Mat©riaux pour la m©decine 15 heures - .M1 Science des mat©riaux -Mat©riaux pour...

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  • M1 Science des matriaux -Matriaux pour la mdecine

    15 heures aux biomatriaux Introduction Jeudi 22 Septembre 2011 - 1 -

    M1 Science des matriaux

    Matriaux pour la mdecine

    15 heures

    D. Bazin

    Directeur de Recherches CNRS

    Laboratoire de Physique des Solides UMR 8502,

    Universit Paris Sud, Bt 510 91405 Orsay Cedex, France.

    Cours Jeudi 22 Septembre 2011 Matin 9h-12h30 [2h30]

    Cours Jeudi 29 Septembre 2011 Matin 9h-12h30 [2h30]

    Cours Jeudi 6 Octobre 2011 Matin 9h-12h30 & 14h-17h30 [5h]

    Cours Jeudi 13 Octobre 2011 Matin 9h- & 14h-17h30 [5h]

  • M1 Science des matriaux -Matriaux pour la mdecine

    15 heures aux biomatriaux Introduction Jeudi 22 Septembre 2011 - 2 -

    Biomatriaux

    Dfinition : Matriaux non vivants utiliss dans un dispositif

    mdical destin interagir avec les systmes biologiques .1

    Science des matriauxTechniques de

    caractrisation

    Mdecine

    Biomatriaux

    1. Rapport rdig sous la co-responsabilit de Laurent Sedel, Prsident

    de l'Intercommission n 1 de l'INSERM - Facult de Mdecine

    Lariboisire Paris et Christian Janot, Professeur l'Universit Joseph

    Fourier - ILL - Grenoble

  • M1 Science des matriaux -Matriaux pour la mdecine

    15 heures aux biomatriaux Introduction Jeudi 22 Septembre 2011 - 3 -

    Science des matriauxTechniques de

    caractrisation

    Mdecine

    Biomatriaux

    Les alliages mtalliques

    Les cramiques

    Les polymres

    Les matriaux d'origine naturelle

    Ophtalmologie,

    Odontologie,

    Chirurgie orthopdique,

    Chirurgie cardiaque,

    Urologie.

    La microscopie lectronique balayage

    La microscopie lectronique transmission

    La fluorescence X, La diffraction des Rayons X

    La spectroscopie I.R. & Raman

    Synchrotron

    La spectroscopie I.R.

    La spectroscopie dabsorption X

    Sonde urinaire

    Prothse de hanche

    Ciments

    Agents de contraste

  • M1 Science des matriaux -Matriaux pour la mdecine

    15 heures aux biomatriaux Introduction Jeudi 22 Septembre 2011 - 4 -

    Caractrisation multi-chelle : depuis latome, puis la cellule, lorgane

    Science des matriauxTechniques de

    caractrisation

    Mdecine

    Biomatriaux

    Les alliages mtalliques

    Les cramiques

    Les polymres

    Les matriaux d'origine naturelle

    Ophtalmologie,

    Odontologie,

    Chirurgie orthopdique,

    Chirurgie cardiaque,

    Urologie.

    La microscopie lectronique balayage

    La microscopie lectronique transmission

    La fluorescence X, La diffraction des Rayons X

    La spectroscopie I.R. & Raman

    Synchrotron

    La spectroscopie I.R.

    La spectroscopie dabsorption X

    Sonde urinaire

    Prothse de hanche

    Ciments

    Agents de contraste

  • M1 Science des matriaux -Matriaux pour la mdecine

    15 heures aux biomatriaux Introduction Jeudi 22 Septembre 2011 - 5 -

    Science des matriauxTechniques de

    caractrisation

    Mdecine

    Biomatriaux

    Les alliages mtalliques

    Les cramiques

    Les polymres

    Les matriaux d'origine naturelle

    Ophtalmologie,

    Odontologie,

    Chirurgie orthopdique,

    Chirurgie cardiaque,

    Urologie.

    La microscopie lectronique balayage

    La microscopie lectronique transmission

    La fluorescence X, La diffraction des Rayons X

    La spectroscopie I.R. & Raman

    Synchrotron

    La spectroscopie I.R.

    La spectroscopie dabsorption X

    Sonde urinaire

    Prothse de hanche

    Ciments

    Agents de contraste

  • M1 Science des matriaux -Matriaux pour la mdecine

    15 heures aux biomatriaux Introduction Jeudi 22 Septembre 2011 - 6 -

    Ce cours est une initiation aux biomatriaux. Il repose sur des travaux gnralement rcents couvrant la priode 2000-2010.

    Revues sciences des matriaux

    Biomaterial Acta Biomaterialia, Progress in Solid State Chemistry, J. Mater. Chem, Langmuir, J. Am.

    Chem.Soc, MaterialsScience and Engineering: C, Biochimie, Inorg. Chim. Acta, Phys. Chem. Chem.

    Phys, J. Phys. Chem. C, Crystal growth desigh, Proc Natl Acad Sci, Chemical Engineering J. , J. of

    Hazardous Materials

    Revues mdicales et de biologie

    Osteoporosis International , Calcif. Tissue International, Osteoarthritis and cartilage, Biochem and

    Biophys. research Comm., Acta Ortopdica Brasileira

    Diffrentes thses & stages de licence de physique & application de

    luniversit Paris XI

    - R. Legros, "Apport de la physico-chimie ltude de la phase minrale des tissus calcifis", thse dtat, INP,

    Toulouse,1978.

