Research

The emergence of nanotechnology can enable development of entirely new classes of bioactive devices that need precise intracellular delivery for more efficacies and less toxicities. While both organic and inorganic technologies are under development, controlled-release polymer technologies will likely continue to have the greatest clinical impact for the foreseeable future.

Engineering smart materials allow for novel medical therapies such as designing smart implant based drugs that target cells with improved specificity, resulting in decreased side effects for patients. Other advances are being made in sophisticated biomaterials for use in surgical implantations that are less invasive, leading to shorter recovery times and decreased risk of postoperative infections or other complications. Such innovations will improve the quality of life, extend life expectancies, and could reduce the overall cost of healthcare. Biomaterials play central roles in modern strategies in regenerative medicine and tissue engineering as designable biophysical and biochemical milieus that direct cellular behaviour and function.

 

Research topics

bone-cartilage2Bone and Cartilage Regeneration group headed by N. Benkirane-Jessel

tooth2Tooth Engineering group headed by H. Lesot

Crâne2Tooth and Surrounding Tissue Repair group headed by H. Tenenbaum

 

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Recherche

L’équipe “Biomatériaux actifs et Ingénierie Tissulaire”, sous la direction de Nadia Benkirane-Jessel, a été évaluée A+ par l’AERES en 2008 puis validée par l’INSERM pour une création en 2009 au sein de l’UMR 977. Par des orientations plus vers des applications cliniques et par son indépendance, notre équipe s’est orientée vers une demande de création mono-équipe par l’INSERM avec un autre intitulé, Nanomédecine Régénérative Ostéoarticulaire et Dentaire,  qui correspond plus à nos thématiques à visées clinique (Evaluation AERES  2012 consultable sur notre site).

Notre équipe est constituée de 3 groupes :

–       un groupe sous la direction du Dr. Hervé Lesot  sur l’ingénierie de la dent

–       un groupe  sous la direction du Pr. Henri Tenenbaum sur les tissus autour de la dent

–       un groupe sous la direction du Dr. Nadia Benkirane-Jessel sur la régénération osseuse et cartilagineuse

Au sein de notre laboratoire INSERM/Université de Strasbourg “Nanomédecine Régénérative Ostéoarticulaire et Dentaire “NanoRegMed”, sous la direction de Nadia Benkirane-Jessel, nous avons pour objectif essentiel l’amélioration de la fonctionnalité de biomatériaux implantables en leur conférant, par l’intermédiaire de revêtements adaptés, la capacité de stimuler leur environnement biologique, c’est-à-dire en les rendant «bioactifs». Notre objectif essentiel est de développer des implants actifs à des fins de médecine régénérative et nanomédecine pour la santé de demain.

Le projet “NanoRegMed” de notre équipe s’inscrit dans un programme visant une application clinique dans le domaine de l’ingénierie tissulaire (ostéo-articulaire et dentaire) et la nanomédecine, et plus particulièrement destinée à la régénération de l’unité os/cartilage et de l’unité os/dent et son innervation. Notre système d’implant nanostructuré a fait l’objet d’un dépôt de brevet et un projet de start-up est en cours. La démarche proposée est innovante et repose sur la fabrication de supports implantables pour différencier et implanter les cellules. Ces supports sont dotés de nanoréservoirs actifs fonctionnalisables avec n’importe quel agent susceptible d’orienter la différenciation des cellules vers la destinée os/cartilage ou os/dent (facteur de croissance, acides nucléiques…). L’avantage de ces supports et de leurs nanoréservoirs réside dans leur capacité à protéger les agents de différenciation de la dégradation, augmentant ainsi leur bio-disponibilité et permettant un accès progressif et constant des cellules à ces molécules.

Au-delà des retombées dans le domaine os/cartilage et os/dent, la validation du concept ouvrirait des possibilités au niveau d’autres types de réparations tissulaires.

 

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Forschung

Der Arbeitskreis “Aktive Biomaterialien und Tissue Engineering”, unter der Leitung von Dr. Nadia Benkirane-Jessel, wurde mit der Note “A+“ von der AERES in 2008 bewertet, und in 2009 vom INSERM anerkannt (Gründung einer neuen Gruppe innerhalb des UMR 977). Wegen unserer mehr klinischen Ausrichtung und unserer Unabhängigkeit, orientierte sich unsere Gruppe in Richtung einer Gründung eines eigenständigen Arbeitskreises mit dem Titel „Regenerative Nanomedezin für Knochen und Zähne“, die mehr unserer klinischen Ausrichtung entspricht (die Evaluierung durch die AERES in 2012 ist auf unserer Webseite einsehbar).

Unser Arbeitskreis besteht aus 3 Gruppen:

–       eine Gruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Hervé Lesot im Gebiet “Zahn Engineering“

–       eine Gruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Henri Tenenbaum im Gebiet “Umgebungsgewebe des Zahns“

–       eine Gruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Nadia Benkirane-Jessel im Gebiet “Knochen- und Knorpelregeneration“.

In unserem INSERM Arbeitskreis an der Universität Straßburg “Regenerative Nanomedezin für Knochen und Zähne (“NanoRegMed”), unter der Leitung von Dr. Nadia Benkirane-Jessel, haben wir als wesentliches Ziel die Verbesserung der Funktionalität von implantierbaren Biomaterialien. Dies erreichen wir durch geeignete Überzüge, die ihnen die Fähigkeit verleiten, ihr biologisches Umfeld zu stimulieren, das heißt „bio-aktiv“ zu sein. Unser Hauptziel ist es, „bio-aktive“ Implantate für Regenerative Medizin und für eine Nanomedizin der Zukunft zu entwickeln.

Das Projekt “NanoRegMed” unserer Gruppe hat eine klinische Ausrichtung im Bereich des Tissue Engineering (Knochen und Zähne) und der NanoMedizin, insbesondere für die Regeneration der Einheit „Knochen/Knorpel“ sowie „Knochen/Zahn“ und die Nervenbahnen. Unser nano-strukturiertes Implantat System ist patentgeschützt und eine Start-up Firma wird derzeit gegründet. Die Strategie ist innovativ und basiert auf der Herstellung von implantierbaren „supports“, um Zellen zu differenzieren und zu implantieren. Diese „supports“ beinhalten „bio-aktive“ Nanoreservoire, die mit beliebigen Substanzen beladen werden können um Zelldifferentiationen zu orientieren in Richtung Knochen/Knorpel oder Knochen/Zahn (Wachstumsfaktoren, DNA…). Der Vorteil dieser “supports“ und ihrer Nanoreservoire liegt darin, dass die jeweiligen Botenstoffe vor Abbau geschützt werden können, wodurch ihre Bioverfügbarkeit erhöht wird und ein konstantes und kontinuierliches Angebot an diesen Molekülen für die Zellen erlaubt wird.

Es kann erwartet werden, dass die Validierung dieses Konzeptes auch in Gebieten, die über die Bereiche Knochen/Knorpel und Knochen/Zahn hinausgehen, neue Möglichkeiten des regenerativen tissue engineering eröffnen wird.