Objetivo: o objetivo deste ensaio clínico controlado aleatorizado foi avaliar o uso de um substituto ósseo sintético associado a uma membrana de colágeno absorvível na preservação da crista óssea alveolar após extração dentária, por meio de análises clínica e tomográfica em humanos. Metodologia: Quatorze pacientes foram selecionados, cada um apresentando ao menos dois dentes anteriores maxilares indicados para extração: no Grupo Teste (GT), o alvéolo pós-exodontia foi preenchido pelo substituto ósseo sintético Reprobone, e no Grupo Controle (GC) houve o preenchimento do alvéolo apenas por coágulo. Em ambos os grupos os alvéolos foram cobertos por uma membrana absorvível de colágeno (BioMend), que por sua vez foi recoberta por um retalho mucoperióstico fechado oclusivamente. Tomografias computadorizadas do tipo Cone Beam foram realizadas no pós-operatório imediato e após 6 meses do procedimento cirúrgico, e as alterações dimensionais horizontais e verticais das cristas ósseas foram quantificadas. Para a análise estatística intragrupo utilizou-se o teste t pareado; para avaliações intergupo, teste t não pareado. Em todas as comparações foi adotado um nível de significância de 5%. Resultados: A Medida Vertical Vestibular reabsorveu 1,5 mm (ou 21,3%) da medida inicial no Grupo Teste (p<0,05) e 1,8 mm (ou 25,8%) no Grupo Controle (p<0,05). A Medida Vertical Palatina diminuiu 0,3 mm em ambos os grupos (p>0,05). A Altura Máxima reduziu 0,5 mm ou 7,9% no grupo com Reprobone e BioMend quando comparada ao baseline (p>0.05), e 1,1 mm ou 14,8% no grupo com BioMend apenas (p<0,05), sendo esta diferença intergrupo estatisticamente significante (p<0,05). A Medida Horizontal Apical diminuiu 0,2 mm no GT, o equivalente a 2,9% (p>0,05), enquanto que no GC diminuiu 0,5 mm ou 7,3% (p<0,05), não havendo diferença estatisticamente significante entre os grupos. A Medida Horizontal Cervical (MHC) perdeu 0,5 mm ou 7,2% no GT e 1,4 mm ou 15,1 % no GC: a análise intragrupo apontou diferença estatística entre os dados iniciais e após 6 meses para este parâmetro (p<0,05), em ambos os grupos, e também foi encontrada diferença estatisticamente significante na avaliação entre grupos para a MHC. Conclusão: Os resultados obtidos demonstraram que o uso do Reprobone associado à Biomend apresentou benefícios e melhores resultados na manutenção vertical e horizontal do rebordo alveolar em comparação ao uso apenas da membrana colágena. / Objective: The aim of this randomized controlled clinical trial was to evaluate the use of a synthetic bone substitute associated with an absorbable collagen membrane in preserving the alveolar crest after tooth extraction, through clinical and tomography analysis in humans. Methods: Fourteen patients were selected, each featuring at least two front teeth jaws indicated for extraction: in Test Group (TG), the post-extraction sockets were filled by the synthetic bone substitute ReproBone, and the control group (CG) was filling the alveoli only by clot. In both groups, the wells were covered with a resorbable collagen membrane (BioMend), which in turn was covered with a mucoperiosteal flap closed occlusally. CT Cone Beam type were performed in the immediate postoperative period and after 6 months of surgery, and the horizontal and vertical dimensional changes of the bone crests were quantified. For intra-group statistical analysis used the paired t test; to intergupo reviews, unpaired t test. In all comparisons was adopted a 5% significance level. Results: Vestibular Vertical Measure reabsorbed 1.5 mm (or 21.3%) of the original measure in the test group (p <0.05) and 1.8 mm (or 25.8%) in the control group (p <0 , 05). The Measured Vertical Palatine 0.3 mm decreased in both groups (p> 0.05). The Maximum Height reduced 0.5 mm or 7.9% for the ReproBone and BioMend compared to baseline (p> 0.05), and 1.1 mm or 14.8% for the BioMend only (p <0.05 ), statistically significant intergroup difference (p <0.05). Measure the horizontal apical decreased by 0.2 mm WG, equivalent to 2.9% (p> 0.05), whereas the CG 0.5 mm or decreased by 7.3% (p <0.05), not statistically significant difference between groups. The Horizontal Cervical Measure (MHC) lost 0.5 mm or 7.2% in GT and 1.4 mm or 15.1% of CG: the intra-group analysis showed statistical difference between the initial data and after 6 months for this parameter (p <0.05) in both groups, and was also a statistically significant difference between groups in the evaluation for the MHC. Conclusion: The results showed that the use of ReproBone associated with BioMend presented benefits and better results in vertical and horizontal maintenance of alveolar ridge compared to using only the collagen membrane.

