sont fixées initialement.

Par ailleurs, certains chercheurs tentent de développer en ingénierie tissulaire des stratégies alternatives de stimulation cellulaire in situ en utilisant, le biomatériau support comme vecteur. Par exemple, l'application d'un champ magnétique au voisinage d'un biomatériau possédant des particules magnétostrictives génère au cœur du matériaux et au voisinage des cellules, des sollicitations mécaniques locales de traction et de compression. Si ces matériaux possèdent également une phase piézo-électrique les déformations locales engendrées par le champ magnétique induisent en retour des effets électriques locaux stimulant également le comportement cellulaire (Figure 9) [Fernandes2019].

<figure><img src="image_72.png" /><figcaption>Figure 9 : Biomatériaux 3D magnétiques incorporant des particules magnétiques au sein d'une matrice piézo-électrique [Fernandes2019].</figcaption></figure>

Des études in vitro ont montré que ces biomatériaux magnéto-actifs induisaient une meilleure régénération osseuse avec une meilleure maturation du tissu et des propriétés mécaniques supérieures. [Shuai2020]. Ces biomatériaux magnétiques sont compatibles avec des méthodes de fabrication 3D autorisant une plus grande liberté dans la conception de la microarchitecture du biomatériau (Figure 10).

<figure><img src="image_73.png" /><figcaption>Figure 10 : Fabrication par impression 3D de matrices poreuses incorporant des particules magnétiques [Shuai2020].</figcaption></figure>

Ainsi l'optimisation du design d'un biomatériau ne doit pas simplement s'entendre du seul point de vue de sa microarchitecture. Si l'on intègre que ce biomatériau puisse être dynamique et pilotable comme un vecteur de stimulation cellulaire et tissulaire, le calcul d'optimisation doit porter également sur ses propriétés multiphysiques et sur les conditions extérieures d'actionnement.
Le recours à l'outil in silico, capable d'embrasser de manière contrôlée une grande part de la complexité biologique pour simuler la reformation tissulaire en fonction des conditions multiphysiques imposées, ne doit plus être négligé si l'on veut se donner le maximum de moyens scientifiques pour proposer des stratégies d'ingénierie tissulaire efficaces.

### 3.3.2. Ma Problématique

Comment calculer la microarchitecture optimale d'une matrice poreuse pour guider la reformation tissulaire ? Comment optimiser la reformation tissulaire à l'aide d'un biomatériau dynamique ? magnétique ? Quelles sont les propriétés multiphysiques optimales d'un biomatériau associé à un actionnement extérieur réaliste et inoffensif ?

### 3.3.3. Mes Objectifs

Pour répondre à cette problématique, j'ai le projet d'associer une modélisation mécanobiologique de formation tissulaire, telle que celle développée dans la thèse de Nicolas Rousseau, à des méthodes numériques d'optimisation topologique pour désigner de futurs biomatériaux dont l'architecture et les propriétés multi physiques auront été choisies et paramétrées du point de vue du tissu en cours de régénération en lui offrant localement une stimulation adéquate.

L'objectif de mon projet est ici d'obtenir une microarchitecture optimisée du point de vue mécanobiologique sans considérer de structure initiale a priori. Il s'agira de déterminer l'implant qui maximisera le processus d'ostéointégration en assurant à la fois stabilité et remodelage osseux, tout en tenant compte des procédés et paramètres de fabrication additive utilisés. Pour cela, il sera nécessaire de considérer les véritables situations de charges biomécaniques et l'environnement physiologique dans lequel les implants seront placés.

### 3.3.4. Protocole

Je développerai mon approche in silico au sein de la plateforme de calcul multi physique COMSOL. Cette plateforme m'offre la possibilité d'utiliser dans un même environnement toutes les briques in silico dont j'ai besoin :

1) Le modèle mécanobiologique de formation tissulaire (thèse de Nicolas Rousseau) déjà développé à l'aide de cette même plateforme

2) Un module d'optimisation topologique intégré

3) La possibilité de modéliser des propriétés matériaux et des sollicitations extérieures multiphysiques.

Pour calculer la microarchitecture optimale d'une matrice poreuse, je considèrerai tout d'abord un volume donné biphasique : une phase représentant le matériau constitutif de la matrice, l'autre phase représentant le tissu en cours de formation ; ce volume sera soumis à des sollicitations mécaniques qui dépendront du site d'implantation du biomatériau. Les sollicitations imposées dans le modèle seront basées sur des enregistrements dynamiques locaux tels que ceux dérivés de cycles de marche.

Le calcul d'optimisation topologique consistera à évaluer un nombre important de microarchitectures de matrice poreuse au regard de la formation tissulaire obtenue en fin de simulation. Une gestion combinatoire ou génétique permettra de réduire considérablement le nombre de microarchitectures à évaluer.

L'approche proposée consistera, non plus à adapter des structures données a priori mais, à les déterminer comme solution d'un problème d'optimisation topologique, multi variables et multi objectifs [Bohner2011], basé sur un modèle mécanobiologique (et non plus uniquement mécanique) traduisant au mieux les processus de régénération osseuse. Le modèle que nous développons dans la
thèse de Nicolas Rousseau (Chapitre 2.4.2) apparaît plus complet que celui de Prendergast et Lacroix, 1997 et 2002 et permet de considérer plus finement les processus cellulaires en jeu.

Dans un deuxième temps, j'attribuerai des propriétés magnétiques au matériau constitutif de la matrice poreuse. Le volume biphasique représentant matrice et tissu en cours de formation sera soumis à un champ magnétique.

Là encore le calcul d'optimisation topologique consistera à évaluer un nombre important de microarchitectures de matrices poreuses au regard de la formation tissulaire simulée numériquement et stimulée mécaniquement par l'application d'un champ magnétique sur le biomatériau.

Différents traitements de surface pourront être simulés comme dans la thèse de Nicolas Rousseau. Des contraintes de fabrication pourront être intégrées au calcul d'optimisation topologique. Les structures ainsi calculées pourront être fabriquées par impression 3D et testées in vitro à l'aide de bioréacteurs et/ou implantées in vivo pour estimer leur véritable potentiel d'ostéoconduction. Les cinétiques de croissance et maturation osseuse observées expérimentalement enrichiront à leur tour le modèle in silico.

## 3.4. Intégrer une approche mécanobiologique dans les modèles biomécaniques macro

Les résultats obtenus à l'aide du modèle biomécanique de la main, apportent des éléments de compréhension sur les risques d'apparition et de développement de l'arthrose à l'échelle tissulaire. Pour préciser ces éléments, il est nécessaire de considérer à terme une approche multi-échelles du cartilage en intégrant l'échelle cellulaire et matricielle, qui est le siège des mécanismes de l'arthrose. En effet, l'arthrose est avant tout une maladie inflammatoire dont la conséquence est une dégradation active de la matrice cartilagineuse par les cellules. De plus, l'arthrose peut s'accompagner d'une calcification de la matrice cartilagineuse.

La modélisation du cartilage par un comportement hyperélastique proposée jusqu'alors pourrait être amenée à évoluer vers un comportement biphasique poroélastique prenant en compte les phases solide et liquide du cartilage et les paramètres d'hydratation et de perméabilité de la matrice cartilagineuse [Rivers2000; Halonen2017; Klets2016]. Pour mettre en relation le comportement mécanique du cartilage à sa réponse biologique, il faut ensuite intégrer un modèle mécanobiologique d'évolution du cartilage [Eskelinen2020 ; Orozco2018].

À l'aide d'un modèle de cartilage évolutif [Gardiner2016 ; Klets2018 ; Mukherjee2020] incluant des processus de vieillissement du cartilage et de progression de l'arthrose, il serait alors possible de décrire le rôle de la charge mécanique dans la dégénérescence arthrosique et de prédire le niveau d'usure du cartilage en fonction de l'historique des chargements mécaniques. En effet, il faut rappeler l'importance du nombre et de la fréquence des cycles de chargement sous-maximaux appliqués au cartilage [Chen1999]. Il serait intéressant de vérifier si même à faible intensité, la préhension pinch grip reste plus traumatisante sur un grand nombre de cycles comparé à d'autres préhensions telle le power grip.

Grâce à ce modèle, les modes de chargements les plus délétères pourront être identifiés comme les efforts soutenus pendant une longue période ou de façon répétée sans repos. De même, le régime de sollicitation mécanique nécessaire pour maintenir la viabilité du cartilage pourra être identifié. Des recommandations pourront être proposée dans le domaine de l'ergonomie sur la base de ses résultats numériques. Cette approche pourra également prédire les bénéfices d'une chirurgie réparatrice du cartilage ou encore l'impact d'une arthroplastie ou d'une arthrodèse sur les articulations voisines.
4. HDR le CV
**4.1. Profil professionnel**

Jean-Louis MILAN né le 04 février 1980 jean-louis.milan@univ-amu.fr

Maître de Conférence depuis 2010

Faculté des Sciences du Sport, Aix-Marseille Université

Institute des Sciences du Mouvement UMR 7287 Aix-Marseille Université & CNRS

Rémunération : Echelon 7

ORCID https://orcid.org/0000-0001-5191-3094

**Post-doctorats**

2007-2009 "Approche in silico pour l'ingénierie tissulaire". J. Planell; D. Lacroix Institute of Bioengineering of Catalunya (IBEC) Barcelona.

2009-2010 "Implémentation 3D du modèle mécanique cellulaire", ISM, Marseille

**Formation**

Doctorat en Biomécanique (2007)

"Mechanical behaviour of living cells. Development of computational model based on tensegrity and divided medium theory." (Directeur de thèse : Pr Patrick Chabrand ; Co-directrice de thèse : Sylvie Wendling)

Master en Mécanique (M Sc.) (2003)

Diplôme d'Ingénieur (Ecole Centrale, Marseille) (2003)

**Expertise scientifique :**

Modélisation in silico en biomécanique et mécanobiologie des cellules et tissus

Accueil en Délégation CNRS ISM en 2019-2020 renouvelé en 2020-2021

Attribution PEDR 2020-2024

**4.2. Profil publiant**

H index (Scopus) = 8

18 articles scientifiques publiés dans des journaux à comité de lecture et indexés dans le Web of Sciences

252 citations

6,7 % des articles font partie des 10 % les plus cités au monde.

70 % des articles ont été publiés dans des revues Q1

40 % des articles ont fait l'objet de collaborations internationales.

Publié dans des revues dont le facteur d'impact (FI) est de :

IF = 11.880 Nature Communication [Q1]

IF = 10.273 Biomaterials [Q1]

IF = 3.682 European Cells & Materials Journal (ECM Journal) [Q1]

IF = 3.665 Biophysical Journal (Biophys J) [Q1]

IF = 3.642 Journal of Manufacturing Systems (JMSY) [Q1]

IF = 3.485 Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials [Q1]

IF = 3.323 Biomechanics and Modelling in Mechanobiology (BMMB) [Q1]

IF = 2.776 PLOS One [Q1]

IF = 2.620 Clinical Oral Investigations (Clin Oral Inv) [Q1]

IF = 2.576 Journal of Biomechanics (J. Biomech) [Q1]

IF = 1.974 Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering (CMBBE) [Q2]

<figure><img src="image_74.png" /></figure>
* Rousseau, N., Msolli, I., Chabrand, P., Destainville, A., Richart, O. and **Milan, J.-L.** Local tissue effects and peri-implant bone healing induced by implant surface treatment: an *in vivo* study in the sheep. J Periodont Res. 2021. https://doi-org.lama.univ-amu.fr/10.1111/jre.12878

* Faudot B, Ballerini J, Ross M, Bellemère P, Goislard de Monsabert B, Vigouroux L, **Milan JL**. Mechanical performance comparison of two surgical constructs for wrist four-corner arthrodesis via dorsal and radial approaches. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2021 Feb;82:105274. doi: https://10.1016/j.clinbiomech.2021.105274 Epub 2021 Jan 14. PMID: 33508561.

* Faudot B, **Milan JL**, Goislard de Monsabert B, Le Corroller T, Vigouroux L. Estimation of joint contact pressure in the index finger using a hybrid finite element musculoskeletal approach. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2020 Nov;23(15):1225-1235. https://doi:10.1080/10255842.2020.1793965 Epub 2020 Jul 17. PMID: 32678683.

