Thèse soutenue

Influence de l'architecture macroporeuse en phosphate de calcium sur le comportement cellulaire in vitro

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Auteur / Autrice : Shaan Chamary
Direction : Jean-Christophe HornezFernando Jorge MonteiroFranck Bouchart
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Molécules et matière condensée
Date : Soutenance le 20/02/2018
Etablissement(s) : Valenciennes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des matériaux céramiques et procédés associés (Maubeuge, Nord ; 1998-2021)
Communauté d'Universités et Etablissements (ComUE) : Communauté d'universités et d'établissements Lille Nord de France (2009-2013)
Jury : Président / Présidente : Francis Cambier
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Christophe Hornez, Fernando Jorge Monteiro, Franck Bouchart, Eric Champion, Christèle Combes, Feng Chai, Anne Leriche
Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Champion, Christèle Combes

Résumé

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Les phosphates de calcium tels que le β-TCP sont utilisés depuis des décennies comme substitut osseux synthétique. Leurs bonnes propriétés chimiques et leur comportement analogue au tissu osseux in vivo et in vitro peuvent être améliorés par la technique de mise en forme employée. Il est aujourd'hui largement admis qu'une architecture poreuse optimisée aura un impact positif sur la bioactivité du matériau. Cette étude vise à étudier les liens existant entre une structure macroporeuse en β-TCP et la prolifération et différenciation cellulaire. Le β-TCP est fabriqué par précipitation aqueuse. Les paramètres de synthèse sont optimisés afin d'avoir un produit répondant aux normes ISO 13175 et 13779. Trois méthodes de mise en forme ont été choisies pour leur aptitude à générer une macroporosité originale. L'imprégnation d'une structure polymérique par une suspension génère un réseau de pores sphériques (PS), la stéréolithographie génère des pores cubiques interconnectés (3D) et la congélation orientée produit un réseau de pores tubulaires ellipsoïdaux parallèles au sens de la congélation (CO). Deux tendances émergent des cultures de cellules souches mésenchymateuses humaines: PS et 3D favorisent la prolifération alors que CO favorise la pénétration cellulaire et l'activité de la phosphatase alcaline. Cette dernière est favorisée par le β-TCP et cette aptitude est améliorée par la congélation orientée. Cela pourrait s'expliquer par l'état d'avancement de la différenciation cellulaire: les cellules sur les échantillons CO semblent être à un stade de différenciation plus avancé. Des essais complémentaires sur l'expression de gènes clés sont en cours pour vérifier cette hypothèse.