Recherche Avancée

Thèse soutenue

Mise au point, caractérisation et optimisation d’hybrides organominéraux à base de polycaprolactone et bioverre pour la régénération tissulaire osseuse : Ingénierie tissulaire osseuse

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Auteur / Autrice : Henri Granel
Direction : Yohann Wittrant
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie et Santé
Date : Soutenance le 30/01/2019
Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Unité de nutrition humaine (Clermont-Ferrand)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Reine Bareille, Laëtitia Delort, Stéphane Descamps, Claire Vinatier
Rapporteur / Rapporteuse : Jérôme Guicheux, Frédéric Mallein-Gérin

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Biomatériaux
Os -- Régénération (biologie)

Résumé

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Les avancées technologiques dans le domaine de la médecine régénérative ont permis l’accès à un vaste panel de biomatériaux. Pourtant, la réparation de certains défauts osseux continue de poser problèmes et des améliorations sont requises. Dans ce contexte, les propriétés des verres bioactifs (BV) en font des candidats sérieux. Ils sont d’ailleurs déjà utilisés, cependant, leur grande fragilité limite leurs applications et notamment leur utilisation comme scaffolds poreux. Le développement du procédé de synthèse sol-gel a contribué à résoudre ces difficultés.Cette technique permet de combiner le BV avec un polymère pour conférer au biomatériau de la ténacité. On peut alors envisager la création de scaffolds poreux adaptés à la régénération du tissu osseux. Récemment, le Laboratoire de Physique Corpusculaire est parvenu à synthétiser ce type de biomatériaux. Ce projet de recherche multidisciplinaire a eu pour objet le développement du procédé de synthèse ainsi que la caractérisation physico-chimique et biologique des hybrides. Cette thèse présente les résultats obtenus en se focalisant sur les propriétés biologiques des biomatériaux. Après avoir sélectionné le polycaprolactone (PCL) pour la phase organique, nous avons mis en évidence la bioactivité des scaffolds ainsi qu’une vitesse de dégradation lente associée à une forte ténacité. Nous avons ensuite caractérisé leur potentiel biologique in vitro à l’aide d’un modèle d’ostéoblastes primaires de rat. Nous avons observé que ces cellules osseuses primaires étaient capables d’adhérer sur les biomatériaux (BV-PCL) et de s’y différencier. Les résultats obtenus ont montré une supériorité des hybrides par rapport à une xénogreffe commerciale de référence. Une étude animale dans un modèle murin a permis de confirmer ces résultats et de valider le potentiel des scaffolds de BV-PCL. Des dopages inorganiques (strontium) et organiques (fisétine) ont permis de doubler la régénération osseuse observée avec le BVPCLdans notre modèle animal. Les biomatériaux hybrides que nous avons développés possèdent donc un fort potentiel en régénération tissulaire osseuse. De plus, l’utilisation de composés organiques d’origine alimentaire représente une stratégie innovante et efficace pour l’amélioration des propriétés ostéoinductives de biomatériaux osseux.