Utilisation du pullulane et du dextrane en ingénierie tissulaire : application à la régénération osseuse guidée

Use of pullulan and dextran for guided bone regeneration application

• Auteur / Autrice : Naïma Ahmed omar
• Direction : Jean-Christophe Fricain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interface Chimie Biologie
• Date : Soutenance le 11/12/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Bioingénierie tissulaire
• Jury : Président / Présidente : Anne-Gaëlle Chaux-Bodard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Caroline Gorin, Emmanuel Pauthe, Alain Guignandon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Caroline Gorin, Emmanuel Pauthe

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chirurgie orthopédique

Os -- Croissance

Bouche -- Chirurgie

Os -- Régénération (biologie)

Polysaccharides

Génie tissulaire

Mots clés libres

Polysaccharides

Régénération osseuse

Modèles précliniques

Chirurgie orale

Chirurgie orthopédique

Polysaccharides

Bone regeneration

Preclinical studies

Oral surgery

Orthopedic surgery

Résumé

La régénération osseuse guidée (ROG) est l’une des techniques les plus couramment utilisées pour la régénération des pertes de substance osseuses maxillaire et mandibulaire. Cette technique fait appel à une membrane jouant un rôle barrière pour préserver le défaut osseux de l’infiltration cellulaire des tissus mous environnants. Deux grands types de membranes sont retrouvées en pratique clinique : les membranes non-résorbables et les membranes résorbables. Les membranes dérivées de substances naturelles plus particulièrement à base de collagène sont les plus utilisées mais leur mauvaise tenue mécanique et le potentiel risque de transmission d’agents pathogènes limitent leur utilisation. L’objectif de ces travaux de thèse a été de développer une membrane résorbable issue de polysaccharides (le pullulane et le dextrane) pour la ROG. La première partie de ces travaux s’est intéressé à la caractérisation de deux membranes polysaccharidiques combinées ou non à des particules d’hydroxyapatite (HA). L’évaluation in vitro et in vivo de leur toxicité, ainsi que leur potentiel ostéogénique ont été évalués chez le rat et ont permis de sélectionner la membrane combinée à de l’HA pour la suite des travaux. Dans une seconde partie, un nouveau modèle préclinique maxillaire a été développé chez le rat pour l’évaluation de biomatériaux pour la ROG en chirurgie orale et maxillofaciale. La membrane polysaccharidique précédemment sélectionnée a été implantée dans ce défaut et comparée à une membrane couramment utilisée en pratique clinique pour évaluer son intérêt en ROG. Bien que des études précliniques utilisant de plus larges animaux soient requis pour un transfert vers la clinique, le modèle proposé ici permet une première approche pour le développement de matériaux destinés à la ROG. La membrane polysaccharidique combinée à de l’HA semblerait prometteuse pour une utilisation en régénération osseuse. Afin d’améliorer sa bioactivité, son association avec des principes actifs pour favoriser l’angiogenèse et l’ostéogénèse sera développée.

Guided bone regeneration (GBR) procedures can be apply for bone loss (due to trauma, cancer or pathology). A barrier membrane is used to protect the bone defect from cellular infiltration by surrounding tissues. A wide range of membranes are already used in clinics, especially those derived from natural components. Collagen-based membranes are the most widely used membranes, but their poor mechanical strength and the potential risk of pathogen transmission limit their use. The aim of this thesis was to develop a resorbable membrane based on polysaccharides (pullulan and dextran). The first part of the work focused on characterizing two polysaccharide membranes, combined or not with hydroxyapatite (HA) particles. In vitro and in vivo membrane toxicity were assessed in rats followed by the evaluation of their potent osteogenic properties. The membrane reinforced with HA particles has shown interest for ROG. The second part of this work was devoted to the development of a preclinical model closer to clinical expectations. An alveolar defect in the rat maxilla was studied longitudinally by micro-computed tomography. The previously formulated polysaccharide membrane was combined with a bone substitute and tested in the rat’s maxillary to assess its interest for GBR procedure. Although preclinical studies using larger animals are required for transfer to clinics, the proposed model provided a first approach to the development of GBR materials. The polysaccharide membrane combined with HA particles seems promising for use in bone regeneration. Its combination to active principles may reinforce its potential bioactivity for further investigations for GBR procedures.