Добірка наукової літератури з теми "Biomatériaux complexes"

La chirurgie osseuse pré-implantaire en chirurgie orale permet de reconstruire les atrophies des maxillaires en rapport avec des processus traumatiques, infectieux ou tumoraux. Dans ce contexte, le biomatériau idéal reste l’os autogène mais les biomatériaux (d’origine naturelle ou synthétique) permettent de limiter la morbidité liée aux prélèvements osseux et de simplifier ces interventions chirurgicales. Dans cet article, nous illustrons l’apport récent de l’impression 3D dans ce contexte pour traiter des défauts osseux de forme complexe ou pour créer des modèles anatomiques servant à planifier les interventions. Enfin, les perspectives apportées par l’ingénierie tissulaire et la bioimpression (création de modèles in vitro complexes) sont détaillées.

Une nouvelle ère dans la conception des biomatériaux devrait émerger pour traiter simultanément les problèmes liés à la toxicité des produits de dégradation, aux infections et à la libération contrôlée. Les matériaux à base d'albumine suscitent un intérêt croissant en raison de leur biocompatibilité, biodégradabilité, biofonctionnalité et manufacturabilité. Dans la présente étude, une nouvelle famille de matériaux à base d'albumine est conçue. Ces matériaux sont obtenus par compaction assistée par le sel, où des solutions d'albumine bovine (BSA) sont évaporées à 37 °C en présence de sel. Après l'élimination de ce dernier par lavage, des matériaux solides, stables, insolubles en milieu aqueux et entièrement constitués d’albumine sont produits. Ces matériaux présentent de nombreux avantages tels que leur bonne résistance mécanique, leur coût de production réduit et leur facilité de fabrication et de mise en forme. De plus, ils ne sont pas cytotoxiques, n'induisent pas d'inflammation et permettent l'adhésion et la prolifération des cellules épithéliales sans fonctionnalisation additionnelle. En outre, des éponges poreuses d'albumine sont facilement produites en utilisant la compaction assistée par le sel. Ces matériaux sont donc des candidats prometteurs pour le développement de dispositifs implantables biodégradables et d'échafaudages pour l'ingénierie tissulaire
A new era in the design of biomaterials should emerge to deal simultaneously with issues related to toxicity of degradation products, infections and controlled release. Albumin-based materials are arousing growing interest due to their biocompatibility, biodegradability, biofunctionality and manufacturability. In the present study, a new class of materials based exclusively on albumin is designed. These materials are obtained by a salt-assisted compaction, where albumin solutions are mixed with salts and evaporated at 37 °C. After salt removal through washing, stable and water-insoluble solid albumin materials are produced. These materials present many advantages such as stability, good mechanical properties, reduced cost and ease of production and manufacture. Furthermore, biological evaluation shows that they are not cytotoxic, do not induce inflammation and allow the adhesion and proliferation of epithelial cells without additional surface functionalization. In addition, porous albumin sponges are easily produced using salt-assisted compaction. Therefore, these new materials are promising candidates for the development of biodegradable implantable devices and scaffolds for tissue engineering

Ce travail avait pour but de développer un nouveau type de matériaux basés sur des complexes polyelectrolytes. Ces matériaux ont été obtenus par l'ultracentrifugation des complexes soit d'origine naturelle ou soit d'origine synthétique. Le système de polyélectrolytes ainsi que les conditions dans lesquelles ces matériaux peuvent être obtenus, suivi par le choix du système optimal pour des études complémentaires ont été décrits. PAA / PAH CoPECs a été choisi comme systèmes modèles de synthèse et ses propriétés physico chimiques (composition, structure et les propriétés mécaniques) ont été décrits ici en détails. Nous avons montré que les propriétés de la composition, la structure et mécanique de le PAA/PAH CoPECs peut être contrôlée en modifiant les conditions d'assemblage (pH, concentration des polyélectrolytes, [NaCl], la vitesse et la commande de l'addition). Également, les conditions environnementales ([NaCl] et pH) ont également été utilisés pour contrôler la taille des pores et porosité des PAA/PAH CoPECs . Enfin, leur capacité à servir de support pour l'immobilisation d'enzymes a également été étudiée. Nous avons optimise les conditions d'assemblage afin de maintenir le maximum quantité de l'enzyme dans le complexe. Nous avons également démontré que CoPECs fournit la stabilisation à long terme, ainsi que la protection de l'enzyme à des températures élevées. Ainsi, PAA / PAH CoPECs sont des candidats potentiels pour être utilisé comme des supports pour l'ingénierie tissulaire et pour l'immobilisation d'enzymes.