Objetivo: o objetivo deste ensaio clínico controlado aleatorizado foi avaliar o uso de um substituto ósseo sintético associado a uma membrana de colágeno absorvível na preservação da crista óssea alveolar após extração dentária, por meio de análises clínica e tomográfica em humanos. Metodologia: Quatorze pacientes foram selecionados, cada um apresentando ao menos dois dentes anteriores maxilares indicados para extração: no Grupo Teste (GT), o alvéolo pós-exodontia foi preenchido pelo substituto ósseo sintético Reprobone, e no Grupo Controle (GC) houve o preenchimento do alvéolo apenas por coágulo. Em ambos os grupos os alvéolos foram cobertos por uma membrana absorvível de colágeno (BioMend), que por sua vez foi recoberta por um retalho mucoperióstico fechado oclusivamente. Tomografias computadorizadas do tipo Cone Beam foram realizadas no pós-operatório imediato e após 6 meses do procedimento cirúrgico, e as alterações dimensionais horizontais e verticais das cristas ósseas foram quantificadas. Para a análise estatística intragrupo utilizou-se o teste t pareado; para avaliações intergupo, teste t não pareado. Em todas as comparações foi adotado um nível de significância de 5%. Resultados: A Medida Vertical Vestibular reabsorveu 1,5 mm (ou 21,3%) da medida inicial no Grupo Teste (p<0,05) e 1,8 mm (ou 25,8%) no Grupo Controle (p<0,05). A Medida Vertical Palatina diminuiu 0,3 mm em ambos os grupos (p>0,05). A Altura Máxima reduziu 0,5 mm ou 7,9% no grupo com Reprobone e BioMend quando comparada ao baseline (p>0.05), e 1,1 mm ou 14,8% no grupo com BioMend apenas (p<0,05), sendo esta diferença intergrupo estatisticamente significante (p<0,05). A Medida Horizontal Apical diminuiu 0,2 mm no GT, o equivalente a 2,9% (p>0,05), enquanto que no GC diminuiu 0,5 mm ou 7,3% (p<0,05), não havendo diferença estatisticamente significante entre os grupos. A Medida Horizontal Cervical (MHC) perdeu 0,5 mm ou 7,2% no GT e 1,4 mm ou 15,1 % no GC: a análise intragrupo apontou diferença estatística entre os dados iniciais e após 6 meses para este parâmetro (p<0,05), em ambos os grupos, e também foi encontrada diferença estatisticamente significante na avaliação entre grupos para a MHC. Conclusão: Os resultados obtidos demonstraram que o uso do Reprobone associado à Biomend apresentou benefícios e melhores resultados na manutenção vertical e horizontal do rebordo alveolar em comparação ao uso apenas da membrana colágena. / Objective: The aim of this randomized controlled clinical trial was to evaluate the use of a synthetic bone substitute associated with an absorbable collagen membrane in preserving the alveolar crest after tooth extraction, through clinical and tomography analysis in humans. Methods: Fourteen patients were selected, each featuring at least two front teeth jaws indicated for extraction: in Test Group (TG), the post-extraction sockets were filled by the synthetic bone substitute ReproBone, and the control group (CG) was filling the alveoli only by clot. In both groups, the wells were covered with a resorbable collagen membrane (BioMend), which in turn was covered with a mucoperiosteal flap closed occlusally. CT Cone Beam type were performed in the immediate postoperative period and after 6 months of surgery, and the horizontal and vertical dimensional changes of the bone crests were quantified. For intra-group statistical analysis used the paired t test; to intergupo reviews, unpaired t test. In all comparisons was adopted a 5% significance level. Results: Vestibular Vertical Measure reabsorbed 1.5 mm (or 21.3%) of the original measure in the test group (p <0.05) and 1.8 mm (or 25.8%) in the control group (p <0 , 05). The Measured Vertical Palatine 0.3 mm decreased in both groups (p> 0.05). The Maximum Height reduced 0.5 mm or 7.9% for the ReproBone and BioMend compared to baseline (p> 0.05), and 1.1 mm or 14.8% for the BioMend only (p <0.05 ), statistically significant intergroup difference (p <0.05). Measure the horizontal apical decreased by 0.2 mm WG, equivalent to 2.9% (p> 0.05), whereas the CG 0.5 mm or decreased by 7.3% (p <0.05), not statistically significant difference between groups. The Horizontal Cervical Measure (MHC) lost 0.5 mm or 7.2% in GT and 1.4 mm or 15.1% of CG: the intra-group analysis showed statistical difference between the initial data and after 6 months for this parameter (p <0.05) in both groups, and was also a statistically significant difference between groups in the evaluation for the MHC. Conclusion: The results showed that the use of ReproBone associated with BioMend presented benefits and better results in vertical and horizontal maintenance of alveolar ridge compared to using only the collagen membrane.

