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Réparer l’os, ce tissu aux extraordinaires facultés de régénération

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Fracture osseuse

L’os nous paraît être un matériau immuable, qui ne se modifie plus une fois que nous avons fini de grandir. Or c’est un tissu en remaniement permanent, ce qui permet à la plupart des fractures de se soigner seules, avec un simple ré-alignement et un maintien du membre fracturé.

Composition d’un os

On distingue pour tout os deux parties :

  • La partie centrale, l’os spongieux : sa résistance est faible, en cas de fracture il s’écrase facilement.
  • La partie périphérique, l’os compact : c’est une partie osseuse dense, dure et très résistante formant un manchon plus ou moins épais.

Les os sont composés de cellules entourées d’une matrice extracellulaire minérale. On distingue 2 catégories de cellules osseuses : les ostéoblastes et les ostéoclastes. Les ostéoblastes synthétisent la matrice osseuse tandis que les ostéoclastes éliminent les tissus osseux vieillissants.

Réparer l’os au moyen d’une greffe

En cas de fracture, 9 fois sur 10 l’os parvient à se régénérer. Le déficit dû à la fracture est comblé et l’os récupère ses capacités fonctionnelles. Mais dans certains cas, des problèmes mécaniques ou biologiques empêchent cette autoréparation. Certaines opérations chirurgicales conduisent aussi à une perte osseuse importante, que l’os seul ne peut combler. Dans tous ces cas, il est nécessaire d’aider l’os à se reconstruire.

La première solution consiste à pratiquer une autogreffe osseuse. Le chirurgien prélève une fraction osseuse dans le corps du patient et la transfère dans la zone où le comblement est nécessaire. Il n’y a pas de réaction immunitaire de défense, puisque le tissu provient du patient. Cependant, selon la quantité de tissu nécessaire, l’autogreffe n’est pas toujours possible. Elle présente également des inconvénients, comme des douleurs ou des abcès au niveau de la zone de prélèvement de tissu ainsi que la mort d’un nombre important de cellules dans le tissu greffé.

Dans le cas de l’allogreffe, le tissu provient d’un donneur. Les traitements effectués sur le tissu prélevé pour réduire le risque de rejet le rendent « inerte », ce qui signifie qu’il ne peut plus induire de formation osseuse. Il sert simplement de matrice sur lequel l’os va pouvoir repousser.

Une alternative à la greffe de tissus provenant d’un donneur : les biomatériaux

Pour remédier aux difficultés de l’allogreffe et de l’autogreffe, les chercheurs travaillent à produire des biomatériaux permettant non seulement la repousse osseuse sur le support, mais aussi l’induction de nouveau tissu osseux.

Il est nécessaire que ces biomatériaux soient poreux, car c’est ce qui permet à l’implant de se vasculariser et de se résorber progressivement. La résorption doit se faire au fur et à mesure de la formation de tissu osseux. Les matériaux utilisés sont soit d’origine naturelle (par exemple l’exosquelette de corail ou l’os bovin), soit synthétiques (par exemple l’hydroxyapatite ou les phosphates tricalciques).

Une injection pour réparer les os

Un nouveau matériau composite breveté en 2010 est susceptible d’être utilisé comme substitut osseux dans le traitement des fractures. Il est injectable dans l’os, où il se solidifie en quelques minutes. Ce matériau est capable de stimuler le processus de régénération du tissu osseux. De plus, il est très semblable à la phase minérale de l’os, ce qui le rend hautement biocompatible et réduit les risques d’allergie. Les applications industrielles sont à l’étude.

Les cellules souches

Les dernières évolutions de la recherche combinent l’utilisation de biomatériaux et de cellules souches. Les cellules souches utilisées peuvent être trouvées aussi bien dans la moelle osseuse que dans le tissu adipeux. Elles sont isolées, mises en culture, puis mises en place dans un matériau support poreux. L’ensemble est appelé un bio-hybride.

Le bio-hybride est implanté dans l’os, dans l’espoir que les cellules souches survivent à la transplantation, prolifèrent, se différencient en ostéoblastes et forment un nouveau tissu osseux à la surface du matériau, qui se résorbera au fur et à mesure de la formation de nouveau tissus.

Les chercheurs étudient également l’utilisation de facteurs de croissance qui stimulent le processus de réparation osseuse.

Des essais cliniques sont en cours sur ces avancées récentes. Ils devront prouver que les bio-hybrides induisent une réparation osseuse de qualité.

Sources :
http://www.inserm.fr/thematiques/technologies-pour-la-sante/dossiers-d-information/biomateriaux/reparer-l-os-bio-ingenierie-de-l-os
http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=7615 

 

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