L'objectif principal de cette thèse est d'apporter une contribution à la modélisation de la cinétique de libération de principes actifs à partir de systèmes polymère-médicament, en tentant de réduire le "burst effect" et augmenter le temps de libération. L'idée de base est, dans un premier temps, l'encapsulation du médicament dans des liposomes, vésicules lipidiques capables de transporter le médicament, puis son inclusion dans des hydrogels polymères de manière à créer deux barrières dans le processus de libération du médicament. Les hydrogels sont à base de chitosane/gélatine et chitosane/poly(alcool vinylique) réticulés, partiellement avec de l'aldéhyde glutarique et de manière prédominante par voie ionique avec des anions sulfate ou polyphosphate. Une seconde catégorie est à base de chitosane, seul ou en combinaison avec le poly(alcool vinylique), réticulé avec de l'acide tannique à travers de nombreuses interactions hydrogène. Les hydrogels sont caractérisés d'une part par leur structure, leur morphologie, leur comportement en milieu aqueux et leur stabilité thermique; d'autre part leurs propriétés comme biomatériau (hémocompatibilité et cytotoxicité), leur capacité à inclure et libérer un composé modèle (la calcéine) libre ou encapsulé dans des liposomes. La dépendance de ces propriétés (gonflement, libération des composés solubles inclus) avec les paramètres du processus de préparation (quantité de réticulant, rapport ente les polymères utliisés, masse molaire du chitosane) est établie. Les études de cinétique de libération de la calcéine (incluse direment dans les hydrogels ou encapsulée dans les liposomes dispersés ensuite dans les hydrogels) prouve la pertinence de l'hypothèse de départ: quel que soit le type de réticulation employée pour la préparation des hydrogels, la libération de la calcéine à partir des systèmes complexes (hydrogel-liposomes-calcéine) est fortement retardée sans manifester de "burst effect". Le manuscrit conclut avec un chapitre de modélisation de la cinétique de libération à partir des systèmes employés. Etant données les applications potentielles de tels hydrogels sous forme de films pour traiter les affections de la peau, les résultats préliminaires de libération de lévofloxacine à partir d'un système transdermique qui simule les dermes humains sont montrés
The main objective of the PhD thesis entitled “Complex polymeric biomaterials for modeling the drug release kinetics” was to bring contributions in modeling the release kinetics of active ingredients from polymer-drug systems, attempting to reduce the "burst effect"' and increase the release time. The basic idea of the thesis was, in a first stage, the encapsulation of the drug in liposomes -lipid vesicles capable of drug transport- and their subsequent inclusion in polymeric hydrogels in the rationale of creating two "barriers" in drug release process. First, obtained hydrogels are based on chitosan/gelatin and chitosan/poly(vinyl alcohol) partly covalently crosslinked with glutaraldehyde and dominantly ionically with anion sulfate or tripolyphosphate. A second category is based on chitosan hydrogels, alone or in combination with poly(vinyl alcohol), crosslinked with tannic acid through numerous hydrogen bonds. Hydrogels were characterized structurally, morphologically, in terms of the behavior in aqueous media and thermal stability, the qualities of biomaterial (hemocompatibility and cytotoxicity), the ability to include and release a model compound (calcein) free or encapsulated in liposomes. Dependence of properties (swelling, release of soluble compounds included) on the preparation process parameters (amount of crosslinker, polymers ratio used, chitosan molecular weight) is established. Performing calcein release kinetic studies (calcein included directly in hydrogels or encapsulated in liposomes subsequently dispersed in hydrogels) proves the correctness of the starting hypothesis: whatever type of crosslinking applied for the preparation of hydrogels, the release of calcein from complex systems (hydrogel-liposomes-calcein) is much delayed without manifesting practically "burst effect". The paper concludes with a chapter with modeling the release kinetics from the studied systems and with the Conclusions and Perspectives. Given the potential application of such hydrogels in the form of films for treating skin conditions, preliminary results of levofloxacin release from a transdermal system that simulates human dermis are shown

