À la fin de ce cours, l’étudiant devra : 1) connaitre les principaux biomatériaux, injectables ou non, pour implants et ingénierie tissulaire ; 2) expliquer les principes de base de certaines techniques de caractérisation des matériaux et des surfaces et choisir judicieusement une technique pour un besoin donné; 3) avoir développé ses qualités d’investigation (expérimentation et analyse des résultats) sur au moins une de ces techniques; 4) savoir expliquer les concepts de biocompatibilité et d’ingénierie tissulaire ; 5) avoir acquis une expérience d’analyse critique d’un article scientifique.

La matière du cours peut être regroupée en 3 parties principales :

1. Biomatériaux et ingénierie tissulaire. Principes et définitions. Principaux biomatériaux : Polymères et hydrogels et leur caractérisation. Biocompatibilité
2. Propriétés et techniques de caractérisation de volume et de surface : composition chimique, énergie et rugosité de surface et hydrophilie, porosité, propriétés mécaniques et rhéologie des polymères, et les principales techniques permettant de les évaluer.:  microscopie électronique à balayage, spectroscopie électronique à rayon X (XPS), spectroscopie infrarouge ATR (FTIR-ATR), ToF-SIMS, goniométrie d’angle de contact, DSC, rheologie, essais de relaxation de contrainte, etc.. Selon leur intérêt, les étudiants pourront s’attarder plus particulièrement sur les techniques de leur choix
3. Biomatériaux pour ingénierie tissulaire : principes et méthodes de fabrication de matrices, cellules souches, hydrogels injectables, techniques de caractérisation de la réponse biologique.

LABORATOIRE

Titre du labo : « RHEOLOGIE DU COMPORTEMENT VISCOÉLASTIQUE DES POLYMÈRES  ET HYDROGELS»

Objectifs : Mettre en évidence par rhéométrie les propriétés viscoélastiques et la cinétique de gélification des polymères et hydrogels.  

La laboratoire aura lieu au CRCHUM. Les données brutes seront traitées et analysées par les étudiants et un court rapport de laboratoire sera à remettre 2 semaines après.  Les étudiants travailleront en groupe de 2 (incluant de préférence au moins un étudiant de profil génie mécanique par équipe). 

PROJET DE SESSION:

Par groupe de 2, les étudiants étudieront un dispositif médical à base de biomatériaux / ingénierie tissulaire (ex : matrice injectable pour la régénération du cœur), qui leur donnera l’occasion de s’attarder sur le domaine et les techniques de caractérisation de leur choix. Le résultat de ce travail sera soumis sous forme d’une présentation de fin de session lors du dernier cours, ainsi que d’un rapport.

Étapes du projet :

• Semaine 1 : Choisir un dispositif/biomatériau de thérapie cellulaire ou d’ingénierie tissulaire dans la liste des choix proposés (les propositions personnelles seront considérées) et former des équipes. Puis, à l’aide d’une revue de littérature :
• Comprendre la problématique clinique que ce dispositif cherche à régler.
• Choisir une technologie de fabrication/modification de surface correspondant à ce dispositif, et la décrire en détail (principe, instrumentation, avantages et limites).
• Indiquer 4 techniques de caractérisation parmi les plus pertinentes pour ce dispositif, en expliquant pour chacune d’elle le nom, le principe de base et quelle information pertinente elle peut donner.
• Faire une présentation orale devant la classe (10 min par groupe) (semaine 13). Écrire un rapport d’une 12aine de page, à remettre pour la semaine suivante (pas d’examen final)