Nos defeitos bucomaxilofaciais, a intervenção cirúrgica utilizando enxertos ou substi-tutos ósseos é indicada para reestabelecer a forma e a função perdidas. Nesse con-texto, enxertos auto?genos e alo?genos te?m sido substituídos por biomateriais osteo-condutores e reabsorvíveis. O objetivo deste trabalho foi avaliar por meio de micro-tomografia e dos aspectos histológicos do reparo ósseo, se um novo cimento bifási-co composto por sulfato de cálcio e beta fosfato tricálcico com controle de potencial zeta, poderia induzir ou conduzir a neoformação óssea em defeitos críticos, produzi-dos em calvárias de ratos. Foi realizado um defeito crítico de 8mm de diâmetro na calvária de 40 ratos Wistar machos. No grupo teste (n=20) os defeitos foram preen-chidos pelo cimento. No grupo controle (n=20) os defeitos não foram preenchidos e permaneceram apenas com o coágulo. Os animais sofreram eutanásia em 7, 14, 21 e 42 dias do pós operatório. Espécimes da região da ferida foram microtomografa-dos e posteriormente as amostras foram preparadas para análise histológica. A aná-lise histomorfológica incluiu a avaliação morfológica da histopatologia do reparo, a avaliação morfométrica da área de formação das trabéculas ósseas comparativa-mente entre os grupos. Realizamos ainda a coloração com fosfatase tartrato-resistente (TRAP) para identificação de osteoclastos. Os resultados mostraram que os defeitos preenchidos pelo cimento não apresentaram diminuição significativa da área de acordo com a progressão dos períodos pós-operatórios, pelo contrário, em alguns animais, o defeito aparentemente aumentou. A histomorfologia do reparo mostrou agrupamentos mais expressivos de células gigantes no grupo teste suge-rindo resposta a corpo estranho e osso neoformado mais maduro no grupo controle No grupo teste houve permanência do material e resposta corpo estranho até os úl-timos períodos de observação. Na histomorfometria, a área total de neoformação óssea na região da ferida foi significativamente maior e crescente com o passar do tempo experimental no grupo controle do que no grupo teste. As células gigantes apresentaram expressão histoquímica positiva para TRAP e não foram identificados osteoclastos. Concluímos que neste modelo de estudo, o cimento cerâmico não in-duziu ou conduziu a neoformação óssea de defeitos ósseos críticos criados em cal-vária de ratos sob o ponto de vista microtomográfico e histológico. / Surgical intervention employing grafts and bone substitutes is the best choice in oral and maxillofacial bone defects reconstruction for structural and functional lost. Re-garding this, autogenous and alogenous grafts have been used as osteocondutive and resorbable biomaterials. The aim of this study was to evaluate if a new bone bi-phasic composite of calcium sulfate and beta tricalcium phosphate with zeta potential control could induce or conduct bone formation in rats\' calvarias critical defects mod-el. Forty male Wistar rats underwent 8mm diameter calvaria perforation under gen-eral anesthesia. Animals were randomly allocated to group test (n=20), when the de-fects were filled with the biphasic phosphate and group control (n=20) when the wound was left just with blood clot. Animals underwent euthanasia 7, 14, 21 and 42 days after surgery. Bone calvaria specimens underwent microtomography and histo-logical processing for analysis. Histomorphological and histomorphometry were per-formed regarding aspects of bone healing evolution and new bone total area within the defect. Additionally, histological samples were tartrate-resistant phosphatase (TRAP) stained for osteoclasts identification. The results showed that defects filled by the composite did not present significant bone formation considering postoperative evolution, on the contrary it seemed that