De nos jours, de nombreuses maladies chroniques telles que le cancer ou l’arthrose nécessitent encore de nouvelles modalités de traitement. Des biomatériaux naturels capables de véhiculer des substances actives font partie des solutions à cette problématique. Récemment, des travaux ont été menés sur un nouveau type de biomatériau, les Complexes de Polyélectrolytes Compacts (CoPEC). Dans le cadre de cette thèse, des CoPEC à base de polyélectrolytes biosourcés, le chitosan et l’alginate, fonctionnalisés avec la β-cyclodextrine (βCD) ont été formulés. Le CoPEC βCD-chitosan/alginate, non-cytotoxique, a présenté des propriétés anti-inflammatoires intrinsèques dans le cadre d’un modèle in vitro d’inflammation. De plus, ce CoPEC a présenté une capacité à contenir et relarguer deux substances actives hydrophobes modèles, le piroxicam et la prednisolone. Enfin, une stratégie d’inclusion de substances actives hydrophiles au sein du matériau a été mise en œuvre. Le nouveau CoPEC est prometteur car il peut exposer un effet anti-inflammatoire intrinsèque et d’autres effets thérapeutiques via l’inclusion de substances actives au sein des cyclodextrines
Nowadays, many chronic diseases, such as cancer or osteoarthritis, still need new modalities of treatment. Natural biomaterials able to convey active substances represent a solution to this problematic. Lately, several research works have been conducted on a new type of biomaterial named Compact Polyelectrolyte Complexes (CoPEC). As part of this thesis, CoPEC have been prepared from two biosourced polyelectrolytes, chitosan and alginate, functionalized with β-cyclodextrin (βCD). Through an in vitro inflammation model, the non-cytotoxic βCD-chitosan/alginate CoPEC has displayed intrinsic anti-inflammatory properties. Moreover, this CoPEC has demonstrated a capacity to host and release piroxicam and prednisolone, two model hydrophobic active substances. Finally, a strategy to include hydrophilic active substances into the material has been implemented.Thus, the newly CoPEC is promising because it can exhibit an intrinsic anti-inflammatory effect as well as other therapeutic effects through the inclusion of active substances into the cyclodextrins

Ce travail est consacré à l'élaboration de complexes polyélectrolytes combinant deux polyélectrolytes de charges opposées ainsi que l'étude de leur potentiel en tant que biomatériaux injectables pour du comblement de ride. L'acide hyaluronique (portant des - charges négatives sur ses groupements carboxyliques -COO ) a été complexé avec l'unique polycation d'origine naturelle appelé chitosane (portant des charges positives de + par ses groupements amines -NH3 ). Les paramètres influençant la formation et les propriétés physico-chimiques des complexes acide hyaluronique – chitosane ont été étudiés. Nous avons utilisé une nouvelle technique de complexation développée au laboratoire mettant en œuvre la diminution de la force ionique de mélanges acide hyaluronique – chitosane – chlorure de sodium par dialyse dans le domaine de complexation de l'acide hyaluronique et du chitosane (pH approximativement compris entre 2.5 et 6.5). Ce procédé permet l'élimination progressive des sels et une association lente. Nous avons par ce biais été capable d'induire et de contrôler l'auto-assemblage de ces deux polyélectrolytes. Plusieurs formes ont ainsi été obtenues comme des agrégats, des complexes solubles, des suspensions colloïdales ou des coacervats. Au cours de ce travail, nous avons obtenu des hydrogels mixtes d'acide hyaluronique et de chitosane ayant d'exceptionnelles propriétés d'étirabilité à pH acide. D'autre part, une approche alternative a été envisagée, visant à utiliser les propriétés intrinsèques du chitosane, en particulier son aptitude à gélifier au contact de milieux alcalins. Ainsi, par un procédé similaire, nous avons pu former des hydrogels acide hyaluronique – chitosane réticulés physiquement, stable à pH et osmolarité physiologiques, et pouvant endurer des déformations importantes. De plus, ces systèmes peuvent être stérilisés par autoclave et peuvent être formulés afin d'être injectables. Réunissant toutes les conditions pour être de bons candidats au développement de biomatériaux injectables, ces hydrogels ont été testés in vivo sur un modèle lapin afin d‘évaluer leur biocompatibilité et leur applicabilité en tant que produits injectables en intradermique
This work is devoted to the elaboration of polyelectrolyte complexes systems combining two oppositely-charged polyelectrolytes and to the study of their potential application as - injectable dermal fillers. Hyaluronic acid as polyanion (carboxylic groups -COO as negative charges) was complexed with the only naturally-occuring polycation named + chitosan (amine groups -NH3 as positive charges). The factors impacting the formation of hyaluronic acid - chitosan complexes and their physico-chemical properties were investigated. We used a new technique of complexation developed in the laboratory through the desalting of highly salted mixtures, and systematically investigated the impact of pH in the range 2.5 - 6.5, corresponding to the complexation domain of hyaluronic acid and chitosan. This process allowed the progressive elimination of the salts and the slow restoration of the attractive electrostatic interactions resp onsible for the self-assembly of the two polyelectrolytes. Various physical forms were obtained: macroscopic aggregates, soluble complexes, colloidal suspensions or hydrogels. During this work, we observed for the first time the formation of hyaluronic acid-chitosan hydrogels exhibiting a very unusual hyper-stretchability, only at acidic pH. Therefore, an alternate approach consisted in taking advantage of the chitosan ability to gel in alkaline medium. By using a similar process, we were then able to form physically-crosslinked hyaluronic acid-chitosan hydrogels stable at physiological pH and osmolarity and still able to undergo high deformations. Moreover, these systems could be submitted to steam sterilization and could be formulated so as to be injectable. Hence, these hydrogels gathered all the conditions to be good candidates as injectable biomaterials, these hydrogels were then tested in vivo on a rabbit model to evaluate their biocompatibility and suitability for intradermal applications

