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M1 Science des matériaux -Matériaux pour la médecine 15 heures aux biomatériaux – Introduction – Jeudi 22 Septembre 2011 - 1 - M1 Science des matériaux Matériaux pour la médecine 15 heures D. Bazin Directeur de Recherches CNRS Laboratoire de Physique des Solides UMR 8502, Université Paris Sud, Bât 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
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  • chimiothérapies agressives
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  • propriétés des matériaux
Publié le : mercredi 28 mars 2012
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Source : chercheurs.lps.u-psud.fr
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M1 Science des matériaux -Matériaux pour la médecine
15 heures aux biomatériaux – Introduction – Jeudi 22 Septembre 2011 - 1 -

M1 Science des matériaux
Matériaux pour la médecine
15 heures

D. Bazin
Directeur de Recherches CNRS
Laboratoire de Physique des Solides UMR 8502,
Université Paris Sud, Bât 510 91405 Orsay Cedex, France.


Cours Jeudi 22 Septembre 2011 Matin 9h-12h30 [2h30]
Cours Jeudi 29mbre 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]
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15 heures aux biomatériaux – Introduction – Jeudi 22 Septembre 2011 - 2 -



Biomatériaux

Définition : « Matériaux non vivants utilisés dans un dispositif
1médical destiné à interagir avec les systèmes biologiques ».



Techniques de
Science des matériaux
caractérisation
Biomatériaux
Médecine



1. Rapport rédigé sous la co-responsabilité de Laurent Sedel, Président
de l'Intercommission n° 1 de l'INSERM - Faculté de Médecine
Lariboisière – Paris et Christian Janot, Professeur à l'Université Joseph
Fourier - ILL - Grenoble M1 Science des matériaux -Matériaux pour la médecine
15 heures aux biomatériaux – Introduction – Jeudi 22 Septembre 2011 - 3 -


La microscopie électronique à balayage
Les alliages métalliques La microscopie électronique à transmission
Les céramiques La fluorescence X, La diffraction des Rayons X
Les polymères La spectroscopie I.R. & Raman
Les matériaux d'origine naturelle
Techniques de
Science des matériaux
caractérisation
Biomatériaux
Synchrotron
La spectroscopie I.R.
La spectroscopie d ’absorption X
Ophtalmologie,
Odontologie,
Sonde urinaireChirurgie orthopédique,
Prothèse de hancheChirurgie cardiaque, Médecine Ciments
Urologie.
Agents de contraste

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15 heures aux biomatériaux – Introduction – Jeudi 22 Septembre 2011 - 4 -

Caractérisation multi-échelle : depuis l’atome, puis la cellule, à l’organe




La microscopie électronique à balayage
Les alliages métalliques La microscopie électronique à transmission
Les céramiques La fluorescence X, La diffraction des Rayons X
La spectroscopie I.R. & RamanLes polymères
Les matériaux d'origine naturelle
Techniques de
Science des matériaux
caractérisation
Biomatériaux
Synchrotron
La spectroscopie I.R.
La spectroscopie d ’absorption X
Ophtalmologie,
Odontologie,
Sonde urinaireChirurgie orthopédique,
Prothèse de hancheChirurgie cardiaque, Médecine CimentsUrologie.
Agents de contraste


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La microscopie électronique à balayage
Les alliages métalliques La microscopie électronique à transmission
Les céramiques La fluorescence X, La diffraction des Rayons X
Les polymères La spectroscopie I.R. & Raman
Les matériaux d'origine naturelle
Techniques de
Science des matériaux
caractérisation
Biomatériaux
Synchrotron
La spectroscopie I.R.
La spectroscopie d ’absorption X
Ophtalmologie,
Odontologie,
Sonde urinaireChirurgie orthopédique,
Prothèse de hanche
Chirurgie cardiaque, Médecine
CimentsUrologie.
Agents de contraste

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Ce cours est une initiation aux biomatériaux. Il repose sur des travaux généralement récents
couvrant la période 2000-2010.
Revues « sciences des matériaux »

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 médicales et de biologie


Osteoporosis International , Calcif. Tissue International, Osteoarthritis and cartilage, Biochem and
Biophys. research Comm., Acta Ortopédica Brasileira
Différentes thèses & stages de licence de physique & application de
l’université Paris XI

