Le comblement osseux

Chaque année, environ 1,5 million de patients en Europe subissent une chirurgie osseuse (genoux, hanches, dents…). Lorsque le tissu osseux n’est pas en mesure de s’autorégénérer (ostéoporose, ostéoarthrite, chondrome, ostéomyélite, etc.) il devient nécessaire de recourir à des substituts osseux. Ces derniers vont servir d’échafaudage sur lequel l’os peut se régénérer.

Lors de mes travaux, j’ai participé au développement et à l’amélioration d’une céramique biocompatible, biorésorbable et ostéoconductive (qui permet la repousse osseuse et la vascularisation). Il s’agit du phosphate tricalcique bêta (βTCP), une céramique à base de phosphate et de calcium dont la nature chimique est similaire à celle du tissu osseux et qui est utilisée lors des chirurgies de comblement osseux.

L'objectif de cette céramique est de se dégrader naturellement au fil du temps, permettant ainsi au nouveau tissu osseux de prendre progressivement sa place. Cela favorise une régénération osseuse efficace qui serait impossible autrement, tout en minimisant les complications potentielles liées à la présence de matériaux étrangers.

Développement de biomatériaux biphasiques à base de phosphate tricalcique bêta (βTCP)

Cette thématique se décompose en deux projets principaux : le développement de membranes biomimétiques par electrospinning et la formation d'éponges hémostatiques et résorbables par lyophilisation. Ces biomatériaux ont été conçus dans le but de combler les déficits osseux en chirurgie maxillo-faciale et orthopédique.
L'electrospinning est une technique permettant la formation de membranes polymériques composées de fibres de diamètres micro- ou nanométriques. Des grains élémentaires de phosphate tricalcique bêta (βTCP) ont été incorporés dans les fibres lors de la production des membranes afin de former un biomatériau biphasique aux propriétés d'ostéointégration et d'ostéoconduction améliorées.

De façon similaire, des éponges hémostatiques ont été couplées à des granules de βTCP facilitant ainsi la manipulation des granules par le chirurgien tout en améliorant les propriétés du biomatériau.

Ces travaux m'ont permis de maîtriser des techniques de préparation de biomatériaux ainsi que les méthodes de caractérisation physico-chimique et biologique telles que la spectroscopie Raman, la microscopie électronique à balayage, les immunomarquages, la microscopie à force atomique et la nanotomographie.

Image : Fibres de polycaprolactone, microscopie électronique à balayage (image colorée, non publiée).

Publications issues de ce projet

2020

Arbez B, Libouban H. Biomaterials preparation by electrospinning of gelatin and sodium hyaluronate/ gelatin nanofibers with non-toxic solvents. Morphologie. En ligne, DOI : 10.1016/j.morpho.2020.05.002. 2020.


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2018

Arbez B, Kün-Darbois J-D, Convert T, Guillaume B, Mercier P, Hubert L, Chappard D. Biomaterial granules used for filling bone defects constitute 3D scaffolds: porosity, microarchitecture and molecular composition analyzed by microCT and Raman microspectroscopy. J Biomed Mater Res – B. 107B p415-23. 2018.


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2017

Pascaretti-Grizon F, Guillaume B, Terranova L, Arbez B, Libouban H, Chappard D. Maxillary Sinus Lift with Beta-Tricalcium Phosphate (β-TCP) in Edentulous Patients: A Nanotomographic and Raman Study. Calcified Tissue International. 101 p280-90. 2017


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