Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Contribuer, seuls ou en équipe, à la conduite et à la réalisation d'un projet de développement d'envergure en lien avec les sciences chimiques
• -Pouvoir mobiliser, articuler et valoriser les connaissances et les compétences acquises
• Gérer des travaux de recherche, de développement ou d'innovation relevant des sciences chimiques et/ou de leurs applications
• -Etre capable d'appréhender une problématique inédite relevant des sciences chimiques
• -Pouvoir proposer des solutions éventuellement innovantes à des problématiques ciblées, ce qui exige également l'écoute et le respect de chacun, la capacité d'argumenter et celle d'instaurer des débats constructifs
• Avoir acquis les compétences professionnelles en relation avec la finalité définissant le diplôme
• -Etre spécialisé dans au moins un sous-domaine de la chimie
• -Etre initié à la recherche scientifique et au monde de la recherche
• Posséder, dans le domaine des sciences chimiques, des connaissances intégrées, ainsi que de larges compétences prolongeant celles qui relèvent du niveau de bachelier en sciences chimiques
• Contribuer, seuls ou en équipe, à la conduite et à la réalisation d'un projet de développement d'envergure en lien avec les sciences chimiques
• -Pouvoir mobiliser, articuler et valoriser les connaissances et les compétences acquises
• Gérer des travaux de recherche, de développement ou d'innovation relevant des sciences chimiques et/ou de leurs applications
• -Etre capable d'appréhender une problématique inédite relevant des sciences chimiques
• -Pouvoir proposer des solutions éventuellement innovantes à des problématiques ciblées, ce qui exige également l'écoute et le respect de chacun, la capacité d'argumenter et celle d'instaurer des débats constructifs
• Communiquer clairement dans le domaine scientifique
• -Pouvoir communiquer de façon claire, structurée et argumentée, tant à l'oral qu'à l'écrit, ses conclusions, ses propositions originales ainsi que les connaissances et principes sous-jacents
• -Etre capable d'adapter sa communication à des publics divers
• Développer et intégrer un fort degré d'autonomie
• -Etre capable d'acquérir seul de nouveaux savoirs
• -Poursuivre sa formation et développer de nouvelles compétences de façon autonome
• -Développer et intégrer un fort degré d'autonomie pour pouvoir évoluer dans de nouveaux contextes
• Appliquer une méthodologie scientifique de qualité
• -Etre capable de mener une réflexion critique sur l'impact de la chimie en général et des projets auxquels ils contribuent en particulier

Acquis d'apprentissage de l'UE

Contrairement aux métaux et aux céramiques, les polymères - polyvalents en termes de structures, de propriétés et de fonctions - sont d'excellents candidats pour diverses applications médicales en fonction d'un besoin spécifique : biocompatibilité, biorésorbabilité, fonctionnalité ou inertie, matériaux souples ou rigides, denses ou à faible densité, films , poudres, fibres, gels, etc. Et ce n'est un secret pour personne que la chimie des polymères est responsable de toutes les caractéristiques modulables. C'est pourquoi, en aval des prérequis des BAC 1 à 3 (Chimie Organique et Chimie des Polymères) et en amont des autres enseignements de Chimie Bio-inspirée et Chimie du Vivant du Master à finalité approfondie, cette unité d'apprentissage propose connaissance de la chimie des polymères à usage biomédical via :
1. Un bref historique des applications biomédicales des polymères de la préhistoire à nos jours ;
2. Discussions sur les voies d'isolement, de synthèse et de modification des polymères naturels, de leurs dérivés ainsi que des polymères synthétiques.
Concernant les polymères synthétiques, les voies vers les polymères vinyliques, les polylactones, les polysiloxanes, les polyesters et les polyamides seront détaillées avec un regard sur les synthèses contrôlées et vivantes (ATRP, RAFT, PISA, etc.). A chaque étape, la biocompatibilité en termes de matériaux inertes, biodégradables et bioassimilables sera revue sans rentrer dans les détails biochimiques.

Contenu de l'UE : descriptif et cohérence pédagogique

La polyvalence en termes de pléthore de structures, de propriétés et de fonctions fait des polymères des candidats excellents pour diverses applications médicales. En effet, contrairement aux métaux et aux céramiques, les polymères et leurs matériaux peuvent être obtenus sous formes diverses en fonction d'un besoin spécifique : biocompatibles, biorésorbables ou permanents, fonctionnels ou inertes, souples ou rigides, matériaux denses ou à faible densité, films, poudres, fibres, gels, etc. C'est ainsi que naturellement, en cours des 30 dernières années, une explosion de la recherche au tour des polymères à destination biomédicale a été observée.
Il n'est pas à cacher que responsable de toutes caractéristiques modulables est la chimie des polymères. Ce pourquoi, en aval des prérequis des BACs 1 à 3 (Chimie Organique et Chimie des Polymères) et en amont des autres cours en Chimie bio-inspirée et Chimie du vivant du programme de Master à finalité approfondie, cette unité d'apprentissage propose des connaissances approfondies sur la chimie des polymères à destination biomédicale. Dans un premier temps la discussion propose un bref historique des applications biomédicales des polymères de l'époque préhistorique à nos jours, comme base des discussions plus détaillées sur les voies d'isolation, de synthèse et de modification des polymères naturels, leurs dérivés ainsi que les polymères synthétiques.
Le programme de 30h se détail plus précisément en quatre chapitres :
Chapitre 1 : L'histoire des polymères dans le biomédical : de la préhistoire à nos jours (2h)
Chapitre 2 : Les polymères naturels pour le biomédical (10h)
Diverses catégories de biopolymères seront détaillées, tels que les polysaccharides, les protéines et les acides nucléiques avec un focus sur la chimie de production et de modification des polysaccharides (en complément des cours Chimie macromoléculaire et Chimie bio-inspirée). Les méthodes de préparation de formulations pharmaceutiques (formes pour l'administration contrôlée de médicaments) et médicales (les prothèses temporaires et les matrices pour l'ingénierie tissulaire), seront brièvement introduites afin de faciliter leur apprentissage dans le cadre du cours d'Ingénierie bio-macromoléculaire.
Chapitre 3 : Les dérivés des polymères natures dans le biomédical (8h)
Les voies de production du chitosan, des alginates porteurs de fonctions (meth)acrylate, etc. seront vus en détails ainsi que la chimie (la réactivité) et les formes médicales de ces dérivés des polymères naturels.
Chapitre 4 : Les polymères synthétiques pour le biomédical (10h)
Les voies de synthèse des polymères vinyliques, polylactones, polysiloxanes, polyesters et polyamides, seront vues en détails avec un regard porté sur les synthèses contrôlées et vivantes (ATRP, RAFT, PISA, ...). Des exemples de structures variées (à bloc, ramifiées, dendritiques) seront donnés.
A chaque étape, la biocompatibilité en termes de matériaux inertes, biodégradables et bioassimilables sera revue sans entrer dans les détails biochimiques, mais assurant le lien avec le cours Biochimie macromoléculaire.

Compétences préalables

Sans objet