Réparation osseuse de la sphère orofaciale : caractérisation et évaluation du potentiel ostéoformateur d’une matrice osseuse allogénique

Bone defects Repair of the orofacial sphere : characterization and evaluation of the osteoformative potential of an allogeneic bone matrix

• Auteur / Autrice : Ahmad Moustapha Diallo
• Direction : Fani Anagnostou, Henri Michel Benoist
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé. Biothérapie
• Date : Soutenance le 27/11/2020
• Etablissement(s) : Université Paris Cité en cotutelle avec Université Cheikh Anta Diop (Dakar)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Bioingénierie et Biomécanique Ostéo-articulaires (B2OA) (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Anne Pellé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fani Anagnostou, Henri Michel Benoist, Anne Pellé, Graciela Pavon-Djavid, Morad Bensidhoum, Fatou Bintou Sarr
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Graciela Pavon-Djavid

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déminéralisation osseuse pathologique

Crâne

Régénération osseuse

Allogreffes

Mots clés libres

Chambre à os

Bone chamber

Résumé

Les pertes osseuses de la sphère oro-faciale constituent un problème majeur dans la réhabilitation orale et maxillo-faciale. Elles ont des causes diverses et variées : cancers, kystes, fentes palatines, infections ou traumatismes. La prise en charge de tels défauts osseux nécessite l’utilisation de greffes osseuses. L’os autogène ou autogreffe constitue le gold standard mais présente des inconvénients: i) la nécessité de recourir à un second site opératoire, ii) morbidité subséquente, iii) une augmentation du temps opératoire, iv) une quantité limitée d’os à prélever. Pour pallier à ces écueils, des alternatives thérapeutiques à l’autogreffe osseuse sont utilisés notamment des substituts osseux dérivés des tissus osseux humains (allogreffes), animaux (xénogreffes) ou synthétiques (alloplastiques). Les allogreffes constituent une bonne alternative aux autogreffes et sont, aujourd’hui, largement utilisées en chirurgie reconstructive et régénérative. Ces allogreffes sont soit minéralisées (FDBA : Freeze-Dried Bone Allograft) ou déminéralisées (DFDBA : Demineralized Freeze-Dried Bone Allograft) et se présentent sous forme de poudre ou de gel selon le support utilisé dans le cas des DBM (Demineralized Bone Matrix). Ce projet de Doctorat avait pour but de montrer le potentiel ostéoformateur d’une nouvelle formulation d’allogreffe osseuse, partiellement déminéralisée sous forme de pâte injectable, dans deux modèles différents au niveau de la calvaria de rat : il s’agit d’une Matrice Osseuse Partiellement Déminéralisée (MOPD). Le 1er modèle est celui de défauts de calvaria de rat. Des défauts de taille critique (8 mm de diamètre) et sub-critique (6 mm et 4 mm de diamètre) sont réalisés sur la calvaria des rats puis laissés vides ou comblés avec la MOPD. Les résultats du micro scanner (µCT) et ceux histologiques ont montré l’effet positif de la MOPD dans la réparation osseuse des défauts de 6 et 8 mm de diamètre. De même, la biologie moléculaire (RT-PCR) a montré l’effet positif de la MOPD dans l’expression précoce des gènes impliqués dans l’ostéoformation. Le 2e modèle est celui d’augmentation osseuse verticale. Une chambre à os en Polyétherétherkétone (PEEK) de 6 mm de haut et 5 mm de diamètre est fixée sur la calvaria des rats après avoir perforé cette dernière de 3 petits trous de 1 mm de diamètre. Les chambres à os sont remplies soit de MOPD soit d’os bovin déprotéinisé (Bio-Oss®). Les résultats du µCT et ceux histologiques ont révélé un potentiel ostéoformateur de la MOPD dans les chambres à os. Ces résultats confortent l’idée que les allogreffes sont une option viable pour le traitement des défauts parodontaux et maxillo-faciaux.

Oro-facial bone loss is a major problem in oral and maxillofacial rehabilitation. They have various and varied causes: cancer, cysts, cleft palates, infections or trauma. The management of such bone defects requires the use of bone grafts. Autogenous bone or autograft is the standard gold but has disadvantages: i) the need for a second surgical site, ii) morbidity, iii) increased operating time, iv) limited amount of bone to be removed. To overcome these pitfalls, alternative therapeutics to bone autograft are used, in particular bone substitutes derived from human (allografts), animal (xenografts) or synthetic (alloplastic) bone tissue. Allografts are a credible alternative to autografts and are nowaday widely used in reconstructive and regenerative surgery. These allografts are either mineralized (FDBA: Freeze-Dried Bone Allograft) or demineralized (DFDBA: Demineralized Freeze-Dried Bone Allograft) and come in powder or gel form depending on the support used in the case of DBM (Demineralized Bone Matrix). This PhD project aims to show the osteoformative potential of a new bone allograft formulation, partially demineralized as an injectable paste, in two different models for rat calvaria; it is a PDBM (Partially Demineralized Bone Matrix). The first model is the rat calvarial defect model. Critical size defects (8 mm diameter) and sub-critical size defects (6 mm and 4 mm diameter) are performed on rat calvaria and then left empty or filled with the PDBM. Micro sacnner (µCT) and histological results showed the positive effect of PDBM in the bone repair of 6 and 8 mm diameter defects. Similarly, molecular biology (RT-PCR) showed the positive effect of PDBM in the early expression of genes involved in osteoformation. The 2nd model is a vertical bone augmentation model. A bone chamber (custom-made cylinder of Polyetheretherketone) of 6 mm high and 5 mm in diameter is attached to the rat calvarias after perforating it with 3 small holes 1 mm in diameter. The bone chambers are filled with either PDBM or Bio-Oss®. The µCT and histological results revealed an osteoformative potential for PDBM in the bone chambers. These results support the idea that allografts are a viable option for the treatment of periodontal and maxillofacial defects.