Dissertations / Theses: 'Ingénierie tissulaire'

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Lesieur, Romane. "Ingénierie tissulaire de l'oesophage." Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0020.

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Abstract:

La restauration de la continuité digestive suite à l'ablation d'une portion de l'œsophage consiste à la réalisation chirurgicale d’une anastomose œsogastrique intra-thoracique. Néanmoins des complications post-opératoires sont décrites telles que des atteintes pulmonaires, des fistules, des sténoses, des nécroses de plastie, et un reflux gastro-œsophagien. Le développement d'un substitut issu de l'ingénierie tissulaire dérivé de la matrice œsophagienne biologique décellularisée (MBD) est prometteur dans la perspective d’améliorer la prise en charge du traitement chirurgical pour le remplacement de l’œsophage. L'objectif principal de cette étude était d'optimiser la conception d’une MBD de porcs et de caractériser ses propriétés biologiques et mécaniques. Le second objectif était de cellulariser la MBD au moyen de cellules immuno-privilégiées, facilement disponibles : les cellules stromales mésenchymateuses humaines issues de la gelée de Wharton (CSM-GW).La décellularisation de l'œsophage était réalisée selon un protocole basé sur la perfusion dynamique de solutions chimiques et enzymatiques de la lumière de l’organe. L’analyse histologique et la quantification de l’ADN résiduel de la MBD permettaient de déterminer l’efficacité du protocole de décellularisation. L'ultrastructure de la MBD était analysée par des marquages immunohistochimiques (IHC), et la composition du contenu protéique de la matrice extracellulaire (MEC) était décrite par spectrométrie de masse. Les tests de cytotoxicité in-vitro de la MBD étaient réalisés conformément à la norme ISO 10993-5. L’évaluation de la force de rétention à la suture, la résistance à la traction et la pression à l’éclatement de la MBD consistait à décrire le comportement mécanique du substitut en regard de son utilisation clinique.Les CSM-GW utilisées pour la cellularisation de la MBD étaient extraites à partir de cordons ombilicaux humains et leur profilage par cytométrie en flux permettait de confirmer la pureté de la population cellulaire. La réponse immunitaire des CSM-GW était quantifiée après une co-culture avec des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC). Le phénotypage des PBMC permettait d’évaluer l’expression des marqueurs immunitaires au contact des MSC-GW, et l’étude du sécrétome, par une méthode immuno-enzymatique (ELISA), quantifiait le relargage des cytokines. La stratégie de cellularisation de la MBD proposée reposait sur le développement de feuillets cellulaires de MSC-GW. La validation du protocole de fabrication des feuillets consistait en la caractérisation du phénotype cellulaire par IHC et l’étude mécanique des feuillets permettait de mesurer leur résistance à la perforation.L’absence de contenu cellulaire et la quantification de l’ADN résiduel de la MBD confirmaient l’efficacité de la décellularisation selon les critères de validation en vigueur. L’ultrastructure et les composants biologiques de la MEC étaient préservés et l'analyse protéomique de la MEC mettait en évidence une complexité protéique. Le traitement de décellularisation n’induisait pas de toxicité de la MBD et le comportement mécanique de la MBD était adapté à son utilisation en tant que substitut œsophagien.La culture des CSM-GW sous forme de feuillets favorisait la cellularisation de la MBD. Une fois ensemencés, les feuillets avaient conservé leur phénotype cellulaire et leur caractéristiques immuno-privilégiées. Un remodelage tissulaire in-vitro était visible ainsi que la formation d’une nouvelle MEC produite par les CSM-GW.Les caractérisations de la MBD obtenue offraient une complexité biologique et un comportement mécanique favorable à son utilisation en tant que substitut œsophagien. La MBD était cellularisable avec des feuillets cellulaires de CSM-GW, pouvant favoriser ainsi l'intégration et le remodelage des tissus
Upon removal of a portion of the esophagus, the restoration of the digestive continuity involves the surgical creation of an intrathoracic esophagogastric anastomosis. However, postoperative complications such as lung impairments, fistulas, strictures, graft necrosis, and gastroesophageal reflux are reported. The enhancement of surgical procedures for esophageal replacement has made promising progress by the development of a substitute through tissue engineering that utilizes a decellularized biological esophageal matrix (DEM). The primary objective of this study was to optimize the design of porcine DEM and characterize its biological and mechanical properties. The secondary objective was to cellularize DEM using readily available immune-privileged human mesenchymal stromal cells derived from Wharton's jelly (hMSCs-WJ).Esophageal decellularization was performed according to a protocol based on the dynamic perfusion of chemical and enzymatic solutions through the organ lumen. Histological analysis and residual DNA quantification of the DEM were conducted to determine the efficiency of the decellularization protocol. The ultrastructure of the DEM was analyzed using immunohistochemical (IHC) labeling, and the composition of the extracellular matrix (ECM) protein content was described by mass spectrometry. In-vitro cytotoxicity tests of DEM were conducted following ISO 10993-5 standards. The evaluation of suture retention strength, tensile strength, and bursting pressure of DEM aimed to describe the mechanical behavior of the substitute for clinical use.hMSCs-WJ used for DEM cellularization were extracted from human umbilical cords, and their flow cytometry profiling confirmed the purity of the cell population. The immune response of hMSCs-WJ was quantified after co-culture with peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). PBMCs phenotyping assessed the expression of immune markers in contact with hMSCs-WJ, while enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) quantified cytokine release. The proposed DEM cellularization strategy involved the development of cell sheets from hMSCs-WJ. The validation of the cell sheet production protocol involved the characterization of the cellular phenotype by IHC analysis, and the mechanical study of the sheets measured their resistance to perforation.The absence of cellular content and residual DNA quantification in DEM confirmed the efficacy of decellularization according to current validation criteria. The ultrastructure and biological components of the ECM were preserved, and proteomic analysis highlighted protein complexity. Decellularization treatment did not induce DEM toxicity, and the mechanical behavior of DEM was suitable for its use as an esophageal substitute.Culturing hMSCs-WJ as cell sheets promoted the cellularization of the DEM. Once seeded, the sheets retained their cellular phenotype and immune-privileged characteristics. In-vitro tissue remodeling was visible, along with the formation of a new ECM produced by hMSCs-WJ.Characterization of the obtained DEM offered biological complexity and favorable mechanical behavior for its use as an esophageal substitute. DEM was cellularizable with hMSCs-WJ cell sheets, potentially promoting tissue integration and remodeling

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Builles, Nicolas. "Ingénierie tissulaire de la cornée : faisabilité." Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10284.