- R. Legros, "Apport de la physico-chimie à l’étude de la phase minérale des tissus calcifiés", thèse d’État, INP,
Toulouse,1978.
- F. Guillemot, "Etude métallurgique d’alliages de titane pour applications médicales", Doctorat de sciences des matériaux,
option métallurgie, INSA, Rennes, 21 Décembre 2000.
- M. Banu, " Mise en forme d’apatites nanocrystallines : céramiques et ciments. "
N° d’ordre : 2228, Ecole doctorale : Matériaux-Structures-Mécanique, Spécialité : Science et Génie des Matériaux juin
2005.
- W. Gao, Synthèse et caractérisation de revêtements de silicate de lanthane de structure apatitique élaborés par projection
plasma dédiés aux piles à combustibles IT-SOFCs
Septembre 2008, Université de technologie de Belfort-Montbéliard.
- Y. Fourdain, Caractérisation des microcalcifications pathologiques de valves aortiques, Licence Physique et Applications,
Université Paris-Sud XI,2008.
- P. Seznec,C. Moreau,Caractérisation structural et chimique de calcifications articulaires, Rapport de stage, Université P et
M Curie,2010.
- F. Boudaouine, Caractérisation par fluorescence X, microscopie électronique à balayage et spectrophotométrie infrarouge
de calcifications sur sonde urinaire JJ, apport de stage LIII, Université Paris XI, 2010.
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2Chapitre 0.0 Quelques exemples
Utilisation interne
Les alliages de titane dans le domaine biomédical,



2. C. Demangel, les alliages de titane dans le domaine biomedical, journée technique du 24
avril 2008 M1 Science des matériaux -Matériaux pour la médecine
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Utilisation Externe
3Cathéter

Définition : Un cathéter (abrégé KT) est un dispositif médical consistant en
un tube, de largeur et de souplesse variables, et fabriqué en différentes matières
selon les modèles ou les usages pour lesquels ils sont destinés. Le cathéter est
destiné à être inséré dans la lumière d'une cavité du corps ou d'un vaisseau
sanguin et permet le drainage ou l'infusion de liquides, ou encore un accès pour
d'autres dispositifs médicaux. La procédure d'insertion d'un cathéter se nomme
le cathétérisme



3. http://fr.wikipedia.org/wiki/Cath%C3%A9ter M1 Science des matériaux -Matériaux pour la médecine
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4
Les infections liées aux cathéters constituent la
troisième cause d’infections nosocomiales en
réanimation, les cathéters veineux centraux étant les
5plus impliqués .
L’utilisation de cathéters imprégnés de substances à
caractère antibactérien représente une solution efficace
car elle permet de ralentir sensiblement leur
colonisation par des bactéries.
6 Dès 1982 Greco et Harvey montrent l’effet
prophylactique de l’oxacilline et du chlorure de
benzalkonium dans le cas de cathéters en
poly(tétrafluoroéthylène) (PTFE) implantés chez le
chien.

4. G. Pavon-Djavid et al., « Les biomatériaux inhibiteurs de l’adhérence et de la prolifération
bactérienne : un enjeu pour la prévention des infections sur matériel prothétique » ITBM-
RBM 26 (2005) 183–191
5. Nitenberg G. Les cathéters imprégnés d’agents anti-infectieux: intérêt et limites. In:
Crémieux AC, W M, editors. Infections à staphylocoques sur prothèse. De la prévention au
traitement. Paris: EDK; 2001. p. 21–36.
6. Greco RS, Harvey RA. The role of antibiotic bonding in the prevention of vascular
prosthetic infections. Ann Surg 1982;195(2):168–71. M1 Science des matériaux -Matériaux pour la médecine
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Relation entre infection & chimiothérapie

Les études cliniques, lots des cathétérismes veineux en chimiothérapie, font
7apparaitre des complications d’ordre essentiellement septique .
Depuis peu, l’observation en microscopie électronique des cathéters
utilisés pour ces traitements a permis de corréler l’apparition de ces problèmes
avec l’état de la surface interne des cathéters. En effet certaines
chimiothérapies agressives altèrent fortement les propriétés des
matériaux (silicone ou polyuréthane).
On observe alors un creusement irrégulier ou un plissement de la
8,9surface du cathéter qui facilite l’adhérence bactérienne et la thrombose .
Ces problèmes peuvent être limités par une surface interne des cathéters aussi
lisse que possible. De plus, la présence d’un opacifiant dans le cathéter nécessite
10une couche de protection à l’intérieur et à l’extérieur .



7. P. Lauque et al., Eur. Polym. J. Vol. 32, No. 6, pp. 725-733. 1996
8. J. Y. Ranchée, E. Tabone et J. F. Latour. Ann. Fr. Anesth. Rtanim. 7, 517 (1988).
9. Jhée. E. Tabone. J. F. Latour. D. Coullioud et P. Biron. Ann. Fr. Anesih. Rtianim.
7, 76 (1988).
10. E. Tabone, J. F. Latour, A. Mignot et J. Y. Ranchée. Biomaterials 12. 741 (1991).

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