CV Science

Bernard Senger PhD in Physics

Course and current status

Docteur d'Etat ès Sciences Physiques (Strasbourg, 1983)

Habilité à Diriger des Recherches (HDR)

Directeur de Recherches (DR2) INSERM

Unité 1121 - 11, rue Humann - 67085 Strasbourg Cedex

Scientific summary

Unité: "Biomatériaux et Bioingénierie"

         Au cours des dernières années, l'Unité 1121 (ex 977) a porté une partie notable de ses efforts sur la construction de films minces permettant de modifier la nature de la surface d'un substrat solide, donc de modifier son comportement vis-à-vis d'un environnement donné. Ils constituent ainsi une voie de choix vers la fabrication de recouvrements biocompatibles, voire bioactifs par incorporation de protéines, peptides, cristaux ou de toute molécule active. Cette approche vise tant les implants, notamment dentaires (coll. avec Fac. Chir. Dent., Strasbourg), que les trachées artificielles (coll. avec service ORL, Hôpital de Hautepierre, Strasbourg) par exemple.

         Ces films peuvent être obtenus de différentes manières. L'usage de polycations et de polyanions naturels ou de synthèse, déposés soit par trempage ou pulvérisation alternés soit par pulvérisation simultanée, conduit à la formation d'un film dont la cohésion est assurée par l'attraction électrostatique mutuelle des chaînes de charges opposées. Récemment, des films dont les constituants sont liés de façon covalente ont été construits grâce à la "chimie clic". Dans ce cas, on utilise des molécules portant un ou des groupements azide ou alcyne qui réagissent en présence du catalyseur Cu(I) pour former un groupement triazole. Ces films sont plus robustes vis-à-vis de variations de pH que les films évoqués plus haut.

         Les propriétés physiques des films jouent un rôle essentiel dans leur influence sur les cellules vivantes appelées à être placées à leur contact. Ainsi, nous nous sommes intéressés notamment

- aux caractéristiques viscoélastiques du film (mise en œuvre de la méthode de la sonde colloïdale à l'aide d'un microscope de force atomique),

- à la mobilité de molécules dans les films (mise en œuvre de la méthode du recouvrement de fluorescence après photoblanchiment).

D'autres méthodes de caractérisation sont couramment utilisées telles que celles basées sur la microbalance à cristal de quartz, la spectroscopie optique par guide d'ondes, la résonance plasmonique de surface. Pour toutes ces méthodes, nous avons élaboré des modèles physiques et les logiciels correspondants qui permettent l'exploitation quantitative des mesures.

Unit: "Biomaterials and Bioengineering"

         During the past years, the Unit 1121 (formerly 977) has paid much attention to the buildup of thin films that allow modifying the properties of the surface of a solid substrate, and so modifying its behavior with respect to a given environment. Therefore, they represent a good route to the fabrication of biocompatible or even bioactive coatings through the incorporation of proteins, peptides, crystals or any active molecule. This approach is aimed at improving as well implants, notably dental implants (coll. with Dental Faculty, Strasbourg), as artificial tracheas (coll. with ENT service, Hautepierre Hospital, Strasbourg) for instance.

         These films can be obtained following various ways. Using natural or synthetic polycations and polyanions, deposited either by alternate dipping or spraying or by simultaneous spraying, leads to the formation of films whose cohesion is due to the mutual electrostatic attraction of the oppositely charged chains. Recently, films constituted of covalently bound molecules have been built up by "click chemistry". There, molecules wearing azide or alkyne groups react in the presence of Cu(I) ions acting as a catalyst to form triazole groups. These films are more robust against pH changes than the films evoked above.

         The physical properties of the films play a prominent role in their influence on living cells that enter into contact with them. Therefore, we have been interested notably in

- the viscoelastic characteristics of the films (implementation of the colloidal probe method using an atomic force microscope),

- the mobility of molecules in the films (implementation of the fluorescence recovery after photobleaching method).

Other characterization methods are commonly employed such as those based on the quartz crystal microbalance, the optical waveguide lightmode spectroscopy, the surface plasmon resonance. For all these methods, we developed physical models and the corresponding softwares permitting the measurements to be quantitatively processed.