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Abstract:

Nous avons montré que les kératocytes extraits de la moitié supérieure périlimbique du stroma cornéen ont la capacité proliférative maximale dont 70% expriment CD34. Nous avons optimisé un milieu de prolifération permettant de conserver le phénotype CD34 positif. Nous avons mis en évidence 3 interactions des composants du milieu ayant un effet sur la différenciation. Nous avons réalisé un stroma reconstruit et une hémicornée dans lesquels le diamètre et l’espacement des fibres de collagènes sont proches de celles de la cornée humaine. L’hémicornée a été caractérisée et les interactions entre les cellules épithéliales et les kératocytes apportent un modèle plus physiologique en recherche et en pharmacotoxicologie. Sa présentation en insert de culture permet de faciliter l’application de produits à tester
We showed that keratocytes extracted from the perilimbic higher half of the corneal stroma have the maximum proliferative capacity, of which 70% express CD34. We optimized a medium for proliferation allowing to preserve CD34 positive phenotype. We highlighted 3 interactions of the components of the medium having an effect on differentiation. We carried out a stroma reconstruction and an hemicornea in which the diameter and the spacing of collagen fibres are close to those of the human cornea. Hemicornea was characterized and the interactions between the epithelial cells and the keratocytes bring a more physiological model in research and pharmacotoxicology. Its presentation inside culture inserts makes it possible to facilitate the application of products to be tested

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Brune, Thierry. "Ingénierie tissulaire du ligament antérieur croisé du genou." Lyon 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LYO10197.

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Abstract:

Les lésions du ligament croisé antérieur (LCA) sont fréquentes. En l´absence de cicatrisation spontanée, la reconstruction par greffe tendineuse autologue est indispensable. Malgré de bons résultats cliniques, certains problèmes demeurent. Dans le cadre de ce projet, nous avons développé un implant de nouvelle génération issu du génie tissulaire. La première partie traite de la caractérisation des cellules du LCA rompu. Nous présentons ensuite deux modèles ligamentaires élaborés à partir de « small intestinal submucosa » (SIS), un matériau matriciel acellulaire d’origine animale. L´utilisation de différentes populations cellulaires et de plusieurs versions du matériau est discutée en troisième partie. Nos résultats montrent que les cellules du LCA rompu se comportent in vitro comme celles du LCA intact. D´autre part, une forme hydratée de SIS permet d’obtenir un modèle à la morphologie proche de celle du LCA. La quatrième partie est consacrée à un essai animal dont l´objectif était de valider pour le LCA une nouvelle technique d´implantation permettant d´accélérer l´intégration de l’implant
Tears of the anterior cruciate ligament (ACL) are frequent. In absence of spontaneous healing, it is necessary to perform an autologous graft. In spite of clinical good results, some limitations remain. Within the framework of this project, we developed an new kind of tissue-engineered implant. The first part deals with the characterization of the cells extracted from the disrupted ACL. Then we present two models of ligament made of “small intestinal submucosa” (SIS), an acellular material of animal origin. The use of various cellular populations and several versions of SIS is discussed in the third part. Our results show that the cells of the disrupted ACL behave in vitro like those of the intact ACL. In addition, a hydrated form of SIS makes it possible to obtain a model with a morphology close to that of the ACL. The fourth part is devoted to an animal test which aimed to validate for the ACL a new protocole of implantation allowing a quicker integretion of the implant

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Merceron, Christophe. "Ingénierie tissulaire du cartilage : hydrogel et cellules souches." Nantes, 2011. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=5f4996be-9d81-47bd-aed3-fb4ce525bab3.

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Abstract:

Le cartilage articulaire est un tissu conjonctif spécialisé recouvrant la surface des articulations. Ce tissu a la particularité d'être aneural, avasculaire et alymphatique et présente des capacités de réparation spontanée limitées. Il peut être le siège de lésions d'origine traumatique, inflammatoire ou liées au vieillissement. Les traitements actuels des pertes de substance cartilagineuse ne permettent l'obtention de résultats satisfaisants qu'à court terme et aboutissent à la formation d'un tissu de réparation fibreux. C'est pourquoi des stratégies d'ingénierie tissulaire, dont le principe réside dans l'association de cellules, de matrices et de morphogènes, ont été développées. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à l'utilisation combinée de cellules souches du tissu adipeux humain (hCSTA), d'un hydrogel injectable et auto-réticulant (HPMC-Si) et à l'optimisation des conditions de différenciation chondrogénique. Tout d'abord, nous avons montré que les hCSTA présentent les caractéristiques des cellules souches adultes. Nous avons ensuite démontré que les hCSTA cultivées au sein de l'environnement 3D que constitue l'HPMC-Si et en présence de milieu d'induction, expriment un phénotype chondrocytaire et sont capables de former un tissu cartilagineux in vivo. Dans l'optique d'optimiser la différenciation chondrogénique des hCSTA, nous nous sommes intéressés à l'hypoxie et à un polysaccharide marin GAG-mimétique (GY785 DRS). Ces deux facteurs nous sont apparus comme de potentiels outils permettant l'optimisation de la différenciation chondrogénique en vue d'une utilisation en médecine régénérative du cartilage
Articular cartilage is a highly specialized connective tissue that covers the end of bone and forms the smooth surface of joints. Articular cartilage is an avascular, alymphatic, aneural tissue that has limited self-healing capabilities. Cartilage can be altered by traumatic injuries, inflammatory or degenerative diseases. Current surgical treatments for cartilaginous defects only allow to obtain short-term satisfactory results. Therefore strategies for long-term cartilage repair have been developed. These tissue engineering strategies are based on the use of chondrogenic cells, biomaterials and morphogens. In this context, we investigated the combined use of stem cells from human adipose tissue (hATSC) and a silated cellulose-based injectable self-setting hydrogel (Si-HPMC). First we have shown that hATSC exhibit stem cells features. We have then demonstrated that hATSC cultured within a 3D environment provided by Si-HPMC and in the presence of inductive medium, express a chondrocytic phenotype and are able to form a cartilaginous tissue in vivo. In order to optimize the chondrogenic differentiation of hATSC, we were finally interested in deciphering the potential roles of hypoxia and a marine polysaccharide GAG-mimetic (GY785 DRS) to improve chondogenic differentiation of hATSC. These two factors have emerged as potential tools to optimize the chondrogenic differentiation for use in regenerative medicine of cartilage

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Rederstorff, Émilie. "Potentiel des exopolysaccharides marins en ingénierie des tissus squelettiques." Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011NANT2002.

