Optimization of nerve repair and regeneration

par Santiago Salazar Botero

Thèse de doctorat en Biomécanique et biomatériaux

Sous la direction de Nadia Bahlouli et de Sybille Facca.

Le président du jury était Franck Jourdan.

Le jury était composé de Nadia Bahlouli, Sybille Facca, Franck Jourdan, Sabine Bensamoun, Jérôme Sohier.

Les rapporteurs étaient Franck Jourdan, Sabine Bensamoun.

  • Titre traduit

    Optimisation de la reparation et la regeneration nerveuse


  • Résumé

    Les études biomécaniques réalisés ont démontré l’absence d’une norme pour réaliser les essais sur les nerfs. Le modèle de tissu nerveux varie entre les rats, les cochons et les humains. Les variables du protocole de traction changent d’un article à l’autre. Pour contribuer à l’optimisation de la réparation et de la régénération nerveuse, la démarche proposée se décompose en 3 grandes parties. Une première partie concerne la caractérisation expérimentale des nerfs sains. Une deuxième partie traite de la caractérisation expérimentale des nerfs réparés. Et une troisième partie est consacrée à décrira l’optimisation de la réparation nerveuse. [...] L’optimisation de la réparation nerveuse va entraîner une amélioration dans la régénération. Ce travail a permis dans un premier temps de protocoliser et d’optimiser la conservation des nerfs et dans un deuxième temps de relier les propriétés mécaniques avec la microstructure des nerfs. C’est la première fois dans la littérature et à notre connaissance qu’une corrélation du ratio fasciculaire avec la force à la rupture est décrite. D’autre part les réparations actuels des nerfs ont démontré un mode de rupture qui culpabilise la suture. L’utilisation ex-vivo du nouveau modèle de guide de régénération nerveuse développé dans le cadre de cette thèse démontre une résistance équivalente aux réparations actuels mais avec plusieurs avantages comme la facilité de la mise en place, la possibilité d’introduire des stimulants de la régénération nerveuse dans la chambre de régénération nerveuse, la rapidité de la technique et la préservation de la qualité du nerf en évitant l’endommagement due aux sutures dans le nerf. Il faut continuer à améliorer l’interface nerf-guide pour améliorer d’avantage la tenue mécanique en introduisant les colles biocompatibles biosourcées en cours de développement.


  • Résumé

    The biomechanical studies realized have demonstrated the lack of an accurate protocol to perform biomechanical tests on nerves. The Nerve model used for study varies among human, pig and rat nerves. The test variables change among the studies also. To contribute to the optimization of nerve repair and regeneration a three-part approach will be developed as following: The first part concerning the experimental characterization of healthy nerves, a second part about the experimental characterization of repaired nerves, and a third part dedicate to the optimization of nerve repair. [...] Nerve repair optimization should lead to an improvement on nerve regeneration. First of all, this work allowed to protocolize and optimize nerve preservation. It also linked the nerve microstructure with the mechanical properties. It’s the first time a fascicular ratio to mechanical properties has been described on the literature. On the other hand, the most frequent nerve repairs have demonstrated a fracture pattern that demonstrates why the suture Is not an appropriate repair method. The ex vivo model used to test the newer nerve guides, demonstrated a mechanical equivalence to present nerve repairs, but with an easy setup, the possibility to introduce stimulating substances inside the nerve guide and the time saving process. It also avoided an intense manipulation of nerve stumps which may lead to better results. This technique and technology is far from being ready for the market and the nerve-guide interface still needs some work to ameliorate the mechanical resistance with newer types of biocompatible nerve glues.

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