Matériaux pour la santé

La médecine fait usage de matériaux soumis à des contraintes très spécifiques. Les matériaux « extérieurs », tels que les pansements, les textiles chirurgicaux, ou les attelles, par exemple, bénéficient des progrès scientifiques actuels. L’emploi de nouveaux polymères et le contrôle des textures apportent toujours plus de légèreté, de confort et d’efficacité.

Mais la médecine moderne fait également un appel grandissant à des matériaux « intérieurs », en contact avec les fluides biologiques, que sont par exemple les prothèses osseuses ou vasculaires, et les dispositifs de contrôle des débits sanguins. La recherche des propriétés de résistance sur le long terme dans des milieux chimiquement évolutifs, et de plasticité nécessaire à l’utilisation de ces matériaux, nécessite la mise au point de matériaux polymères perfectionnés, rendue délicate par la difficulté des validations in vivo.

Ce secteur de la médecine, guidé par le besoin de nouveaux matériaux, est en forte croissance du fait de la demande accrue du public en matière de santé.

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Présentation de la Majeure Chimie@IA de l’ECPM – Description de l’apport de l’IA pour la préparation et la caractérisation des matériaux pour la santé

[Mots-clés] chimie, matériaux, formation ingénieur chimiste, IA et nanostructures

Le métier d’ingénieur chimiste évolue et requière de nouvelles compétences pour répondre aux besoins des entreprises. En conséquence, les écoles adaptent régulièrement leurs formations. Grâce à une veille constante portant sur l’évolution des profils d’ingénieurs chimistes recherchés, à ses échanges réguliers avec ses alumnis, l’École Européenne de Chimie Polymères et Matériaux (ECPM), école d’ingénieurs de l’Université de Strasbourg, a relevé le besoin de former des ingénieurs chimistes disposant de connaissances et de compétences dans le domaine des sciences des données. À noter que cette expression est en accord avec les perspectives d’évolution du métier d’ingénieur décrit dans le rapport 2020 du Forum Économique Mondial de Davos et avec l’identification lors des discussions avec nos partenaires industriels comme ALYSOPHIL et les industriels du conseil de l’ECPM d’un besoin d’un profil d’ingénieur chimiste positionné au sein de l’entreprise entre les équipes de R&D ou de production, et celles des data scientists. Un ingénieur capable de parler un double langage, chimiste et à la fois compétent en intelligence artificielle (IA). Ainsi, l’ECPM a ouvert dès la rentrée 2019 une 5e Majeure intitulée « Chimie&IA ». La construction, l’organisation de cette Majeure ainsi que le profil des ingénieurs chimistes formés seront discutés lors de cette présentation. En savoir plus
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Chimie et intelligence artificielle (colloque février 2023)

Chimie et intelligence artificielle : Présentation du colloque

De nos jours, les nouvelles technologies permettent de générer des données et de les stocker dans des supercalculateurs. À l’aide d’algorithmes, on peut les trier et les interpréter plus vite qu’il n’est humainement possible pour prendre des décisions complexes. Le but de l’intelligence artificielle (IA) est de permettre à des ordinateurs de penser et d’agir comme le feraient des humains. De nouvelles puissances et infrastructures de calcul permettent de disposer des masses de données sans précédent, le « Machine Learning » et le « Deep Learning » les interprètent pour des tâches aussi complexes qu’innovantes. En savoir plus

Des hydrogels injectables pour réparer le cerveau

[Mots-clés] AVC, polymères hydrophiles, PLA, PNIPAAM, PNIPAM, PEG, copolymère bloc, riluzole

On dénombre 14 millions d’accidents vasculaires cérébraux (AVC) par an dans le monde ! L’implantation de matériaux biocompatibles pour libérer des molécules pharmacologiques directement dans le cerveau permet alors de reconstruire des tissus. Or les hydrogels sont des réseaux 3D de chaînes polymériques réticulés gonflés en eau jusqu’à 80-90 % en eau. Ils sont injectables car liquides à la température corporelle ; de plus ils sont dégradables, non toxiques et peuvent être chargés en molécules thérapeutiques. Le polymère utilisé est un copolymère bloc entre le PLA (acide polylactique pour le caractère hydrosoluble), le PNIPAM (poly(N-isopropylacrylamide) pour le caractère injectable) et le PEG (polyéthylène glycol pour la prise en eau) ; il y a autoassemblage à température ordinaire avec un cœur hydrophobe de PLA et une couronne hydrophile de PNIPAM et de PEG. Ce gel peut solubiliser à la fois des produits hydrophiles et hydrophobes : ainsi le riluzole, introduit dans le gel qui, injecté dans le cerveau, inhibe la libération de glutamate toxique pour les neurones. Les essais cliniques sont encore au tout début du processus. En savoir plus