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Abstract:

Les lésions dégénératives des tissus squelettiques affectent une part importante de la population et représentent un enjeu majeur de santé publique. Cependant, les approches thérapeutiques mises en place pour la réparation de ces tissus, souffrent de nombreuses limitations. Dans ce contexte, des efforts pluridisciplinaires pour développer des solutions thérapeutiques alternatives ont conduit à une nouvelle discipline, l’ingénierie tissulaire. Cette discipline se donne pour objectif de développer des substituts biologiques aux tissus squelettiques en développant des constructions hybrides associant des matrices tridimensionnelles avec des cellules. L’objectif de cette thèse a été d’évaluer le potentiel de deux exopolysaccharides (EPS) marins HE800 et GY785, en ingénierie des tissus squelettiques. Lors d’une première étude nous avons mis en place un mode de stérilisation adapté aux EPS marins. Dans le but de développer des matrices tridimensionnelles physiquement et biologiquement compétentes nous avons démontré dans une deuxième étude que l’association d’EPS marins à un hydrogel auto réticulant à base d’hydroxypropyl méthylcellulose silanisée (HPMC-Si) permettait d’augmenter ces propriétés mécaniques. Une troisième étude plus approfondie sur la construction associant l’EPS GY785 à l’hydrogel d’HPMC-Si à montrer les capacités de cette matrice à favoriser la prolifération et le maintien du phénotype de chondrocytes articulaires de lapin tout en fournissant un microenvironnement adéquate pour la production d’une matrice extracellulaire cartilagineuse. Les résultats de ces travaux montrent l’intérêt des EPS marins en ingénierie tissulaire et plus particulièrement de l’EPS GY785 en ingénierie tissulaire du cartilage
Degenerative hurts of skeletal tissue affect an important part of the population and represent a major stake in health care. However, the therapeutic approaches for the repair of these tissues, suffer from numerous limitations. In this context, a multidisciplinary efforts has been done to develop alternative therapeutic solutions, leading to a new discipline; tissue engineering. This discipline has for objective to develop biological substitutes, by developing hybrid constructs associating three-dimensional matrices with cells. The goal of this thesis was to estimate the potential of two exopolysaccharides (EPS) from marine origin HE800 and GY785 in skeletal tissue engineering. During a first study, we set up a sterilization method adapted to marine EPS. Then, toward the development of physically and biologically competent 3 D matrices, we demonstrated in the second study that the association of EPS to a sililated hydroxypropyl methylcellulose (Si-HPMC) increases the mechanical properties of the scaffold. The third study deepened on the biological properties of the GY785/Si-HPMC scaffold on cartilage tissue engineering with rabbit articular chondrocytes (RAC). Results indicate the ability of this scaffold to maintain and to recover a chondrocytic phenotype as well as the production of cartilage-like extracellular matrix. The results of these works show the interest of marine EPS in tissue engineering and more particularly, the significance of GY785 EPS in cartilage tissue engineering

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Juthier, Francis. "Ingénierie tissulaire de valves cardiaques : apport des techniques de thérapie cellulaire." Phd thesis, Université du Droit et de la Santé - Lille II, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00433512.

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Abstract:

Les prothèses valvulaires cardiaques actuellement commercialisées présentent des inconvénients importants. Les prothèses biologiques (xéno ou allo greffes) sont soumises à une dégénérescence progressive, et les prothèses mécaniques nécessitent un traitement anticoagulant à vie. Des perspectives nouvelles sont apparues avec l'ingénierie tissulaire, dont le but est de créer à partir d'un support non cellularisé (matrice biodégradable de polymère de glycogène, ou xénogreffe décellularisée) un substitut valvulaire « vivant » offrant une meilleur longévité et des performances hémodynamiques optimales, ainsi que des capacités de remodelage et de croissance. Nous avons élaboré un modèle de xénogreffe porcine décellularise implanté en position systémique puis pulmonaire chez un agneau et testé plusieurs modes de recolonisation de cette matrice, par différents types de cellules. La spécificité de notre projet était de tester in vivo la possibilité de recolonisation de matrices valvulaires par des cellules autologues de moelle osseuse, les valves obtenues étant soumises à des forces mécaniques supposées être responsables de la recolonisation cellulaire et de la régénération de la matrice extra-cellulaire. La première étape a été l'optimisation d'un processus de décellularisation. Nous avons retenu un protocole combinant les effets de solutions hypotoniques et d'un détergent anionique, le sodium dodecyl sulfate. L'étape suivante a été de tester les propriétés mécaniques d'une valve xénogénique décellularisée dans un modèle ovin (qui est le modèle de référence en pathologie valvulaire cardiaque), en flux artériel systémique. Une matrice valvulaire porcine a été implantée dans une aorte thoracique descendante chez 6 agneaux. Ses propriétés mécaniques en contrainte systémique étaient bonnes, sans rupture ni dilatation anévrismale, 2 à 16 semaines après l'implantation. Nous avons ensuite testé la possibilité de colonisation de cette valve xénogénique décellularisée porcine par des cellules souches endogènes stimulées par l'injection de granulocyte-Colony Stimulating Factor (G-CSF). Ce montage a été implanté chez 6 agneaux puis une évaluation hémodynamique, macroscopique et histologique a été réalisée à 3, 6, 8 et 16 semaines. Alors que le G-CSF recombinant humain induisait une croissance significative du nombre de globules blancs périphériques chez l'agneau, l'effet sur la valve était délétère, et induisait des réactions inflammatoires et de fibrose ressemblant à un rejet de greffe après 16 semaines. Nous avons ensuite testé les propriétés mécaniques de cette valve après son implantation dans l'artère pulmonaire sous circulation extra-corporelle, ainsi que l'effet de l'injection in situ de cellules autologues mononucléées médullaires (CMM) juste avant l'implantation chirurgicale. Ces valves pulmonaires porcines décellularisées ont été implantées chez 15 agneaux. Chez 9 animaux, des CMM autologues ont été injectées dans la valve immédiatement avant son implantation (groupe CMM), et chez 6 animaux, aucune injection cellulaire n'était réalisée (groupe contrôle). Un suivi de 16 semaines était réalisé comprenant l'étude fonctionnelle de la valve (échographique et angiographique) ainsi qu'une étude histologique. Les évaluations échographiques ne montraient aucune régurgitation dans chacun des 2 groupes et les index de perméabilité valvulaire étaient similaires. Les études histologiques montraient une prolifération myointimale plus importante et des dépôts calciques étaient mis en évidence dans le groupe contrôle par rapport au groupe CMM. Toutes les valves étaient recouvertes d'une monocouche de cellules endothéliales. Cependant chez 2 animaux une infiltration inflammatoire importante était retrouvée dans l'adventice. Ces résultats suggéraient que l'injection in situ de cellules autologues médullaires pouvait réduire la détérioration de valves xénogéniques décellularisées, mais également dans des circonstances inconnues favoriser des réactions inflammatoires locales Nous avons alors supposé que l'injection in situ d'une sous-population de CMM, les cellules souches mésenchymateuses (CSM) pouvaient promouvoir in vivo la recolonisation de nos substituts valvulaire sans entraîner de risque d'augmentation des réactions inflammatoires locales. Nous avons prélevé des CCM autologues 7 jours avant l'implantation chirurgicale. De cet échantillon, des cellules souches mésenchymateuses (CSM) ont été isolées par une culture cellulaire spécifique. Les valves porcines décellularisées ont été implantées dans l'artère pulmonaire sous circulation extra-corporelle chez l'agneau, ayant été au préalable injectées soit de CMM (n=7), soit de CSM (n=7). L'évaluation fonctionnelle des valves a été réalisée après 16 semaines par échographie, les valves ont été explantées en vue de leur analyse macroscopique et histologique. Après 4 mois, les gradients moyens transvalvulaires et distaux étaient significativement plus bas dans le groupe avec CSM que dans le groupe CMM. L'index de perméabilité était également significativement plus élevé dans le groupe CSM que dans le groupe CMM.. L'examen histologique montrait également que la disposition de la matrice et la colonisation cellulaire était plus proche de celle de valve native dans le groupe CSM que dans le groupe CMM.

