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Conception et développement de matériaux à hautes performances pour la reconstruction tissulaire


Enjeux

Les pratiques cliniques connaissent depuis quelques années des avancées importantes s’appuyant sur la conception de matériaux nouveaux ayant des fonctions spécifiques aux applications biomédicales: biocompatibilité, bioactivité, biodégradation, actuation, stimulabilité...

Pour la réparation tissulaire, la maîtrise des performances mécaniques de ces nouveaux matériaux demeurent un obstacle majeur pour le succès du transfert vers l’application clinique.

 

Le Centre des Matériaux dispose d’atouts et des compétences pour répondre à ce défi et a défini depuis 2007 les biomatériaux comme un nouvel axe de recherche stratégique. Un projet phare vise le développement de nouveaux ligaments artificiels évitant les complications des greffes biologiques et présentant une tenue mécanique et une biocompatibilité supérieures aux dispositifs actuels.

Contacts
Directeur du centre : Jérôme Crépin
Tél. : (33) 1 60 76 30 00
Adresse : MINES ParisTech - Centre des Matériaux CNRS UMR 7633 63-65, rue Henri Auguste Desbruères BP 87 F-91003 Evry Cedex, France

Compétences développées

Notre activité se concentre sur la compréhension des mécanismes moléculaires et microscopiques qui gouvernent les performances mécaniques des matériaux polymères d’intérêt médical. Cette recherche combine des approches physico-chimiques et mécaniques pour développer de nouveaux matériaux et guides de conception afin d'obtenir des performances accrues.

Les domaines de compétences développés sont :

  • La caractérisation physique et physico-chimie de la matière molle
  • La fabrication et modification de systèmes polymères et hydrogels
  • La caractérisation et modélisation de la mécanique de la fatigue
  • La caractérisation mécanique environnementale (atmosphère contrôlée ou immersion en liquide).
  • La conception de systèmes prêts pour l’implantation in vivo.

Impacts et persectives

Par cette action CARNOT, le Centre des Matériaux est rentré dans le paysage de la recherche et de l’innovation en biomatériaux, via notamment :

  • La levée de fonds de recherche (ANR TecSAN 2008, FEDER)
  • La mise en place des collaborations académiques avec des acteurs renommés et complémentaires en chimie (ESPCI-ParisTech), biologie (Universités Paris 5&7) et bioingénierie (GeorgiaTech, USA).
  • L’amorçage de projets partenariaux avec des sociétés du dispositif biomédical (1 projet abouti avec Alhénia AG, Suisse, et 2 en discussion)

Les principales actions en cours sont :

  • Validation sur grand animal et cadavre humain pour transfert clinique (ANR LIGAGEL2 en évaluation 2ième phase)
  • Valorisation du brevet LIGAGEL (ARMINES-FIST) par partenariat ou création de spin-off.
  • HDR L.Corté engagée (prévue 2014-2015, UFR Physique Paris 7)

Résultats

Le projet phare LIGAGEL réalisé grâce aux équipements de l’action CARNOT Biomatériaux a permis de démontrer le fort potentiel de fibres hydrogels pour la reconstruction ligamentaire. Les prototypes conçus reproduisent fidèlement le comportement mécanique des ligaments natifs. Les premiers essais in vivo valident la biocompatibilité et l’adéquation avec les pratiques cliniques.


Plus généralement, les projets menés grâce aux investissements CARNOT Biomatériaux ont conduit à :

  • 5 publications dans revue internationales à comité de lecture
  • (Soft Matter, J.Biomechanics, J.Biomed.Device, Langmuir, Biomatter)
  • 1 brevet PCT/FR2011/050108 déposé le 20 juillet 2011. • 2 thèses (F.Maes 2008-2011, D.Moreau 2012-2015)
  • La formation de 7 masters en biomatériaux, 2 doctorants et 2 post- doctorants sur la période 2008-2014.

Travailler avec l'institut Carnot M.I.N.E.S

Selon les besoins exprimés et la spécificité de chaque projet, six types de partenariats sont possibles :

  • la recherche directe (du projet court au programme de recherche pluriannuel) ;
  • la recherche collaborative ;
  • des tests et essais sur des plateformes technologiques ;
  • du conseil et de l’expertise ;
  • des laboratoires communs ;  
  • thèse CIFRE

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