Biomaterials

Enseignants

Demoustier Sophie; Dupont Christine;

Langue
d'enseignement

Anglais
> Facilités pour suivre le cours en français

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 .

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

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. Durant ces exposés magistraux, une série d'exemples choisis d'application des différentes classes de biomatériaux en médecine, biologie et organes artificiels seront également présentés. Cette partie du cours pourrait également être illustrée via des exposés d'intervenants du monde industriel ou de la recherche.
La  seconde partie du cours consiste en un travail effectué par groupes de quatre ou cinq étudiants. Sur base 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

Examen individuel écrit 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. La note attribuée au travail effectué durant le quadrimestre (c'est-à-dire celle du projet de groupe) est acquise une fois pour toutes, en vertu de l’art. 78 du RGEE. Sauf cas exceptionnel l'évaluation du projet porte sur les prestations du groupe et est commune à tous les étudiants faisant partie du groupe. Les étudiants qui, au sein de leur groupe, n'auraient pas fourni leur part du travail devront effectuer, de manière autonome, des travaux complémentaires précisés par les enseignants et qui seront évalués lors de la session de septembre.
L’utilisation des logiciels d’IA génératives tels que chatGPT est autorisée pour l’assistance à la rédaction des documents demandés dans le cadre du projet. Cependant, celle-ci devra être renseignée de façon claire et complète dans le(s) document(s) concerné(s).
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 étudiants.

Ressources
en ligne

Moodle
https://moodle.uclouvain.be/course/view.php?id=1156
 

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

> GBIO