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L'Heureux, Nicolas. "Construction d'un vaisseau sanguin humain par ingénierie tissulaire, une nouvelle approche." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/nq26075.pdf.

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Portron, Sophie. "Modulation de la différenciation chondrogénique : application en ingénierie tissulaire du cartilage." Nantes, 2013. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=190797e4-113a-404b-88c9-fc006d3e1323.

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Abstract:

Le cartilage articulaire peut être le siège de nombreuses atteintes d'origine métabolique, inflammatoire ou traumatique. Pour traiter ces différentes affections, l'ingénierie tissulaire dont le principe réside dans l'association de cellules, de matrices et de morphogènes semble prometteuse. Notre stratégie consiste à combiner des cellules souches issues du tissu adipeux (CSA) à un hydrogel injectable et auto-réticulant. L'objectif de ces travaux fut de déterminer des conditions de différenciation optimales afin d'orienter les CSA vers un phénotype stable et de favoriser la synthèse d'une matrice cartilagineuse. Notre travail s'est fondé sur l'étude de facteurs environnementaux du cartilage articulaire. Ainsi, nous avons pu démontrer l'influence de la dimensionnalité, de la tension en oxygène et l'intérêt des glycosaminoglycanes-mimétiques en vue d'application clinique de l'ingénierie tissulaire du cartilage
Cartilage can be altered by traumatic injuries, inflammatory or degenerative diseases. To address this clinical issue, cartilage tissue engineering strategies combining cells, biomaterials and morphogenic factors are promising. Our strategy associates adipose stem cells (ASC) with an injectable and self-setting hydrogel. The aim of the present study was to determine the optimal culture conditions to promote the chondrogenic differentiation of ASC and therefore the formation of a cartilaginous matrix in vitro and in vivo. Our approach was based on the use of morphogenic factors mimicking the articular cartilage environment. Thus, we were interested in deciphering the effects of the dimensionality, oxygen tension and glycosaminoglycanesmimetics on the chondrogenesis of ASC for their future use in cartilage engineering

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Bostan, Luciana Elena. "Matériaux polymères avec hydrophilie contrôlée. Applications en ingénierie tissulaire du cartilage articulaire." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00743464.

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Abstract:

Les maladies ostéoarticulaires représentent environ 10% de l'ensemble des pathologies identifiées en France chaque année. Ces maladies inflammatoires et dégénératives des articulations sont pour la plupart consécutives au vieillissement ou à un traumatisme et évoluent vers l'usure des cartilages, d'où un handicap sévère. Comme aucun traitement ne permet la réparation totale du tissu cartilagineux, la recherche médicale développe des techniques d'ingénierie tissulaire. Ces techniques utilisent des substrats polymériques et des cellules souches qui sont " contraints " de se développer pour former du tissu cartilagineux. Cependant, ces techniques ne peuvent pas encore être utilisées à l'échelle d'une articulation complète car il n'est pas possible de reproduire ex vivo à grande échelle la structure et les propriétés mécaniques et physicochimiques du cartilage articulaire. Dans ce contexte, les travaux de cette thèse ont permis de développer des matériaux polymères capables d'être implantés à l'échelle macroscopique dans les articulations pathologiques afin de combler l'usure des cartilages. Pour se faire, de nouveaux biomatériaux - hydrogels p(HEMA) - ont été obtenus en contrôlant le caractère hydrophile des hydrogels p(HEMA) au cours de leur synthèse chimique en présence de différents co-monomères (acide acrylique, acrylamide, acrylate d'éthylène et acrylate de butyle). Partant de là, les propriétés physicochimiques, mécaniques et tribologiques de ces nouveaux hydrogels ont été optimisées afin d'obtenir des propriétés similaires à celles du cartilage articulaire sain. Ensuite, la libération contrôlée de médicaments par ces hydrogels a été étudiée afin de minimiser les risques inflammatoires lors de leur utilisation en ingénierie tissulaire du cartilage articulaire.

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Kahn, Cyril. "Ingénierie tissulaire des ligaments : conception d'un bioréacteur et étude des propriétés mécaniques." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL010N/document.

