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Accueil du site > Thèmes de recherche > Thème : Cellules Biomatériaux Bioréacteurs (C2B)

C2B

Cellules Biomatériaux Bioréacteurs



- Responsables scientifiques : Christophe Egles et Muriel Vayssade .

- Acteurs - Collaborations - Rayonnement - Partenaires publics - Partenaires privés - Publications (détail : 2006 - 2007 - 2008 - 2009 - 2010 - 2011 - 2012 - 2013 - 2014 - 2015 - 2016)


Les travaux de cette thématique portent sur l'étude du comportement cellulaire au contact de biomatériaux : depuis des analyses fondamentales focalisées sur les réactions précoces des cellules, jusqu'à des applications visant les organes artificiels.

Il y a 3 groupes de projets :

Interactions Cellules Matériau (Christophe Egles)

Les principales activités conduites au cours des années 2006-2010 concernent une approche fondamentale de mécanismes moléculaires mis en oeuvre dans les activations cellulaires induites par différents états de surface de biomatériaux massifs ou nanoparticulaires, ainsi que la caractérisation biologique de surfaces innovantes. Ces activités impliquent des études harmonisées avec des expertises en matériaux, physico-chimie et nanotechnologies sous la forme de collaboration internationales (ex : coordination du projet européen FP6 PectiCoat et travaux collatéraux avec les partenaires finlandais et hollandais; collaboration avec l'Université de Sherbrooke, Canada), nationales (INSA de Rennes, ENS Paris, CTTM, CRITT et entreprises), régionales (projet POCP avec l'Université Picardie Jules Verne), ainsi qu'internes à l'UMR.

Les principales activités ont été dédiées :

- A la compréhension des mécanismes fondamentaux intervenant dans les régulation/dérégulation de
cellules normales et cancéreuses

- A la compréhension et à l'optimisation des interactions cellules-matériaux

Mots-clés : comportement cellulaire



Organes Artificiels (Cécile Legallais)

Le développement et la meilleure compréhension du fonctionnement des organes bioartificiels demeurent une voie de recherche primordiale en Ingénierie pour la Santé (suppléance d'organes, études fondamentales de régénération tissulaire, développement de méthodes alternatives à l'expérimentation animale pour la toxicologie ou la pharmacologie). L'ingénierie tissulaire progresse, de notre point de vue, en optimisant les interactions biomatériaux-cellules dans un environnement complexe et perfusé. A l'échelle microscopique, nos travaux portent sur la conception et l'optimisation de systèmes tridimensionnels adaptés à la culture statique ou dynamique des cellules. Il peut s'agir de billes d'alginate, d'autres dispositifs d'encapsulation reposant sur des fibres creuses, de biomatériaux poreux ou de microsystèmes dédiés à la culture cellulaire en régime dynamique. Les transferts de matière et les contraintes mécaniques imposées aux cellules y sont caractérisés en fonction des conditions hydrodynamiques locales. On quantifie alors leur impact sur la prolifération et les fonctionnalités cellulaires. A l'échelle macroscopique, l'intégration des aspects précédents, combinée à des apports du génie des procédés et de biomécanique des fluides et des transferts permet de proposer des bioréacteurs optimisés hébergeant des cellules fonctionnelles. Ces conditions sont adaptées à la suppléance d'organes (organes bioartificiels insérés dans une circulation extracorporelle), à des implants bioactifs ou à la culture cellulaire à grande échelle sur du long-terme. Les sujets sont systématiquement abordés avec l'approche bioingénierie, sans négliger le cahier des charges imposé par les cliniciens ou les biologistes. Chaque aspect du projet implique une collaboration forte avec une équipe INSERM ou hospitalouniversitaire, ou des partenaires européens reconnus (université ou industrie).

3 sujets structurent notre recherche :

- Foie bioartificiel : Approche multiéchelle des fonctionnalités des cellules hépatiques immobilisées
- Dispositifs innovants in vitro pour la toxicologie prédictive
- Autres applications dans le domaine de l'ingénierie tissulaire et des organes artificiels

Mots-clés : artificial organ, cell behaviour, biomaterial, pancreas, liver, bioartificial, fluid biomechanic



Thème émergent NANOINBIO (Karim El-Kirat)

En dehors des activités réalisées au sein du thème ICMOA, K. El Kirat a également participé à plusieurs projets de recherche d'autres unités de l'UTC dans le but de réaliser une caractérisation à l'échelle nanométrique de divers systèmes à l'interface biotechnologies et matériaux.
Ainsi, en collaboration avec Sandrine Morandat (MCF, GEC, UMR 6022), nous avons développé des protocoles de caractérisation à l'échelle nanométrique de systèmes membranaires lipidiques biomimétiques pour l'étude de leurs interactions avec des agents externes (molécules toxiques, détergents, protéines, peptides, nanoparticules…). Ces travaux nous ont amené à proposer une méthodologie multi-techniques (projet Région NANOPHARM et projet BIOMEMB du PPF BIOMIM) pour caractériser ces interactions.
Des protocoles AFM adaptés nous ont également permis de mieux comprendre les phénomènes enzymatiques intervenant dans les processus de biocorrosion des aciers inoxydables dans le cadre de la thèse de Jessem Landoulsi (2004-2007) et d'une collaboration inter-unités (Dr Caroline Richard, MCF, Roberval, UMR 6253; Pr Sylviane Pulvin, GEC, UMR 6022; projet BIOCORR du PPF BIOMIM).
Le caractère original et pluri-disciplinaire de ces études à l'échelle nanométrique a tout naturellement
contribué à la mise en place de plusieurs projets de recherche dans le cadre des TRI I et III de la Fédération
SHIC UTC/CNRS et à l'émergence de l'axe thématique transversal "Nanosciences Interface Biologie" NANOINBIO au sein de notre unité de recherche.

Mots-clés : nanosciences, biomembranes, membranes biomimétiques, microscopie à force atomique, spectroscopie de force, nanobiotechnologies, nanoparticules, nanosciences, interfaces




Administration du Thème (accès réservé)