* Nayana Tusamda Wakhloo, Sebastian Anders, Florent Badique, Melanie Eichhorn, Isabelle Brigaud, Tatiana Petithory, Maxime Vassaux, **Jean-Louis Milan**, Jean-Noël Freund, Jürgen Rühe, Patricia M. Davidson, Laurent Pieuchot, Karine Anselme, Actomyosin, vimentin and LINC complex pull on osteosarcoma nuclei to deform on micropillar topography, Biomaterials, 2020, 119746, ISSN 0142-9612, https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.119746

* **Milan Jean-Louis**, Chan Yone Claudia, Rossi Jean-Marie, Chabrand Patrick, Simulating pharmaceutical treatment effects on osteoporosis via a bone remodeling algorithm targeting hypermineralized sites, Medical Engineering & Physics, 76, 2020, 56-68. https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2019.10.011

* D. Remache, M. Semaan, J.M. Rossi, M. Pithioux, **J.L. Milan**, Application of the Johnson-Cook plasticity model in the finite element simulations of the nanoindentation of the cortical bone., Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Volume 101, 2020, 103426, ISSN 1751-6161, https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2019.103426

* Maxime Vassaux, Laurent Pieuchot, Karine Anselme, Maxence Bigerelle, **Jean-Louis Milan**, A Biophysical Model for Curvature-Guided Cell Migration, Biophysical Journal, Volume 117, Issue 6, 2019, Pages 1136-1144, ISSN 0006-3495, https://doi.org/10.1016/j.bpj.2019.07.022

* Jeanneau C, Giraud T, **Milan JL**, About I. Investigating unset endodontic sealers' eugenol and hydrocortisone roles in modulating the initial steps of inflammation. Clin Oral Investig. 2019 May 21. https://doi.org/10.1007/s00784-019-02957-2

* Ian Manifacier, Kevin M. Beussman, Sangyoon J. Han, Nathan J. Sniadecki, Imad About & **Jean-Louis Milan**. The consequence of substrates of large-scale rigidity on actin network tension in adherent cells. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2019 Oct;22(13):1073-1082. https://doi.org/10.1080/10255842.2019.1629428

* Laurent Pieuchot, Julie Marteau, Alain Guignandon, Thomas Dos Santos, Isabelle Brigaud, Pierre-François Chauvy, Thomas Cloatre, Arnaud Ponche, Tatiana Petithory, Pablo Rougerie, Maxime Vassaux, **Jean-Louis Milan**, Nayana Tusamda Wakhloo, Arnaud Spangenberg, Maxence Bigerelle & Karine Anselme. Curvotaxis directs cell migration through cell-scale curvature landscapes. Nature Communications volume 9, Article number: 3995 (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-018-06494-6

* Maxime Vassaux, **Jean-Louis Milan**. Stem cell mechanical behaviour modelling: substrate's curvature influence during adhesion. Biomechanics and Modelling in Mechanobiology. 2017. https://doi.org/10.1007/s10237-017-0888-4
* Yassine Saadlaoui, **Jean-Louis Milan**, Jean-Marie Rossi, Patrick Chabrand. Topology optimization and additive manufacturing: Comparison of conception methods using industrial codes. Journal of Manufacturing Systems, Volume 43, Part 1, April 2017, Pages 178-186. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2017.03.006

* **Jean-Louis Milan**, Ian Manifacier, Kevin M. Beussman, Sangyoon J. Han, Nathan J. Sniadecki, Imad About, Patrick Chabrand. In silico CDM model sheds light on force transmission in cell from focal adhesions to nucleus. Journal of Biomechanics 2016. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2016.05.031

* Ian Manifacier, **Jean-Louis Milan**, Charlotte Jeanneau, Fanny Chmilewsky, Patrick Chabrand, Imad About. Computational Tension Mapping of Adherent Cells Based on Actin Imaging. PLOS One. Published: January 26, 2016. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146863

* **J.L. Milan**, S. Lavenus, P. Pilet, G. Louarn, S. Wendling, D. Heymann, P. Layrolle and P. Chabrand. Computational model combined with in vitro experiments to analyze mechanotransduction during mesenchymal stem cell adhesion. European Cells and Materials Journal Vol. 25 2013 (pages 97-113). https://doi.org/10.22203/eCM.v025a07

* **J. L. Milan**, J.A. Planell, D. Lacroix. Simulation of bone tissue formation within a porous scaffold under dynamic compression. BMMB 2010, 9,583-596, https://doi.org/10.1007/s10237-010-0199-5

* **J.L. Milan**, J.A. Planell, D. Lacroix. Computational modelling of the mechanical environment of osteogenesis within a polylactic acid-calcium phosphate glass scaffold. Biomaterials 2009, 30, 25, 4219-4226, https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.04.026

* **J. L. Milan**, S. Wendling-Mansuy, M. Jean, P. Chabrand. Divided medium-based model for analyzing the dynamic reorganization of the cytoskeleton during cell deformation. BMMB 2007, 6, 6, 373-390, https://doi.org/10.1007/s10237-006-0057-7

## Participation à l'écriture de 2 Livres Scientifiques :

* Chapitre « Biomécanique du système ostéarticulaire : de l'organe au tissu et à la cellule ». Patrick CHABRAND, Jean-Louis MILAN, Martine PITHIOUX. Livre « Biomatériaux et biomécanique », Techniques de l'ingénieur. Référence MED8060 Date de publication :10 déc. 2015.

* Chapter 13 Designing Optimal Scaffold Topographies to Promote Nucleus-Guided Mechanosensitive Migration Using in Silico Models. Livre «Developments and Novel Approaches in Biomechanics and Metamaterials ». Advanced Structured Materials. Editeurs : Bilen Emek Abali & Ivan Giorgio.

## Participations à plus de 30 conférences en tant que présentateur ou co-signataire des travaux :

* Jean-Louis Milan, Laurent Pieuchot, Maxime Vassaux. Curvature-guided cell migration relies on the mechanical cooperation between the nucleus and the cytoskeleton. ICONSOM, 16-19/06/2019, Rome

* Laurent Pieuchot, Maxime Vassaux, Alain Guignandon, Julie Marteau, Jean-Louis Milan, et al.. La curvotaxie ou comment la migration des cellules est dirigée par la courbure de leur environnement. Matériaux 2018, Nov 2018, Strasbourg, France. (hal-02188974)

* Laurent Pieuchot, Pablo Rougerie, Maxime Vassaux, Julie Marteau, Pierre-François Chauvy, et al.. Curvature-dependent mesenchymal cells and epithelial tissue migration and orientation. Interface Biology of Implants IBI 2019, May 2019, Rostock, Germany.

* Laurent Pieuchot, Maxime Vassaux, Julie Marteau, Thomas Cloatre, Tatiana Petithory, et al.. How cells surf the waves? Curvotaxis directs migration trough cell-scale natural landscapes. American Society for Cell Biology C.1 Materials, Surfaces and Interfaces for Medical Applications and Health, Dec 2016, San Francisco, United States. (hal-02175663)

* HOW CELLS SURF THE WAVES? CURVOTAXIS DIRECTS CELL MIGRATION THROUGH CELL-SCALE NATURAL LANDSCAPES. L. Pieuchot, M. Vassaux, J. Marteau, T. Petithory, I. Brigaud, P-F. Chauvy, A. Ponche, J-L. Milan, P. Rougerie, M. Bigerelle, K. Anselme. Materials, Surfaces and Interfaces for Medical Applications and Health. XXVI International Materials Research Congress 2017
* Mechanical cortical bone characterization with the finite element method based inverse method. Djamel Remache, Marie Semaan, Cécile Baron, Martine Pithioux, Patrick Chabrand, Jean-Marie Rossi, Jean-Louis Milan 2017/3/27. Neuron, Volume 557, 65624

* Mechanical characterization of porcine skin with the Finite Element Method based Inverse Optimization Approach. Djamel Remache, Serge Dos Santos, Michael Cliez, Michel Gratton, Patrick Chabrand, Jean-Marie Rossi, Jean-Louis Milan 2017/5/18World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Biomedical and Biological Engineering Vol4,N5, 2017

* Identification of the Orthotropic Parameters of Cortical Bone under Nanoindentation. D Remache, M Semaan, C Baron, M Pithioux, P Chabrand, JM Rossi, JL Milan. 2017/5/4. World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Sport and Health Sciences, 4, 5, 2017

* Mechanotransduction during cell adhesion: Numerical analysis of the influence of substrate topology. Maxime Vassaux, Jean-Louis Milan. WCCM 24-29 July 2016 Seoul

* Computational Tension Mapping of Adherent Cells Based on Actin Imaging. Ian Manifacier, Jean-Louis Milan, C Jeanneau, F Chmilewsky, P Chabrand, I About. MechBio 22-24 March 2016, Amsterdam

* Curvotaxis directs cell migration through cell-scale topographical landscapes. L Pieuchot, M Vassaux, T Cloatre, I Brigaud, T Petithory, J Milan, M Bigerelle, K Anselme. 2016/1/1. MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL 27. AMER SOC CELL BIOLOGY

* Mechanotransduction during cell adhesion: Numerical analysis of the influence of substrate topology. Maxime Vassaux, Jean-Louis Milan. Mechanobiology, from molecules to tissues - theory and application, 26 June - July 2, 2016, ICISE Quy Nhon, Vietnam

* Computational modelling of mechanotransduction during cell adhesion. Jean-Louis MILAN, Sandrine LAVENUS, and Patrick CHABRAND. 11th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI), 5th European Conference on Computational Mechanics (ECCM V), July 20 - 25, 2014, Barcelona, Spain

* Modèle mécanique multi-interactions pour analyser le tonus de cellules mésenchymateuses cultivées in-vivo. Jean-Louis MILAN, Sandrine LAVENUS, Pierre Layrolle, Patrick CHABRAND. 11ème colloque national en calcul des structure. CSMA Giens 13-17 mai 2013.

* Model based on homogenization and µCT analysis for trabecular bone remodelling.

* C. CHAN YONE, J.L. MILAN, J.M. ROSSI and P. CHABRAND. Congress of French Society of Biomechanics. Toulouse 16-19/10 2012

* Mechanotransduction during cell adhesion analyzed by computational model. Jean-Louis MILAN, Sandrine LAVENUS, Sylvie WENDLING, Michel JEAN, Pierre Layrolle and Patrick CHABRAND. 18th Congress of the European Society of Biomechanics ESB 1-4 July 2012 Lisbon.

* Homogenization and µCT analysis for trabecular bone remodelling. C. CHAN YONE, J.L. MILAN, J.M. ROSSI and P. CHABRAND. Congress of French Society of Biomechanics. Besançon 31/08-02/09 2011

* Computational modeling of mechanotransduction in bone : from micro to macro J.L. Milan, C. Chan Yone, J.M. Rossi and P. Chabrand. ASME Applied Mechanics and Materials Conference, McMAT Chicago 2011

* A 3D model of trabecular bone remodeling based on cellular activities C. CHAN YONE, J.L. MILAN, J.M. ROSSI and P. CHABRAND. Congress of French Society of Biomechanics. Besançon 31/08-02/09 2011

* FEM-CFD-based model to analyze mechanical stimulation of osteogenesis in PLA-Glass scaffold J. L. Milan, J.A. Planell, D. Lacroix. 4th International Conference on Computational Bioengineering (ICCB). Bertinoro, Italy 16-18 September 2009

* Mode of failure of a biomaterial composite scaffold for bone tissue engineering using synchrotron micro-tomography and finite element analysis. J.L. Milan, C. Sandino, S. Midderhoff, L. Marques, J.A. Planell, D. Lacroix. 12th International Conference on Fracture (ICF). Ottawa, Canada, 12-17 Juillet 2009.