Les implants chirurgicaux: la céramique au service de l’humain

[Mots-clés] céramique, barborine, frittage, sternum, antibiotique

La startup I.CERAM présente ici des céramiques à base d’alumine de grande porosité, ayant une grande résistance à la pression et particulièrement bio-inertes. Ainsi l’implantation pour remplacer un sternum fragilisé par des métastases osseuses a été une première mondiale en 2015 ! Ces supports peuvent être chargés en principe actif et introduits dans l’organisme pour relarguer de manière contrôlée le médicament. Ainsi en 2016 un sternum chargé en gemtamicine (antibiotique utilisé pour traiter la mediastinite qui est une infection rare et grave de l’espace du thorax derrière le sternum). En savoir plus

Les talents méconnus des bandes adhésives

[Mots-clés] adhésion, polymères, pression d’adhésion

Les bandes adhésives ne se résument pas à un simple ruban de film collant d’usage courant et bon marché. L’apparition des systèmes de miniaturisation électronique demande des performances spécifiques. Ainsi selon les applications l’épaisseur du support varie de quelques dizaines de micromètres à quelques mm, la couche d’adhésif dépassent rarement 250 micromètres tandis que le film protecteur a une épaisseur comprise entre 50 et 100 micromètres. En savoir plus
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Chimie et maîtrise de la lumière

[Mots-clés] lumière, chimie, Soleil, couleur

La chimie qui interagit avec la lumière dans les matériaux fait partie de notre environnement et de notre vie quotidienne. Cette interaction contribue à des fonctions multiples : la protection, la stabilisation de la dégradation des matériaux comme avec le filtre solaire Tinuvin®, et une interaction sur des mécanismes d’actions comme DN- Aura® ou encore les pigments à effets de nos voitures. En savoir plus
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Comment faire des polyamides à partir de l'huile de ricin ? Du ricin au Rilsan® : une réaction de polymérisation à la française

[Mots-clés] Rilsan®, polyamide technique, biosourcé, matériaux

L'’huile de ricin est un laxatif connu depuis l’Antiquité, mais cette réputation ne doit pas faire oublier que l’huile de ricin est à la base, aujourd’hui, du plus grand tonnage mondial de fabrication d’un polymère biosourcé avec plus de 500 000 tonnes par an ! […] En savoir plus
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La rétine en silicium

[Mots-clés] photorécepteurs, dégénérescence maculaire, cécité, implant rétinien, DMLA

La cécité peut intervenir soit par perte des photorécepteurs, soit par perte des cellules ganglionnaires de la rétine qui transfèrent l’information visuelle au cerveau. La dégénérescence des photorécepteurs intervient dans des pathologies acquises comme la dégénérescence maculaire liée à l’âge (plus d’un million de patients en France) ou des pathologies héréditaires comme la rétinopathie pigmentaire. Dans cette vidéo réalisée à l’Institut de la Vision à Paris, Serge Picaud explique comment, à partir d’implants électroniques dans la rétine, on peut activer les neurones résiduels pour envoyer des informations au cerveau et ainsi produire une perception visuelle lors de la stimulation électrique de la rétine de patients devenus aveugles. En savoir plus

Les silicones : état de l’art et nouveaux défis pour leur industrie

[Mots-clés] silicone, élastomères, impression 3D, polymères autocicatrisants, hydrophobie, santé

Le polydiméthyle siloxane (PDMS), en raison de la rotule due à l’atome d’oxygène dans la chaîne polymérique, a trouvé de nombreuses applications dans des domaines aussi différents que les produits anti-mousse, les fluides hydrauliques ou les fluides isolants électriques. La réticulation des silicones, en modifiant leurs propriétés mécaniques, a encore élargi leur champ d’action (hydrofugation par des revêtements silicone pour les matériaux de construction, utilisation comme tensioactifs, revêtement du bois, de la pâte à papier …). Pour aller encore plus loin, les chercheurs ont développé des matériaux intelligents ou « smart » à base de silicone comme les polymères auto-cicatrisants voire auto-adhésifs en s’inspirant de la nature. En savoir plus
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