Portrait de chercheur FNRS : Laurent Houssiau, le physicien qui améliore les performances des implants dentaires

Cet été, partons à la découverte des chercheurs l’UNamur lauréats des financements octroyés par le FNRS en 2022. Aujourd’hui, c’est Laurent Houssiau, qui a obtenu un projet bilatéral de recherche collaborative financé par le FNRS et le Fonds de Recherche du Québec (FRQ). Son projet s’intéresse à la conception et au développement de nouveaux recouvrements minces multifonctionnels qui visent à améliorer les performances cliniques des implants dentaires.

Malgré le développement rapide des dispositifs dentaires (implants, bridges, couronnes) au cours des 40 dernières années, plusieurs complications se produisent encore, telles qu’une mauvaise intégration de l’implant dentaire dans l’os (ostéointégration) ou des infections touchant environ 20% des patients, et entraînant une défaillance de l'implant. De plus, la formation de biofilms bactériens en surface des implants augmente le risque d'inflammation, qui peut induire une perte osseuse. Le but de ce projet est d'améliorer la performance clinique des implants dentaires en titane en concevant, développant et validant de nouvelles couches multifonctionnelles, qui seront à la fois antibactériennes et capables de favoriser la formation de tissus osseux sains (ostéoinductives). 

« L'originalité de l'approche proposée est que les revêtements sur les implants en titane se feront par un procédé de dépôt par plasma, un gaz ionisé », explique le professeur Laurent Houssiau. « Le titane a été sélectionné principalement pour sa biocompatibilité reconnue avec les cellules et les tissus, mais également pour ses propriétés mécaniques, semblables à l’os. La partie supérieure de l’implant (le pilier) sera recouverte à l’Université Laval, d’une couche carbonée dure contenant de l’oxyde de zinc, pour garantir une efficacité antibactérienne à long terme. La partie inférieure de l’implant (la vis) sera recouverte à l’Université de Namur d’une couche innovante déposée également par plasma, présentant une concentration variable obtenue en modifiant progressivement les paramètres du plasma pendant le dépôt.  C’est ce que l’on appelle une « couche à gradient de composition ».  Ainsi, un revêtement compact de type oxyde de titane sera déposé sur la vis et sa composition évoluera progressivement vers un revêtement poreux et riche en carbone à la surface de l’implant traité, qui sera en contact avec l’os », poursuit-il.  « De plus, de l’oxyde de zinc antibactérien, sera codéposé afin de garantir un effet à court et moyen terme.  Ces couches à gradient permettront donc une transition douce entre le titane et l’os, améliorant ainsi l’ostéointégration de l’implant tout en évitant les infections.  Une part importante du projet sera consacrée à la validation biologique, par des études in vitro, de la biocompatibilité, de l’activité antibactérienne et de l’ostéointégration des dépôts.  Ces caractérisations biologiques permettront de guider la phase d’optimisation du dépôt, à travers une rétroaction constante », se réjouit-il.

Ce projet permettra donc la mise au point de recouvrements antibactériens innovants et biocompatibles, avec des propriétés mécaniques, une stabilité, une dureté et une élasticité capables de soutenir les charges élastiques de l’implantation et de la mastication. 

Les équipes multidisciplinaires impliquées

Le consortium de recherche est constitué des équipes des deux promoteurs du projet, renforcées par les deux équipes des cochercheurs et cochercheuses.

Le promoteur québécois du projet est le Prof. Diego Mantovani, directeur du Laboratoire de Biomatériaux et de Bioingénierie (LBB) à l’Université Laval (Québec).  Il est un spécialiste en sciences des matériaux, se consacrant principalement à l'étude, à l'application et à la modification des propriétés des matériaux pour les implants destinés au remplacement et à la régénération des tissus malades.  Ses intérêts scientifiques englobent les interactions entre la surface des matériaux et l'environnement biologique ainsi que la modification des propriétés de surface par traitement au plasma.

Le promoteur wallon du projet est le Prof. Laurent Houssiau, membre de l’Institut NISM et directeur de l’unité de recherche LISE de l’Université de Namur.  Il est aussi spécialiste en sciences des matériaux, avec un focus particulier sur l’étude des surfaces et interfaces des matériaux.  Il est expert dans les techniques de caractérisation de surface à l’aide d’ions et d’électrons, donnant une information sur la composition et la structure de la matière à l’échelle du nanomètre (milliardième de mètre).  Il est aussi spécialisé dans les techniques de dépôt par plasma et développera l’approche originale des couches à gradient de composition.  Son groupe collabore depuis plus de dix ans avec le LBB de Diego Mantovani.

Le Groupe de recherche en écologie buccale à l’Université Laval, de la Faculté de médecine dentaire, est spécialisé dans les essais d’activité antimicrobienne et le développement de nouvelles thérapies pour les pathologies des tissus buccaux.  Le laboratoire dispose des équipements nécessaires à la croissance bactérienne dans des conditions in vitro.  Vanessa Houde est la chercheuse principale associée au projet.

Enfin, le Namur Nanosafety Center de l’institut NARILIS de l’Université de Namur est un centre de recherche qui vise à développer la recherche appliquée et fondamentale dans les domaines thérapeutiques et la nanotoxicologie.  Le groupe possède une solide expérience en toxicologie des nanoparticules et des nanorevêtements, tels que ceux qui seront produits dans le cadre de ce projet.  Les chercheurs principaux associés au projet sont le Dr. Julie Laloy et le Prof. Jean-Michel Dogné.

Ingénieur civil physicien et Docteur en sciences appliquées, Laurent Houssiau est nommé chargé de cours à l’Université de Namur en 2000 et devient professeur ordinaire en 2010.  Il s’est spécialisé dans la caractérisation des surfaces et interfaces de matériaux, à l’aide de spectrométries ioniques et électroniques appliquées à tous types de matériaux, allant des semiconducteurs aux tissus biologiques.  Son autre domaine de recherche est le dépôt de couches minces de polymères, oxydes ou nanoparticules par plasma.  Laurent Houssiau est titulaire de 9 unités d’enseignement dans 3 facultés (sciences, médecine et sciences économiques et gestion).  Il est actuellement directeur du département de physique, pour la troisième fois, et a été vice-président puis président de l’institut NISM.  En marge de ses activités principales à l’université, Laurent Houssiau s’investit dans la lutte contre le réchauffement climatique au travers de conférences grand public et dans son enseignement du cours de climatologie.

 

Contact : Laurent Houssiau - laurent.houssiau@unamur.be