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Biocompatibilité des matériaux

1980
Chercheur analysant en laboratoire des matériaux biocompatibles pour implants médicaux.

(generate image for illustration only)

Biocompatibility refers to the ability of a material to perform with an appropriate host response in a specific application. It is not an intrinsic property of a material but is defined by the situation. Key factors include the material’s surface chemistry, topography, and mechanical properties, which dictate the biological response, such as protein adsorption, cell adhesion, inflammation, and fibrous encapsulation.

Biocompatibility is a dynamic and context-dependent concept, not a static, inherent property of a material. The ‘appropriate host response’ varies significantly with the intended function of the device. For instance, a material for a permanent hip implant should be bioinert, eliciting minimal reaction and integrating stably with bone. In contrast, a material for a biodegradable suture should elicit a controlled inflammatory response that facilitates healing and then safely degrades. The cascade of événements at the biointerface begins seconds after implantation with the adsorption of a layer of host proteins (e.g., albumin, fibrinogen, fibronectin), a phenomenon known as the Vroman effect. The composition and conformation of this protein layer dictates the subsequent cellular attachment, activation, and signaling. This initial phase is followed by an inflammatory response, involving the recruitment of neutrophils and then macrophages to the implant site. If the material is perceived as foreign and cannot be phagocytosed, macrophages may fuse to form foreign body giant cells (FBGCs). This chronic inflammatory state leads to the final stage: the formation of a dense, avascular fibrous capsule that isolates the implant from the host body. While this encapsulation can be acceptable for some passive implants, it is detrimental for devices requiring biological integration, like sensors or tissue scaffolds. Understanding and controlling these interactions through surface modification—by altering wettability, charge, topography, or grafting specific biomolecules—is a central goal of biomaterials science to ensure long-term device success and patient safety.

UNESCO Nomenclature: 3201
– Medical sciences

Taper

Système abstrait

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • découverte des techniques chirurgicales aseptiques par Joseph Lister
  • développement de polymères inertes comme le pmma et le silicone
  • compréhension de la réponse aux corps étrangers en immunologie
  • avancées en science des surfaces et techniques de caractérisation (par exemple, SEM, AFM, XPS)

Applications

  • conception d'implants médicaux (par exemple, prothèses de hanche, implants dentaires)
  • développement de systèmes d'administration de médicaments
  • fabrication d'échafaudages d'ingénierie tissulaire
  • création de biocapteurs et de dispositifs de diagnostic
  • revêtements pour stents cardiovasculaires pour prévenir la thrombose

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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Related to: biocompatibility, host response, medical implant, biomaterial, protein adsorption, inflammation, fibrous encapsulation, biointerface, surface modification, vroman effect.

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Contexte historique

1965
1970
1980
1980
1960
1969
1976-05-28
1980
1990

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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