- Domaines de recherche:
Les phosphates inorganiques sont des composés d'intérêt majeur dans un grand nombre de domaines. La Nature elle-même fournit différents exemples marquants,
qu'il s'agisse de "biominéraux" (par exemple constituant le minéral osseux ou dentaire ainsi que certaines calcifications pathologiques) ou encore de minerais phosphatés
(sur Terre mais aussi dans d'autres contextes comme sur Mars ou la Lune). Les phosphates de calcium (CaP), en particulier, occupent une place stratégique dans divers domaines tels que:
- Biomineralisation (e.g. comprendre la formation de calcifications in vivo, caractériser les tissus calcifiés)
- Anthropologie (e.g. analyse de restes squelettiques, fossiles, préservation de l'ADN ancien)
- Biomatériaux et ingénierie biomédicale (e.g. développement de systèmes bioactifs pour la régénération osseuse, nanomédecine, imagerie médicale...)
- Minéralogie (e.g. Terrestre, Martienne)
- Environnement (e.g. rétention de polluants)
- Centres d'intérêt:
Je m'intéresse à tous ces domaines fort motivants, que j'étudie par une approche combinée entre science des (bio)matériaux, chimie et fonctionnalisation de surfaces,
caractérisation fine (physico-chimique et thermodynamique), relations structure/propriétés, mise en forme de matériaux métastables à basse température
(cold sintering...), et modélisation.
Dans de nombreux cas, les échantillons élaborés/étudiés sont complexes, souvent non-stoechiométriques
et impliquant substitutions ioniques et adsorption de (bio)molécules/médicaments pour conférer des propriétés additionnelles "à la carte" (e.g. antimicrobiennnes, anticancéreuses,
hémostatiques, luminescentes, ciblage cellulaire...) et/ou pour mimer des composés naturels dans une approche de biomimétisme/bio-inspiration. La mise au point et l'étude de systèmes
composites et hybrides minéral/organiques est également au coeur de mes préoccupations. Enfin, plusieurs statégies développées pour les CaP peuvent aussi être transposées à d'autres
composés (hydr)oxidés (e.g. mise en forme à basse température d'autres composés métastables par cold sintering, SPS, freeze-casting, etc.).
Quelques axes de recherche :
- - Développement du "modèle de la couche hydratée" pour l'apatite osseuse et les analogues biomimétiques de synthèse: synthèse et caractérisation d'apatites nanocristallines biomimétiques, mise en évidence et analyse des environnements chimiques non-apatitiques en surface des nanocristaux, étude de propriétés physico-chimiques spécifiques (en volume et surface), suivi de propriétés biologiques associées.
- - Etude des propriétés thermodynamiques de matériaux inorganiques (oxydes et hydroxydes mixtes, apatites nanocristallines analogues au mionéral osseux, etc.). Revue des propriétés thermodynamiques des apatites phosphatées: doi:10.1016/j.jct.2014.09.012. Développement d'un modèle thermodynamique additif (Therm'AP) pour l'évaluation des propriétés thermodynamiques d'apatites diversement substitutées et/ou non-stoechiométriques : Lien vers la page Therm'AP (modèle désormais étendu à d'autres oxydes complexes - accès gratuit à la page de calcul)
- - Développement d'une nouvelle génération de biocéramiques "basse température" : Etude de la consolidation de phosphates de calcium métastables via des approches de mise en forme non-conventionnelles : "Cold Sintering" (frittage à froid), Spark Plasma Sintering à basse température, "Freeze-Casting" etc. Application aux apatites biomimétiques, phosphates de calcium amorphes (ACP), et autres (hydr)oxydes métastables; approche par "chimie douce". Etude des propriétés physico-chimiques et biologiques associées.
- - Echanges ioniques de surface et adsorptions moléculaires : échanges ioniques avec des ion biologiquement actifs, exploration des mécanismes mis en jeu, isothermes d'adsorption, association (et libération) de composés actifs (facteurs de croissance, enzymes, antibiotiques, anticancéreux, hémostatiques, ADN...). Développement de systèmes "intelligents" stimuli-répondants, à libération controlée dans le temps et l'espace.
- - Développement de nanoparticules hybrides minéral/organiques à base d'apatites bio-inspirées pour applications thérapeutiques (cancérologie, hématologie, dermatologie…) et pour le diagnostic médical (nanosondes luminescentes, ciblage cellulaire).
- - Fonctionnalisation de la surface de biomatériaux phospho-calciques et post-activation d'autres biomatériaux existants (métaux, autres céramiques moins bioactives); exploration d'interfaces/interphases minéral/organiques.
- - Anthropologie : Interaction ADN / apatites nanocristallines. Caractérisations physico-chimiques de restes squelettiques (os et dents).
- - Etude de la germination/croissance de phosphates de calcium sur d'autres (bio)matériaux à base de métaux ou céramique; revêtements bioactifs.
- - Préparation de composés phosphatés and autres (hydr)oxides complexes comme "composés de référence", e.g. en vue d'études en minéralogie.
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