Ce travail avait pour but de développer un nouveau type de matériaux basés sur des complexes polyelectrolytes. Ces matériaux ont été obtenus par l’ultracentrifugation des complexes soit d’origine naturelle ou soit d’origine synthétique. Le système de polyélectrolytes ainsi que les conditions dans lesquelles ces matériaux peuvent être obtenus, suivi par le choix du système optimal pour des études complémentaires ont été décrits. PAA / PAH CoPECs a été choisi comme systèmes modèles de synthèse et ses propriétés physico chimiques (composition, structure et les propriétés mécaniques) ont été décrits ici en détails. Nous avons montré que les propriétés de la composition, la structure et mécanique de le PAA/PAH CoPECs peut être contrôlée en modifiant les conditions d’assemblage (pH, concentration des polyélectrolytes, [NaCl], la vitesse et la commande de l’addition). Également, les conditions environnementales ([NaCl] et pH) ont également été utilisés pour contrôler la taille des pores et porosité des PAA/PAH CoPECs . Enfin, leur capacité à servir de support pour l’immobilisation d’enzymes a également été étudiée. Nous avons optimise les conditions d’assemblage afin de maintenir le maximum quantité de l’enzyme dans le complexe. Nous avons également démontré que CoPECs fournit la stabilisation à long terme, ainsi que la protection de l’enzyme à des températures élevées. Ainsi, PAA / PAH CoPECs sont des candidats potentiels pour être utilisé comme des supports pour l’ingénierie tissulaire et pour l’immobilisation d’enzymes
This work was aimed to the develop of a new kind of materials of polyelectrolytes complexes. These materials were obtained by the ultracentrifugation of complexes either of natural or synthetic origin. The polyelectrolytes systems as well as the conditions under which these materials could be obtained, followed by the selection of the optimal system to further studies was described. PAA/PAH CoPECs was chosen as synthetic model systems and its physiochemical properties (composition, structure and mechanical properties) were here deeply described. We demonstrated that the composition, structure and mechanical properties can be controlled by changing the assembly conditions (pH, concentration of the polyelectrolytes, [NaCl], speed and order of addition). Moreover, the environmental conditions ([NaCl] and pH) were also used to control the porosity and pores size of the PAA/PAH CoPECs. Finally their ability to serve as scaffold for enzyme immobilization was also studied. We optimized the assembly conditions to keep the maximum of the activity. We also demonstrated that the CoPECs structure provides the stabilization in long term as well as the protection of the enzyme from high temperature. Thus, PAA/PAH CoPECs is a potential and suitable candidates as scaffold for tissue engineering and for the immobilization of enzymes

La solution la plus favorable cliniquement au remplacement des dents absentes est aujourd'hui la mise en place d'implants dentaires. Cette technique nécessite la maîtrise de plusieurs problématiques qui s'articulent autour des interfaces du système. Celles-ci sont au nombre de trois soit : l'interface os-implant, l'interface implant-pilier prothétique et l'interface pilier prothétique-prothèse. Dans cette étude, nous analysons les matériaux mis en présence au sein des interfaces et ce, par le biais de l'analyse mécanique afin d'apporter une contribution objective au choix clinique des matériaux par les praticiens. Les substituts osseux sont ainsi étudiés sous le prisme de leur stabilité mécanique, servant de trame à la reconstruction osseuse au contact de l'implant. Plusieurs systèmes implantaires (ensemble implant-pilier prothétique) sont ensuite étudiés pour en évaluer également la stabilité, gage de solidité du système et d'absence de dévissage. Enfin, plusieurs polymères dentaires sont évalués et comparés afin d'établir leur apport dans la solidité du complexe implanto-prothétique.