* Simulation of tissue differentiation within a PLA-Glass scaffold J. L. MILAN, J. A. PLANELL and D. LACROIX 3a edicion del Congreso Ibérico de Biomateriales. Barcelona, Espagne, 17-18 septembre 2008

* Granular medium to analyze cytoskeleton mechanics J.L. MILAN, S. WENDLING-MANSUY, M. JEAN, P. CHABRAND Cell Biomechanics Meeting. Paris, 23-24 Septembre 2005

* Cytoskeleton dynamical behaviour approached by a granular tensegrity model. J.L. MILAN, S. WENDLING-MANSUY, M. JEAN, P. CHABRAND 20th Congress of the International Society of Biomechanics, Cleveland. 31 Juillet - 5 Août 2005

* Bone remodelling model of a basic multicellular unit. S. WENDLING-MANSUY, E. RIXRATH, J.L. MILAN, P. CHABRAND 20th Congress of the Inter Society of Biomechanics, Cleveland. 1-5/08/2005

* Granular tensegrity model to analyze the cytoskeleton organization in adherent cells J.L. MILAN, S. WENDLING-MANSUY, M. JEAN, P. CHABRAND Shell and Spatial Structures from Models to Realization (IASS), Montpellier, 20-24 septembre 2004
## 4.3. Responsabilités scientifiques :

J'ai été responsable de projets de recherche financés par des AAP nationaux ou de Work-Packages dans différents projets que je détaillerai dans la suite du manuscrit.

### 4.3.1. - Responsable du WP 4 de l'ANR « Sinus surf » 2013-2017

Le projet ANR « Sinus surf » 2013-2017 portait sur la déformation de cellules eucaryotes induite par une topographie sinusoïdale (AAP ANR Blanc SVSE 5 - Physique, chimie du vivant et innovations biotechnologiques).

La tâche (WP4) dont je fus responsable concernait la « Simulation de la déformation cellulaire au cours de l'adhésion sur matériaux à topographie sinusoïdale ». Pour cette tâche, j'ai recruté et encadré Maxime Vassaux en tant que post-doctorant de 2015 à 2017.

La subvention totale pour le projet fut de 660 k€. La subvention allouée au WP4 fut de 160 k€.

Ce projet a permis de découvrir la curvotaxis cellulaire. Ce projet ANR Sinus Surf a permis de créer des surfaces sinusoïdales en PDMS pour la culture cellulaire. En particulier, ces surfaces grâce à leurs régions concaves permettent de conserver les cellules souches dans leur état indifférencié.

Les moules de ces surfaces obtenus par la technique d'électroérosion, présentent des profils sinusoïdaux parfaits et peuvent également servir de surfaces étalon pour la métrologie.

Les résultats de Sinus Surf sont décrits plus en détail dans les chapitres 2.3.4 et 2.3.5.

Ce projet a abouti à 3 publications dont un article scientifique publié dans Nature Communications [Vassaux2017 ; Pieuchot2018 ; Vassaux2019]

### 4.3.2. - Responsable du WP 2 du FUI15 « Quick Mold » 2013-2017

J'ai eu l'opportunité de faire partie du consortium du projet Quick Mold au tout début de sa création du fait de mes compétences en modélisation numérique en optimisation topologique et en mécanique des matériaux granulaires.

Le projet Quick Mold était dédié au développement d'une nouvelle méthodologie de conception de moules alvéolaires destinés à l'injection plastique. Il a été labellisé par 3 pôles de compétitivités : PEGASE (actuel SAFE), PLASTIPOLIS et EUROBIOMED. Le projet Quick Mold a permis la création de 15 emplois.

Le projet Quick Mold, d'un budget total de 3 M€ a été financé en partie par l'AAP FUI 15 d'octobre 2013 à juin 2017, à hauteur de 1,3 M€.

Le WP2 dont je fus responsable concernait la « Modélisation et optimisation des structures alvéolaires de moules à injection plastique obtenus par frittage laser »

Pour réaliser cette tâche, une subvention de 166k€ fut allouée par le FUI 15 à notre équipe GIBOC- via Aix-Marseille Université, sans compter le salaire environné des personnels permanents impliqués. Cette subvention m'a permis de financer 2 contrats d'ingénieurs, la location de logiciels de calcul mécanique et l'achat de consommables pour la réalisation de pièces par frittage laser. J'ai ainsi recruté et encadré Yassine Saadlaoui (2014-2015) en tant qu'Ingénieur d'étude et Djamel Remache (2015-2017), en tant qu'Ingénieur de recherche.

Le constat qui a fait naître le projet Quick Mold est que la fabrication traditionnelle par usinage des moules pour l'injection plastique aboutit à des délais de fabrication très longs (10 à 12 semaines) et à des coûts très élevés (de 20 000 à plusieurs centaines de milliers d'euros par moule). Des techniques de substitution telles que l'usinage de moules aluminium ou le prototypage rapide existent, mais ne
garantissent pas une compatibilité du moule avec toutes les matières à injecter. Le projet QUICKMOLD vise donc à concevoir par fusion laser de poudre métallique une empreinte de moule alvéolaire pour des applications d'injections plastique. Les spécificités de ce procédé innovant doivent permettre de réaliser un moule compatible avec toutes les matières, dans des délais très courts et à prix réduit.

Les objectifs du projet ont été de développer : -un outil de modélisation des structures alvéolaires afin d'en optimiser les propriétés ; une méthodologie de conception des moules alvéolaires ; un outil d'aide à la conception de moules alvéolaires ; la compétitivité des partenaires impliqués et les parts de marché des industriels.

Le caractère innovant du projet fut avant tout la méthodologie de conception de moules à partir de simulations numériques mécaniques et thermiques, et la technologie de fabrication par impression 3D à poudres métalliques

Dans le cadre du projet Quick Mold, les calculs numériques d'optimisation topologique combinés à la fabrication additive métallique ont permis de proposer des empreintes de moules alvéolaires de très bonne tenue mécanique et possédant une masse et un volume de matière beaucoup plus faibles. Cette preuve de concept a montré qu'il est possible d'économiser près de 70% du coût de fabrication en réduisant à la fois le coût des matériaux et le temps de fabrication.

De plus, la fabrication additive a permis d'intégrer des canaux de régulation optimisés calculés par le partenaire ARMINES à l'aide de simulations numériques thermiques pour être au plus proche de la surface moulante dans les outillages d'injection. Les moules ainsi fabriqués ont montré un comportement tout à fait satisfaisant sur un nombre très élevé de cycles d'injection. Le refroidissement optimisé de ces moules a permis d'augmenter ainsi la productivité des presses en réduisant le temps de cycle d'injection de 25%.

### Consortium et Compétences clés :

**INOVAPLAST** : leader du projet et spécialiste de l'injection plastique

**Poly-Shape** : fabriquant de moule et spécialiste de la fusion laser de poudre métallique

**Oxytronic** : Equipementier électronique pour l'aéronautique (pièces petites et moyennes séries).

**Mécacorp** : Injecteur dans le domaine automobile (pièces grandes séries).

**ARTS** : Arts et Métiers Aix-en-Provence, Centre de recherche en mécanique, ingénierie et procédé

**AMU-ISM** : Centre de recherche en mécanique et ingénierie,

**ARMINES-CEMEF** : Centre de recherche en mécanique des procédés et transformation des matériaux

Le projet a notamment débouché sur la publication de nos travaux [Saadlaoui2017]. Cette publication est l'une des plus lues de l'ISM avec 4500 lectures sur ResearchGate.

### 4.3.3. - Responsable WP du Défi CNRS « REPOUSSE » 2016-2018.

Le projet REPOUSSE, dont Martine Pithioux fut la coordinatrice fut retenu par le Défi Mécanobio Mission pour l'Interdisciplinarité du CNRS dans le cadre du Défi Mécanobio pout la période 2016-2018. Je fus responsable de la tâche consacrée à l'analyse couplée in vitro-in silico de la régénération de matrice osseuse par des cellules mises en culture dans un hydrogel au sein d'un bioréacteur.

J'ai encadré le stage M2 BTI de Maxime Vella, consacré aux essais in vitro de stimulation mécanique des cellules en culture 3D dans un bioréacteur.

Budget = 6k€

Ce projet a abouti au dépôt du projet ANR Periost-Child « Periosteum engineering for stimulating children bone growth » réunissant ISM, LBTI, ICube, Mateis, LMGP et CEISAM et LAAS en sous traitance. Ce projet n'a malheureusement pas été retenu.

Les résultats du défi ont été présentés lors d'une journée CNRS le 4 mai 2017 à Paris Michel Ange et lors de la journée de lancement du GDR « homme réparé » le 05 Mars 2017.
### 4.3.4. - Responsable du PEPS INSIS-2016 Cells&Nanofibers.

Ce projet déposé dans le cadre d'un PEPS-INSIS du CNRS a été retenu. Il visait à recréer pour l'ingénierie tissulaire un environnement cellulaire proche de la matrice native à l'aide de substrats nanofibrillaires et en s'appuyant sur la modélisation in silico pour identifier le design optimal.

Le consortium était formé par ISM (UMR7287) et LBTI (UMR5305) et LMGC (UMR 5508).

Le budget accordé fut de 15 000 €

Le projet Cellules & Nanofibres propose une alternative aux biomatériaux classiques utilisés en ingénierie tissulaire en développant un matériau biomimétique dont la micro et nano structure fibrillaire se rapprochent de la structure fibreuse de la matrice extra cellulaire originelle. Ce projet est porté par un consortium interdisciplinaire et expert en développement de matériaux pour l'ingénierie tissulaire, en analyse biocellulaire, en mécanique cellulaire et en mécanique des matériaux complexes. L'aide PEPS INSIS a permis de réaliser des travaux in silico et in vitro (Figure 1) préliminaires nécessaires à l'éligibilité auprès d'appels à projets. Le PEPS INSIS Cellules & Nanofibres a débouché sur le dépôt de 4 projets, malheureusement sans succès : un projet ANR, un projet Défi CNRS et deux demandes de financements de thèses AMU (voir chapitre 4.9.6).

<figure><img src="image_75.png" /><figcaption>Figure 1 : a) Image au microscope d'un substrat fibreux. b) Modèle cellulaire en adhésion 3D à 2, 5 ou 8 fibres. c) Calcul des forces intracellulaire en fonction de la rigidité des fibres. Estimation de la tension intracellulaire en fonction de la rigidité des fibres. Fibres soft : K = 5.10³ nN/µm ; Fibres stiff : K = 5.10⁴ nN/µm</figcaption></figure>

<table><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="6">Nombre de fibres impliquées dans l'adhesion cellulaire</th></tr><tr><th>2</th><th>5</th><th>8</th></tr></thead><tbody><tr><th>Rigidité des fibres</th><td>soft</td><td>stiff</td><td>soft</td><td>stiff</td><td>Soft</td><td>stiff</td></tr><tr><th>Tension intracellulaire</th><td>4nN</td><td>18nN</td><td>5nN</td><td>25nN</td><td>7nN</td><td>45nN</td></tr></tbody></table>
### 4.3.5. - Co-responsable d'une action incitative au sein de l'ISM

Dans le cadre de l'Axe « Main », axe de recherche transverse intra laboratoire ISM et inter-équipes (Responsable Laurent Vigouroux). Nous avons obtenu une aide de l'ISM de 4 000 € pour financer les stages ingénieur 2A ENSAM de Guillaume Gabriel et 3A SIGMA de de Barthélémy Faudot sur la modélisation biomécanique de la main arthrosique couplant d'une part une approche musculosquelettique et de dynamique inverse et d'autre part une modélisation par éléments finis de la géométrie et de la qualité tissulaire des articulations de la pince pouce-index.

### 4.3.6. - Responsable de contrats de recherche avec des entreprises

#### 4.3.6.1. SACIMEX

* Directeur : Alain Bert Période 2013-2020

* Analyse de la tenue mécanique de système de fixation de bandelettes supportant le greffon tendineux pour la ligamentoplastie. Mise au point d'un protocole d'essai de traction mécanique où le système de ligamentoplastie est implanté dans un genou bovin. Contrat de 8000 € sur la période.

#### 4.3.6.2. OSD

* Contact : Max Nemoz Gaillard, Période 2015-2020

* Analyse biomécanique de la tenue mécanique de cages intersomatiques pour un total de 5000 €

### 4.3.7. - Responsable du contrat avec Selenium Medical

Ce contrat porte sur l'encadrement de la thèse CIFRE de Nicolas Rousseau de 2017 à 2020 employé par l'entreprise Selenium Medical. Ce contrat d'accompagnement a été conclu entre Aix-Marseille Université et Sélénium Médical de manière à ce que Selenium Medical reste propriétaire de l'utilisation commerciale et industrielle des résultats.

