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Matériaux de substitution osseuse
Version : 2003
Auteur : Jean Michel Bouler

Matériaux de substitution osseuse :
intérêts et applications
Séance du samedi 29 novembre – 9h30 – 14h30


Les récents progrès des chirurgies ostéoarticulaires et dentaires ont contribué de façon importante à l’amélioration des conditions de vie d’une population de plus en plus vieillissante. Parmi ces progrès, signalons l’apparition de prothèses et d’implants plus performants et de matériaux biocompatibles aux propriétés mécaniques plus adaptées. Les pathologies ostéoarticulaires et dentaires ainsi que les séquelles de la traumatologie osseuse nécessitent à des degrés variables des greffes osseuses, soit de type autologue : autogreffes (le patient est son propre donneur), soit de type allogénique : allogreffes (le patient et le donneur sont deux personnes différentes).

Les limites des greffes
Cependant, l’utilisation clinique de ces greffes soulève un certain nombre de problèmes. Ainsi, les autogreffes, présentant des sites de prélèvement limités, augmentent les risques de contamination et sont à l’origine de séquelles non négligeables. Les allogreffes, quant à elles, peuvent être le vecteur de pathologies virales (hépatite, virus d’immunodéficience humaine : SIDA...). Cette liste des agents contaminants est loin d’être exhaustive. Ainsi, le risque de contamination par des prions a récemment été mis en évidence par l’apparition d’encéphalite spongiforme chez le bovin (« maladie de la vache folle ») et de maladie de Creutzfeld-Jacob découverte chez des patients traités par une hormone de croissance d’origine humaine.
Outre ce problème de contamination, le fait que ces greffes ne soient pas ré-habitées par de l’os avec des propriétés mécaniques suffisantes, expose les patients à des complications secondaires (fractures, phlébites...). Ces allogreffes nécessitent de plus la création de banques de tissus osseux qui posent des problèmes d’approvisionnement en greffons et de surcoût non négligeables.
Les problèmes soulevés par ces différents types de greffes ont incité les cliniciens à rechercher de nouveaux matériaux de comblement osseux. La nécessité de développer des matériaux synthétiques de substitution osseuse s’est ainsi imposée à la communauté scientifique impliquée dans cette thématique.

Du plâtre de Paris à l’os liquide injectable
Ces substituts osseux, utilisés de manière empirique depuis un siècle environ (la première utilisation du plâtre de Paris pour des comblements osseux remonte à 1892), doivent maintenant répondre à un cahier des charges drastique. Tout d’abord ils ne doivent présenter aucune toxicité cellulaire et être biologiquement compatibles avec les tissus proches (effets sur le micro-environnement) comme avec les tissus éloignés (effets systémiques). Les interactions biologiques développées par ces matériaux de remplacement, dits bioactifs, doivent être optimales :
- la réaction inflammatoire suivant l’implantation doit être minimale ;
- les cinétiques de dégradation du substitut et de la repousse osseuse associée doivent être équilibrées, ce qui implique une caractérisation physico-chimique et structurale très complète.
Enfin, le matériau doit remplir autant que possible les fonctions du tissu osseux qu’il remplace momentanément et, donc, posséder des propriétés suffisantes de résistance mécanique.

Répondant de mieux en mieux à ces exigences, les matériaux de substitution osseuse en phosphates de calcium ont initialement été choisis en raison de leur composition chimique proche des phases minérales (os, émail, dentine, cément...) présentes chez les vertébrés.
Contrairement aux matériaux d’origine biologique tels le corail ou l’os bovin dénaturé, la synthèse chimique permet l’adaptation spécifique aux divers domaines de la chirurgie (orthopédique, maxillo-faciale, dentaire...). On trouve ainsi des granules, des blocs façonnables par le chirurgien, des revêtements pour prothèses en titane et on trouvera bientôt des substituts osseux injectables, véritables os liquides qui durciront in situ et permettront l’essor d’une chirurgie moins invasive.


Source : Pr Jean-Michel Bouler

 
 
 
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