Bio-ingénierie tissulaire du tendon et du cartilage

Présentation générale

Études mécanique et biologique de tissus et de structures. Analyse de leurs modes de sollicitation et d'endommagement en vue de leur réparation. Réalisation de néo-tissus.

Etude des ligaments

Objectif : réparation des tissus endommagés (ex. : ligament croisé antérieur).

Reconstruire in vitro des tissus ligamentaires à partir de cellules autologues, bio-prothèses pouvant se substituer aux greffons (in vivo).

Construction de bioréacteurs ; développement de matrices de support de culture ; analyses biologiques ; stimulation mécanique de traction-torsion ; modélisation du comportement mécanique.

ANR TELiTeR : Tissue Engineering for Ligament and Tendon Repair (2007-2011)

Etude du cartilage

Objectif : restauration de la matrice cartilagineuse lors des atteintes physiopathologiques de l'articulation.

Développement de procédés d'élaboration (spray, moulage) de biomatériaux multicouche (alginate contenant des cellules souches mésenchymateuses).

Etude (modélisation et expérimentation) du comportement sous stimuli mécanique des cellules ; différenciation cellulaire.

Modèles de croissance de tissus

Objectifs : formulation de lois de croissance sous contrainte de tissus biologiques mous ou durs, dans le cadre de la thermodynamique des systèmes ouverts et de la mécanique configurationnelle. Application au cas de la croissance osseuse, et liens avec l'optimisation structurale.

Etude de l'adhésion cellulaire

Objectifs : compréhension quantitative du rôle des paramètres physiques et biologiques dans l'adhésion.

Interaction cellule / matrice extracellulaire ; Modélisation stochastique des cinétiques de rupture des liaisons d'interface (paires ligands récepteurs). Prise en compte des forces spécifiques liées à l'adhésion, et des forces non spécifiques (répulsion électrostatique)

Structures biomécaniques

Articulation interphalangienne proximale (IPP)

Objectifs : développement et optimisation d'implants IPP novateurs (prothèse de resurfaçage, prothèse charnière en NiTi).

Etudes numérique et expérimentale (tests de fatigue sur les implants)

Maxillaire

Objectifs : optimisation de la tenue mécanique d'un système de reconstruction complète de l'arcade dentaire en prothèse fixée pour des patients édentés.

Etude expérimentale : banc d'essais pour la simulation des efforts de mastication sur un maxilaire. Etude numérique : optimisation du choix des matériaux et de la géométrie compte tenu de la distribution des contraintes internes sous simulation mécanique suffisante maintenant le niveau osseux et prévenant les risques de descellement.

Collaborations

  • Laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire, LCPM UMR 7568
  • Laboratoire de Réactions et Génie des Procédés, LRGP UPR 3349, Nancy
  • Ecole de Chirurgie de Nancy, SSFM
  • Laboratoire de Physiopathologie, Pharmacologie et Ingénierie Articulaires, LPPIA , UMR 7561, Nancy
  • Faculté de Médecine de Wuhan, Chine
  • Equipe Adhésion et Biologie, ICSI, Mulhouse

Contact

Rachid Rahouadj, rachid.rahouadj AT ensem.inpl-nancy.fr