Thèse Formulations Pharmaceutiques Imprimées en 3D et Disponibles à la Demande Médication Personnalisée pour les Missions Spatiales de Longue Durée H/F Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse Laboratoire de recherche : CIRIMAT - Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux Direction de la thèse : Audrey TOURRETTE Début de la thèse : 2027-09-01 Date limite de candidature : 2026-11-23T23:59:59 L'impression 3D, ou fabrication additive, constitue depuis une dizaine d'années une approche émergente en technologie pharmaceutique. Elle permet de concevoir des formes galéniques personnalisées en contrôlant leur géométrie, leur composition, leur dose et, dans certaines configurations, leur cinétique de libération. Cette flexibilité ouvre des perspectives importantes pour le développement de médicaments adaptés aux besoins individuels des patients [1-3]. Différentes technologies sont étudiées, notamment le dépôt de matière fondue (FDM), l'extrusion semi-solide (SSE), la stéréolithographie (SLA), le frittage sélectif par laser (SLS) et l'impression par jet d'encre [1,2]. Ces approches permettent de produire des comprimés, films, minicomprimés ou encore des formes combinant plusieurs principes actifs, tout en offrant la possibilité d'ajuster la dose et le profil de libération [2,3]. L'extrusion semi-solide constitue une alternative intéressante pour les formulations thermosensibles et la production à la demande [4].
Ces possibilités prennent une dimension particulière dans le contexte des missions spatiales de longue durée. Les contraintes liées à la masse et au volume embarqués, aux capacités limitées de stockage et de réapprovisionnement, ainsi qu'à la stabilité des médicaments pendant plusieurs années, rendent particulièrement pertinente la recherche de stratégies de production pharmaceutique à la demande. Dans ce contexte, l'impression 3D pourrait permettre de produire au cours de la mission des médicaments dont la dose, la composition ou les caractéristiques de libération seraient adaptées aux besoins spécifiques de chaque astronaute. Des travaux récents soulignent ainsi le potentiel de cette technologie pour développer une médecine personnalisée et une production « on-demand » adaptée aux explorations spatiales de longue durée [5].
Cette approche soulève néanmoins plusieurs enjeux, notamment la stabilité des matières premières et des principes actifs, la reproductibilité du procédé en environnement spatial, la maîtrise du dosage et la validation de la qualité des formes produites. Le développement de formulations pharmaceutiques imprimées en 3D pour les missions spatiales s'inscrit ainsi à l'interface entre technologie pharmaceutique, fabrication additive et médecine spatiale.
L'objectif de ce travail est de développer des plateformes de formulation pharmaceutique adaptables et polyvalentes afin de répondre aux premiers besoins médicamenteux des astronautes en mission spatiale lointaine avec des contraintes spécifiques, notamment l'espace de stockage limité et la nécessité de garantir la stabilité des médicaments, tout en permettant la reconstitution extemporanée de formes pharmaceutiques. Elles devront pouvoir incorporer différents principes actifs, à des doses adaptées et personnalisées, et permettre leur administration par les voies orale et cutanée. Dans ce cadre exploratoire, trois domaines sont plus particulièrement ciblés : les besoins en complément alimentaire, notamment en vitamines et oligo-éléments, ainsi que les risques d'infection et d'inflammation, avec l'utilisation d'anti-inflammatoires et d'antibiotiques. Différentes formes pharmaceutiques adaptées aux voies orale et topique seront développées, notamment sous forme de gels architecturés obtenus par impression 3D. La nature des excipients et les paramètres du procédé seront étudiés afin de contrôler la teneur en principes actifs et leur cinétique de libération. La compatibilité des formulations et l'incorporation de différents principes actifs seront évaluées, puis leur capacité à libérer les actifs sera caractérisée selon les méthodes de la Pharmacopée Européenne. Enfin, la stabilité des excipients, des principes actifs et des formes pharmaceutiques sera étudiée dans différentes conditions de stockage, notamment en conditions extrêmes, afin d'évaluer leur aptitude à répondre aux contraintes des missions spatiales de longue durée.
The conditions of spaceflight can alter the functioning of the body and endanger the health of astronauts. Until now, the health care provided during flights has been mainly from Earth while a medical team monitored the health of the astronauts in orbit. But the deep space missions that are currently being considered, over much longer distances and durations, will change the conditions for caring for the health of astronauts. This new category of missions will include different operational characteristics, such as a limited volume of onboard equipment; communications delays between Earth and deep space; exposure to high levels of radiations and eating processed foods with a long shelf life instead of fresh fruits and vegetables. These parameters will possibly impact the state of health of astronauts (lack of vitamins, development of infections or inflammatory conditions) and require the development of versatile solutions to allow crews to respond in a personalized and autonomous manner to their primary health needs. dietary supplements or treatments.
In this context, it is necessary to study the feasibility to provide autonomous medication systems/solutions for crews in order to:
1. ensure the well-being of astronauts;
3. increase the autonomy of the crew by regarding the treatment of diseases and rehabilitation following an injury.
The objective of this work is the development of tailorable/versatile formulation platforms to meet the first medication needs of astronauts in deep space.

The findings from this space-related research could have significant terrestrial applications, particularly in the high-demand field of personalized pediatric pharmaceutical formulations, where there is a strong need for innovation.