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Sciences de l'ingénieur et Santé la pratique médicale en mutation rapide Pr G. Dine Ecole Centrale de Paris G. DINE – UTLS – Janvier 2010.

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1 Sciences de l'ingénieur et Santé la pratique médicale en mutation rapide Pr G. Dine Ecole Centrale de Paris G. DINE – UTLS – Janvier 2010

2 Raccourci historique Physique et médecine rayons X : imagerie médicale nucléaire thérapeutique : traitement du cancer Production industrielle de médicament pharmacie et chimie génie des procédés Apparition du génie biomédical un organe emblématique à explorer et traiter : le cœur G. DINE – UTLS – Janvier 2010

3 Imagerie Diagnostic biologique Dispositifs médicaux Production médicamenteuse Systèmes dinformation Génie industriel Ingénierie des systèmes de santé (Mathématiques, physique, chimie, électronique, informatique et développements des différentes ingénieries en rapport avec le vivant et la santé) Interaction ingénierie / pratique médicale G. DINE – UTLS – Janvier 2010

4 Limagerie médicale Interface physique / biologie association des outils de la géographie à lactivité (scanner – scintigraphie – IRM – PET) Bouleversement permanent des procédures diagnostiques évaluation initiale suivi thérapeutique G. DINE – UTLS – Janvier 2010

5 Convergence de limagerie médicale et de limagerie biologique imagerie fonctionnelle dorgane (couplage réel des outils) imagerie tissulaire, cellulaire et moléculaire (bio photonique, nanobiotechnologies) diagnostics in vivo et in vitro G. DINE – UTLS – Janvier 2010

6 Imagerie cellulaire et tissulaire Un segment qui regroupe une multitude de technologies très différentes : optique, robotique, électronique, etc. De nouvelles techniques et une meilleure compréhension des interactions lumière-cellules- tissu : élargissement des possibilités d'imagerie optique, notamment in vivo Développement du "molecular imaging" : importance de la biologie moléculaire pour l'imagerie ( Définition : mesure et caractérisation in vivo de processus biologiques à l'échelle moléculaire ou cellulaire) Intégration d'une instrumentation pour la manipulation d'objets biologiques G. DINE – UTLS – Janvier 2010

7 Le diagnostic biologique Bouleversement rapide des comportements médicaux diagnostic traitement filières de prise en charge G. DINE – UTLS – Janvier 2010

8 Quelques exemples dassociations technologiques Instrumentation appliquée aux sciences de la vie comptage et tri cellulaire (fluidique, optique, électronique, traitement du signal, réseau de neurones, informatique) analyses bio-chimiques, immuno-chimiques et biomoléculaires (robotique, logique floue, thermique, optique, électronique, informatique) analyses moléculaires (spectroscopie, RMN, transferts physico-chimiques) explorations de la matière : de à (microscopies, nanotechnologies, accélérateurs de particules) G. DINE – UTLS – Janvier 2010

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10 Puce ADN G. DINE – UTLS – Janvier 2010

11 1.28cm 20µm Millions de sondes par puce ~ puce/matrice Jusquà Jusquà ~ tests/puce G. DINE – UTLS – Janvier 2010

12 Dispositifs médicaux Correction Substitution Produits hybrides diagnostic thérapeutique Nanobiotechnologies G. DINE – UTLS – Janvier 2010

13 Prothèses bio mimétiques Matériel en pyrocarbone (céramique) Tolérance biologique optimale Durée de vie prolongée Caractéristiques mécaniques similaires à l'os humain G. DINE – UTLS – Janvier 2010

14 Stimulateurs cardiaques numériques Miniaturisation Détection plus précise Analyse plus large et plus rapide Transmission des données par télémétrie Interrogation à distance par télémétrie Défibrillateur intégré G. DINE – UTLS – Janvier 2010

15 Traitement de la sténose vasculaire par angioplastie Endoprothèse : ressort à mémoire de forme Imprégnation médicamenteuse avec libération contrôlée Héparine : réduction des risques de thrombose Rapamycine et Paclitaxel : réduction de la resténose par effet anti prolifératif Endoprothèses pharmaco actives G. DINE – UTLS – Janvier 2010

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17 Vidéo capsule Utilisation clinique effective poids : 3 grammes taille : 1 cm forme ovoïde capsule œsophage (2 caméras : 7 images/seconde) capsule intestin grêle (1 caméra : 12 images/seconde) Diagnostic des tumeurs non accessibles : lymphomes de l'intestin grêle Diagnostic des saignements occultes de l'œsophage et de l'intestin grêle (angiome, ulcération : anémie profonde par carence en fer) En préparation bio-capsule pour analyses biologiques sélectives le long du tube digestif G. DINE – UTLS – Janvier 2010

18 La génomique : moteur de l'innovation et de la productivité dans le secteur pharmaceutique G. DINE – UTLS – Janvier 2010

19 modélisation préalable bio-mathématiques biologie in silico biologie intégrative génomique et protéomique différentielles (molecular targeting) imagerie fonctionnelle de tissu, d'organe ou d'organisme (physiologie intégrative) Modification conceptuelle des processus de recherche pharmaceutique G. DINE – UTLS – Janvier 2010

20 Biologie et physiologie Calcul informatique Technologie Analyse Ingénierie des systèmes complexes appliquée à la biologie et à la physiologie Modélisation basée sur les données et les hypothèses Expériences simulées sur ordinateur Explicitation des données biologiques et des questions à résoudre Cellule virtuelle idéale Analyse des résultats et propositions théoriques Analyse des résultats expérimentaux et production éventuelle Expérimentation et validation Développement et fabrication des outils et matériaux nécessaires Formulation des nouveaux concepts G. DINE – UTLS – Janvier 2010

21 Production médicamenteuse d'origine biotechnologique Déjà une réalité Progression rapide sur le moyen terme protéines recombinantes Ac monoclonaux ingénierie cellulaire (statut du produit) G. DINE – UTLS – Janvier 2010

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23 Le traitement plus ciblé Drug discovery molecular targeting physiologie et physiopathologie (Ac monoclonaux, protéines recombinantes, molécules spécifiques) Évolution rapide des protocoles thérapeutiques efficacité meilleure tolérance G. DINE – UTLS – Janvier 2010

24 Développement de lingénierie cellulaire (thérapies cellulaires et géniques) phases de transition préalables médecine corrective dorgane chirurgie réparatrice statut du produit : greffe medical device médicament G. DINE – UTLS – Janvier 2010

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28 Optimisation des secteurs de santé Impact de la technologie sur les acteurs de la santé en terme dorganisation et de modèle économique Systèmes dinformation Génie industriel Innovation, production, logistique Ingénierie de la santé Management, gestion, sûreté « chantier national et international » G. DINE – UTLS – Janvier 2010

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30 Evolution scientifique mais surtout technologique Dialogue sciences / ingénierie / médecine pharmacie Réalité industrielle incontournable Retentissement sur les systèmes de santé Impacts économiques et politiques Responsabilité éthique Modification rapide des pratiques médicales G. DINE – UTLS – Janvier 2010


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