Dans le domaine du biomédical, l'étude des changements physico-chimiques induits par une pathologie au sein des tissus, à l'échelle cellulaire, peut être cruciale pour élucider les mécanismes à l'origine de ce phénomène. Toutefois, seules quelques techniques d'analyse permettent une description chimique à cette échelle. La nanospectroscopie infrarouge, en particulier l'AFM-IR (Microscopie à Force Atomique-Infrarouge) est prometteuse en permettant une description chimique des matériaux à l'échelle nanométrique. Actuellement, l'AFM-IR est souvent utilisée pour l'étude des cellules et micro-organismes, mais très peu pour l'étude des tissus biologiques en raison de la complexité de ces derniers. Pourtant, de nombreuses applications pourraient bénéficier d'une telle description, comme l'étude des phénomènes de minéralisation dans les tissus mammaires. Les microcalcifications mammaires (MCMs) sont des dépôts calciques anormaux (oxalates ou phosphates de calcium) et dont la composition est, dans la littérature, présumée associée à la nature des lésions : cancéreuses ou non. Malgré la multiplication des recherches sur le sujet au cours des dix dernières années, les processus de formation de ces MCMs et leur lien avec les pathologies et notamment les cancers du sein restent mal compris. Dans ce contexte, une description chimique des MCMs à l'échelle nanométrique pourrait fournir un nouvel éclairage et aider à la compréhension de leur genèse. Les biopsies mammaires (typiquement quelques millimètres à quelques centimètres) contiennent généralement plusieurs MCMs avec une forte dispersion en taille, de quelques centaines de nanomètres à un millimètre. Une stratégie de caractérisation multi-échelle est donc nécessaire pour décrire chimiquement l'entièreté de l'échantillon mais également accéder à une description fine des MCMs. Une approche multimodale et multi-échelle a ainsi été mise en place. Celle-ci permet d'étudier les propriétés morphologiques des MCMs en utilisant la microscopie électronique à balayage, ainsi que leurs propriétés chimiques à l'échelle micrométrique et nanométrique grâce à la microscopie et nanospectroscopie IR (e.g., AFM-IR). Bien que l'étude d'objets inorganiques et cristallins au sein d'une matrice organique par AFM-IR soit complexe, en raison des fortes variations locales des propriétés optiques et mécaniques au sein de ces matériaux hybrides, nous avons réussi à caractériser par AFM-IR des dépôts calciques au sein de tissus biologiques. La mise en œuvre d'une telle approche comporte plusieurs défis, tant d'un point de vue méthodologique qu'expérimental, notamment pour la préparation des échantillons, au cours des mesures, du traitement et de la gestion des données générées, ainsi que de leur interprétation. Tous ces aspects seront détaillés et des solutions proposées illustrant ainsi les capacités de l'AFM-IR pour l'étude des biomatériaux complexes
In the biomedical field, understanding the physicochemical changes at the cellular level in tissues can be crucial for unraveling the mechanisms of pathological phenomena. However, the number of techniques providing chemical descriptions at the cellular/molecular level is limited. Infrared (IR) nanospectroscopy techniques, particularly AFM-IR (Atomic Force Microscopy-infrared), are promising as they offer materials' chemical descriptions at the nanometer scale. Up to now, AFM-IR is mainly used in biology for studying individual cells or micro-organisms, but its direct application in biological tissues is relatively scarce due to tissue sections' complex nature. Yet, many applications could benefit from such description, such as mineralization phenomena in breast tissue. Breast microcalcifications (BMCs) are calcium-based deposits (such as calcium oxalate and calcium phosphate) hypothesized to be associated with some breast pathologies, including cancer. Despite increased research over the past decade, BMCs' formation process and connection with breast conditions remain poorly understood. Still, BMCs nanoscale chemical speciation might offer new insights into their chemical architecture. However, breast biopsies typically range from a few millimeters to a few centimeters, containing many BMCs ranging from hundreds of nanometers to a millimeter. Thus, a breast biopsy multiscale characterization strategy is required to provide both a global chemical description of the sample and a fine chemical description of BMCs. We, thus, propose a new multimodal and multiscale approach to investigate BMCs' morphological properties using scanning electron microscopy and their chemical composition at the microscale using IR spectromicroscopy, extending up to the nanometer scale thanks to AFM-IR analysis. Although AFM-IR measurements of inorganic and crystalline objects can be challenging due to their specific optical and mechanical properties, we demonstrate AFM-IR capabilities to characterize pathological deposits directly in biological tissues. Furthermore, implementing a multimodal and multiscale methodology comes with significant challenges in terms of sample preparation, measurements, data processing, and data management, as well as their interpretation: challenges which will be outlined and addressed

