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BIOMIS / Axe Matériaux biocompatibles

Elaboration de matériaux biocompatibles


Mots clés : biocapteurs, matériaux hybrides, sol-gel, immobilisation, encapsulation, fonctionnalisation de surface.

Depuis une trentaine d'années le procédé sol-gel (SG) présente de nombreux avantages pour la création de matériaux innovants en particulier pour la réalisation de matériaux biocompatibles. Depuis 2008 le laboratoire SATIE s'est impliqué dans l'élaboration de matériaux hybrides organique-inorganique à base d'N-alkylacrylamides et d'acrylate. La souplesse du mode d'élaboration permet l'encapsulation de molécules biologiques, de préserver leurs propriétés fonctionnelles et de contrôler leurs interactions avec le milieu extérieur. La partie inorganique du matériau permet d'adapter les propriétés mécaniques du matériau synthétisé.

Les efforts de notre équipe se sont concentrés sur l'étude et le développement de biocapteurs micro-rhéologiques utilisant nos matrices comme support sélectif de détection d'entités biologiques. L'encapsulation ou l'immobilisation d'un éventail important d'espèces biologiques (molécules ou micro-organismes) à partir du procédé SG a ouvert la voie à de nouvelles approches de diagnostic (biocapteur), de production (bioréacteurs) et de thérapie (médicaments à libération contrôlée communément appelé "drug delivery" et vaccins). Dans ce contexte, nous avons développé des matrices hydrides biocompatibles capables de capter par diffusion passive des protéines ou des bactéries. En effet, les espèces biologiques insérées sont extrêmement fragiles et sensibles à leur milieu extérieur. Il convient donc d'utiliser des méthodes chimiques « douce » qui respectent au mieux l'intégrité de ces entités biologiques de façon à conserver leurs activités, leurs propriétés, leurs rôles biologiques. Cette thématique a nécessité une approche pluridisciplinaire impliquant plusieurs groupes du laboratoire SATIE : des chimistes pour l'élaboration et l'optimisation des matrices hybrides ; des biochimistes pour le choix des entités biologiques que l'on veut incorporer dans ces matrices ; mais également des instrumentalistes pour l'optimisation de ces matériaux et la mise au point de biocapteurs incluant la détection et l'extraction des paramètres mécaniques et électriques (micro-rhéologique ultrasonore).

Autour de cette thématique plusieurs collaborations ont été initiées depuis six ans, notamment avec le laboratoire de biotechnologies de l'université de Sofia (Bulgarie) donnant lieu à plusieurs échanges scientifiques via notamment un programme Egide RILA en 2011 et 2012, l'accueil d'étudiants de master (via ERASMUS) et de professeurs invités. Ces échanges ont plus spécifiquement porté sur l'aspect microbiologique (interactions matrices hybrides et formation de biofilms bactériens avec analyse des propriétés bactériennes).

 



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