the defect area increased in some animals. The bone repair histomorphology in test-group showed expressive giant cells nests involving the ceramic material suggesting foreign body reaction. A mature bone tis-sue neoformation was significantly more intense in the control-group. In the test-group the permanence of the exogenous material caused the sustained foreign body reaction until the last observational periods. Histomorphometric analysis showed that in control-group the total area of bone formation was significantly greater and pro-gressive along the experiment than the test-group. Osteoclasts were not identified but the giant cells presented positive reaction to TRAP. It was possible to conclude that the biphasic ceramic with zeta potential control was not capable to induce or conduct bone neoformation in critical defects created in rats\' calvaria.

Nos defeitos bucomaxilofaciais, a intervenção cirúrgica utilizando enxertos ou substi-tutos ósseos é indicada para reestabelecer a forma e a função perdidas. Nesse con-texto, enxertos auto?genos e alo?genos te?m sido substituídos por biomateriais osteo-condutores e reabsorvíveis. O objetivo deste trabalho foi avaliar por meio de micro-tomografia e dos aspectos histológicos do reparo ósseo, se um novo cimento bifási-co composto por sulfato de cálcio e beta fosfato tricálcico com controle de potencial zeta, poderia induzir ou conduzir a neoformação óssea em defeitos críticos, produzi-dos em calvárias de ratos. Foi realizado um defeito crítico de 8mm de diâmetro na calvária de 40 ratos Wistar machos. No grupo teste (n=20) os defeitos foram preen-chidos pelo cimento. No grupo controle (n=20) os defeitos não foram preenchidos e permaneceram apenas com o coágulo. Os animais sofreram eutanásia em 7, 14, 21 e 42 dias do pós operatório. Espécimes da região da ferida foram microtomografa-dos e posteriormente as amostras foram preparadas para análise histológica. A aná-lise histomorfológica incluiu a avaliação morfológica da histopatologia do reparo, a avaliação morfométrica da área de formação das trabéculas ósseas comparativa-mente entre os grupos. Realizamos ainda a coloração com fosfatase tartrato-resistente (TRAP) para identificação de osteoclastos. Os resultados mostraram que os defeitos preenchidos pelo cimento não apresentaram diminuição significativa da área de acordo com a progressão dos períodos pós-operatórios, pelo contrário, em alguns animais, o defeito aparentemente aumentou. A histomorfologia do reparo mostrou agrupamentos mais expressivos de células gigantes no grupo teste suge-rindo resposta a corpo estranho e osso neoformado mais maduro no grupo controle No grupo teste houve permanência do material e resposta corpo estranho até os úl-timos períodos de observação. Na histomorfometria, a área total de neoformação óssea na região da ferida foi significativamente maior e crescente com o passar do tempo experimental no grupo controle do que no grupo teste. As células gigantes apresentaram expressão histoquímica positiva para TRAP e não foram identificados osteoclastos. Concluímos que neste modelo de estudo, o cimento cerâmico não in-duziu ou conduziu a neoformação óssea de defeitos ósseos críticos criados em cal-vária de ratos sob o ponto de vista microtomográfico e histológico. / Surgical intervention employing grafts and bone substitutes is the best choice in oral and maxillofacial bone defects reconstruction for structural and functional lost. Re-garding this, autogenous and alogenous grafts have been used as osteocondutive and resorbable biomaterials. The aim of this study was to evaluate if a new bone bi-phasic composite of calcium sulfate and beta tricalcium phosphate with zeta potential control could induce or conduct bone formation in rats\' calvarias critical defects mod-el. Forty male Wistar rats underwent 8mm diameter calvaria perforation under gen-eral anesthesia. Animals were randomly allocated to group test (n=20), when the de-fects were filled with the biphasic phosphate and group control (n=20) when the wound was left just with blood clot. Animals underwent euthanasia 7, 14, 21 and 42 days after surgery. Bone calvaria specimens underwent microtomography and histo-logical processing for analysis. Histomorphological