Ce contrat s'élève à 240k€ versés à l'équipe GIBOC par Sélénium Medical sur la période 2018 à 2021 et dont les 2/3 ont déjà été versés.
## 4.4. Encadrement doctoral et scientifique :

### 4.4.1. Doctorants

4 Thèses co-encadrées depuis 2012 dont 3 ont été soutenues et pour lesquelles j'ai participé au jury :

**Claudia Chan Yone.** 2009-2012 soutenue en Décembre 2012 Encadrement 30%
*Modèle numérique de vieillissement de l'os trabéculaire considérant l'hyperminéralisation du tissu et le chargement mécanique*

Directeurs de thèse : Christian Hochard, Patrick Chabrand, Jean-Louis Milan et Jean-Marie Rossi.
Ecole Doctorale Physique, Modélisation et Sciences pour l'Ingénieur

**Ian Manifacier** 2013-2016, soutenue en Décembre 2016 Encadrement 80%
*Estimation des forces de contraction au sein de cellules adhérentes en fonction de l'influence du substrat.*

Directeurs de thèse : Imad About et Jean-Louis Milan.
Ecole Doctorale Science du Mouvement Humain

**Barthélémy Faudot** 2017-2021 soutenue en Avril 2021 Encadrement 50%
*Développement d'un modèle biomécanique de la main*

Directeurs de thèse : Laurent Vigouroux et Jean-Louis Milan
Ecole Doctorale Science du Mouvement Humain

**Nicolas Rousseau** 2017- soutenance en Juillet 2021 Encadrement 70%
*Optimisation biomécanique et biochimique de l'ancrage osseux primaire d'un implant pour le traitement de fractures*

Directeurs de thèse : Patrick Chabrand et Jean-Louis Milan
Ecole Doctorale Science du Mouvement Humain

### 4.4.2. Post-doctorants

Encadrement de 3 Post-doctorats et travaux d'Ingénieur de recherches et d'études :

**Maxime Vassaux** 01/10/2015-30/04/2017 Encadrement 100%

Post-doctorat sur projet ANR Sinus Surf 2013-2017

Influence de la topographie de surface du substrat sur le comportement mécanique cellulaire

**Yassine Saadlaoui** 01/10/2014-30/09/2015 Encadrement 100%

Ingénieur d'étude recruté sur projet FUI 15 Quick Mold 2013-2017

Optimisation topologique de moules pour l'injection plastique, fabriqués par frittage laser

**Djamel Remache** 01/10/2015-30/04/2017 Encadrement 100%

Ingénieur d'étude recruté sur projet FUI 15 Quick Mold 2013-2017

Optimisation topologique de moules pour l'injection plastique, fabriqués par frittage laser

### 4.4.3. Stagiaire Master 2 / Ingénieurs 3A

13 Stages de Master 2

**Thomas Valério** 01/03/2021-31/08/2021 Encadrement 50%

Modélisation biomécanique de la main

Master 2 Ingénierie et Ergonomie du Mouvement Humain

Faculté des Sciences du Sport & Ecole Doctorale Science du Mouvement Humain

**Dongshu Liu** 01/03/2020-31/08/2020 Encadrement 70%

Co-encadrant : Maxime Vassaux 30%

Simulation numérique de la migration cellulaire

3A ENSTA Paris - Institut Polytechnique de Paris
**Mary Bakassa Traoré** 01/03/2020-31/08/2020 Encadrement 50%
Université Paul Sabatier de Toulouse
Modélisation biomécanique de la main

**Marlain Gnanhan** 21/03/2017-20/09/2017 Encadrement 100%
Master Sciences de l'Ingénieur (SDI) Université Pierre et Marie Curie (UPMC), Paris
Modélisation de l'interaction cellules-matrices. Etude de l'influence de la rigidité structurale

**Barthélémy Faudot** 01/03/2017-31/08/2017 Encadrement 50%
Ecole d'ingénieurs SIGMA Clermont Ferrand
Modélisation biomécanique de la main

**Florian Demeusy** 01/03/2016 - 31/08/2016 Encadrement 100%
Ingénieur Ecole Centrale Marseille.
Modélisation de l'adhésion de cellules.

**Guillaume GABRIEL** 01/03/2016 - 31/08/2016 Encadrement 50%
Ingénieur ENSAM Aix-en-Provence.
Modélisation biomécanique de la main

**Maxime Vella** 01/02/2016-30/07/2016 Encadrement 100%
Influence de la stimulation mécanique des chondrocytes sur la synthèse de matrice cartilagineuse.
Master 2 BioIngénierie des Tissus et des Implants
Faculté des Sciences du Sport & Ecole Doctorale Science du Mouvement Humain

**Julie Ferandiz** 01/02/2016-31/07/2016 Encadrement 100%
Etude du comportement du disque intervertébral à l'aide d'un modèle biophysique poroélastique
Master 2 BioIngénierie des Tissus et des Implants
Master 2 BioIngénierie des Tissus et des Implants
Faculté des Sciences du Sport & Ecole Doctorale Science du Mouvement Humain
Encadrement de stagiaires M1, 2 stagiaires L2, 2 stagiaires L3.

**Mathieu Maisani** 01/02/2013-30/07/2013 Encadrement 30%
Master 2 BioIngénierie des Tissus et des Implants
Caractérisation mécanique du cartilage équin présentant différents niveaux d'usure
Employeur Sanofi 50% P. Chabrand 20%
Master 2 BioIngénierie des Tissus et des Implants
Faculté des Sciences du Sport & Ecole Doctorale Science du Mouvement Humain

**Nicolas Laugier** 01/02/2012-30/07/2012 Encadrement 100%
Modélisation de la régénération d'un déficit osseux à l'aide d'un biomatériau ostéoconducteur.
Master 2 Sciences du Mouvement Humain
Faculté des Sciences du Sport & Ecole Doctorale Science du Mouvement Humain

**Lucie Bouchinet** 01/02/2012-30/07/2012 Encadrement 40%
Modélisation numérique du comportement mécanique de stents aortiques
Employeur St George Medical 60%
Master 2 Sciences du Mouvement Humain
Faculté des Sciences du Sport & Ecole Doctorale Science du Mouvement Humain

**Carole Magnier** 01/02/2005-30/07/2005 Encadrement 40%
Modélisation du remodelage osseux vu comme un équilibre thermodynamique
Sylvie Wendling 60%
Master 2 Mécanique des matériaux et des structures
Ecole Supérieur d'Ingénieurs de Marseille
Ecole doctorale Physique, Modélisation et Sciences pour l'Ingénieur

11 encadrements de Stages de L2 - M1 :
6 stagiaires M1, 2 stagiaires L2, 2 stagiaires L3.

**1 alternant recherche de l'Ecole Centrale 1A 2020-2021 << Simulation de la migration cellulaire >>**
## 4.5. Projets en Enseignement

Je coanime depuis 2017, avec le Pr. Patrick Chabrand, son fondateur, la Mention « Bioingénierie des Tissus et des Implants » (BTI) que propose la Faculté des Sciences du Sport de Marseille au sein du Master « Ingénierie et Ergonomie de l'Activité Physique » (IEAP). Le Master BTI est adossé à l'Ecole Doctorale Sciences du Mouvement Humain (ED 463 SMH).

Je prépare actuellement la reprise de la direction du Master M2 BTI dans 1 ou 2 ans après le départ en retraite de Patrick Chabrand. Le Master BTI dont la première promotion est 2012-2013 est identifié et reconnu depuis plusieurs années comme une formation pertinente face aux enjeux industriels et scientifiques dans le domaine des dispositifs médicaux implantables.

Le master BTI est une formation portée par STAPS qui s'adresse avant tout aux étudiants de la Faculté des Sciences du Sport de Marseille et aux autres UFR STAPS françaises. Le master BTI est ouvert également aux élèves ingénieurs, et aux étudiants en biologie et étudiants en santé. Elle met le focus sur les déterminants ostéoarticulaires du mouvement humain, dans des cas physiologiques, pathologiques ou réparés. Elle propose notamment des enseignements que j'assure en mécanobiologie comme une discipline permettant de comprendre l'organe et le tissu comme des structures dynamiques en adéquation avec leur environnement mécanique qui a donc un impact sur la physiologie et les pathologies.

Au total, 177 étudiants ont obtenu le diplôme de Master BTI entre 2012 et 2020 dont 58 étudiants STAPS. Pour l'année 2020-2021, il y aura normalement 29 diplômés dont 12 étudiants STAPS. Certains étudiants BTI ont déjà un emploi durant la formation, c'est le cas de certains internes en médecine. Pour les étudiants STAPS et les élèves ingénieurs qui sont nouvellement diplômés BTI, le niveau et le délai de recrutement sont très satisfaisants.

Je suis par ailleurs Membre du Jury de soutenances de stage et d'attribution du diplôme et Membre du Conseil de perfectionnement du Master BTI

J'ai été Responsable du Champ « Biomécanique » à la Faculté des Sciences du Sport de 2012 à 2020. La Faculté des Sciences du Sport propose ses enseignements en les catégorisant en 4 grands champs, dont celui de la Biomécanique. Dans ce cadre, je suis en charge de l'animation et la coordination, des enseignements en Biomécanique sur les 3 années de Licence STAPS ainsi que de leurs attributions parmi la quinzaine-vingtaine d'enseignants permanents, contractuels et vacataires.

- Volume horaire des enseignements en Biomécanique sur les 3 années de Licence pour chaque étudiant : 185heqTD

- Volume horaire des enseignements en Biomécanique à assurer par les enseignants sur les 3 années de Licence STAPS : 717heqTD

- Pilotage de l'élaboration de la nouvelle plaquette des enseignements du champ Biomécanique pour les années 2018 à 2022

J'ai été co-animateur du projet inter-écoles sur la question du « Handicap en milieu urbain » (2014-2015) entre les étudiants de l'Ecole des Beaux-Arts (Fabrice Pincin), de l'Ecole d'Architecture, de l'Ecole Centrale Marseille (Jean-Marie Rossi) et du Master 1 BTI et IEMH de la Faculté des Sciences du Sport (Jean-Louis Milan)

J'ai animé des ateliers autour des techniques actuelles et futures dans le domaine de l'ingénierie tissulaire avec les étudiants ingénieurs de l'Ecole Centrale de Marseille, en mai 2013 et en mai 2016

Mon service d'enseignant est dédié aux enseignements de la Biomécanique en Licence et Master au sein de la Faculté des Sciences du Sport, ma composante. J'assure un service complet. J'interviens aussi à l'IUT St Jérôme d'Aix Marseille Université
Services d'enseignement effectués :

<table><thead><tr><td>Année universitaire</td><td>Etablissement d'enseignement</td><td>Nbr d'heures (eqTD - base 192h)</td></tr></thead><tbody><tr><td>2014 - 2015</td><td>Faculté des Sciences du Sport Aix-Marseille Université</td><td>200</td></tr><tr><td>2015 - 2016</td><td>Faculté des Sciences du Sport Aix-Marseille Université</td><td>213</td></tr><tr><td>2016 - 2017</td><td>Faculté des Sciences du Sport Aix-Marseille Université</td><td>215</td></tr><tr><td>2017 - 2018</td><td>Faculté des Sciences du Sport Aix-Marseille Université</td><td>263</td></tr><tr><td>2018 - 2019</td><td>Faculté des Sciences du Sport Aix-Marseille Université</td><td>246</td></tr><tr><td>2019-2020</td><td>Accueil en Délégation CNRS au sein de l'ISM</td><td>-</td></tr><tr><td>2020-2021</td><td>Accueil en Délégation CNRS au sein de l'ISM</td><td>-</td></tr></tbody></table>

Dans la suite, je détaille mon service d'enseignant de ces dernières années.

