Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les pertes de substance, surtout lorsqu'elles sont de grande taille, mettent souvent à mal les capacités naturelles de réparation de l'os. Alors que le traitement de référence repose sur l'apport d'os autologue, les chirurgiens peuvent être amenés à utiliser, lorsque le recours à l'autogreffe est impossible, des allogreffes ou des substituts osseux. Cet article a pour objectif de présenter la problématique de la réparation osseuse telle qu'elle est actuellement traitée en clinique et de relater les approches novatrices comme l'utilisation des protéines de la morphogenèse osseuse ou l'avènement de la thérapie cellulaire osseuse ainsi que les défis règlementaires et technologiques majeurs à relever pour optimiser leur utilisation.
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Repair of large bone defects is a major challenge for orthopedic, reconstructive and maxillo-facial surgery. The autologous bone graft is the gold standard for the repair of these defects, but its use is limited by supply and donor site morbidity. These disadvantages have prompted an ongoing search for alternative methods that could supersede the need for autologous bone harvest. This article reviews the state of the art and future directions for engineering bone. With this aim, it describes the current methods (autologous and allogenic bone grafts, bone substitutes and bone morphogenic proteins) and future alternatives (stem cell therapies) for repairing bone. It also discusses the technological and regulatory challenges for its transfer to clinical use.
Auteur(s)
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Mickael DESCHEPPER : PhD, post-doctorant, Laboratoire de bioingénierie et bioimagerie ostéoarticulaire UMR CNRS 7052, UFR de médecine, Université Paris Diderot, France
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Joseph PAQUET : PhD, post-doctorant, Laboratoire de bioingénierie et bioimagerie ostéoarticulaire UMR CNRS 7052, UFR de médecine, Université Paris Diderot, France
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Adrien MOYA : Doctorant,Laboratoire de bioingénierie et bioimagerie ostéoarticulaire UMR CNRS 7052, UFR de médecine, Université Paris Diderot, France
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Mathieu MANASSERO : PhD, MCU, Laboratoire de bioingénierie et bioimagerie ostéoarticulaire UMR CNRS 7052, UFR de médecine, Université Paris Diderot, École vétérinaire de Maisons-Alfort, France
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Morad BENSIDHOUM : PhD, Chargé de recherche, Laboratoire de bioingénierie et bioimagerie ostéoarticulaire UMR CNRS 7052, UFR de médecine, Université Paris Diderot, France
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Hervé PETITE : PhD, Directeur du laboratoire, Laboratoire de bioingénierie et bioimagerie ostéoarticulaire UMR CNRS 7052, UFR de médecine, Université Paris Diderot, France
INTRODUCTION
Annuellement, plus de 2,2 millions de greffes osseuses sont réalisées dans le monde. Ces greffes sont effectuées notamment pour : (i) combler et réparer des défauts osseux de grande taille, observés après résection tumorale, par exemple ; (ii) traiter des complications de fracture tels que les pseudarthroses (absence de consolidation osseuse entre les fragments osseux) ; (iii) fusionner des corps vertébraux dans des cas de dégénérescence discale chronique ; (iv) améliorer l'intégration osseuse de prothèses articulaires telles que les prothèses de hanche.