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Abstract:

L’ingénierie tissulaire vise à l’élaboration de prothèses biologiques par la régénération ou la culture, in vitro ou in vivo, de tissus ou d’organes. Dans la stratégie de culture in vitro, le développement de nouveaux outils, tels que des bioréacteurs, permettant la culture de cellules ou de tissus sous sollicitations mécaniques spécifiques au tissu est primordial. De plus, l’avancée de cette discipline dans la régénération des tissus nécessite de développer, dès à présent, des méthodes d’évaluation mécanique satisfaisantes permettant de comparer ces néo-tissus aux tissus sains selon des critères de sollicitations physiologiques. En effet, pour parvenir à une bonne évaluation de ces matériaux, il est nécessaire de pouvoir les tester sur des chargements représentatifs des sollicitations physiologiques auxquelles ils sont soumis. Nous avons ainsi, dans un premier temps, conçu et développé un bioréacteur de ligaments permettant la culture de cellules stimulées mécaniquement par des sollicitations cycliques de traction-torsion. Ce bioréacteur a été dimensionné afin de pouvoir obtenir des bio-prothèses de taille comparable aux ligaments et tendons à remplacer (4 à 5 cm de long). Nous avons, dans un deuxième temps, développé un modèle du comportement mécanique global de ces tissus à partir du formalisme thermodynamique développé au sein de notre laboratoire et des observations faites sur des tendons d’Achille de lapin. Ce modèle a pour but d’approfondir la compréhension des structures intervenant de façon prépondérante dans la qualité mécanique de ces tissus ainsi que l’évaluation et l’optimisation des matrices de support et des néo-tissus devant s’y substituer
Tissue Engineering aims to fabricate bio-prostheses by regenerating or culture, in vivo or in vitro, tissues or organs. In the in vitro strategy, developing new tools such as bioréactors which allow the culture of cells or tissues under their specific mechanical solicitations is a huge point. Moreover, the last advances of this discipline in regeneration of tissues require new mechanical model allowing their evaluation and comparison to native tissue under physiological loading. Indeed, in order to obtain a good evaluation of their mechanical quality, it is important to be able to applied mechanical solicitations linked to physiological ones. As a first step, a bioreactor of ligament allowing the culture of cells under mechanical solicitations of cyclic traction-torsion was designed and developed. This bioreactor was sized to potentially obtain a bio-prosthesis comparable to native tissue in term of size (4 to 5 cm long). In a second time, a mechanical model was elaborated based on a thermodynamic formalism developed in our laboratory and the observation made on rabbit Achilles tendons. The goals of this model are to improve our knowledge on the mayor structures involved into the mechanical quality of theses tissues and to evaluate and optimise the scaffolds and neo-tissues of substitution

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Fénelon, Mathilde. "La MAH en ingénierie tissulaire : application à la régénération du tissu osseux." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0241.

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Abstract:

La régénération osseuse guidée (ROG) est une technique couramment utilisée pour la régénération de perte de substance osseuse. Elle repose sur l’utilisation d’une membrane jouant un rôle de « barrière » en isolant le défaut osseux. Afin de pallier les limites des membranes actuellement utilisées, des recherches récentes tentent de développer de nouvelles membranes dites « bio-actives ». Du fait de ses propriétés biologiques, la membrane amniotique humaine (MAH) pourrait être une alternative aux membranes conventionnellement utilisées pour la ROG. L’objectif principal de ce travail était de déterminer les meilleures conditions d’utilisation de la MAH pour la régénération de pertes de substances osseuses. Dans une première partie expérimentale, l’influence des faces de la MAH appliquées au contact du défaut ainsi que l’effet de la cryopréservation ont été étudiés. Dans une seconde partie expérimentale, une nouvelle méthode de décellularisation de la MAH, simple et reproductible a été développée. Dans une troisième partie expérimentale, la réparation osseuse de défauts de taille non-critiques et critiques a été évaluée en présence de la MAH préservée selon différentes méthodes. Les résultats ont montré que ni les cellules souches contenues dans la MAH, ni la face appliquée au contact du défaut n’avaient d’influence sur la régénération osseuse. La MAH décellularisée/lyophilisée semblait être la méthode de préservation la plus prometteuse en vue de son utilisation en régénération osseuse
Guided bone regeneration (GBR) is commonly used to repair damaged bone. GBR is based on the application of a membrane which will act as a physical barrier to isolate the intended bone-healing space. The development of bioactive membranes has been suggested to overcome some limitations of the currently used membrane. Due to its biological properties, the human amniotic membrane (HAM) is a new biological membrane option for GBR. This study aimed at investigating the most suitable conditions to use HAM for GBR. First, the influence of both HAM sides and the impact of cryopreservation were studied. Then, a new decellularization process of HAM, that is simple and reproducible, has been developed. In a third part, bone regeneration of non-critical and critical sized defects depending on the preservation method of HAM was assessed in rodents. Results showed that neither stem cells found in HAM, nor the HAM layer used to cover the defect had an influence on its potential for bone regeneration. The most promising results were achieved with the decellularized/lyophilized HAM for the field of bone regeneration

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Van, den Berghe Hélène. "Nouveaux conjugués PLA-antibiotique pour des systèmes à libération prolongée en ingénierie tissulaire." Montpellier 1, 2007. http://www.theses.fr/2007MON13509.

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Abstract:

Le travail réalisé vise à concevoir des conjugués de PLA50 biorésorbable et d’antibiotiques susceptibles d’être combinés à des matrices supports de cellules pour des applications en ingénierie tissulaire. Une analyse de la littérature a conduit à la conception de conjugués oligomères PLA50-amoxicilline permettant de libérer le principe actif de façon prolongée dans le milieu infecté. Deux conjugués ont été synthétisés selon deux stratégies: une activation des oligomères via un réarrangement de Curtius ou une activation par acylation, ce qui conduit à des conjugués possédant respectivement une liaison urée ou amide. L’étude comparative de la libération de l’amoxicilline in vitro en milieu aqueux révèle que la liaison urée est mieux adaptée à l’application visée. Des tests biologiques montrent que les deux conjugués sont cytocompatibles et qu’ils conservent le même spectre d’activité bactériologique que l’amoxicilline seule
The aim of this work was to elaborate bioresorbable PLA50-antibiotic conjugates likely to be combined to matrices used as cellular supports for tissue engineering. The literature analysis led to the design of PLA50 oligomers-amoxicillin conjugates allowing a sustained drug delivery in the infected medium. Two conjugates were synthesized according to two strategies: an activation of the oligomers via a Curtius rearrangement or via an acylation reaction, giving conjugates with a urea or an amide bond, respectively. The comparative study of the in vitro drug delivery in aqueous medium showed that the urea bond is more suitable for the aimed application. Biological tests showed that the two conjugates were cytocompatible and preserve the same bacteriological activity range than free amoxicillin

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Luc, Guillaume. "Ingénierie tissulaire : Mise en oeuvre d’un procédé de fabrication d’une matrice oesophagienne biologique." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0423/document.