and histomorphometry were per-formed regarding aspects of bone healing evolution and new bone total area within the defect. Additionally, histological samples were tartrate-resistant phosphatase (TRAP) stained for osteoclasts identification. The results showed that defects filled by the composite did not present significant bone formation considering postoperative evolution, on the contrary it seemed that the defect area increased in some animals. The bone repair histomorphology in test-group showed expressive giant cells nests involving the ceramic material suggesting foreign body reaction. A mature bone tis-sue neoformation was significantly more intense in the control-group. In the test-group the permanence of the exogenous material caused the sustained foreign body reaction until the last observational periods. Histomorphometric analysis showed that in control-group the total area of bone formation was significantly greater and pro-gressive along the experiment than the test-group. Osteoclasts were not identified but the giant cells presented positive reaction to TRAP. It was possible to conclude that the biphasic ceramic with zeta potential control was not capable to induce or conduct bone neoformation in critical defects created in rats\' calvaria.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA14MA130.pdf: 1998964 bytes, checksum: 145e149b4c0a26553d621c120349c867 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / New techniques for bone replacement have continuously been searched, to find new alternatives for treatment of fractures, bone tumors or any orthopedic disease requiring transplants or bone grafts. With that proposal, we performed surgical procedures in both sheep s tibia to evaluate the osteoregenerative capacity of biomaterials of different compositions. Eight female, mongrel sheeps, 12 months old, weighting on average 30kg were obtained for the animal study. Three bone defects, in both tibias of each animal, a total of six bone defects each, were produced, being four of them treated with four different types of biomaterials and two with autogenous bone grafts, as a control group. The biomaterials implanted were: hydroxyapatite (HA), beta-tricalcium phosphate (TCP-&#946;), hydroxyapatite/beta-tricalcium phosphate 60:40 (HA/TCP-&#946; 60:40) and the nanocomposite hydroxyapatite and alumina (HA/Al2O3 5%). The animals were allocated in two groups: Group 60 (n=04), in which the animals were euthanized sixty days after the implantation of the biomaterials and Group 90 (n=04), in which the animals were euthanized ninety days after the procedure. Were performed radiograph images on the preoperative period, on the immediate postoperative and at 30, 60 and 90 days of postoperative period, to excluded any previously disease or postoperative complications that could compromise this research. After euthanasia, the tibias were collected for macro and microscopic evaluation, which was accessed by scanning electron microscopy (SEM) and optic microscopy. The results suggest that HA, TCP-&#946; and HA/TCP-&#946; present a great osteoregenerative capacity. The last one seems to be the best for a long-term outcome, due its best control in the solubilization and releasing of calcium and phosphates ions through the biological environment during the bone formation. The nanocomposite HA/Al2O3 5% didn t show a good response on this study, and we suggest new researchs to better evaluate the potential and applicability of this new biomaterial / Novas técnicas para substituição de tecido ósseo têm sido continuamente pesquisadas, buscando novas alternativas para o tratamento de fraturas, tumores ósseos ou qualquer enfermidade ortopédica que indique o uso de transplantes ou enxertos ósseos. Com este intuito, foram realizados experimentos cirúrgicos em tíbias de ovinos, objetivando avaliar a capacidade osteoregenerativa de biomateriais em diferentes composições. Foram utilizadas oito ovelhas mestiças texel, com 12 meses de idade e peso médio de 30 kg. Foram produzidos três defeitos ósseos em ambas as tíbias dos animais, totalizando seis defeitos, sendo que quatro foram preenchidos por biomateriais, e dois por fragmentos ósseos retirados do próprio animal, funcionando como controle. Os