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2.12.23 (873)

Enseignement spécifique des masters - MDC_53659_EP : Introduction aux biomateriaux

Descriptif

Les biomatériaux — matériaux synthétiques ou vivants utilisés à des fins médicales — constituent l'un des piliers des avancées médicales modernes. Présents à chaque étape du parcours de soins, ils posent des défis majeurs pour le développement d'une médecine personnalisée, in situ et régénérative. Dans ce contexte, ce cours vise à fournir des bases solides sur l'un des aspects clés du développement des biotechnologies : la sélection des matériaux destinés à des applications médicales, l'interaction entre les organismes biologiques et les matériaux, ainsi que l'intégration des matériaux dans les tissus vivants. À la croisée de la mécanique, de la chimie et de la biologie, ce cours permettra aux étudiants d’acquérir une compréhension globale des enjeux de ce domaine, de ses évolutions futures, ainsi qu’une expérience pratique des biomatériaux actuels.

Objectifs pédagogiques

*Objectifs pédagogiques* - Connaitre les comportements mécaniques et variations chimiques des biomatériaux couramment employés - Comprendre les principes d’intégration biologique et de réponse immunitaire - Être familier des méthodes de manufacture des matériaux médicaux - Pouvoir identifier les matériaux susceptibles de convenir au design d’une nouvelle application médicale

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les étudiants du diplôme Inside ENSTA Paris

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées (Institut polytechnique de Paris)

Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)
    L'UE est acquise si Note finale >= 10

      Programme détaillé

      - Introduction au concept de biomatériaux. Résumé historique et évolution des biomatériaux. Introduction des sujets qui seront abordés dans le cours, avec la notion de biomatériaux passifs/actifs et naturels/artificiels etc. Rappel de mécanique du solide continu. - Biométaux. Rappel propriétés de l’os et cartilage. Caractérisation des propriétés mécaniques, composition chimiques et procédé de manufacture et mise en forme des métaux. Métaux actifs, introduction à la corrosion. - Biocéramique (hydroxyapatite, phosphate de calcium, …). Céramiques actives, inertes, et résorbables. Propriétés mécaniques et applications (dentaires, orthopédiques, …). Procédés de manufacture. - Biopolymères et composites. Rappel sur l’hyper-élasticité, la viscosité. Structure des polymères et propriétés mécaniques, confection d’hydrogels, tendons artificiels, peau artificielle, ingénierie tissulaire. - Usure et dégradation. Rappels de tribologie et de rupture des matériaux. Type de particules, type de dégradation : oxydation, corrosion et frottements. Polymère antioxydants, et biodégradabilité. Réponse du système immunitaire. Infection et inflammation, des macrophages à la fibrose. - Bioactivité des matériaux. Phénomènes de bioadhésion, absorption de protéines, et composites cellularisés. Administration de médicaments et cinétique de relargage, biomatériaux magnétiques, utilisation de nanoparticules, origamis métalliques. *Approche pédagogique* - 50% cours en classe, complété par des recherches à faire sur un sujet d’une séance à l’autre. Une présentation d’article préparée à la maison sera faite par groupe devant la classe. - 50% projet en groupe sous supervision pour s’approprier les matériaux, les méthodes de caractérisation. *Keywords* Biomatériaux - Inflammation – réponse immunitaire – matériaux intelligents – hydrogels – alliages métalliques – médecine régénérative – implants *Modalités d’acquisition (MCC)* 50% d’examen final oral, calculatrice autorisée 50% suivi continu Quizz de cours 10% Présentation d’articles 20% Homeworks 70% *Effectif* 5-40 *Nombre d’heures en présentiel* 100% *Nombre de blocs* 8 *Equipe d’ingénierie pédagogique* Chloé Techens *Langage* Anglais
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