Biomaterials

lgbio2030  2020-2021  Louvain-la-Neuve

Biomaterials
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5 crédits
30.0 h + 30.0 h
Q1
Langue
d'enseignement
Anglais
Préalables
Les étudiants doivent maîtriser les compétences suivantes : les notions de base de chimie générale et chimie physique, de chimie organique et biochimie, et de biologie et physiologie cellulaires dispensées en BAC (par exemple dans les coures LFSAB1301 ou LCHM1111, LBIR1220A, et LGBIO1111 ou LBIR 1150).
Thèmes abordés
Introduction générale aux grandes classes de biomatériaux : structure des matériaux naturels et matériaux de synthèse (polymères, céramiques et verres, métaux et matériaux composites);
Propriétés des biomatériaux : propriétés mécaniques, propriétés de surface par rapport aux propriétés en masse, propriétés physiques et chimiques, dégradabilité,...  Cette thématique implique l'étude des interactions matériau-organisme vivant : adsorption de protéines, adhésion cellulaire, inflammation, réactions immunitaires, coagulation, ...
Exemples d'application des différentes classes de biomatériaux en médecine : biomatériaux cardiovasculaires, orthopédiques, matériaux dentaires, biocapteurs, ingénierie des tissus, ...
Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

1 Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil biomédical », ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :
  • AA1.1
  • AA2.1, AA2.3, AA2.5
  • AA3.1, AA3.3
  • AA4.3
  • AA5.1, AA5.4, AA5.5, AA5.6
  • AA6.1, AA6.3
A l'issue de cet enseignement, l'étudiant sera en mesure :
  • de décrire la structure et les propriétés des différentes classes de biomatériaux, et d'expliquer les principes régissant les interactions entre matériaux et organismes vivants ;
  • d'analyser le choix d'un biomatériau donné par rapport à la fonction qu'il doit remplir ;
Par le biais de la réalisation du travail (cf dispositif d'apprentissage), l'étudiant sera également capable :
  • de rédiger un document de synthèse écrit dont le contenu sera tiré d'une dizaine d'articles de la littérature scientifique propre au sujet du travail ;
  • de présenter oralement, de manière claire et synthétique, les acquis du travail à un public ayant une connaissance de base des biomatériaux .
 

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».
Contenu
Partie 1 : Introduction générale aux grandes classes de biomatériaux
  • 1.1 Polymères
  • 1.2 Métaux
  • 1.3 Céramiques
  • 1.4 Matériaux composites
  • 1.5. Hydrogels
  • 1.6. Matériaux naturels
Partie 2 : Propriétés des biomatériaux
  • 2.1. Propriétés mécaniques
  • 2.2. Propriétés de surface vs. Propriétés de la masse
  • 2.3. Interaction biomatériau-organismes vivants
Partie 3 : Applications des biomatériaux en médecine
Méthodes d'enseignement

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La première partie du cours  consiste en des exposés magistraux couvrant trois axes : (i) notions de biologie relatives aux interactions hôte-biomatériau ; (ii) introduction générale aux grandes classes de biomatériaux : structure des matériaux naturels et de synthèse (polymères, céramiques et verres, métaux et matériaux composites) ; (iii) propriétés des biomatériaux : propriétés mécaniques, physiques et chimiques, dégradabilité, propriétés de surface et lien entre ces propriétés et les interactions hôte-matériau.
La seconde partie du cours  comprend une série d'exemples choisis d'applications des différentes classes de biomatériaux en médecine, biologie et organes artificiels : biomatériaux à usage cardiovasculaire, prothèses orthopédiques, matériaux dentaires, systèmes de délivrance contrôlée de médicaments, biocapteurs, ingénierie tissulaire etc. Cette partie du cours est notamment  illustrée via des exposés d'intervenants du monde industriel ou de la recherche. De plus, une visite d'une entreprise active dans le domaine des biomatériaux peut être proposée. 
La troisième partie du cours consiste en un travail effectué par groupes de deux ou trois étudiants. Sur base d'au moins une dizaine d'articles ou chapitres de livres tirés de la littérature scientifique, les étudiants traitent d'une problématique actuelle en science des biomatériaux. Des entrevues régulières avec les enseignants permettent d'orienter les étudiants dans la recherche d'information, la structuration du document et sa rédaction. En fin de quadrimestre, le travail est présenté à l'ensemble de l'auditoire.
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

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  • Examen oral en session (50 % de la note finale)
  • Projet par groupe d'étudiants (50 % de la note finale) : le rapport écrit est pris en compte (contenu et forme), ainsi que la présentation orale du travail à l'intention des autres étudiants participant au cours.
Si l'étudiant ne suit l'activité que pour 3 crédits (partim LGBIO2030A), la note finale est constituée exclusivement de l'examen en session
Autres infos
Le cours peut être suivi sous la forme d'un partim [LGBIO 2030 A] (3 ECTS, 30 h + 10h). Les étudiants concernés n'effectuent pas le travail de groupe mais assistent aux présentations des travaux des autres étudiant.
Bibliographie
Livre de référence e-textbook :
Biomaterials Science – An Introduction to Materials in Medicine (Eds BD Ratner, AS Hoffman, JE Lemons, FJ Schoen,), third edition, Elsevier Academic Press, San Diego, 2012.
The full text book is available online on Ebook Central (when you are logged on the UCLouvain network)
Support de cours
  • Notes de cours sur Moodle
Faculté ou entité
en charge


Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Master [120] : ingénieur civil en chimie et science des matériaux

Master [120] : ingénieur civil en mathématiques appliquées

Master [120] : ingénieur civil en informatique

Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries

Master [120] : bioingénieur en sciences agronomiques

Master [120] : ingénieur civil biomédical