materiais implantados foram: hidroxiapatita (HA), tricálcio fosfato-&#946; (TCP-&#946;), hidroxiapatita/tricálcio fosfato-&#946; (HA/TCP-&#946; 60/40) e o nanocompósito hidroxiapatita/alumina a 5% (HA/Al2O3 a 5%). Os animais foram alocados em dois grupos: Grupo 60 (n=04), em que os animais foram eutanasiados após 60 dias da colocação dos implantes e Grupo 90 (n=04), em que a eutanásia ocorreu 90 dias após a colocação dos implantes. Foram realizadas radiografias nos períodos pré-operatório, imediatamente após o procedimento e aos 30, 60 e 90 dias de pós-operatório, a fim de excluir qualquer alteração prévia ou complicação pós-operatória, capaz de comprometer a pesquisa. Após a eutanásia, foram coletadas as tíbias para avaliação macro e microscópica, por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica. Os resultados encontrados sugerem uma boa capacidade de neoformação óssea com a HA, o TCP-&#946; e o composto bifásico HA/TCP-&#946; 60/40. Este último apresenta o melhor resultado a longo prazo, devido ao melhor controle na solubilização e liberação dos íons cálcio e fosfatos para o meio biológico durante o processo de neoformação óssea. O biomaterial nanocompósito HA/Al2O3 a 5% não apresentou resultados promissores neste estudo, e sugerem-se novas pesquisas a fim de investigar melhor o potencial e aplicabilidade deste novo biomaterial

Orientador: Sheila Canevese Rahal / Resumo: O trabalho teve por objetivo comparar, por meio de exames de imagem e avaliações histológicas, dois parafusos de interferência bioabsorvíveis implantados em ovinos. Foram utilizados 22 ovinos, misto de Santa Inês, adultos, fêmeas, com massa corpórea média de 42,3 kg. Em todos os animais, o membro pélvico direito recebeu o parafuso de PDLLA (70% de L-lactídeo e 30% de DL-lactídeo) e o membro pélvico esquerdo recebeu parafuso de PDLLA 70/30 + β-TCP (30% de beta fostato tricálcico), os quais foram aplicados na região metafisária distal do fêmur por acesso lateral. Os animais foram submetidos à eutanásia, de acordo com o tempo de observação e permanência dos implantes, como segue: 1 mês (n=6), 4 meses (n=5), 7 meses e meio (n=6), 18 meses (n=5). Pelo exame radiográfico, o local de inserção do parafuso PDLLA mostrava-se inicialmente como área radiolucente circular, que progressivamente apresentou-se menos definido e com presença de radiopacidade central. Pela tomografia computadorizada (TC) havia área de hipodensidade no período inicial, que com o passar do tempo apresentou aumento da densidade no eixo central. No último tempo de avaliação, a microTC mostrou acentuado aumento da densidade do parafuso, principalmente nas regiões corticais. Na avaliação histologia o parafuso estava degradado, com áreas de formação óssea discretas e outras mais evidentes. O parafuso de PDLLA/β-TCP foi facilmente identificado nas avaliações iniciais pelos exames de imagem, sendo tanto radiopaco como h... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study aimed to compare two bioabsorbable interference screws implanted in sheep. Twenty-two Santa Inês mixed sheep, adults, females, mean body mass of 42.3 kg were used. In all sheep, the right hind limb received PDLLA screw (70% L-lactide and 30% D,L-lactide) and the left hind limb received PDLLA70/30 + β-TCP (30% beta-tricalcium phosphate) screw, which were applied in the distal metaphyseal region of the femur by lateral access. The animals were submitted to euthanasia, according to observation time and permanence of the implants, as follows: 1 month (n = 6), 4 months (n = 5), 7.½ months (n = 6), 18 months (n = 5). On radiographs, the PDLLA screw insertion site was initially visibilized as a circular radiolucent area, which progressively was less defined and had central radiopacity. Computed tomography (CT) showed an area of hypodensity in the early period, and over time showed increased density in the central axis. At the last evaluation time, the microCT showed a marked increase in screw density, especially in the cortical regions. In the histology, the screw was degraded, with discrete bone formation areas and others more evident. The PDLLA/β-TCP screw was easily identified in the initial evaluations by imaging exams, being radiopaque and hyperdense, with progressive loss of definition by radiographic examination and density change on CT. In the last evaluation, the screw remained hypodense and surrounded by discrete bone tissue on microCT. Histologically, its centr... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Avec plus de 2 millions d’interventions chirurgicales par an dans le monde, les actes de chirurgie osseuse sont les plus fréquents, ce qui pousse les entreprises du secteur des biomatériaux pour la régénération osseuse à investir massivement pour sans cesse améliorer leurs produits. Cette thèse est issue d’un contrat CIFRE effectué avec l’entreprise Kasios afin de l’aider dans le développement de céramiques et polymères poreux principalement pour des applications en chirurgie maxillo-faciale. Les travaux réalisés s’articulent autour du développement de biomatériaux biphasiques à base de phosphate tricalcique béta (β-TCP). En premier lieu, des microfibres de polycaprolactone (PCL) incorporant des particules élémentaires de β-TCP ont été fabriquées par électrospinning. Les principales applications des fibres concernent la régénération osseuse guidée pour la préservation alvéolaire ou les opérations de relevés de sinus. L’électrospinning des fibres a utilisé des solvants ne présentant pas de toxicité aiguë. Les fibres ont formé des membranes manipulables qui peuvent être facilement découpées et suturées même en environnement humide. Les études in vitro n’ont révélé aucune cytotoxicité et les membranes ont permis la prolifération de cellules ostéoblastiques. La seconde étude a permis la fabrication d’éponges de gélatine et d’acide hyaluronique saturées ou recouvertes en surface de granules de β-TCP pour le comblement alvéolaire. Les éponges étaient facilement façonnables pour correspondre à l’alvéole du patient. Le chirurgien pourrait alors bénéficier de la nature biphasique du dispositif médical afin de faciliter l’implantation et éviter la manipulation séparée des éponges et des granules. L’utilisation des éponges permettrait par ailleurs d’assurer un positionnement idéal des granules pour la cicatrisation alvéolaire. La troisième étude, plus fondamentale, porte sur l’interaction des cellules osseuses avec le β-TCP et sa résorption. Des études de biomécanique et de biodégradation ainsi que de biodissolution ont également été réalisées sur des biomatériaux produits par l’entreprise. / With more than 2 million surgeries per year, bone tissue is one of the most concerned tissues and biomaterial companies have developed massive investments to continually improve bone regeneration.This thesis was conducted during a CIFRE contract (a tripartite contract linking a student, a university and acompany) and was done in association with the company Kasios for the development of new porous polymers and ceramics. This thesis was specifically centered in the development of biphasic biomaterials based upon beta tricalcium phosphate (β-TCP). First, polycaprolacton (PCL) microfibers incorporating β-TCP elementary particles were produced using electrospinning. These fibers were developed to provide membranes for guided bone regeneration usable in alveolar preservation and sinus lifting. Electrospinning of the fibers did not require any high toxicity solvent. Our fibers formed membranes that could easily be handled, cut and sutured in dry and wet environment. In vitrocytotoxicity studies confirmed the non-toxic nature of the material and showed the ability of the membranes to encourage survival and proliferation of osteoblastic cells. Secondly, freeze-dried gelatin and hyaluronicacid sponges saturated or embedded with β-TCP granules were developed for alveolar filling. Theses ponges could easily be shaped to fit the patient’s dental socket. The biphasic nature of the sponges could make the implantation easier and faster by avoiding surgeons to handle separately the granules and the sponges. This medical device could also insure a correct and optimal positioning of the granules for the patient healing. Lastly, a fundamental study was conducted on resorption of β-TCP and the interaction between bone cells and the biomaterial. Biomechanical and biodegradation/biodissolution studies were also done on different types of biomaterials produced by the company.

