Dossier

Bio-matériaux et santé

Les biomatériaux sont conçus pour interagir avec le vivant et répondre à différents besoins médicaux : implants, prothèses, régénération des tissus ou libération contrôlée de médicaments.

Régénération de la partie postérieure d'un ver annélide, dans une étude sur la voie Notch
Régénération de la partie postérieure d'un ver annélide, dans une étude sur la voie Notch

© Loïc BIDEAU / IJM / CNRS Images

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Les biomatériaux sont conçus pour interagir avec le vivant et répondre à différents besoins médicaux : implants, prothèses, régénération des tissus ou libération contrôlée de médicaments. La fabrication additive permet de créer des dispositifs sur mesure, tandis que les approches hybrides associent matériaux et cellules vivantes pour reproduire certaines fonctions biologiques. Combinées aux propriétés de renouvellement et de différenciation des cellules souches, ces recherches ouvrent de nouvelles perspectives pour réparer ou remplacer des tissus et développer la médecine régénérative.

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Régénération de la partie postérieure d'un ver annélide, dans une étude sur la voie Notch

Vue ventrale d'un ver annélide "Platynereis dumerilii" lors de la régénération de sa partie postérieure, obtenue par microscopie confocale. Ce modèle est utilisé pour une étude sur la voie de signalisation Notch, essentielle dans la formation des neurones chez les vertébrés et les insectes. Son rôle chez les spiraliens (animaux au développement embryonnaire en spirale) comme ce ver était jusqu'ici peu exploré. Les résultats indiquent que la voie Notch conserverait des fonctions neurogéniques à…

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Régénération de la partie postérieure d'un ver annélide, dans une étude sur la voie Notch
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Implant crânien en hydroxyapatite

Premier implant crânien en hydroxyapatite au monde, conçu en 2013 à partir du fichier scanner du patient, grâce aux travaux de Thierry Chartier, chercheur en matériaux et procédés céramiques à l’Institut de recherche sur les céramiques (IRCER), et lauréat de la médaille de l’innovation CNRS 2018. Au cours de ses recherches, il développe une technologie qui donnera naissance, en 2001, à la start-up 3DCeram, qui produit des pièces 3D par photo-polymérisation d’un système céramique réactif selon…

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Implant crânien en hydroxyapatite
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Prothèse dentaire en céramique réalisée dans le cadre du laboratoire commun LEAD

Prothèse dentaire en céramique, réalisée dans le cadre du laboratoire commun LEAD (labcom ANR 2014), regroupant le laboratoire Matériaux : ingénierie et science (MATEIS) et la société Anthogyr. L'objectif est de développer la formulation, la caractérisation technique et biologique ainsi que les procédés de mise en forme de matériaux pour des applications dentaires. Le laboratoire MATEIS rassemble des équipes pluridisciplinaires (chimie, physique, mécanique…) qui étudient métaux, céramiques et…

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Prothèse dentaire en céramique réalisée dans le cadre du laboratoire commun LEAD
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Pièce dentaire en métal élaborée par fabrication additive dans le cadre du laboratoire commun LEAD

Pièce dentaire en métal, élaborée par fabrication additive pour obtenir la forme renseignée dans le fichier des données du patient. Elle a été réalisée dans le cadre du laboratoire commun LEAD (labcom ANR 2014), regroupant le laboratoire Matériaux : ingénierie et science (MATEIS) et la société Anthogyr. L'objectif est de développer la formulation, la caractérisation technique et biologique ainsi que les procédés de mise en forme de matériaux pour des applications dentaires. Le laboratoire…

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Pièce dentaire en métal élaborée par fabrication additive dans le cadre du laboratoire commun LEAD
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Médaille de bronze 2024 : Ali Maziz, chercheur en neuro-ingénierie

Portrait d'Ali Maziz, médaille de bronze 2024 du CNRS, chercheur en neuro-ingénierie. Après un doctorat en ingénierie des matériaux, Ali Maziz aurait pu mettre son expertise au service de nombreuses applications. C'est lors d'un post-doctorat en Suède qu'il commence à s'intéresser à la bioélectronique pour la santé. Il rejoint ensuite le LAAS en 2018 où il se spécialise en neuro-ingénierie. « Mes recherches portent sur le développement d'interfaces neurales…

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Médaille de bronze 2024 : Ali Maziz, chercheur en neuro-ingénierie
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Médaille d'argent 2025 : Sébastien Lecommandoux, des polymères intelligents pour révolutionner la nanomédecine

Portrait de Sébastien Lecommandoux, médaille d'argent 2025 du CNRS, directeur du Laboratoire de chimie des polymères organiques (LCPO, CNRS/ Univ. Bordeaux / Bordeaux INP). Spécialiste des polymères bio-inspirés, Sébastien Lecommandoux conçoit des nanostructures intelligentes capables de libérer des agents thérapeutiques (comme des anticancéreux) de manière ciblée, grâce à des stimuli externes (magnétisme, enzyme, pH, température). Ses travaux pionniers sur les polymersomes, des…

