Etude des propriétés ostéogéniques de céramiques phosphocalciques

Osteogenic properties of calcium phosphate ceramics

• Auteur / Autrice : Hakim-Borhane Fellah
• Direction : Pierre Layrolle, Daniel Chappard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Odontologie. Ingéniérie tissulaire osseuse. Biomatériaux
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie biologie (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Nantes Université. Pôle Santé. UFR Odontologie (Nantes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inflammation

Substituts osseux

Os -- Greffe

Os -- Croissance

Matériaux céramiques dentaires

Résumé

L'autogreffe osseuse est considérée comme le modèle de référence dans la reconstruction de défauts osseux, mais présente des inconvénients. Les substituts osseux synthétiques constituent une alternative d'avenir à l’autogreffe osseuse. Des céramiques macro et micro poreuses ont été préparé à partir de poudres amorphes de phosphate de calcium. Un modèle animal permettant d’étudier l'ostéogénicité de céramiques et d'os autologue sans la contribution de l'ostéoconduction a été conçu et validé. L'ostéogénicité de ces céramiques a été comparé à celle de l'autogreffe osseuse après implantation dans les muscles et les condyles fémoraux de chèvre. Nous avons observé une néoformation osseuse au contact de céramiques microporeuses frittées à 1050 et 1125°C après 6 et 12 semaines d'implantation. Par contre, les céramiques présentant une surface dense frittée à 1200°C ne contenait pas de tissu osseux. Nous avons également noté une forte résorption de l’autogreffe osseuse sans néoformation à la fois en site intra musculaire et fémoral. Le rôle de l’inflammation dans les propriétés ostéogéniques de ces céramiques a ensuite été étudié. L’implantation de microparticules dans les muscles de rats a donné lieu à une réaction inflammatoire. La culture de macrophages en présence des microparticules a induit une augmentation de la sécrétion de cytokines inflammatoires (IL-6 et TNF-α). Les marqueurs ostéogéniques exprimés par des cellules ostéoblaste ont été respectivement augmentés en présence d’IL-6 et inhibés avec TNF-α. L’ensemble de ce travail a permis d’étudier les propriétés ostéogéniques de substituts osseux à base de céramiques phosphocalciques en fonction de leur microstructure.

Autologous bone graft is considered as the “gold standard” for filling bone defects, however it presents some disadvantages. Synthetic bone substitutes represent alternatives to autologous bone autograft. Macro and microporous ceramics were prepared using calcium amorphous phosphate powders. An animal model to study osteogenicity was designed and validated. The osteogenicity of different ceramics was compared with bone autograft after implantation in the muscles and the femoral condyles of goat. We observed newly formed bone in contact with microporous ceramics sintered at 1050 and 1125°C after 6 and 12 weeks. On the other hand, ceramics having a dense surface sintered at 1200°C did not contain bone tissue. We also noted an important resorption of bone autograft without neoformation both in muscle and and femoral sites. The role of inflammation on the osteogenic properties of this ceramics was then studied. The implanatation of microparticles in rats muscles induced an inflammatory reaction. The culture of macrophages in the presence of these microparticles increased the secretion of inflammatory cytokines (IL-6 and TNF-α). Osteogenic markers expressed by osteoblast cells were respectively increased in the presence of IL-6 and inhibited with TNF-α. The overall work demonstrated that the osteogenic properties of calcium phosphate ceramics strongly depend on their microstructure.