L’architecture des biomatériaux de comblement osseux à un réel impact sur l’activité cellulaire, la vascularisation et la diffusion de facteurs de croissance. Dans un premier temps, différentes membranes de polystyrène (PS) composées de fibres alignées ou aléatoires ont été étudiées. Elles sont non biodégradables et pourraient servir de supports pour la régénération de larges défauts osseux. Nous avons montré la cytocompatibilité in vitro des membranes en analysant l’adhésion, la prolifération et la différenciation cellulaire. Ensuite, des membranes de PS ont été enrichies de grains de β-TCP ou de nanoparticules d’or. Nous les avons implantées dans un modèle de défaut crânien de taille critique chez la souris. L’addition de β-TCP a stimulé la repousse osseuse grâce à la grande bioactivité des céramiques. Les membranes ont été biotolérées, les fibres ont été encapsulées dans l’os néoformé mais également dans un tissu conjonctif dense. Les nanoparticules d’or immobilisées sur des fibres ont migré dans l’os ou ont été phagocytées. Dans un second temps, différentes formulations de granules poreux de β-TCP ont été analysées par nanotomographie aux rayons X. L’architecture macroporeuse des granules varie inversement avec la concentration en β-TCP. Les faces internes montrent une grande hétérogénéité de minéralisation. Pour mimer les conditions d’utilisation en chirurgie maxillo-faciale, les granules ont été empilés dans des tubes. Nous avons montré que l’architecture des empilements de granules dépendait de leur forme. L’empilement de granules commerciaux (contenant12,5g de β-TCP) mime l’architecture naturelle et les propriétés physiques de l’os. / The architecture of bone filling biomaterials has a real impact on cellular activity, vascularization and diffusion of growth factors. As a first step, different polystyrene (PS) scaffolds composed of aligned or random fibers were studied. They were non-biodegradable and could be used as supports for regeneration of large bone defects. We showed the in vitro cytocompatibility of the scaffolds by analyzing cell adhesion, proliferation and differentiation. Then, polystyrene scaffolds were enriched with β-TCP grains or gold nanoparticles. We implanted them in a model of critical size defect in mouse calvaria. Addition of β-TCP stimulated bone regrowth due to the high bioactivity of the ceramics. Scaffolds were biotolerated, fibers were encapsulated in the newly formed bone and also in a dense connective tissue. The gold nanoparticles immobilized on fibers migrated into the bone or were phagocytized. As a second step, different formulations of porous granules of β-TCP were analyzed by X-ray nanotomography. The macroporous architecture of granules varies inversely with the concentration of β-TCP. The internal faces howed a great heterogeneity of mineralization. Tomimic the conditions in maxillofacial surgery, granules were stacked in tubes. We have shown that the architecture of the granules depends on their shape.The stacks of commercial granules (containing 12.5 g ofβ-TCP) mimicked the natural architecture and physical properties of bone.