A. Dumur*a (Mme)
a Master 2, Limoges, FRANCE
* camille.faudrin@atout-org.com
En chirurgie maxillo-faciale, le chirurgien est amené à prendre en charge des patients présentant des pertes de substances osseuses crâniennes parfois grandes et complexes nécessitant l’utilisation de biomatériaux synthétiques pour leur reconstruction.
Au sein de l’IRCER (Institut de Recherche sur les céramiques), nous développons des biomatériaux à base d’hydroxyapatite phosphocalcique (HA) Ca10(PO4)6(OH)2. L’hydroxyapatite est une céramique dont la composition chimique est proche de la phase minérale osseuse. Elle est biocompatible, présente une bonne ostéo-intégration et ostéo-conductivité. Cependant, l’ostéogenèse n’aura lieu que si la vascularisation est adaptée. Les cellules osseuses (CO) et les cellules endothéliales (CE) agissent ensemble pour promouvoir l’angiogenèse et l’ostéogenèse. Il semble que la co-culture favorise la formation de structures de type micro-capillaires. Toutefois, leur nature exacte, le mécanisme de formation et surtout le ratio de CO/CE optimal pour les former reste à déterminer. Il existe plusieurs stratégies pour améliorer les propriétés biologiques du matériau :
- L’incorporation d’éléments chimiques dans la maille cristalline de l’HA (ex : Cuivre, Silicium).
- La modulation de la microporosité dans la céramique (microstructure).
Nos objectifs étaient :
1) D’élaborer une méthode efficace pour étudier les capacités de vascularisation de la surface de céramiques à base d’hydroxyapatite par des CE et leur capacité à former des tubules en fonction de la composition et de la microstructure.
2) D’étudier la communication cellulaire entre cellules osseuses et cellules endothéliales en co-culture.
Nous avons étudié le comportement de CE sur 4 types de matériaux variant par leur composition chimique : HA pure vs. HA silicatée (SiHA - Ca10(PO4)5,6(SiHO4)0,4(OH)1,6) et leur microstructure : céramiques denses vs. céramiques microporeuses (taux de porosité ouverte de 25%).
Les résultats montraient : une prolifération de CE significativement plus élevée sur les matériaux denses vs les poreux, une organisation cellulaire différente entre matériaux denses (organisation circulaire) et poreux (pas d’organisation particulière),
Concernant le second objectif, en co-culture de CE-CO par rapport à une monoculture de CE, on observait une augmentation de la prolifération cellulaire, de la minéralisation, de la sécrétion de VEGF, un réseau de microcapillaires.
Les ratios 2CE : 1CO et 1CE : 2CO semblaient les plus pertinents pour l’étude de la communication cellulaire en co-culture.
L’objectif principal de ce travail entre dans le cadre de travaux de recherche sur des prothèses de céramiques d’HA optimisées par l’amélioration de la vascularisation.