Caractérisation et amélioration des propriétés ostéogéniques d’un nouveau substitut osseux allogénique

par Pierre Tournier

Thèse de doctorat en Biologie, médecine et santé

Sous la direction de Pierre Weiss, Jérôme Guicheux et de Alexis Gaudin.

Soutenue le 18-12-2019

à Nantes , dans le cadre de École doctorale Biologie-Santé (Rennes) , en partenariat avec Université Bretagne Loire (COMUE) .

Le président du jury était Delphine Logeart.

Le jury était composé de Raphaël Bardonnet, Valérie Geoffroy, Georges Khoury.

Les rapporteurs étaient Jean-Christophe Fricain, Florence Apparailly.


  • Résumé

    Dans les défauts osseux de grande taille lorsque le tissu est incapable de se réparer de lui-même, la technique de régénération de référence est la greffe osseuse autologue. Néanmoins, le prélèvement d’os autologue présente des inconvénients majeurs comme le volume limité de greffon récoltable ou encore l’allongement du temps chirurgical, avec de nombreuses complications per- et post- opératoires décrites : douleurs, saignements, infections, cicatrices inesthétiques…. Parmi les alternatives à l’autogreffe, l’utilisation d’os allogénique est fiable et largement utilisé depuis des décennies. Ces greffons en blocs ou particulaires restent difficiles à utiliser des défauts osseux irréguliers ou difficiles d’accès, particulièrement en comblement osseux maxillo-faciaux ou en chirurgie dentaire post-extractionelle.Un greffon osseux malléable sous forme de pâte a été développé par la banque d’os BIOBank grâce à une déminéralisation partielle de poudre d’os corticospongieuse. Cette pâte d’os est constituée de grains avec un centre minéralisé entouré de matrice osseuse déminéralisée, le tout baignant dans une gélatine de collagène de type I. Les objectifs de ce travail sont de caractériser et d’améliorer les propriétés ostéogéniques de cette pâte d’os allogénique. Ces propriétés ostéogéniques ont d’abord été démontrées in vitro au contact de cellules stromales mésenchymateuses et de monocytes humains, puis dans deux modèles in vivo de régénération osseuse intramembranaire, en régénération osseuse guidée et dans des défauts critiques de calvaria de rat. Enfin, l’association de nanocristaux d’hydroxyapatite à des doses croissantes à la pâte d’os dans deux modèles de défauts critiques de calvaria chez le rat n’a pas permis d’augmenter ses propriétés régénératrices où la repousse osseuse s’est montrée équivalente à celle induite par une autogreffe osseuse.

  • Titre traduit

    Characterization and improvement of the osteogenic properties of a novel allogeneic bone substitute


  • Résumé

    In large bone defects where the tissue fails to repair itself, the “gold standard” is the autologous bone grafting. Nevertheless, the autologous bone harvesting exhibits serious drawbacks such as the limited volume harvestable or the lengthening of surgical time, with many perand post-operative complications described: pain, bleeding, infections, unsightly scars, etc..... Among the alternatives to autograft, the use of allogeneic bone is reliable and extensively used for decades. Block or particular grafts remain difficult to use irregular or hard-to-reach bone defects, especially in maxillofacial and dental post-extraction surgery. A malleable bone graft in paste form has been developed by the BIOBank bone bank through partial demineralization of cortico-spongious bone powder. This bone paste consists of particles with a mineralized core surrounded by demineralized bone matrix, engulfed in a type I collagen gelatin. The objectives of this work are to caracterize and improve the osteogenic properties of this allogeneic bone paste. These osteogenic properties were first demonstrated in vitro in contact with mesenchymal stromal cells and human monocytes, then in two in vivo models of intramembranous bone healing, a guided bone regeneration model and a critical size defect model in rat calvaria. The combination of hydroxyapatite nanocrystals with increasing doses to the allogeneic bone paste in two models of critical size calvaria defects in rats did not increase its osteogenic properties where the bone formation was equivalent to that induced by the autologous bone graft.


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