En 1ère année de Licence, à la Faculté des Sciences du Sport, j'enseigne habituellement les modules de « Bases mathématiques pour l'analyse du Mouvement » et « Cinématique du mouvement et des APSA ». J'assure ces enseignements à Marseille et aux antennes de la Faculté à Gap et Aubagne

En Master 1 IEAP (Ingénierie et Ergonomie de l'Activité Physique) j'ai enseigné et/ou j'enseigne toujours les modules suivants :

- Démarche de l'ingénieur de produits pour le sport et le handicap

- Analyse biomécanique des corps en mouvement

- Méthodes numériques en ingénierie

- Introduction à la méthode des éléments finis

- TDs d'Instrumentation (6 groupes x 12 h)

Ces TDs visent, dès l'entrée en M1, la connaissance précise des outils d'acquisitions et de mesures. Dans ma partie, j'encadre des groupes d'étudiants dans l'utilisation de machines de tests mécaniques, de caméras rapides et de logiciels de corrélation d'image pour déterminer les déformations locales engendrées au niveau de zones de fragilités d'une structure soumise à déformation globale

- Enseignement Transversal Pluridisciplinaire

Accompagnement de plusieurs groupes d'étudiants travaillant en mode projet sur une thématique pluridisciplinaire dans la compréhension du mouvement humain

En Master 2 IEAP filières BTI et IEMH (Ingénierie et Ergonomie du Mouvement Humain) j'enseigne les modules :

- Mécanobiologie

- Modélisation Biomécanique par éléments finis (Logiciel DS Simulia Abaqus)

- Reconstruction d'images 3D pour le Médical (Logiciel Mimics Materialise)

- Projet tutoré sur des questions de rupture technologique et scientifique en ingénierie tissulaire (étudiants en groupe travaillant sur un sujet ou un nouvel outil logiciel sur une période de 3 mois)

En Licence Professionnelle Santé spécialité Maintenance et Technologie Biomédicales (MTB) (Responsable Valérie Kazarian) à l'IUT St Jérôme de Marseille, j'enseigne le module « Biomatériaux et Biocompatibilité » depuis 2012
## 4.6. Animation scientifique

Conférences en tant qu’invité :

- Conférencier invité **GDR Réparer l’humain** juillet 2020 Strasbourg sur l’« **Apport de la modélisation in silico du lien cellule/tissu** » (report dû au COVID)

- Séminaire sur la « **Indentification de l’architecture fibreuse 3D optimale pour l’ingénierie tissulaire** », LMGC, Montpellier, 19/06/2018

- Séminaire sur la « **Modélisation de la cellule osseuse** », Laboratoire ADES (UMR 7268) Anthropologie bio-culturelle, droit, éthique et santé, Campus Timone, Marseille 09/06/2017

- Séminaire sur les « **Avancées en simulation numérique des processus cellulaires et tissulaires mécanobiologiques**. » 25 mars 2014, LYOS INSERM UMR1033 - Pathophysiology, Diagnosis and Treatments of Bone Diseases, Université de Lyon, Faculté de Médecine Lyon Est

- Conférencier invité pour l’**Ecole thématique du GDR Mécanotransduction** sur « **la mécanotransduction cellulaire** » 30 Novembre 2011 Marrakech

- Conférence sur « **la mécanotransduction et l’ingénierie tissulaire** » Ecole Centrale Marseille. mai 2013 et 2016

Invitation et Animation de séminaires de professeurs ou chercheurs extérieurs

- Séminaire du **Pr. Jerome Noailly**, Universitat Pompeu Fabra Barcelona. Departement of Biomechanics and Mechanobiology (Spain) "In silico approaches in Biomechanics and Mechanobiology" ISM 05/12/2019

- Séminaire d’**Emeline Verna** et **Pacal Ardalian** (ADES (UMR 7268) Anthropologie bio-culturelle, droit, éthique et santé). ISM 7/12/2017

- Séminaire du **Pr. Roberto Mayor** de l’University College of London, Décembre 2016. “Forces at the front and rear of collective cell migration”.

- Séminaire du **Pr. Damien Lacroix** de l’IBEC Barcelona Juillet 2011. “effect of mechanical stimuli on the biological response”. ISM. 20/07/2011

Participations à des workshops scientifiques

- Les réunions du **GDR Mécanotransduction** : morphogenèse, pathologies et réparation des tissus biologiques – notamment au cours de la Journée thématique : Rencontre jeunes chercheurs/praticiens hospitaliers, 30 Septembre 2013, Marseille

- **Comité d’organisation des Journées CARMA**, 4e édition des Rencontres Régionales Recherche Industrie Clinique, les 18 et 19 mai 2015. Campus de Luminy, Marseille

- Les réunions du **GDR Mecabio**

- Les réunions du **GDR Réparer l’humain**

- **Journée CNRS ouverte au public « Comment réparer l’homme élastique »**, Paris 5/12/2016

- « **Rendez-vous de la Mécanique** », réunion d’information publique et gratuite, organisée par le CETIM, sur le thème de « la Fabrication Additive - État de l’art et perspectives économiques », dans le cadre du projet FUI 15 Quick Mold dont je pilote la tâche 2. 20/10/2016, Saint-André-des-Eaux (44).
- **Comité d'organisation du 38e Congrès de la Société de Biomécanique (SB), 4-6 septembre 2013. Campus de Luminy, Marseille**

- Chairman au congrès SB à Marseille en 2013 et au congrès MCMAT à Chicago en 2011

Expertise :

- Rapporteur-Editeur pour le comité de rédaction du journal Computational Physiology and Medicine, publié par Frontiers, plateforme scientifique ouverte, un des leaders de la publication en open access.

- Evaluateur d'articles pour Acta Biomaterialia et International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering.

- Expertise d'un dossier de thèse CIFRE pour l'ANRT

**4.7. Collaborations**

Collaboration au sein d'Aix-Marseille Université :

Prof. Dr. Marc Jaegger (M2P2), Prof. Dr. Marc Leonetti (IRPHE), Philippe Delaporte (LP3)

Annie Viallat, Anne Charrier (CINAM)

Collaborations nationales

Karine Anselme, Laurent Pieuchot (IS2M-Mulhouse)

Yves Remond, Daniel Georges (ICUBE-Université de Strasbourg)

Maxence Bigerelle (LAMIH-Université of Valenciennes/Hainaut-Cambrésis),

Pierre Layrolle et Dominique Heymann (LIOAD-Université de Nantes), Jean-Yves Hascoet (Ecole Centrale Nantes), Prof. Dr. Olivier Gauthier (Veterinary school, Nantes),

Romain Debret (LBTI, Lyon), Dr. Jérôme Sohier (MATEIS, Lyon),

Laurence Vico et Alain Guignandon (LBTO-Saint Etienne), Pierre-Jacques Liotier (LGF-ENSMSE, Ecoles des Mines St-Etienne),

Pr. Benoit Ladoux (Université Paris Diderot), Prof. Daniel Isabey (Université Pierre et Marie Curie),
Rachele Allena (LBM-ENSAM Paris)

Patrick Canadas (LMGC-Université de Montpellier),

Pr Michel Vincent (Sophia Antipolis, MINES ParisTech), Pr. Yannick Tillier (Sophia Antipolis, MINES ParisTech).

Collaborations internationales

Prof. Dr. Nathan Sniadecki (University of Washington), Christopher Chen (Boston University), Sangyoon Han (Michigan Technological University), Roberto Mayor (University of London), Hans Van Oosterwyck (University of Leuven), Prof. Dr. Damien Lacroix (University of Sheffield), Jerome Noailly (University Pompeu Fabra, Barcelona), Sandrine Lavenus (Albany Medical College, New York),
# 5. Références

[Abrahamsson 2004] Ingemar Abrahamsson, Tord Berglundh, Elena Linder, Niklaus P. Lang, and Jan Lindhe. "Early bone formation adjacent to rough and turned endosseous implant surfaces. An experimental study in the dog,". Clinical Oral Implants Research, 15(4):381-392, 2004. https://doi.org/10.1111/j.1600-0501.2004.01082.x

[Adhsc18] Maxime Vassaux. "mvassaux/adhSC: Initial release of the adhesion cell model (Version v1.0.0)". Zenodo. http://doi.org/10.5281/zenodo.1187087 (2018).

[Adley 1983] Adey, W. R. "Molecular aspects of cell membranes as substrates for interaction with electromagnetic fields." *Synergetics of the Brain*. Springer, Berlin, Heidelberg, 1983. 201-211.

[Alber2019] Alber, M., Buganza Tepole, A., Cannon, W. R., De, S., Dura-Bernal, S., Garikipati, K., Karniadakis, G., Lytton, W. W., Perdikaris, P., Petzold, L., & Kuhl, E. (2019). Integrating machine learning and multiscale modeling-Perspectives, challenges, and opportunities in the biological, biomedical, and behavioral sciences. *Npj Digital Medicine, 2*(1), 1-11. https://doi.org/10.1038/s41746-019-0193-y

[Almeida2010] H. D. A. Almeida and P. J. da Silva Bartolo, Virtual topological optimisation of scaffolds for rapid prototyping, Medical Engineering and Physics, vol. 32, no. 7, pp. 775-782, 2010.

[Almonacid 2015] Almonacid, Maria, et al. "Active diffusion positions the nucleus in mouse oocytes." *Nature cell biology* 17.4 (2015): 470.

[Alvarez et al, 2009] Alvarez, K., Nakajima, H. Metallic Scaffolds for Bone Regeneration. Materials 2: 790-832, 2009.

[Ambard2006] Dominique Ambard and Pascal Swider. "A predictive mechano-biological model of the bone-implant healing,". European Journal of Mechanics, A/Solids, 25(6):927-937, 2006. ISSN 09977538. https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2006.02.006

[Amor2009] N. Amor, L. Geris, J. Vander Sloten, and H. Van Oosterwyck. "Modelling the early phases of bone regeneration around an endosseous oral implant,". Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 12(4):459-468, 2009. ISSN 10255842. https://doi.org/10.1080/10255840802687392

[Amor2011] N. Amor, L. Geris, J. Vander Sloten, and H. Van Oosterwyck. "Computational modelling of biomaterial surface interactions with blood platelets and osteoblastic cells for the prediction of contact osteogenesis,". Acta Biomaterialia, 7(2):779-790, 2011. ISSN 17427061. http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2010.09.025

[Anderson 2001] James M Anderson. "Biological Responses to Materials,". Annual Review Material Research, 31:81-110, 2001.

[Andreykiv2008] A. Andreykiv, F. van Keulen, and P. J. Prendergast. "Computational Mechanobiology to Study the Effect of Surface Geometry on Peri-Implant Tissue Differentiation,". Journal of Biomechanical Engineering, 130(5):051015, 2008. ISSN 01480731. https://doi.org/10.1115/1.2970057

[Anselme2005] Anselme K, Bigerelle M. Topography effects of pure titanium substrates on human osteoblast long-term adhesion. Acta Biomater 2005;1(2):211-22.

[Armillotta et al, 2008] Armillotta, A., Pelzer, R., Modelling of porous structures for rapid prototyping of tissue engineering scaffolds. International Journal of Advanced Manufacturing Technology 39: 501-511, 2008.

[Assoian2019] Assoian, R. K., Bade, N. D., Cameron, C. V., & Stebe, K. J. (2019). Cellular sensing of micron-scale curvature: A frontier in understanding the microenvironment. *Open Biology*, *9*(10), 190155. https://doi.org/10.1098/rsob.190155

[Bailón-Plaza2001] Alicia Bailón-Plaza and Marjolein C.H. Van Der Meulen. "A mathematical framework to study the effects of growth factor influences on fracture healing,". Journal of Theoretical Biology, 212(2):191-209, 2001. ISSN 00225193. https://doi.org/10.1006/jtbi.2001.2372

[Bleuven2016] Bleuven C, Landry CR. Molecular and cellular bases of adaptation to a changing environment in microorganisms. Proc Biol Sci. 2016;283(1841):20161458. https://doi.org/10.1098/rspb.2016.1458
[Bidan2018] Bidan, C.M., Fratzl, M., Coullomb, A., Moreau, P., Lombard, A.H., Wang, I., Balland, M., Boudou, T., Dempsey, N.M., Devillers, T. & Dupont, A. Magneto-active substrates for local mechanical stimulation of living cells. Sci Rep 8, 1464 (2018). https://doi.org/lama.univ-amu.fr/10.1038/s41598-018-19804-1

[Boccaccio2016] Boccaccio A, Uva AE, Fiorentino M, Lamberti L, Monno G. A Mechanobiology-based Algorithm to Optimize the Microstructure Geometry of Bone Tissue Scaffolds. Int J Biol Sci. 2016; 12: 1-17.