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Abstract:

Objectifs : L’objectif principal de ce travail était de fabriquer une matrice œsophagienne décellularisée tubulaire implantable dans un modèle porcin. Méthodes : Des œsophages de porcs étaient prélevés et décellularisés selon un protocole basé sur l’Acide Déoxycholique. La décellularisation devait être confirmée par analyse histologique et quantification de l’ADN résiduel. L’évaluation des Glycosaminoglycanes, des protéines de structures (Collagène, Elastine, Fibronectine et Laminine) était réalisée par étude histologique et immunohistochimique sur les MD. Les tests mécaniques étaient réalisés en traction circonférentielle, longitudinale, et à l’éclatement. La biocompatibilité des MD a été évaluée in vivo sur un modèle murin. L’ensemencement était réalisé par des Adipose Derived Stem Cells (ADSCs) appliquées sous forme de feuillets sur les MD tubulaires. L’efficience de la maturation des MD in vivo était réalisée sur un modèle murin. L’implantation des MD était faite après une œsophagectomie par laparotomie dans un modèle porcin. Résultats : 103 œsophages ont été décellularisés. Les MD ne présentaient pas de noyau résiduel et leur quantification d’ADN résiduel était inférieure à 50 ng/mg de tissu sec. Les caractéristiques biologiques (quantité, qualité et distribution) étaient préservées après la décellularisation. Le comportement mécanique des MD était similaire aux œsophages natifs. L’ensemencement par des ADSCs via l’application de feuillets sur les MD permettait une cellularisation des couches externes. La maturation dans le grand épiploon permettait la vascularisation des MD sans bénéfice d’un ensemencement préalable. L’œsophagectomie était réalisée sur 6 porcs. Un individu est décédé, et 4 porcs ont présenté des complications postopératoires. La régénération tissulaire des MD était confirmée un mois après leur implantation. Conclusion : La substitution œsophagienne par une MD après une œsophagectomie est réalisable sur un modèle porcin
Decellularized matrixes (DM) are commonly used to facilitate a constructive remodeling response in several types of tissue, including the esophagus. Surgical procedure of the esophagus is often complicated by stricture, but preclinical studies have shown that the use of a DM can mitigate stricture and promote a constructive outcome. Recognizing the potential benefits of DM derived from homologous tissue (i.e., site-specific ECM), the objective of the present study was to prepare, characterize, and assess the in-vivo remodeling properties of DM from porcine esophagus. The developed protocol for esophageal DM preparation is compliant with previously established criteria of decellularization and results in a scaffold that maintains important biologic components and an ultrastructure consistent with a good mechanical behavior. Stem cells remained viable when seeded upon the esophageal DM in vitro, and the in-vivo host response showed a pattern of constructive remodeling when implanted in soft tissue

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Leroy, Adrien. "Ingénierie tissulaire du ligament : association de copolymères dégradables et de cellules souches mésenchymateuses." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01022842.

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Abstract:

L'ingénierie tissulaire est une discipline récente aux enjeux ambitieux et prometteurs : la régénération de tissus ou d'organes lésés voire détruits en mettant à profit des connaissances et compétences dans différents domaines à l'interface de la chimie et de la biologie. Pour répondre à la demande d'alternatives aux techniques chirurgicales actuelles de réparation du ligament antérieur croisé, nous avons décidé d'appliquer l'ingénierie tissulaire à ce tissu en associant matrices en polymères dégradables et cellules souches mésenchymateuses (CSM). Dans un premier temps, nous avons donc travaillé à la synthèse de polymères adaptés à l'application en cherchant à mettre l'accent sur l'obtention de propriétés élastiques. De nouveaux élastomères dégradables obtenus par des approches originales de photoréticulation chimique de poly(lactide) (PLA) et de poly(ε-caprolactone) (PCL) par voie nitrène ou thiol-yne ont notamment été développés avec des résultats prometteurs. En parallèle, des copolymères thermoplastiques multiblocs à base de PLA et poloxamine ou poloxamère nous ont permis de mener une étude plus appliquée. Ces copolymères ont en effet montré, en particulier au cours d'une étude de dégradation in vitro de 7 semaines, des propriétés, notamment thermiques et mécaniques, qui en font d'eux des candidats intéressants pour le conception d'une matrice ligamentaire. C'est pourquoi ils ont été utilisés pour la conception de prototypes de matrices de régénération textiles dont les propriétés mécaniques se sont révélées être très proches de celles du ligament. Après avoir démontré l'excellente cytocompatibilité de ces matrices avec des CSM, nous avons finalement mené des expériences de différenciation in vitro de ces CSM et sommes parvenus à favoriser leur orientation vers un phénotype ligamentocytaire, notamment grâce à un procédé de stimulation mécanique cyclique des cellules ensemencées sur les matrices textiles.

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Duval, Elise. "Hypoxie et ingénierie tissulaire du cartilage : Thèse soutenue sur un ensemble de travaux." Caen, 2009. http://www.theses.fr/2009CAEN2063.

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Abstract:

Dans un contexte de vieillissement important de la population, la prévalence et le retentissement socio-économique de l’arthrose sont en perpétuelle augmentation. Le cartilage articulaire possède un très faible pouvoir de régénération et les techniques actuelles ne permettent pas de régénérer un tissu fonctionnel, d’où l’orientation actuelle vers l'ingénierie tissulaire qui a pour objectif de fabriquer du cartilage in vitro. Cette stratégie innovante consiste à associer des cellules à un inducteur de la chondrogenèse et à un matériau qui servira d'échafaudage pour la synthèse de la matrice in vitro. Le cartilage artificiel pourra ensuite être réimplanté au niveau de la lésion chez le patient. Deux approches sont aujourd’hui envisagées avec, d’une part, l’utilisation de chondrocytes et, d’autre part, le recours aux cellules souches. Au cours de ce travail, nous avons associé ces cellules à une culture en hypoxie afin de mimer l’environnement naturel du cartilage. Nos résultats, in vitro et in vivo, démontrent clairement le puissant effet inducteur de l’hypoxie sur le phénotype chondrocytaire. De même, ils mettent en évidence les différents mécanismes moléculaires induits par le facteur de transcription clé HIF-1α ainsi que le rôle de SOX9 dans le maintien et la restauration du phénotype cartilagineux
In a context of important ageing of the population, prevalence and socioeconomic repercussion of the degenerative osteoarthritis are in perpetual increase. The cartilage has a very low regeneration potential and the current approaches do not allow to regenerate a fully functional tissue. Thus numerous study turned toward tissue engineering with the aim of making cartilage in vitro. This innovative strategy consists in associating cells with a chondrogenic inductor and a matrix, which will serve as a scaffold for in vitro tissue synthesis in vitro. Thereafter, the artificial cartilage undergoes implantation in the lesion of the patient. Nowadays, two approaches are envisaged with, on one hand, the use of chondrocytes and, on the other hand, the resort to stem cells. In this study, we have associated these cells with hypoxia to mimic the natural environment of the cartilage. Our results, both in vitro and in vivo, clearly demonstrate the powerful inductive effect of hypoxia on chondrocytic phenotype. They also enlighten HIF-1a molecular mechanisms and the role of SOX9 in cartilage phenotype maintain and recovery

