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Développement de matrices céramiques et composites pour l'ingénierie tissulaire osseuse
Les stratégies de l'ingénierie tissulaire osseuse s'articulent autour du concept du biomatériau servant de matrice à l'invasion et la colonisation cellulaire. Les céramiques biphasées micro-macroporeuses constituées des phases cristalline hydroxyapatite (HA) et bêta-tricalcium phospha...
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| Auteurs principaux : | , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français anglais |
| Titre complet : | Développement de matrices céramiques et composites pour l'ingénierie tissulaire osseuse / Thomas Miramond; sous la direction de Guy Daculsi |
| Publié : |
Nantes :
Université de Nantes
, 2012 |
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| Note de thèse : | Reproduction de : Thèse de doctorat : Ingénierie tissulaire osseuse. Biomatériaux : Nantes : 2012 |
| Conditions d'accès : | Thèse sous embargo jusqu'au 01-01-2018. |
| Contenu : | La thèse contient 7 articles |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduction de:
Développement de matrices céramiques et composites pour l'ingénierie tissulaire osseuse |
| Résumé : | Les stratégies de l'ingénierie tissulaire osseuse s'articulent autour du concept du biomatériau servant de matrice à l'invasion et la colonisation cellulaire. Les céramiques biphasées micro-macroporeuses constituées des phases cristalline hydroxyapatite (HA) et bêta-tricalcium phosphate (ß-TCP) représentent des candidats parmi les plus pertinents en termes de biomimétisme et de bioactivité. L'utilisation de ces matrices ostéoconductrices dans les 2 projets européens GAMBA et REBORNE, dont les thématiques respectives sont la thérapie génique de l'arthrose et l'ingénierie tissulaire osseuse, est à l'origine des travaux réalisés durant ce doctorat. Ce manuscrit présente ainsi en premier lieu une étude menée sur l'évaluation du potentiel ostéoinducteur de ces matrices granulaires, supplémentées ou non en agents bioactifs (cellules souches isolées ou moelle osseuse totale), implantées en site ectopique chez la souris nude. Cette étude a été l'occasion de réaliser un comparatif entre caractéristiques et performances de matrices céramiques de ratio HA/TCP 60/40 (MBCP®, Biomatlante SA) ou 20/80 (MBCP+®, Biomatlante SA). Dans le contexte de la thérapie génique du projet GAMBA, les résultats préliminaires d'analyses d'adsorption des vecteurs de transfection (polymériques ou liposomiques) sur ces mêmes matrices céramiques granulaires, ainsi que la stabilité de ces dernières au cours des processus d'association, ont été également analysés. Afin de répondre aux nécessités de développement de matrices ostéoconductrices porteuses et protectrices de cellules souches, une nouvelle formulation galénique a été mise au point durant cette thèse: les granules creux. Une étude in vitro et in vivo a été réalisée afin de comparer les avantages et inconvénients de ces nouveaux granules ronds-creux possédant des parois fines et une concavité interne en comparaison avec des granules classiques ronds-pleins dont seuls les convexités de surface sont accessibles aux cellules. L'essor des substituts osseux injectables dans le contexte de la chirurgie mini-invasive implique la commercialisation de produit innovants. Une étude in vivo réalisée chez le lapin en site orthotopique sur le nouveau mastic In'Oss®, développé par le département R&D de la société Biomatlante, est également présentée afin d'évaluer son potentiel en termes de capacité de résorption et de favorisation de la repousse osseuse. Enfin, les propriétés mécaniques de l'os étant régies à la fois par celle de la partie minérale (cristaux d'apatites) et celles de la partie organique (fibres de collagène), des membranes composites en fibres d'acide polylactique (PLDLLA) contenant soit des microparticules de HA, soit des granules creux biphasés, ont été synthétisé par la méthode en une étape de l'electrospinning. Une étude de caractérisation physico-chimique et d'adhésion cellulaire sur ces membranes composites est discutée en termes de pertinence vis-à-vis des enjeux de la médecine régénérative de l'os, tout en conservant une optique de valorisation de matières premières industrielles. Strategies for bone tissue engineering are conceived around the concept of scaffold for cell invasion and colonization. Biphasic micro-macroporous ceramics made of crystalline phases hydroxyapatite (HA) and beta-tricalcium phosphate (ß-TCP) represent the most relevant candidates in terms of biomimicry and bioactivity. The use of osteoconductive matrices in two European projects GAMBA and REBORNE, whose themes are respectively gene therapy for osteoarthritis and bone tissue engineering, is the origin of the work done during this PhD. This manuscript presents first a study on the evaluation of the osteoinductive potential of these granular matrices, supplemented or not with bioactive agents (isolated stem cells or total bone marrow), implanted in ectopic site in nude mice model. This study was an opportunity to make a comparison between the performance characteristics of ceramic scaffolds with a ratio of HA/TCP 60/40 (MBCP ®, BIOMATLANTE SA) or 20/80 (MBCP +®, BIOMATLANTE SA). In the context of gene therapy GAMBA project, preliminary analysis of adsorption of transfection vectors (polymeric or liposomal) on the same granular ceramic matrices, as well as the stability of the latter in the process of association were also analyzed. To meet the development needs of osteoconductive cell carriers and protective stem cells, a new pharmaceutical formulation has been developed during this thesis: the hollow granules called hollow shells. An in vitro and in vivo study was performed to compare the advantages and disadvantages of these new round hollow granules, with thin walls and internal concavity, in comparison with conventional round filled granules which provide only convex surface for cell adhesion. The market development about injectable bone substitutes in the context of minimally invasive surgery requires innovative products. An in vivo study performed in rabbit orthotopic site with the new putty In'Oss®, developed by the R&D department of Biomatlante Company, is also presented in order to evaluate its potential in terms of bone ingrowth at the expense of the resorbed biomaterial. Finally, as the mechanical properties of bone are governed by mineral part (apatite crystals) and organic part (collagen fibers), fiber composite membranes of polylactic acid (PLDLLA) containing HA microparticles or hollow granules were synthesized by the one-step electrospinning method. A study of physico-chemical properties and cell adhesion on these composite membranes will be finally discussed in terms of relevance with respect to regenerative medicine stakes, while maintaining an enhancement of industrial raw materials perspective. |
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| Variantes de titre : | Development of ceramic and composite scaffolds for bone tissue engineering |
| Notes : | Description d'après la consultation, 2012-12-23 Titre provenant de l'écran-titre L'impression du document génère 216 p. École doctorale 502 : Biologie-Santé (Nantes-Angers) Autre(s) contribution(s) : Laurence Bordenave (Président du jury) ; Pierre Corre, Serge Baroth (Membre(s) du jury) ; Ranieri Cancedda, Franck Jegoux (Rapporteur (s)) |
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| Bibliographie : | Bibliogr. |