[Bohner2011] M. Bohner, Y. Loosli, G. Baroud, and D. Lacroix, Deciphering the link between architecture and biological response of a bone graft substitute, Acta Biomaterialia, vol. 7, no. 2, pp. 478-484, 2011.

[Bok2009] Melanie Bok, Haiyan Li, Leslie Y. Yeo, James R. Friend. The dynamics of surface acoustic wave-driven scaffold cell seeding. Bioengineering and Biotechnology, Volume103, Issue2, Pages 387-401, https://doi.org/10.1002/bit.22243

[Brooks2011] Brooks AN, Turkarslan S, Beer KD, Lo FY, Baliga NS. Adaptation of cells to new environments. Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 2011;3(5):544-561. https://doi.org/10.1002/wsbm.136

[Caballero2015] Caballero, D., et al., *Ratchetaxis: Long-Range Directed Cell Migration by Local Cues*. Trends Cell Biol, 2015. 25(12): p. 815-827.

[Carter1965] S. B. Carter. "c 1965 Nature Publishing Group,". Nature, 206:757-761, 1965

[Cartmell2003] Cartmell SH, Porter BD, Garcia AJ, Guldberg RE. Effects of medium perfusion rate on cell-seeded three-dimensional bone constructs in vitro. Tissue Eng 2003;9(6):1197-203.

[Canadas2002] Canadas P, Laurent VM, Oddou C, Isabey D, Wendling S (2002) A cellular tensegritymodel to analyse the structural viscoelasticity of the cytoskeleton. J Theor Biol 218(2):155-173

[ChanYone2011] C. Chan Yone, J. L. Milan, J. M. Rossi & P. Chabrand (2011) A 3D model of trabecular bone remodelling based on cellular activities, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 14:sup1, 81-82, DOI: 10.1080/10255842.2011.592371

[ChanYone2012] Chan Yone, Claudia, Milan, Jean-Louis, Rossi, Jean-Marie, Witz, Jean-François, Brieu, Mathias & Chabrand, Patrick, HOMOGENIZATION AND µCT ANALYSIS FOR THE TRABECULAR BONE REMODELLING Journal of Biomechanics, 2012; 45:S532; https://doi.org/10.1016/S0021-9290(12)70533-X

[Chandorkar2019] Chandorkar, Y., Castro Nava, A., Schweizerhof, S. et al. Cellular responses to beating hydrogels to investigate mechanotransduction. Nat Commun 10, 4027 (2019). https://doi.org/lama.univ-amu.fr/10.1038/s41467-019-11475-4

[Chang2013] C.C. Chang, S. Zhou, Q. Li, Optimization of effective diffusivity by iso-surface modeling, in: 10th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization Orlando, Florida, USA, 2013.

[Chelberg1989] Chelberg, M. K., Tsilibary, E. C., Hauser, A. R., & McCarthy, J. B. (1989). Type IV collagen-mediated melanoma cell adhesion and migration: Involvement of multiple, distinct domains of the collagen molecule. *Cancer Research*, *49*(17), 4796-4802.

[Chen2019] Chen, Tianchi, et al. "Large-scale curvature sensing by directional actin flow drives cellular migration mode switching." *Nature physics* 15.4 (2019): 393.

[Chen1999] Chen, C.T., Burton-Wurster, N., Lust, G., Bank, R.A., & Tekoppele, J.M. (1999). Compositional and metabolic changes in damaged cartilage are peak-stress, stress-rate, and loading-duration dependent. *Journal of Orthopaedic Research*, 17(6), 870-879. https://doi.org/10.1002/jor.1100170612

[Cho2017] Cho S, Irianto J, Discher DE. Mechanosensing by the nucleus: From pathways to scaling relationships. J Cell Biol. 2017;216(2):305-315. https://doi.org/10.1083/jcb.201610042

[Clark91] Clark, Petal, et al. "Cell guidance by ultrafine topography in vitro." *Journal of cell science* 99.1 (1991): 73-77.

[Coffey1990] Robert J Coffey, William E Russell, and John A Barnard. "Pharmacokinetics of TGFP with Emphasis on Effects in Liver and Gut,". *Annals of the New York Academy of Sciences*, pages 285-291, 1990.

[Comelles2014] Comelles, J., Caballero, D., Voituriez, R., Hortigüela, V., Wollrab, V., Godeau, A. L., Samitier, J., Martínez, E., & Riveline, D. (2014). Cells as Active Particles in Asymmetric Potentials :
[Cost2015] Cost, A., Ringer, P., Chrostek-Grashoff, A. et al. How to Measure Molecular Forces in Cells: A Guide to Evaluating Genetically--encoded FRET-Based Tension Sensors. Cel. Mol. Bioeng. 8, 96-105 (2015). https://doi.org/10.1007/s12195-014-0368-1

[Czeisler16] Czeisler, Catherine, et al. "Surface topography during neural stem cell differentiation regulates cell migration and cell morphology." *Journal of Comparative Neurology* 524.17 (2016): 3485-3502.

[Davies1977] J Davies. "Understanding peri-implant endosseous healing,". Journal of dental education, 67(8):932-949, 2003. ISSN 0022-0337

[Darling18] Darling, Nicole J., et al. "Injectable and Spatially Patterned Microporous Annealed Particle (MAP) Hydrogels for Tissue Repair Applications." *Advanced Science* 5.11 (2018): 1801046.

[Devreotes2003] Devreotes, P., & Janetopoulos, C. (2003). Eukaryotic chemotaxis: Distinctions between directional sensing and polarization. *The Journal of Biological Chemistry*, 278(23), 20445-20448. https://doi.org/10.1074/jbc.R300010200

[Dillon95] Dillon, Robert, Lisa Fauci, and Donald Gaver III. "A microscale model of bacterial swimming, chemotaxis and substrate transport." *Journal of theoretical biology* 177.4 (1995): 325-340.

[Doyle09] Doyle, Andrew D., et al. "One-dimensional topography underlies three-dimensional fibrillar cell migration." *The Journal of cell biology* 184.4 (2009): 481-490.

[Dubois2018] Dubois, F., Acary, V., & Jean, M. (2018). The Contact Dynamics method : A nonsmooth story. *Comptes Rendus Mécanique*, 346(3), 247-262. https://doi.org/10.1016/j.crme.2017.12.009

[Eskelinen2020] Eskelinen ASA, Tanska P, Florea C, et al (2020) Mechanobiological model for simulation of injured cartilage degradation via pro-inflammatory cytokines and mechanical stimulus. PLOS Computational Biology. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007998

[Faudot2021] Faudot B, Ballerini J, Ross M, Bellemère P, Goislard de Monsabert B, Vigouroux L, Milan JL. Mechanical performance comparison of two surgical constructs for wrist four-corner arthrodesis via dorsal and radial approaches. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2021 Feb;82:105274. doi: https://10.1016/j.clinbiomech.2021.105274

[Faudot2020] Faudot B, Milan JL, Goislard de Monsabert B, Le Corroller T, Vigouroux L. Estimation of joint contact pressure in the index finger using a hybrid finite element musculoskeletal approach. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2020 Nov;23(15):1225-1235. https://doi.org/10.1080/10255842.2020.1793965

[Fernandes2019] Margarida M. Fernandes, Estela O. Carvalho and Senentxu Lanceros-Mendez. Electroactive Smart Materials: Novel Tools for Tailoring Bacteria Behavior and Fight Antimicrobial Resistance. Front. Bioeng. Biotechnol., 18 October 2019 | https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00277

[Fernandes2019bis] Margarida M. Fernandes, Daniela M. Correia, Clarisse Ribeiro, Nelson Castro, Vitor Correia, Senentxu Lanceros-Mendez. Bioinspired Three-Dimensional Magnetoactive Scaffolds for Bone Tissue Engineering. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 48, 45265-45275, https://doi.org/10.1021/acsami.9b14001

[Friedl1998] Peter Friedl, Kurt S. Zänker, and Eva B. Bröcker. "Cell migration strategies in 3-D extracellular matrix : Differences in morphology, cell matrix interactions, and integrin function,". Microscopy Research and Technique, 43(5):369-378, 1998. ISSN 1059910X.
https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0029(19981201)43:5<369::AID-JEMT3>3.0.CO;2-6

[Fritz-Laylin 2017] Fritz-Laylin, L.K., S.J.Lord, and R.D.Mullins. 2017. WASP and SCAR are evolutionarily conserved in actin-filled pseudopod-based motility. J. Cell Biol. https://doi.org/10.1083/jcb.201701074

[Gardiner2016] Gardiner BS, Woodhouse FG, Besier TF, et al (2016) Predicting Knee Osteoarthritis. Ann Biomed Eng 44:222-233. https://doi.org/10.1007/s10439-015-1393-5

[Gerlitz2010] Gerlitz G, Bustin M. Efficient cell migration requires global chromatin condensation. J Cell Sci. 2010;123(Pt 13):2207-2217. https://doi.org/10.1242/jcs.058271

[Griffin15] Griffin, Donald R., et al. "Accelerated wound healing by injectable microporous gel scaffolds assembled from annealed building blocks." *Nature materials* 14.7 (2015): 737.

[Graham2018] Graham, D. M., Andersen, T., Sharek, L., Uzer, G., Rothenberg, K., Hoffman, B. D., Rubin, J., Balland, M., Bear, J. E., & Burridge, K. (2018). Enucleated cells reveal differential roles
of the nucleus in cell migration, polarity, and mechanotransduction. *The Journal of Cell Biology*, 217(3), 895-914. https://doi.org/10.1083/jcb.201706097

[Gruler1984] H Gruler and B D Bültmann. "Analysis of cell movement,". Blood cells, 10(1):61-77, 1984. ISSN 0340-4684. URL http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6487816.

[Guest2007] J.K. Guest, J.H. Prévost, Design of maximum permeability material structures, Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 196 1006-1017, 2007.

[Gundersen2013] Gundersen, G. G., & Worman, H. J. (2013). Nuclear Positioning. *Cell*, **152**(6), 1376-1389. https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.02.031

[Halonen2017] Halonen KS, Dzialo CM, Mannisi M, et al (2017) Workflow assessing the effect of gait alterations on stresses in the medial tibial cartilage - combined musculoskeletal modelling and finite element analysis. Scientific Reports 7:17396. https://doi.org/10.1038/s41598-017-17228-x

[Harrysson2008] Harrysson, O.L.A., CansiZoglu, O., Marcellin-Little, D.J., Cormier, D.R., West, H.A., Direct metal fabrication of titanium implants with tailored materials and mechanical properties using electron beam melting technology. Mater. Sci. Eng. C: Biomim. Supramol. Syst. 28 (3), 366-373, 2008.

[Hassan 2019] Abdel-Rahman Hassan, Thomas Biel Taeyoon Kim. Mechanical Model for Durotactic Cell Migration. ACS Biomater. Sci. Eng. 2019, 5, 8, 3954-3963. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.8b01365

[Hervas-Raluy 2019] S. Hervas-Raluy, J. M. Garcia-Aznar & M. J. Gomez-Benito. Modelling actin polymerization: the effect on confined cell migration. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology volume 18, pages1177-1187(2019)

[Hoffman2020] David P. Hoffman, Gleb Shtengel, C. Shan Xu, Kirby R. Campbell, Melanie Freeman, Lei Wang, Daniel E. Milkie, H. Amalia Pasolli, Nirmala Iyer, John A. Bogovic, Daniel R. Stabley, Abbas Shirinifard, Song Pang, David Peale, Kathy Schaefer, Wim Pomp, Chi-Lun Chang, Jennifer Lippincott-Schwartz, Tom Kirchhausen, David J. Solecki, Eric Betzig, Harald F. Hess. Correlative three-dimensional super-resolution and block-face electron microscopy of whole vitreously frozen cells. Science 17 Jan 2020: Vol. 367, Issue 6475, eaaz5357, https://doi.org/10.1126/science.aaz5357

[Hollander2006] D.A. Hollander, M. Von Walter, T. Wirtz, R. Sellei, B. Schmidt-Rohlfing, O. Paar, H.J. Erli, Structural, mechanical and in vitro characterization of individually structured Ti-6Al-4V produced by direct laser forming, Bio- materials 27, 955-963, 2006.

