Développement, caractérisation et optimisation d'un bioréacteur dédié à la production accélérée de substituts osseux biohybrides implantables

par Benoît Carpentier

Thèse de doctorat en Bio-ingénierie, biomécanique, biomatériaux

Sous la direction de Cécile Legallais et de Pierre Layrolle.

Soutenue en 2009

à Compiègne .

  • Titre traduit

    Development, characterization and optimization of a bioreactor-based system dedicated to the production of bone graft substitutes


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  • Résumé

    L'ingénierie tissulaire osseuse vise la production de substituts osseux implantables capables de promouvoir la repousse et la consolidation osseuses. L'objectif de ce travail consistait à développer, caractériser et optimiser un bioréacteur dédié à la production de tels substituts. Afin de permettre l'envahissement cellulaire et vasculaire de l'implant en période post-implantatoire, le choix du biomatériau s'est porté sur des granules de phosphate de calcium biphasé de 80 à 200 um. La configuration la plus adaptée (géométrie de bioréacteur, agencement du biomatériau) à la culture de cellules sur microparticules a été déterminée suite à des études expérimentales et numériques. Avec des microbilles de verre de diamètre similaire, la culture sur monocouche en chambre parallélépipédique semble la configuration la plus favorable. La culture de MC3T3 sur monocouches de granules en conditions statique et dynamique a permis de définir les conditions de culture propices à la formation tissulaire et d'évaluer l'effet du flux et des contraintes mécaniques. Les conditions optimales ont été appliquées aux cellules mésenchymateuses de moelle osseuse de rat, aboutissant à la formation rapide de feuillets tissulaires. Le flux semble réduire la formation de matrice organique et stimuler la différenciation et la minéralisation osseuses. Ce concept de « feuillets tissulaires osseux » paraît prometteur en raison de la simplicité de l'étape de « scaling-up » nécessaire à la production de volumes cliniquement pertinents. Leur adaptabilité à des défauts osseux de géométrie complexe et leur potentiel à promouvoir la formation osseuse en font des candidats de choix pour une utilisation médicale.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (253 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 180 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009 CAR 1827
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