Dispositif d'ostéosynthèse métallique antimicrobien

Antimicrobial Metallic Osteosynthesis Device

• Auteur / Autrice : Emilie Groult
• Direction : Damien Seyer
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé - Cergy
• Date : Inscription en doctorat le 14/10/2024
• Etablissement(s) : CY Cergy Paris Université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ERRMECe - Equipe de recherche sur les relations matrice extracellulaire-cellules

Mots clés

Mots clés libres

Implant

Ostéosynthèse

Dispositifs médicaux

Implant

Osteosynthesis

Medical devices

Résumé

Contexte du Projet AntiMOD : Face au vieillissement de la population et à l'augmentation des maladies osseuses, la demande pour des matériaux d'ostéosynthèse implantables durables et fiables est en hausse. Toutefois, le risque d'infection associé à ces matériaux représente un défi majeur, entraînant souvent des complications sévères pour les patients. Notre projet vise à développer une nouvelle génération de biomatériaux antimicrobiens alliant fonctionnalité et propriétés antimicrobiennes pour offrir une solution plus sûre et plus efficace. Objectifs du Projet : Développer des biomatériaux antimicrobiens innovants combinant propriétés physico-chimiques et biofonctionnalisation de surface. Réaliser cette innovation en s'appuyant sur une expertise multidisciplinaire incluant l'ingénierie des alliages, la métallurgie, la chimie de surface, la biochimie des peptides, et l'étude du comportement cellulaire (propriétés antimicrobiennes et ostéoinductives). Description du Projet : Ce réseau réunira des scientifiques de haut niveau en Europe, provenant d'universités et de centres de recherche nationaux en France et en Italie. Notre solution repose sur le concept innovant de la métallurgie des alliages à haute entropie équimolaire développé par une équipe de métallurgistes du CNRS et la bifonctionnalisation par voie électrochimique avec des peptide synthétisés à CYU. L'objectif est de créer une synergie entre les propriétés physico-chimiques (module de Young, résistance à la corrosion, durée de vie en fatigue) et la biofonctionnalisation de surface (propriétés antimicrobiennes et ostéoinductives). Deux approches distinctes : • Développer un dispositif métallique antimicrobien avec des peptides greffés de manière covalente sur la surface (collaboration CNRS/CYU). • Modifier la surface de l'alliage en utilisant des succinyl-bêta-cyclodextrines fonctionnalisées avec des peptides sous des conditions douces. Cette approche offre un double avantage : des propriétés ostéoinductives et une libération contrôlée de peptides antimicrobiens sous stimulation lumineuse (collaboration CNR italien /CYU). Impact Potentiel : Les deux approches proposées pourraient montrer une activité antimicrobienne significative contre une large gamme de bactéries, y compris celles résistantes aux antibiotiques. Si ces approches réussissent, elles pourraient révolutionner le traitement des maladies osseuses et des fractures.

Project Context: AntiMOD In response to the aging population and the increase in bone diseases, the demand for durable and reliable implantable osteosynthesis materials is on the rise. However, the risk of infection associated with these materials poses a major challenge, often leading to severe complications for patients. Our project aims to develop a new generation of antimicrobial biomaterials that combine functionality and antimicrobial properties to offer a safer and more effective solution. Project Objectives: • Develop innovative antimicrobial biomaterials combining physico-chemical properties and surface biofunctionalization. • Achieve this innovation by leveraging multidisciplinary expertise including alloy engineering, metallurgy, surface chemistry, peptide biochemistry, and the study of cellular behavior (antimicrobial and osteoinductive properties). Project Description: This network will bring together high-level scientists in Europe from universities and national research centers in France and Italy. Our solution is based on the innovative concept of equimolar high-entropy alloy metallurgy developed by a team of metallurgists at CNRS and the bifunctionalization by electrochemical means with peptides synthesized at CYU. The objective is to create a synergy between the physico-chemical properties (Young's modulus, corrosion resistance, fatigue life) and surface biofunctionalization (antimicrobial and osteoinductive properties). Two distinct approaches: 1. Develop an antimicrobial metallic device with peptides covalently grafted onto the surface (CNRS/CYU collaboration). 2. Modify the alloy surface using succinyl-beta-cyclodextrins functionalized with peptides under mild conditions. This approach offers a dual advantage: osteoinductive properties and controlled release of antimicrobial peptides under light stimulation (Italian CNR/CYU collaboration). Potential Impact: The two proposed approaches could demonstrate significant antimicrobial activity against a wide range of bacteria, including antibiotic-resistant ones. If successful, these approaches could revolutionize the treatment of bone diseases and fractures.