[Hollister 2005] S. J. Hollister, Porous scaffold design for tissue engineering, Nature Materials, vol. 4, no. 7, pp. 518-524, 2005.

[Hollister 2010] S.J. Hollister, Scaffold design and manufacturing: from concept to clinic, Adv. Mater. 21 3330-3342, 2010.

[Hou2019] Hou, H., Gan, T., Yang, Y., Zhu, X., Liu, S., Guo, W., & Hao, J. (2019). Using deep reinforcement learning to speed up collective cell migration. *BMC Bioinformatics*, 20(18), 571. https://doi.org/10.1186/s12859-019-3126-5

[Isenberg2009] Isenberg, B. C., DiMilla, P. A., Walker, M., Kim, S., & Wong, J. Y. (2009). Vascular Smooth Muscle Cell Durotaxis Depends on Substrate Stiffness Gradient Strength. *Biophysical Journal*, 97(5), 1313-1322. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2009.06.021

[Jain2020] Jain, S., Cachoux, V. M. L., Narayana, G. H. N. S., de Beco, S., D'Alessandro, J., Cellerin, V., Chen, T., Heuzé, M. L., Marcq, P., Mège, R.-M., Kabla, A. J., Lim, C. T., & Ladoux, B. (2020). The role of single-cell mechanical behaviour and polarity in driving collective cell migration. *Nature Physics*, 16(7), 802-809. https://doi.org/10.1038/s41567-020-0875-z

[Jiang2005] Jiang, X., Bruzewicz, D. A., Wong, A. P., Piel, M., & Whitesides, G. M. (2005). Directing cell migration with asymmetric micropatterns. *Proceedings of the National Academy of Sciences*, 102(4), 975-978. https://doi.org/10.1073/pnas.0408954102

[Jones1977] S. J. Jones and A. Boyde. "The migration of osteoblasts,". Cell and Tissue Research, 184(2):179-193, 1977. ISSN 0302766X. https://doi.org/10.1007/BF00223067

[Joyce1990] Michael E Joyce, Anita B Roberts, Michael B Sporn, and Mark E Bolander. "Transforming Growth Factor-Beta and the Initiation of Chondrogenesis and Osteogenesis in the Rat Femur,". 110(June):2195-2207, 1990.

[Kapur2003] Sonia Kapur, David J Baylink, and K William Lau. "Fluid flow shear stress stimulates human osteoblast proliferation and differentiation through multiple interacting and competing
signal transduction pathways,". Bone, 32:241-251, 2003. https://doi.org/10.1016/S8756-3282(02)00979-1

[Kaspar2000] D. Kaspar, W. Seidl, C. Neidlinger-Wilke, A. Ignatius, and L. Claes. "Dynamic cell stretching increases human osteoblast proliferation and CICP synthesis but decreases osteocalcin synthesis and alkaline phosphatase activity,". Journal of Biomechanics, 33(1):45-51, 2000. ISSN 00219290. https://doi.org/10.1016/S0021-9290(99)00171-2

[Kelly2006] Daniel J. Kelly and Patrick J. Prendergast. "Prediction of the Optimal Mechanical Properties for a Scaffold Used in Osteochondral Defect Repair,". Tissue Engineering, 12(9):2509-2519, 2006. ISSN 1076-3279. https://doi.org/10.1089/ten.2006.12.2509

[Kendall2005] Kendall, C. B., Brown, T. R., Millon, S. J., Rudisill, L. E., Sanders, J. L., & Tanner, S. L. (2005). Results of four-corner arthrodesis using dorsal circular plate fixation. *The Journal of Hand Surgery, 30*(5), 903-907. https://doi.org/10.1016/j.jhsa.2005.04.007

[Kim2018] Min-Cheol Kim, Yaron R. Silberberg, Rohan Abeyaratne, Roger D. Kamm, H. Harry Asada. Dynamic modeling of cell invasion into ECM Proceedings of the National Academy of Sciences Jan 2018, 115 (3) E390-E399; https://doi.org/10.1073/pnas.1717230115

[Klets2016] Klets O, Mononen ME, Tanska P, et al (2016) Comparison of different material models of articular cartilage in 3D computational modeling of the knee: Data from the Osteoarthritis Initiative (OAI). Journal of Biomechanics 49:3891-3900. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2016.10.025

[Kloxin10] A.M. Kloxin, J.A. Benton, K.S. Anseth, In situ elasticity modulation with dynamic substrates to direct cell phenotype, Biomaterials, Volume 31, Issue 1, 2010, Pages 1-8, https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.09.025

[Kunze2015] Kunze, A., Tseng, P., Godzich, C., Murray, C., Caputo, A., Schweizer, F. E., et al. (2015). Engineering cortical neuron polarity with nanomagnets on a chip. ACS Nano 9, 3664-3676. https://doi.org/10.1021/nn505330w

[Lacroix2002] Lacroix D, Prendergast PJ. A mechano-regulation model for tissue differentiation during fracture healing: analysis of gap size and loading. J Biomech; 35: 1163-1171, 2002.

[Li2007] Li, J.P., Habibovic, P., van den Doel, M., Wilson, C.E., de Wijn, J.R., van Blitterswijk, C.A., de G.K., Bone ingrowth in porous titanium implants produced by 3D fiber deposition. Biomaterials 28 (18), 2810-2820, 2007.

[Li2014] Sixing Li, Feng Guo, Yuchao Chen, Xiaoyun Ding, Peng Li, Lin Wang, Craig E. Cameron, and Tony Jun Huang. Standing Surface Acoustic Wave Based Cell Coculture. Anal Chem. 2014 Oct 7; 86(19): 9853-9859. https://doi.org/10.1021/ac502453z

[Lin et al, 2004] C. Y. Lin, N. Kikuchi, and S. J. Hollister, A novel method for biomaterial scaffold internal architecture design to match bone elastic properties with desired porosity. Journal of Biomechanics, vol. 37, no. 5, pp. 623-636, 2004.

[Lind1996] M. Lind, E.F. Eriksen, and C. Bünger. "Bone Morphogenetic Protein-2 but not Bone Morphogenetic Protein-4 and -6 Stimulates Chemotactic Migration of,". Bone, 18(1):53-57, 1996.

[Lincks1998] J Lincks, B D Boyan, C R Blanchard, C H Lohmann, Y Liu, D L Cochran, D D Dean, and Z Schwartz. Response of MG63 osteoblast-like cells to titanium and titanium alloy is dependent on surface roughness and composition. Biomaterials. 1998 Dec;19(23):2219-32. https://doi.org/10.1016/s0142-9612(98)00144-6

[Lo2000] Lo, C. M., Wang, H. B., Dembo, M., & Wang, Y. L. (2000). Cell movement is guided by the rigidity of the substrate. *Biophysical Journal*, 79(1), 144-152.

[Löber2014] Löber, J., Ziebert, F., & Aranson, I. S. (2014). Modeling crawling cell movement on soft engineered substrates. *Soft Matter*, 10(9), 1365-1373. https://doi.org/10.1039/C3SM51597D

[Lopez-Heredia2008] Lopez-Heredia, M.A., Goyenvalle, E., Aguado, E., Pilet, P., Leroux, C., Dorget, M., et al., Bone growth in rapid prototyped porous titanium implants. J. Biomed. Mater. Res. A 85 (3), 664-673, 2008.

[Manifacier2016] I. Manifacier, J.L. Milan, C. Jeanneau, F. Chmilewsky, P. Chabrand, I. About, Computational Tension Mapping of Adherent Cells Based on Actin Imaging, Plos One 11(1) (2016).

[Manifacier2019] Ian Manifacier, Kevin M. Beussman, Sangyoon J. Han, Nathan J. Sniadecki, Imad About & Jean-Louis Milan. The consequence of substrates of large-scale rigidity on actin network tension in adherent cells. Computer Methods in Biomechanics and Biomedical
Displacement Profile,". Journal of Theoretical Biology, 177(2):113-128, 1995.
https://doi.org/10.1006/jtbi.1995.0230

[Orozco2018] Orozco GA, Tanska P, Florea C, et al (2018) A novel mechanobiological model can predict how physiologically relevant dynamic loading causes proteoglycan loss in mechanically injured articular cartilage. Scientific Reports 8:15599. https://doi.org/10.1038/s41598-018-33759-3

[Park2018] Park, J., Kim, D.-H., & Levchenko, A. (2018). Topotaxis: A New Mechanism of Directed Cell Migration in Topographic ECM Gradients. *Biophysical Journal*, **114**(6), 1257-1263.
https://doi.org/10.1016/j.bpj.2017.11.3813

[Perrin2002] Daniel Perrin, Serge Szmukler-Moncler, Casimir Echikou, Philippe Pointaire, and Jean Pierre Bernard. "Bone response to alteration of surface topography and surface composition of sandblasted and acid etched (SLA) implants,". Clinical Oral Implants Research, 13(5):465-469, 2002. ISSN 09057161. https://doi.org/10.1034/j.1600-0501.2002.130504.x

[Pieuchot18] Pieuchot, Laurent, et al. "Curvotaxis directs cell migration through cell-scale curvature landscapes." *Nature communications* **9.1** (2018): 3995.

[Ponader2010] Ponader, S., von, W.C., Widenmayer, M., Lutz, R., Heinl, P., Koerner, C., et al., In vivo performance of selective electron beam-melted Ti-6Al-4V structures. J. Biomed. Mater. Res. A 92 (1), 56-62, 2010.

[Prendergast1997] Prendergast PJ, Huiskes R, Soballe K. Biophysical stimuli on cells during tissue differentiation at implant interfaces. J Biomech 1997;30:539-48.

[Prendergast2008] P. J. Prendergast, A. Andreykiv, and F. Van Keulen. "Simulation of fracture healing incorporating mechanoregulation of tissue differentiation and dispersal / proliferation of cells. Simulation of fracture healing incorporating mechanoregulation of tissue differentiation and dispersal / proliferation of cells,". Biomechanics and Modeling in Mechanobiology, 7(December):443-461, 2008. https://doi.org/10.1007/s10237-007-0108-8

[Prentice-Mott2016] Prentice-Mott, H. V., Meroz, Y., Carlson, A., Levine, M. A., Davidson, M. W., Irimia, D., Charras, G. T., Mahadevan, L., & Shah, J. V. (2016). Directional memory arises from long-lived cytoskeletal asymmetries in polarized chemotactic cells. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(5), 1267-1272. https://doi.org/10.1073/pnas.1513289113

[Rens17] Rens, Elisabeth G., and Roeland MH Merks. "Cell contractility facilitates alignment of cells and tissues to static uniaxial stretch." *Biophysical journal* 112.4 (2017): 755-766.

[Reversat2020] Reversat, A., Gaertner, F., Merrin, J., Stopp, J., Tasciyan, S., Aguilera, J., de Vries, I., Hauschild, R., Hons, M., Piel, M., Callan-Jones, A., Voituriez, R., & Sixt, M. (2020). Cellular locomotion using environmental topography. *Nature*, **582**(7813), 582-585.
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2283-z

[Raghavan et al. 2010] Srivatsan Raghavan, Ravi A. Desai, Youngeun Kwon, Milan Mrksich, Christopher S. Chen. Micropatterned Dynamically Adhesive Substrates for Cell Migration. Langmuir 2010, 26, 22, 17733-17738. https://doi-org.lama.univ-amu.fr/10.1021/la102955m

[Rivers2000] P.A. Rivers, M.P. Rosenwasser, V.C. Mow, R.J. Pawluk, R.J. Strauch, M.T. Sugalski, G.A. Ateshian, Osteoarthritic changes in the biochemical composition of thumb carpometacarpal joint cartilage and correlation with biomechanical properties, The Journal of Hand Surgery, Volume 25, Issue 5, 2000, Pages 889-898, ISSN 0363-5023, https://doi.org/10.1053/jhsu.2000.16358

[Rodriguez13] Rodriguez, Marita L., Patrick J. McGarry, and Nathan J. Sniadecki. "Review on cell mechanics: experimental and modeling approaches." *Applied Mechanics Reviews* 65.6 (2013): 060801.