Nos travaux ont porté sur le développement d'une méthode contrôlée de complexation de polyélectrolytes. La complexation est un processus spontané, sous contrôle cinétique et irréversible dans le cas de polysaccharides tels que le chitosane et les polysulfates, essentiellement le sulfate de dextrane ou l'héparine. Une conséquence de ce contrôle cinétique est que l'obtention d'objets de taille colloïdale requiert de travailler à fortes dilutions. De plus, les nanovecteurs obtenus ne sont pas toujours compatibles avec des conditions d'utilisation dans des milieux physiologiques. Le contrôle de l'association de polysaccharides se fait par écrantage des interactions électrostatiques attractives en présence de chlorure de sodium à la concentration au moins égale à 2 mol.L-1. L'élimination du sel par dialyse induit la formation d'hydrogels dont les caractéristiques et les propriétés dépendent principalement du rapport de charges n+/n- et de la cinétique d'élimination du sel. Ainsi, l'on peut former des hydrogels massifs ou des systèmes dispersés à des concentrations en polymères jusqu'à 30 fois plus élevées que par les méthodes sous contrôle cinétique. De plus, cette technologie permet l'encapsulation des principes actifs dans les particules qui peuvent aussi être fonctionnalisées par des biomolécules d'adressage. Le résultat majeur de ce travail réside en la maîtrise des associations entre polysaccharides de charges opposées, permettant d'obtenir des systèmes colloïdaux et massifs à fort potentiels d'applications biomédicales
Our work dealt with the development of a controlled method of polyelectrolyte complexation. The complexation is a spontaneous process, under kinetic control and irreversible in the case of polysaccharides such as the chitosan and polysulfates, essentially dextran sulfate or heparin. A consequence of this kinetic control is the requirement to work at high dilution to obtain objects of colloidal size. Moreover, the obtained nanovectors were not always adapted for use in physiological media. The control of the association of polysaccharides was achieved by screening the attractive electrostatic interactions in the presence of sodium chloride at concentration at least equal to 2 mol. L-1. Removal of salt by dialysis resulted in the formation of hydrogels, whose characteristics and properties depended mainly on the charge ratio n +/ n- and the kinetics of the salt elimination. Thus, massive or dispersed hydrogels were formed at polymer concentrations up to 30 times higher than by the methods under kinetic control. Furthermore, this technology allowed the encapsulation of active ingredients in the particles that could also be functionalized with biomolecules for targeting. The major result of this work was the control over the associations between oppositely charged polysaccharides which provided colloidal and massive systems of high potentialities in biomedical applications

