Bibliographie & annexes
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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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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.
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MOTS-CLÉS
substituts osseux innovants facteurs de croissance celules souches Imagerie ingénierie tissulaire chimie des matériaux prototypage cellulaire culture cellulaire
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Remerciements
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8. Glossaire – Définitions
allogreffe ; allograft
Greffe la plus courante, où donneur et receveur font partie de la même espèce biologique mais, étant deux individus distincts, possèdent des complexes majeurs d'histocompatibilité différents.
autogreffe ; autograft
Greffe où donneur et receveur sont la même personne. Le taux de réussite de ce type de greffe est maximal, étant donné que le complexe majeur d'histocompatibilité du donneur et du receveur est le même. Aucune réaction immunitaire n'est déclenchée.
bioingénierie ; bioengineering
Discipline qui regroupe tous les domaines où les ingénieurs travaillent avec des systèmes biologiques. Pluridisciplinaire avec une forte activité translationnelle vers les applications cliniques, elle fait appel non seulement à la physique, la chimie, aux sciences informatiques, aux mathématiques et aux principes du génie comme les génies traditionnels (génie chimique, génie civil, génie électrique, génie géomatique, génie des matériaux et génie mécanique), mais aussi à la biologie pour rechercher des solutions à des problèmes précis. D'après la définition du NIH du 14 juillet 1997, « la bioingénierie élabore des concepts fondamentaux, elle enrichit le champ de connaissances depuis le niveau moléculaire jusqu'au niveau organique, et elle met au point des approches novatrices dans les domaines de la biologie, des matériaux, des procédés, des implants, des dispositifs et de l'informatique pour prévenir, diagnostiquer et traiter les maladies, pour réhabiliter les patients et améliorer la santé ».
biomateriau ; biomaterial
Défini comme « un matériau non vivant, utilisé dans un dispositif médical et conçu pour interagir avec des systèmes biologiques, qu'il participe à la constitution d'un appareillage à visée diagnostique ou à celle d'un substitut de tissu ou d'organe, ou encore à celle d'un dispositif de suppléance (ou assistance) fonctionnelle ».
cellule souche animale ; animal stem cell
Cellule animale indifférenciée se caractérisant par sa capacité à engendrer des cellules spécialisées en se différenciant, et par sa capacité à se multiplier à l'identique.
ectopique : hors de sa position normale, en parlant d'un organe.
ingenierie tissulaire ;...
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Glossaire – Définitions
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.
-
(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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