Le greffon osseux est, le plus souvent, obtenu chez le patient (autogreffe), puisqu'il est alors histocompatible et non immunogène. Son prélèvement, cependant, est une source supplémentaire de morbidité, augmentant ainsi les temps et les coûts opératoires. De plus, la quantité, et parfois la qualité, de l'autogreffon sont limitées. Les chirurgiens ont alors recours à des allogreffes ou des substituts osseux. Ces matériaux ne rendent hélas des services que pour le comblement de défauts de petite taille. Biologiquement « muets », ils ne servent que de supports passifs à la formation osseuse. Ces limites ont incité les chercheurs à développer des substituts du tissu osseux ayant un fort pouvoir ostéogène conféré par l'intermédiaire de facteurs de croissance ou de cellules souches. Nous nous proposons dans cet article de décrire ces différentes méthodes de réparation du tissu osseux, ainsi que leurs limites et les nouveaux défis scientifiques et médicaux auxquels ce domaine pluridisciplinaire doit faire face.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
substituts osseux innovants facteurs de croissance celules souches Imagerie ingénierie tissulaire chimie des matériaux prototypage cellulaire culture cellulaire
KEYWORDS
innovatives bone substitutes | growth factors | stern cells | imaging | tissue engineering | materials chemistry | rapid prototyping | cell culture
DOI (Digital Object Identifier)
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Autogreffe osseuse
En anglais
1. Consolidation des fractures osseuses simples
L'une des propriétés les plus remarquables des êtres vivants est la capacité de certains tissus de s'auto-réparer. L'exemple le plus impressionnant chez les vertébrés est représenté par la régénération d'un membre chez les urodèles . En revanche, chez les mammifères, cette propriété est l'apanage d'aires déterminées telles que l'extrémité des doigts chez le souriceau . Le plus souvent, toutefois, la lésion d'un organe entraîne une cascade biologique conduisant à la fermeture de la plaie par un tissu fibreux. Au cours de l'évolution, a-t-il été plus avantageux de perdre cette capacité de régénération au profit d'une fermeture rapide de la plaie ? La question reste entière. Dans une certaine mesure, l'os échappe à cette règle puisqu'il est capable de s'auto-réparer à condition que la lésion soit de petite taille. La technique de « distraction osseuse », qui permet l'allongement de membre, illustre de façon spectaculaire ce potentiel d'auto-réparation. Cette technique consiste, dans un premier temps, à créer une fracture (ostéotomie) qui entraîne la formation d'un cal osseux de consolidation. Dans un second temps, une distraction osseuse qui éloigne les segments osseux l'un de l'autre par étirement de ce cal osseux est créée. Dans un troisième temps, une fois le gain de longueur osseuse obtenue, l'os est immobilisé afin de permettre une consolidation et cicatrisation complète du cal osseux. Au final, on obtient une augmentation de longueur du segment osseux distracté.
L'art de la réparation osseuse a une longue histoire et les premières tentatives datent...
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Consolidation des fractures osseuses simples
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PRYOR (L.), GAGE (E.), LANGEVIN (C.-J.), HERRERA (F.), BREITHAUPT (A.), GORDON (C.), AFIFI (A.), ZINS (J.), MELTZER (H.), GOSMAN (A.), al - Review of bone substitutes. - Vol. 2, no 3, p. 151-160, juin 2009.
-
(2) - MASQUELET (A.-C.) - Chirurgie orthopédique. - Elsevier Masson (2004).
-
(3) - TAYLOR (G.I.), MILLER (G.D.H.), HAM (F.J.) - The free vascularized bone graft : a clinical extension of microvascular techniques. - Vol. 55, no 5, p. 533, mai 1975.
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(4) - KUMAR (A.), GODWIN (J.W.), GATES (P.B.), GARZA-GARCIA (A.A.), BROCKES (J.P.) - Molecular basis for the nerve dependence of limb regeneration in an adult vertebrate. - Vol. 318, no 5851, p. 772-777, nov. 2007.
-
(5) - BORGENS (R) - Mice regrow the tips of their foretoes. - Vol. 217, no 4561, p. 747-750, août 1982.
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Haute Autorité de Santé pour l'évaluation des substituts osseux http://www.has-sante.fr/portail/upload/docs/application/pdf/2013.06/rapport_devaluation_des_substituts_osseux.pdf
INSERM sur les biomateriaux http://www.inserm.fr/thematiques/technologies-pour-la-sante/dossiers-d-information/biomateriaux
NIH (National Institutes of Health ) sur les cellules souches https://stemcells.nih.gov/
TERMIS (Tissue Engineering International and Regenerative Medicine) http://www.termis.org/
Osseomatrix
GTEBO (Groupe de Travail et d'Étude sur les BMP en Orthopédie) http://www.gtebo.com
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