Introduction au développement de produits. Conception et fabrication assistées par ordinateur (CFAO). Description des paradigmes de modélisation de pièces et systèmes mécaniques. Concepts de modélisation fonctionnelle de pièces par primitives fonctionnelles et d'assemblages. Rétro ingénierie à partir d'images médicales. Prototypage virtuel et méthodes d'analyse pour le design en contexte de produits biomécaniques et en réadaptation. Introduction aux techniques du croquis pour la représentation de pièces et produits. Introduction aux normes du dessin technique (projections, cotation, description des pièces normalisées ou commerciales). Études de cas de produits biomécaniques et en réadaptation (orthèses, prothèses, aides techniques). Interface entre conception et fabrication, prototypage rapide, introduction à la commande numérique de machines-outils. Utilisation de logiciel CAO et de segmentation d'images médicales pour la modélisation de pièces et produits.
Concepts de biocompatibilité et de biofonctionnalité des matériaux. Classes de matériaux utilisés en médecine : métaux, céramiques, polymères et biocomposites. Tissus et cellules biologiques. Réactions de l'hôte aux biomatériaux et leur évaluation : processus de guérison et inflammation, réponse immunitaire aux corps étrangers. Essais biologiques des biomatériaux (normes ISO). Dégradation des matériaux dans un environnement biologique. Applications des matériaux dans la conception des dispositifs médicaux et des organes artificiels : implants et dispositifs cardiovasculaires, orthopédiques, dentaires et ophtalmologiques. Aspects pratiques des biomatériaux : stérilisation des implants et des dispositifs. Classification réglementaire des biomatériaux et des dispositifs médicaux. Développement durable et éthique en biomatériaux.

Biomécanique des tissus, organes et fluides biologiques principaux. Structure, fonction et comportement mécanique des tissus et organes (os, cartilage, ligament, tendon, disque intervertébral, peau, nerf, muscle squelettique, cœur, poumon, artère, veine). Composition, fonction et mécanique des fluides biologiques. - Biomécanique musculosquelettique. Système musculosquelettique. Biomécanique des articulations. Biomécanique du membre supérieur, du membre inférieur et de la colonne vertébrale. Notions d'équilibre. Analyse des mouvements humains (cinématique et cinétique linéaires et angulaires dans le mouvement). - Biomécanique cardiovasculaire. Système cardiovasculaire. Biodynamique des fluides biologiques. Biomécanique de la circulation sanguine.

Profession : Présentation de la profession par des ingénieurs biomédicaux et d'autres spécialistes. Relations interpersonnelles et travail en équipe : Connaissance de soi, affirmation de soi, émotions, types de comportement, communication affirmative. Communication verbale et non verbale, écoute active, gestion des conflits. Dynamique d'une équipe de travail : organisation, cible commune, animation, prise de décisions, cohésion, leadership, pouvoir et influence. Réalisation de projet : Familiarisation avec la méthodologie de conception et les outils de travail pour la conduite de projets. Recherche d'informations, tenue d'un cahier de projet, rédaction de rapports techniques et préparation d'exposés oraux. Réalisation d'un projet concret en génie biomédical incluant les étapes de formulation du problème, recherche de solution, analyse de solutions et choix, exécution et démonstration. Ces étapes intègrent des notions des cours corequis.

Reconstruction 3D et modélisation géométrique appliquées à des structures anatomiques à partir de plusieurs techniques d'imagerie médicale : imagerie par résonance magnétique, tomodensitométrie, radiographie biplanaire, topographie de surface. Techniques de caractérisation des propriétés mécaniques des tissus cartilagineux et osseux. Modélisation biomécanique du système musculo-squelettique : os, ligaments, cartilages, muscles, articulations, segments, corps. Modélisation statique, cinématique et dynamique. Modélisation du contrôle moteur. Modélisation des processus d'adaptation des tissus osseux : croissance osseuse, remodelage osseux. Modélisation du système cardio-vasculaire. Techniques de validation.