Les propriétés optiques et mécaniques remarquables des matériaux naturels sont souvent associées à la complexité de leurs structures hiérarchiques. L’une des plus complexes est la structure hélicoïdale, constituée de plusieurs couches de fibres alignées dont l’orientation tourne entre les couches voisines. Cette microstructure, dite de Bouligand, est associée à la résistance aux chocs accrue de la carapace de certains crustacés ainsi qu’à la réflexion préférentielle de la lumière polarisée circulaire de certains fruits et insectes. Dans ce travail, nous avons fabriqué des films minces bio-inspirés complexes composés de nanofibrilles de cellulose et de poly(vinylamine) en utilisant l'approche couche-par-couche (LbL) et la pulvérisation à incidence rasante (GIS), une méthode permettant de contrôler l'alignement dans le plan de nano-objets anisotropes comme les nanofibrilles de cellulose. Nous avons démontré la possibilité de contrôler de façon indépendante la direction de l'alignement de chaque couche de cellulose. Ainsi, nous avons pu préparer des films minces avec une orientation unidirectionnelle, croisée ou hélicoïdale des nanofibrilles de cellulose, ce qu’il n’est pas possible de faire avec d’autres procédés de fabrication. Les propriétés optiques de ces films ont été caractérisées par dichroïsme circulaire et ellipsométrie spectroscopique à matrice de Mueller. Nous avons observé que la réponse chirale des films hélicoïdaux est contrôlée par le sens de rotation, le pas de l’hélice et le nombre de couches avant rotation. Les propriétés mécaniques de ces films ont été étudiées par différentes méthodes de nanoindentation. La méthodologie de fatigue par nano-contact a montré une ductilité accrue des films unidirectionnels et hélicoïdaux, qui peut être indirectement liée à une absorption accrue de l'énergie de ce matériau lors des sollicitations en raison de sa structure interne
The remarkable optical and mechanical properties of natural materials are often associated with the complexity of their hierarchical structures. One of the most complexes is the helical structure which consists of several layers of unidirectionally aligned fibers whose orientation rotates with respect to their neighboring layers. This so-called Bouligand microstructure is responsible for the enhanced impact resistance of the shell of some crustaceans as well as the preferential reflection of circularly polarized light of certain fruits and insects. Here, we fabricated complex bio-inspired thin films made of cellulose nanofibrils and poly(vinylamine) using the layer-by-layer (LbL) approach and grazing incidence spraying (GIS), a method allowing to control the in-plane alignment of anisotropic nano-objects like cellulose nanofibrils. We demonstrated the independent direction of alignment of each cellulose layer, which allowed the preparation of thin films with well-defined internal structures, namely, unidirectional, cross-ply or helical arrangement of the reinforcing nanofibrils, which is impossible to achieve by any other fabrication process. The optical properties of these films were characterized by circular dichroism (CD) and by Mueller matrix ellipsometry. The chirality observed for helicoidal films is controlled by the rotation direction, the pitch, and the number of layers. The mechanical properties of these cellulose-based films were studied by various nanoindentation methods. A nano-contact fatigue methodology showed an increased ductility of the unidirectional and helicoidal films, which can be indirectly related to enhanced absorption of energy of this material owing to their internal structure

Introduction : Les comblements sous-sinusiens et les ROG représentent les indications principales des biomatériaux de substitution xénogénique en Chirurgie Reconstructrice Pré-Implantaire. D’autres indications moins répandues nous paraissent devoir être présentées, en particulier la prévention de la résorption centripète et l’harmonisation des contours squelettiques des greffes d’apposition d’os autologue, les coffrages et les comblements étendus ainsi que la gestion des résorptions tardives de certaines greffes d’appositions. L’objectif de cette communication consiste à présenter ces situations cliniques rarement décrites mais dont la prise en charge raisonnée mérite d’être connue afin de mieux répondre aux besoins des patients. Matériel et méthode : Cinq dossiers représentatifs de ces indications sont exposés. Les problématiques rencontrées, les moyens mis en œuvre comme les résultats cliniques et radiographiques sont abordés. Discussion : Les cas étudiés illustrent les raisons pour lesquelles l’utilisation conjointe des biomatériaux xénogènes et de l’os autogène trouve son indication. L’Os xénogénique ostéo-conducteur participe au maintien des volumes et à lobtention d’une densité é levée au sein des reconstructions. L’Os autogène ostéo-conducteur, ostéo- inducteur et ostéogénique permet dans sa forme massive la réalisation de reconstructions bi ou tridimensionnelles étendues. Les membranes xénogéniques permettent de maintenir l’équilibre dans la compétition de l’intégration entre les tissus durs et les tissus mous. L’adjonction de concentrés plaquettaires prélevés en phase liquide et mélangés à la thrombine activée assure si nécessaire l’aggrégation des granules calcifiés d’os xénogénique. Conclusion : L’utilisation combinée des biomatériaux de substitution xénogéniques avec l’os autogène constitue une aide significative dans la prise en charge de certaines reconstructions pré-implantaires complexes. La stabilité des reconstructions dans leur forme et dans le temps comme l’augmentation de la densité offerte aux implants constituent les principaux avantages attendus. Liens dintérêt : Aucun

Les zones défavorables peuvent être traitées par différentes techniques de régénération osseuse afin dobtenir une restauration implantaire esthétique et fonctionnelle. Les défauts osseux de petits volumes sont aménagés avec de l’os local ou des biomatériaux. Cependant, la capacité de cicatrisation et la prédictibilité de l’os autogène sont indispensables aux grandes reconstructions. Les ostéotomies dans la région rétromolaire permettent de prélever rapidement des blocs d’os autogène. La technique originelle de greffe de blocs osseux épais est modifiée pour améliorer la revascularisation et la régénération des greffes. La stabilité du volume reconstruit dépend de la technique de reconstruction mais aussi d’une gestion adaptée des tissus mous.