[Saadlaoui2017] Yassine Saadlaoui, Jean-Louis Milan, Jean-Marie Rossi, Patrick Chabrand. Topology optimization and additive manufacturing: Comparison of conception methods using industrial codes. *Journal of Manufacturing Systems*, Volume 43, Part 1, April 2017, Pages 178-186. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2017.03.006

[Schakenraad19] Schakenraad, Koen, et al. "Topotaxis of active Brownian particles." *arXiv preprint arXiv:1908.06078* (2019).

[Sela2007] Michael N. Sela, Liad Badihi, Graciela Rosen, Doron Steinberg, and David Kohavi. "Adsorption of human plasma proteins to modified titanium surfaces,". *Clinical Oral Implants Research*, 18(5):630-638, 2007. ISSN 09057161. https://doi.org/10.1111/j.1600-0501.2007.01373.x
[Shindle2007] Shindle, M. K., Burton, K. J., Weiland, A. J., Domb, B. G., & Wolfe, S. W. (2007). Complications of circular plate fixation for four-corner arthrodesis. The Journal of Hand Surgery, European Volume, 32(1), 50-53. https://doi.org/10.1016/j.jhsb.2006.08.016

[Skie2007] Skie, M. C., Gove, N., Ciocanel, D. E., & Smith, H. (2007). Management of non-united four-corner fusions. *Hand (New York, N.Y.),* 2(1), 34-38. https://doi.org/10.1007/s11552-007-9021-y

[Shuai2020] Cijun Shuai, Wenjing Yang, Chongxian He, Shuping Peng, Chengde Gao, Youwen Yang, Fangwei Qi, Pei Feng, A magnetic micro-environment in scaffolds for stimulating bone regeneration, *Materials & Design*, Volume 185, 2020, 108275, ISSN 0264-1275, https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108275.

[Schmitt2015] Mary Schmitt. "Analyses expérimentales et modélisation numérique de l'ostégenese au sein d 'un implant poreux en titane,". Thèse : Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers, 2015. URL https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01179783

[Simmons2003] Craig A Simmons, Sean Matlis, Amanda J Thornton, Shaoqiong Chen, Yu Wang, and David J Mooney. "Cyclic strain enhances matrix mineralization by adult human mesenchymal stem cells via the extracellular signalregulated kinase (ERK1 / 2) signaling pathway,". 36:1087-1096, 2003. https://doi.org/10.1016/S0021-9290(03)00110-6

[Soballe1997] J. Soballe,.; Prendergast, P.J ; Huiskes, R. ; "Biophysical stimuli on cells during tissue differentiation at implant interfaces,". Journal of biomechanics, 30(6) :539-548, 1997. URL http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021929096001406.

[Solecki2009] Solecki, David J. et al. Myosin II Motors and F-Actin Dynamics Drive the Coordinated Movement of the Centrosome and Soma during CNS Glial-Guided Neuronal Migration. Neuron (Cambridge, Mass.). 2009 (63)1. p.63 - 80. 10.1016/j.neuron.2009.05.028

[Sultan2004] Sultan C, Stamenovic D, Ingber DE (2004) A computational tensegrity model predicts dynamic rheological behaviors in living cells. Ann Biomed Eng 32(4):520-530

[Tan2003] J.L. Tan, J. Tien, D.M. Pirone, D.S. Gray, K. Bhadriraju, C.S. Chen, Cells lying on a bed of microneedles: an approach to isolate mechanical force, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 100(4) (2003) 1484-1489.

[Tang2012] Tang, N., & Marshall, W. F. (2012). Centrosome positioning in vertebrate development. Journal of Cell Science, 125(21), 4951-4961. https://doi.org/10.1242/jcs.038083

[Thoumine1997] Thoumine O, Ott A (1997) Time scale dependent viscoelastic and contractile regimes in fibroblast probed by microplate manipulation. J Cell Sci, 110 : 2109-2116

[Titus2017] Margaret A. Titus, Holly V. Goodson. An evolutionary perspective on cell migration: Digging for the roots of amoeboid motility. J Cell Biol (2017) 216 (6): 1509-1511. https://doi.org/10.1083/jcb.201704112

[Tjhung2015] Tjhung, E., Tiribocchi, A., Marenduzzo, D., & Cates, M. E. (2015). A minimal physical model captures the shapes of crawling cells. Nature Communications, 6(1), 5420. https://doi.org/10.1038/ncomms6420

[Tomba2019] Tomba, C., Petithory, T., Pedron, R., Airoudj, A., Meglio, I. D., Roux, A., & Luchnikov, V. (2019). Laser-Assisted Strain Engineering of Thin Elastomer Films to Form Variable Wavy Substrates for Cell Culture. Small, 15(21), 1900162. https://doi.org/10.1002/smll.201900162

[Vander1998] A. Vander, J. Sherman, and D. Luciano. Human physiology : the mechanics of body function. Boston, ma : wcb mc edition, 1998.

[Vassaux et Milan 2017] M. Vassaux, J.L. Milan, Stem cell mechanical behaviour modelling: substrate's curvature influence during adhesion, *Biomech. Model. Mechano Biol* 16(4) (2017) 1295-1308.

[Vassaux2019] M. Vassaux, L. Pieuchot, K. Anselme, M. Bigerelle, J.L. Milan, A Biophysical Model for Curvature-Guided Cell Migration, *Biophys J* 117(6) (2019) 1136-1144.

[Vassaux2020] Vassaux, M., Pieuchot, L., Anselme, K., Bigerelle, M., & Milan, J.-L. (2020). Designing Optimal Scaffold Topographies to Promote Nucleus-Guided Mechanosensitive Cell Migration Using in Silico Models. In B. E. Abali & I. Giorgio (Éds.), Developments and Novel Approaches in Biomechanics and Metamaterials (p. 199-216). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-50464-9_12

[Vortmeyer2015] Marina Vortmeyer, Katarina Wolf, 2015, Cell adhesion & migration 9(5), https://doi.org/10.1080/19336918.2015.1061173

[Wakhloo2020] Tusamda Wakhloo, N., Anders, S., Badique, F., Eichhorn, M., Brigaud, I., Petithory, T., Vassaux, M., Milan, J.-L., Freund, J.-N., Rühe, J., Davidson, P. M., Pieuchot, L., & Anselme,
[Wang2018] Wang, Z., Wang, D., Li, C., Xu, Y., Li, H., & Bao, Z. (2018). Deep reinforcement learning of cell movement in the early stage of C.elegans embryogenesis. Bioinformatics, 34(18), 3169-3177. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bty323

[Werner2020] Werner, M., Kurniawan, N. A., & Bouten, C. V. C. (2020). Cellular geometry sensing at different length scales and its implications for scaffold design. Materials, 13(4), undefined-undefined. https://doi.org/10.3390/ma13040963

[Wendling2003] Wendling S, Canadas P, Chabrand P (2003) Toward a generalised tensegrity model describing the mechanical behaviour of the cytoskeleton structure. Comput Methods Biomech Biomed Eng 6(1):45-52

[Weyts2003] F. A.A. Weyts, B. Bosmans, R. Niesing, J. P.T.M. Van Leeuwen, and H. Weinans. "Mechanical control of human osteoblast apoptosis and proliferation in relation to differentiation,". Calcified Tissue International, 72 (4) :505-512, 2003. ISSN 0171967X. https://doi.org/10.1007/s00223-002-2027-0

[Wieding2012] Wieding, J., Jonitz, A., Bader, R., The effect of structural design on mechanical properties and cellular response of additive manufactured titanium scaffolds. Materials 5 (8), 1336-1347, 2012.

[Wieding et al, 2014] Wieding J, Wolf A, Bader R. Numerical optimization of open-porous bone scaffold structures to match the elastic properties of human cortical bone. J Mech Behav Biomed Mater; 37: 56-68, 2014.

[Winkler2019] Winkler, B., Aranson, I. S., & Ziebert, F. (2019). Confinement and substrate topography control cell migration in a 3D computational model. Communications Physics, 2(1), 1-11. https://doi.org/10.1038/s42005-019-0185-x

[Woesz, 2008] Woesz A., Rapid Prototyping to Produce Porous Scaffolds with Controlled Architecture for Possible use in Bone Tissue Engineering. Virtual Prototyping & Bio Manufacturing in Medical Applications. B. Bidanda, Bartolo, P.J., Springer, 2008.

[Wu2000] Qiu-qian Wu and Qian Chen. "Mechanoregulation of Chondrocyte Proliferation, Maturation, and Hypertrophy : Ion-Channel Dependent Transduction of Matrix Deformation Signals,". Experimental Cell Reasearch, 256:383-391, 2000. https://doi.org/10.1006/excr.2000.4847

[Xi2017] Xi, W., Sonam, S., Beng Saw, T., Ladoux, B., & Teck Lim, C. (2017). Emergent patterns of collective cell migration under tubular confinement. Nature Communications, 8(1), 1517. https://doi.org/10.1038/s41467-017-01390-x

[Xia2016] Xia B, Huang L, Zhu L, Liu Z, Ma T, Zhu S, Huang J, Luo Z. Manipulation of Schwann cell migration across the astrocyte boundary by polysialyltransferase-loaded superparamagnetic nanoparticles under magnetic field. *Int J Nanomedicine*. 2016;11:6727-6741. https://doi.org/10.2147/IJN.S122358

[Yan2011] Yan, W.Y., Berthe, J., Wen, C., Numerical investigation of the effect of porous titanium femoral prosthesis on bone remodeling. Mater. Des. 32 (4), 1776-1782, 2011.

[Yang2004] Guoguang Yang, Richard C Crawford, and James H-c Wang. "Proliferation and collagen production of human patellar tendon fibroblasts in response to cyclic uniaxial stretching in serum-free conditions,". Journal of Biomechanics, 37 :1543-1550, 2004. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2004.01.005

[Yolland2019] Yolland, L., Burki, M., Marcotti, S., Luchici, A., Kenny, F. N., Davis, J. R., Serna-Morales, E., Müller, J., Sixt, M., Davidson, A., Wood, W., Schumacher, L. J., Endres, R. G., Miodownik, M., & Stramer, B. M. (2019). Persistent and polarized global actin flow is essential for directionality during cell migration. Nature Cell Biology, 21(11), 1370-1381. https://doi.org/10.1038/s41556-019-0411-5

[Zhao2017] Zhao, Z.-L., Liu, Z.-Y., Du, J., Xu, G.-K., & Feng, X.-Q. (2017). A Dynamic Biochemomechanical Model of Geometry-Confined Cell Spreading. Biophysical Journal, 112(11), 2377-2386. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2017.04.044

[Zhang2003] Zi-Jun Zhang, James Huckle, Clair A. Francomano, and Richard G. S. Spencer. "The effects of pulsed lowintensity ultrasound on chondrocyte viability, proliferation, gene expression and matrix production,". 29(11) : 1645-1651, 2003. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2003.08.011.
[Zheng2019] Yu Zheng, Hanqing Nan, Yanping Liu, Qihui Fan, Xiaochen Wang, Ruchuan Liu, Liyu Liu, Fangfu Ye, Bo Sun, and Yang Jiao Phys. Rev. E 100, 043303 – Published 11 October 2019

[Zigmond1973] Zigmond, Sally H., and James G. Hirsch. "Leukocyte locomotion and chemotaxis: new methods for evaluation, and demonstration of a cell-derived chemotactic factor." *Journal of Experimental Medicine* 137.2 (1973): 387-410.

[Zink2013] Zink, Mareike, et al. "Interaction of ferromagnetic shape memory alloys and RGD peptides for mechanical coupling to cells: from ab initio calculations to cell studies." *Advanced Functional Materials* 23.11 (2013): 1383-1391.