Validation de nouvelles matrices poreuses composites pour la régénération osseuse dans des études pré-cliniques – MATRI+

Avec le vieillissement de la population, le nombre de patients devant bénéficier d’une reconstruction osseuse chirurgicale ne cesse d’augmenter et les chirurgiens orthopédistes ou maxillo-faciaux sont à la recherche de techniques et matériaux simples, garantissant une parfaite biosécurité pour le patient. Ceci concerne le remplacement des pertes massives osseuses en chirurgie carcinologique ou lors de processus physiopathologiques. Les techniques d’ingénierie tissulaire devraient offrir de nouvelles solutions thérapeutiques pour la médecine régénératrice. Cependant, à ce jour, peu d’essais cliniques dans la réparation de l'os, utilisant des biomatériaux ensemencés avec des cellules souches autologues sont référencés et ils incluent un faible nombre de patients. Ceci souligne la complexité de ces thérapies associant des cellules souches, l'addition de facteurs de croissance, la nécessité de deux étapes chirurgicales, sous le contrôle des agences de régulation pour ces nouvelles approches thérapeutiques.
Malgré un marché croissant des biomatériaux dans le domaine de la régénération osseuse, le cahier des charges de ces derniers reste très complexe pour ces indications thérapeutiques. L’amélioration des propriétés d’ostéoinduction reste un des principaux défis à relever. L’association des biomatériaux avec des protéines morphogénétiques osseuses permet, avec une bonne efficacité, la régénération osseuse de pertes massives du tissu mais de nombreux problèmes doivent être résolus en termes de sécurité (délivrance du facteur) et coût pour une application de routine en clinique.

Notre projet propose le développement et la validation préclinique de nouvelles matrices composites, MATRI+, contenant des polymères naturels et de l'hydroxyapatite nanocristalline. Deux brevets ont déjà été déposés en 2009 et un autre sera déposé en 2010. Ces matrices sont dépourvues de facteurs de croissance et d’éléments vivants (cellules). Nos précédents travaux ont permis de montrer que cette matrice composite implantée en site ectopique chez la souris (sous-cutané) entraîne la formation d'un tissu minéralisé 15 jours après l'implantation, et initie un processus de régénération d'une lésion osseuse de taille critique (condyle fémoral du rat), dès 30 jours d’implantation. De plus, les avantages de ces matrices sont leur faible coût, leur biocompatibilité et biodégradabilité, leur disponibilité à différentes formes. Il s’agit d’un produit prêt à l'emploi et un procédé d’élaboration adapté à un développement industriel.

Les objectifs de ce projet seront: (1) d'optimiser ce matériau composite macroporeux, en termes de composition, porosité, et biodégradabilité ; (2) d’évaluer ces nouvelles matrices après implantation chez le petit animal en site non osseux et osseux dans une lésion de taille critique (cinétique de la formation osseuse, biodégradabilité et ostéoconduction); (3) de valider la matrice poreuse composite dans un modèle animal de grande taille (mouton) dans deux modèles expérimentaux: le modèle métatarsien, lésion osseuse segmentaire, et un modèle de taille critique mandibulaire, modèles correspondants aux deux applications ciblées en orthopédie et en chirurgie maxillofaciale.

Ce projet réunit deux unités Inserm U577 et U698 qui possèdent respectivement l’expertise dans le domaine de l'ingénierie du tissu osseux et du développement de matrices de polymères pour la médecine régénératrice, un Centre de Recherche Clinique et d'Innovation Technologique (CRC-TI Biomatériaux, Inserm 802) comme structure d’interface pour la valorisation de la recherche médicale, et Inserm Transfert pour le transfert et la valorisation. Le succès de notre programme repose sur une forte Propriété Intellectuelle, et la volonté des participants à mener une étude pluridisciplinaire pour une validation pré-clinique, pour un transfert industriel des matrices et des applications cliniques dans le domaine de la chirurgie orthopédique et maxillofaciale.