Les imprimantes 3D existent depuis plusieurs décennies et le principe général de la fabrication additive est de déposer des couches successives de matériau afin dobtenir un volume, à partir d’un modèle défini à l’avance grâce à une interface informatique. Depuis quelques années, ces imprimantes sont utilisées dans le domaine médical : ainsi, les chirurgiens peuvent obtenir une réplique en résine d’une situation clinique afin de planifier leur geste chirurgical pour réaliser des interventions moins invasives. Par ailleurs, on peut aujourdhui imprimer certains biomatériaux synthétiques sur mesure afin dobtenir des greffons personnalisés basés sur limagerie tridimensionnelle d’un patient. Ces applications utilisent sur des imprimantes fonctionnant principalement sur le principe de la stéréolithographie (photopolymérisation sélective de résines photosensibles) ou bien du dépôt à chaud de fil fondu : ces technologies ne permettent pas dutiliser des composés biologiques tels que des cellules ou des biomolécules. Plus récemment, des imprimantes 3D dédiées à l’impression déléments biologiques (Bio-Impression) ont été développées. On distingue la Bioimpression assistée par laser, la bioimpression par jet dencre et lextrusion dhydrogels. Ces trois méthodes présentent des points communs (utilisation d’une encre biologique, modélisation du motif à imprimer et pilotage de limprimante par une interface informatique, impression couche par couche). Cependant, en fonction de la technologie utilisée, la résolution et le volume des motifs imprimés peuvent varier de façon importante. Les machines permettant d’imprimer à haute résolution ne sont habituellement pas adaptées lorsquon cherche à obtenir des volumes importants ; de la même façon, lorsqu’une technologie permet d’imprimer des volumes importants, il est souvent difficile dobtenir de hautes résolutions dimpressions. De ce fait, on doit parfois combiner plusieurs technologies pour produire certains assemblages complexes. Ainsi, il est primordial de définir finement ses objectifs avant de choisir une technologie de bioimpression. Les applications des imprimantes 3D de tissus biologiques (Bio-imprimantes) sont toutes dans le champ de lingénierie tissulaire et aujourdhui presque exclusivement dans le domaine de la recherche. Les méthodes permettant d’imprimer à haute résolution trouvent des applications principalement en biologie cellulaire lorsquon cherche par exemple àé valuer les capacités de communication de plusieurs types cellulaires : en effet, il est possible de créer des motifs réguliers en imprimant des gouttes de bioencre contenant chacune quelques cellules avec la technologie laser. Par ailleurs, d’autres technologies basées sur lextrusion permettent de manipuler des amas cellulaires (sphéroïdes) et de les organiser entre eux, ce qui peut trouver des applications dans le domaine de la cancérologie. En combinant les technologies, on peut aujourdhui mettre en place des modèles d’étude pharmacologiques qui pourraient à terme se substituer à certaines expérimentations animales et ouvrir la voie à certaines thérapies ciblées. Enfin, la fabrication dorganes par bioimpression (« Organ Printing ») reste aujourdhui du domaine de la science fiction, même si quelques équipes travaillent sur cet aspect. Les imprimantes 3D biologiques apportent donc de nouveaux outils pour le chercheur dans de nombreuses applications en biologie et en médecine régénératrice. Le choix de la méthode la plus adaptée à L’objectif de L’étude est primordial afin dutiliser au mieux ces technologies.

La thérapeutique implantaire se présente aujourd'hui comme une solution de choix pour une réhabilitation prothétique esthétique et fonctionnelle. Cependant un volume osseux minimum est nécessaire. Dans le cas d'édentement mandibulaire postérieur, certains défauts osseux ne permettent pas la mise en place d'implants sans passer par une reconstruction du volume. Les greffes osseuses verticales dans le secteur posté rieur mandibulaire sont décrites comme une procé dure complexe. Différentes techniques aboutissant à l'augmentation du volume osseux sont décrites. Elles sont toutes constituées d'un coffrage, réalisé à partir de bloc autogène, d'une membrane résorbable ou non, avec ou sans armature en titane. Dans ce coffrage est disposé un comblement composé soit d'os particulé autogène, xénogène, ou d'un mélange d'os avec des biomatériaux. Les complications décrites sont variables en fonction de la technique utilisée. Le but de ce travail est de faire le point sur les différents avantages et inconvénients de ces techniques. Pour les comparer nous ferons une revue de la littérature. Nous mettrons ensuite en avant l'intérêt de l'utilisation de l'os autogène seul par l'étude d'une série de différents cas cliniques.