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Granel, Henri. "Mise au point, caractérisation et optimisation d’hybrides organominéraux à base de polycaprolactone et bioverre pour la régénération tissulaire osseuse : Ingénierie tissulaire osseuse." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC106.

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Abstract:

Les avancées technologiques dans le domaine de la médecine régénérative ont permis l’accès à un vaste panel de biomatériaux. Pourtant, la réparation de certains défauts osseux continue de poser problèmes et des améliorations sont requises. Dans ce contexte, les propriétés des verres bioactifs (BV) en font des candidats sérieux. Ils sont d’ailleurs déjà utilisés, cependant, leur grande fragilité limite leurs applications et notamment leur utilisation comme scaffolds poreux. Le développement du procédé de synthèse sol-gel a contribué à résoudre ces difficultés.Cette technique permet de combiner le BV avec un polymère pour conférer au biomatériau de la ténacité. On peut alors envisager la création de scaffolds poreux adaptés à la régénération du tissu osseux. Récemment, le Laboratoire de Physique Corpusculaire est parvenu à synthétiser ce type de biomatériaux. Ce projet de recherche multidisciplinaire a eu pour objet le développement du procédé de synthèse ainsi que la caractérisation physico-chimique et biologique des hybrides. Cette thèse présente les résultats obtenus en se focalisant sur les propriétés biologiques des biomatériaux. Après avoir sélectionné le polycaprolactone (PCL) pour la phase organique, nous avons mis en évidence la bioactivité des scaffolds ainsi qu’une vitesse de dégradation lente associée à une forte ténacité. Nous avons ensuite caractérisé leur potentiel biologique in vitro à l’aide d’un modèle d’ostéoblastes primaires de rat. Nous avons observé que ces cellules osseuses primaires étaient capables d’adhérer sur les biomatériaux (BV-PCL) et de s’y différencier. Les résultats obtenus ont montré une supériorité des hybrides par rapport à une xénogreffe commerciale de référence. Une étude animale dans un modèle murin a permis de confirmer ces résultats et de valider le potentiel des scaffolds de BV-PCL. Des dopages inorganiques (strontium) et organiques (fisétine) ont permis de doubler la régénération osseuse observée avec le BVPCLdans notre modèle animal. Les biomatériaux hybrides que nous avons développés possèdent donc un fort potentiel en régénération tissulaire osseuse. De plus, l’utilisation de composés organiques d’origine alimentaire représente une stratégie innovante et efficace pour l’amélioration des propriétés ostéoinductives de biomatériaux osseux
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Poghosyan, Tigran. "Remplacement oesophagien par ingenierie tissulaire : approche hybride." Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077180.

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Abstract:

L'ingénierie tissulaire pourrait constituer une alternative aux techniques classiques de reconstruction oesophagienne. Notre travail a évalué les résultats fonctionnels du remplacement circonférentiel de l'oesophage par un substitut hybride issu de l'ingénierie tissulaire et a analysé la cinétique du remodelage tissulaire à partir de ce substitut in vivo. Nous avons réalisé avec succès des cultures de myoblastes porcins sur une matrice acellulaire (Surgisis®, Cook) et de cellules épithéliales porcines sur une membrane amniotique humaine. Nous avons déterminé les conditions optimales d'ensemencement cellulaire (0,5x106 cellules /cm2 et 10 cellules/cm2, respectivement — 7 jours de culture) et démontré la stabilité phénotypique des cellules su ces matrices. Chez le minipig, nous avons ensuite montré que l'implantation dans le grand épiploon pendant 2 semaines de ce substitut hybride, composé de l'assemblage extemporané des deux matrices cellularisées, était associée à une prolifération de cellules musculaire et une pénétration de ces cellules dans la matrice. Le remplacement circonférentiel de l'oesophage cervical par ce substitut, sous couvert d'une endoprothèse oesophagienne pendant 6 mois, a permis d'obtenir une autonomie nutritionnelle. L'analyse histologique des zones de greffe après sacrifices séquentiels à 3, 6, 9 et 12 mois a montré la constitution progressive d'une paroi digestive comportant un épithélium malpighien mature, des glandes sous-muqueuses et une paroi musculaire. Dans ce modèle, le remplacement circonférentiel de l'oesophage cervical par un substitut hybride permet une autonomie nutritionnelle et un remodelage tissulaire vers le phénotype oesophagien
Tissue engineering could be an alternative to conventional techniques for esophageal replacement. This work evaluated the functional results of the circumferential esophageal replacement by a hybrid substitute derived from tissue engineering and analyzed the kinetics of tissue remodeling in vivo. We have successfully cultured porcine myoblasts on an acellular matrix (Surgisis®) and porcine epithelial cells on a human amniotic membrane. We have first determined in vitro optimal conditions of matrix cell seeding (0,5x106 cells/cm2 and 106 cells / cm2, respectively - 7 days of culture) and demonstrated the phenotypic stability of the cells on these matrices. Then, in the minipig, we showed that implantation of the hybrid substitute composed of the assembly of the two cellularized matrices, into the great omentum for 2 weeks, was associatec with the proliferation of muscle cells and their penetration into the matrix. Circumferential replacement of the cervical esophagus by this matured substitute, under the cover of an esophageal stent during 6 months, allowed nutritional autonomy. Histological analysis of transplanted areas after sequential sacrifices at 3, 6, 9 and 12 months showed the graduai development of structure resembling esophagus with mature squamous epithelium, submucosal glands and musclelayers. In this model, the circumferential replacement of the cervical esophagus by a hybrid substitute allows nutritional autonomy and tissue remodeling toward an esophageal phenotype

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Souron, Jean-Baptiste. "Régénération de la pulpe dentaire par ingénierie tissulaire : mise au point d’une «pulpe équivalente»." Thesis, Paris 5, 2013. http://www.theses.fr/2013PA05T059/document.