    - F. Guillemot, "Etude mtallurgique dalliages de titane pour applications mdicales", Doctorat de sciences des matriaux,

    option mtallurgie, INSA, Rennes, 21 Dcembre 2000.

    - M. Banu, " Mise en forme dapatites nanocrystallines : cramiques et ciments. "

    N dordre : 2228, Ecole doctorale : Matriaux-Structures-Mcanique, Spcialit : Science et Gnie des Matriaux juin

    2005.

    - W. Gao, Synthse et caractrisation de revtements de silicate de lanthane de structure apatitique labors par projection

    plasma ddis aux piles combustibles IT-SOFCs

    Septembre 2008, Universit de technologie de Belfort-Montbliard.

    - Y. Fourdain, Caractrisation des microcalcifications pathologiques de valves aortiques, Licence Physique et Applications,

    Universit Paris-Sud XI,2008.

    - P. Seznec,C. Moreau,Caractrisation structural et chimique de calcifications articulaires, Rapport de stage, Universit P et

    M Curie,2010.

    - F. Boudaouine, Caractrisation par fluorescence X, microscopie lectronique balayage et spectrophotomtrie infrarouge

    de calcifications sur sonde urinaire JJ, apport de stage LIII, Universit Paris XI, 2010.

  • M1 Science des matriaux -Matriaux pour la mdecine

    15 heures aux biomatriaux Introduction Jeudi 22 Septembre 2011 - 7 -

    Chapitre 0.0 Quelques exemples2

    Utilisation interne

    Les alliages de titane dans le domaine biomdical,

    2. C. Demangel, les alliages de titane dans le domaine biomedical, journe technique du 24

    avril 2008

  • M1 Science des matriaux -Matriaux pour la mdecine

    15 heures aux biomatriaux Introduction Jeudi 22 Septembre 2011 - 8 -

    Utilisation Externe

    Cathter3

    Dfinition : Un cathter (abrg KT) est un dispositif mdical consistant en un tube, de largeur et de souplesse variables, et fabriqu en diffrentes matires

    selon les modles ou les usages pour lesquels ils sont destins. Le cathter est

    destin tre insr dans la lumire d'une cavit du corps ou d'un vaisseau

    sanguin et permet le drainage ou l'infusion de liquides, ou encore un accs pour

    d'autres dispositifs mdicaux. La procdure d'insertion d'un cathter se nomme

    le cathtrisme

    3. http://fr.wikipedia.org/wiki/Cath%C3%A9ter

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Dispositif_m%C3%A9dicalhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cavit%C3%A9s_du_corps_humainhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Vaisseau_sanguinhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Vaisseau_sanguinhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cath%C3%A9t%C3%A9risme

  • M1 Science des matriaux -Matriaux pour la mdecine

    15 heures aux biomatriaux Introduction Jeudi 22 Septembre 2011 - 9 -

    Les infections4 lies aux cathters constituent la

    troisime cause dinfections nosocomiales en

    ranimation, les cathters veineux centraux tant les

    plus impliqus5.

    Lutilisation de cathters imprgns de substances

    caractre antibactrien reprsente une solution efficace

    car elle permet de ralentir sensiblement leur

    colonisation par des bactries.

    Ds 1982 Greco et Harvey6 montrent leffet

    prophylactique de loxacilline et du chlorure de

    benzalkonium dans le cas de cathters en

    poly(ttrafluorothylne) (PTFE) implants chez le

    chien.

    4. G. Pavon-Djavid et al., Les biomatriaux inhibiteurs de ladhrence et de la prolifration

    bactrienne : un enjeu pour la prvention des infections sur matriel prothtique ITBM-

    RBM 26 (2005) 183191

    5. Nitenberg G. Les cathters imprgns dagents anti-infectieux: intrt et limites. In:

    Crmieux AC, W M, editors. Infections staphylocoques sur prothse. De la prvention au

    traitement. Paris: EDK; 2001. p. 2136.

    6. Greco RS, Harvey RA. The role of antibiotic bonding in the prevention of vascular

    prosthetic infections. Ann Surg 1982;195(2):16871.

  • M1 Science des matriaux -Matriaux pour la mdecine

    15 heures aux biomatriaux Introduction Jeudi 22 Septembre 2011 - 10 -

    Relation entre infection & chimiothrapie

    Les tudes cliniques, lots des cathtrismes veineux en chimiothrapie, font

    apparaitre des complications dordre essentiellement septique7.

    Depuis peu, lobservation en microscopie lectronique des cathters

    utiliss pour ces traitements a permis de corrler lapparition de ces problmes

    avec ltat de la surface interne des cathters. En effet certaines

    chimiothrapies agressives altrent fortement les proprits des

    matriaux (silicone ou polyurthane).

    On observe alors un creusement irrgulier ou un plissement de la

    surface du cathter qui facilite ladhrence bactrienne et la thrombose8,9.

    Ces problmes peuvent tre limits par une surface interne des cathters aussi

    lisse que possible. De plus, la prsence dun opacifiant dans le cathter ncessite

    une couche de protection lintrieur et lextrieur10

    .

    7. P. Lauque et al., Eur. Polym. J. Vol. 32, No. 6, pp. 725