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Biomaterials and health

Biomaterials are designed to interact with living organisms and meet a range of medical needs: implants, prostheses, tissue regeneration and controlled drug release.

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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Biomaterials are designed to interact with living organisms and meet a range of medical needs: implants, prostheses, tissue regeneration and controlled drug release. Additive manufacturing enables the creation of bespoke devices, whilst hybrid approaches combine materials with living cells to replicate certain biological functions. Combined with the regenerative and differentiation properties of stem cells, this research opens up new possibilities for repairing or replacing tissues and advancing regenerative medicine.

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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 implantables pour…

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Médaille de bronze 2024 : Ali Maziz, chercheur en neuro-ingénierie
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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)

Lyon. Laboratoire des Multimateriaux et Interfaces, UMR 5615. Fabrication d’alliages, de céramiques et de composites. Impression 3D par électrofilage (electrospinning) Vincent Salles, maître de conférences & Paul Abdellaoui, stagiaire Polytech Lyon La technologie présentée couple une imprimante 3D et une technologie d'électrofilage ("electrospinning"). Elle permet de réaliser des dépôts précis de filaments sur un substrat de manière continue sur une ou plusieurs couches. Le diamètre de…

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Plateforme d’impression 3D et d’écriture directe par électrofilage (electrospinning)
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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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Observation de cellules neurales de souris, au microscope à fluorescence
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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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Observation de cellules de mammifères cultivées in vitro au microscope

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