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Médaille d'argent 2025 : Sébastien Lecommandoux, des polymères intelligents pour révolutionner la nanomédecine
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Déformation d'une cellule cancéreuse humaine observée en microscopie confocale. Son noyau (en bleu)

Déformation d'une cellule cancéreuse humaine observée en microscopie confocale. Son noyau (en bleu) est déposé sur un matériau composé d'alignements de piliers de taille micrométrique. Le rouge marque la présence d'actine, le bleu, la présence d'ADN et le vert, la présence de myosine II. Les chercheurs étudient le comportement de ce type de cellules vis-à-vis de différents matériaux modèles microstructurés, susceptibles d'être implantés chez l'homme. Ils s'intéressent en particulier à la…

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Déformation d'une cellule cancéreuse humaine observée en microscopie confocale. Son noyau (en bleu)
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Surface d'un matériau composé d'alignements de piliers de taille micrométrique, sur laquelle ont été

Surface d'un matériau composé d'alignements de piliers de taille micrométrique, sur laquelle ont été déposées 3 cellules cancéreuses humaines qui se sont déformées. Cette image a été obtenue par microscopie électronique à balayage. Les chercheurs étudient le comportement de ce type de cellules vis-à-vis de différents matériaux modèles microstructurés, susceptibles d'être implantés chez l'homme. Ils s'intéressent en particulier à la manière dont les cellules identifient et réagissent à la…

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Surface d'un matériau composé d'alignements de piliers de taille micrométrique, sur laquelle ont été
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Plateforme d’impression 3D et d’écriture directe par électrofilage (electrospinning)

Plateforme d’impression 3D et d’écriture directe par électrofilage (electrospinning). Cette technologie couple une imprimante 3D et une technologie d'électrofilage, plus couramment appelée "electrospinning". Le principe est d’injecter une solution de polymère exposée à un champ électrique, ce qui a pour effet d’étirer les polymères sous forme d’un filament continu. Le diamètre de chaque filament est de l'ordre du micromètre. Ce procédé permet de réaliser des dépôts précis de filaments de…

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Observation de cellules neurales de souris, au microscope à fluorescence

Observation de cellules neurales de souris, au microscope à fluorescence. Le marquage spécifique de GFAP (Glial fibrilary acidic protein) colore les astrocytes en vert. Les noyaux des cellules sont colorés en bleu par un intercalant de l'ADN, appelé DAPI. Cette observation a pour but d'estimer la capacité de différentiation des cellules souches neurales en neurones, astrocytes et oligodendrocytes, les 3 types cellulaires composant le système nerveux, en fonction des altérations génétiques qu…

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Dissection, sous loupe binoculaire, d'une région du cerveau d'une souris

Dissection, sous loupe binoculaire, d'une région du cerveau d'une souris comportant des cellules souches neurales. Ces cellules sont ensuite dissociées et mises en culture. Les cellules comportant différentes altérations génétiques caractéristiques des gliomes pourront ainsi être comparées pour leur capacité à proliférer, se différencier, et former des tumeurs.

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Dissection, sous loupe binoculaire, d'une région du cerveau d'une souris
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Observation au microscope de cellules souches physiopathologiques des arythmies cardiaques héréditaires

Observation au microscope de cellules souches pluripotentes induites humaines différenciées en cardiomyocytes. Ces observations sont réalisées dans le cadre des recherches dirigées par Nathalie Gaborit, lauréate de la médaille de bronze du CNRS 2022. Elles visent à identifier les mécanismes physiopathologiques des arythmies cardiaques héréditaires, telles que le syndrome du QT long, le syndrome d’Hamamy ou encore le syndrome de Brugada, des maladies rares, graves et mal connues, associées à un…

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Observation au microscope de cellules souches physiopathologiques des arythmies cardiaques héréditaires
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Observation de cellules de mammifères cultivées in vitro au microscope

Observation de cellules de mammifères cultivées in vitro. Après s’être développés dans des conditions contrôlées, les cellules souches mésenchymateuses humaines (cellules capables d’agir sur la réparation et la régénération des tissus) et les fibroblastes humains (cellules principales du tissu conjonctif) sont examinés au microscope. Ce dernier permet de vérifier l’aspect des cellules, notamment leur croissance ou leur mortalité, dans chacune des boîtes de Petri. Un écran relié au microscope…

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Médaille de cristal 2024 : Virginie Dumas, biologiste

Portrait de Virginie Dumas, médaille de cristal 2024 du CNRS, ingénieure de recherche au Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (LTDS, CNRS/Ecole centrale de Lyon/ENTPE). Virginie Dumas est une spécialiste de la bio-fonctionnalisation des surfaces et de la caractérisation mécanique et biologique de tissus vivants et de biomatériaux. L'enjeu : optimiser les interactions entre les matériaux implantables, comme les implants dentaires, et les tissus biologiques…

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Réparer comme le vivant

Comment aider un nerf à repousser ? De nombreux animaux peuvent régénérer des membres et des organes. Comment s'en inspirer pour réparer le corps humain ? En travaillant sur des matériaux inspirés du vivant et biodégradables, les chercheurs espèrent par exemple pouvoir reconstituer la structure complexe des nerfs du visage.

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Réparer comme le vivant

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.