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Abstract:

La pulpe dentaire est sujette à des lésions sévères faisant suite à une carie dentaire ou à un traumatisme. La thérapeutique conventionnelle préconisée alors est le traitement endodontique, qui consiste en l’exérèse de la totalité de la pulpe dentaire et le comblement de l’espace pulpaire par un matériau inerte. Ce traitement induit une fragilisation de la dent et une plus grande susceptibilité aux infections. Au cours de ce travail, nous avons mis au point une solution alternative, en proposant le remplacement de la pulpe dentaire lésée par une « pulpe équivalente » constituée de cellules souches mésenchymateuses de la pulpe ensemencées dans une matrice de collagène. Nous avons testé ce substitut pulpaire au travers d’un modèle de pulpotomie de la molaire chez le rat, à savoir l’exérèse de la totalité du parenchyme de la chambre pulpaire et conservation du réseau vasculaire radiculaire, où nous avons implanté des « pulpes équivalentes ». Notre objectif étant notamment de déterminer le devenir des cellules souches pulpaires implantées dans la dent grâce à l’imagerie nucléaire, dans ce contexte de développement d’une thérapie cellulaire. Les cellules ont été marquées à l’111Indium-oxine préalablement à leur implantation. Nous avons montré que le marquage n'avait pas d'incidence sur la viabilité et la prolifération des cellules pulpaires. Le suivi du signal s’est fait par tomographie d'émission monophotonique, couplée à un scanner spécifique du petit animal (NanoSPECT/CT, Bioscan), hebdomadairement pendant 3 semaines. Nous avons mis en évidence que l'intensité du signal SPECT était directement liée à l'intégrité des cellules, puisque que les matrices implantées avec des cellules marquées puis lysées par choc isotonique présentaient une diminution rapide de l’intensité du marquage. Grâce à la sensibilité de la méthode d’imagerie choisie, nous avons montré l’absence de diffusion majeure des cellules dans la circulation sanguine à partir du site d'implantation, ce qui pourrait constituer un risque de minéralisation ectopique lié à l’implantation de cellules souches mésenchymateuses. Par ailleurs, l’étude par histologie des processus de réparation et régénération de la pulpe dans les dents de rat a mis en évidence une prolifération abondante de cellules de type fibroblastique au sein des matrices, ainsi que la présence de nombreux vaisseaux et de nerfs dans la matrice cellularisée et à proximité. Ces résultats, non observés dans les matrices implantées avec des cellules lysées, suggéraient donc une fonctionnalité du tissu reconstruit et suggéraient que les cellules pulpaires implantées favorisaient une néovascularisation rapide de la pulpe équivalente, vraisemblablement en induisant un recrutement de cellules endothéliales à partir du réseau vasculaire radiculaire résiduel
The dental pulp is prone to severe injuries following a tooth decay or trauma. Conventional recommended therapy is the endodontic treatment, which consists in the removal of all of the dental pulp and filling of the pulp space with an inert material. This treatment leads to a weakening of the tooth and a greater susceptibility to infection.In this work, we have developed an alternative solution, proposing the replacement of the injuried dental pulp by an " pulp equivalent " consisting of mesenchymal stem cells from the pulp seeded in a collagen matrix . We tested this pulp substitut through a model of the molar pulpotomy in rats, ie. the removal of the entire parenchyma of the pulp chamber and preservation of the root vascular network and implantation of the pulp equivalent. Our aim was to determine the fate of pulp stem cells implanted in the tooth by nuclear imaging in the context of developing a cell therapy. The cells were labeled with 111Indium - oxine prior to their implantation. We have shown that the labelling had no effect on the viability and proliferation of pulp cells. The signal tracking was done by single photon emission tomography , coupled with a specific small animal scanner ( NanoSPECT / CT , Bioscan ) weekly for 3 weeks. We demonstrated that the intensity of SPECT signal was directly related to the integrity of the cells, since the lysed labeled cells by isotonic shock showed a rapid decrease in the intensity of labeling . Due to the sensitivity of the chosen imaging method , we have shown the absence of major diffusion cells into the bloodstream from the site of implantation, which could result in a risk of ectopic mineralization related to the implementation of mesenchymal stem cells.Furthermore, the study by histology repair processes and regeneration of the pulp in teeth rat showed abundant proliferation of fibroblast-like cells within the matrix , and the presence of numerous vessels and nerves in matrix cellularized. These results , not observed in the matrices implanted with lysed cells, thus suggesting a feature of the reconstructed tissue and suggested that the pulp cells implanted favored a rapid neovascularization equivalent pulp, presumably by inducing the recruitment of endothelial cells from the residual root vascular network

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Paquette, Jean-Sébastien. "Production d'une bronche humaine cultivée par ingénierie tissulaire, un nouveau modèle d'étude de l'asthme." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq25698.pdf.

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Souron, Jean-Baptiste. "Régénération de la pulpe dentaire par ingénierie tissulaire : mise au point d'une "pulpe équivalente"." Phd thesis, Université René Descartes - Paris V, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00931703.

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Abstract:

La pulpe dentaire est sujette à des lésions sévères faisant suite à une carie dentaire ou à un traumatisme. La thérapeutique conventionnelle préconisée alors est le traitement endodontique, qui consiste en l'exérèse de la totalité de la pulpe dentaire et le comblement de l'espace pulpaire par un matériau inerte. Ce traitement induit une fragilisation de la dent et une plus grande susceptibilité aux infections. Au cours de ce travail, nous avons mis au point une solution alternative, en proposant le remplacement de la pulpe dentaire lésée par une " pulpe équivalente " constituée de cellules souches mésenchymateuses de la pulpe ensemencées dans une matrice de collagène. Nous avons testé ce substitut pulpaire au travers d'un modèle de pulpotomie de la molaire chez le rat, à savoir l'exérèse de la totalité du parenchyme de la chambre pulpaire et conservation du réseau vasculaire radiculaire, où nous avons implanté des " pulpes équivalentes ". Notre objectif étant notamment de déterminer le devenir des cellules souches pulpaires implantées dans la dent grâce à l'imagerie nucléaire, dans ce contexte de développement d'une thérapie cellulaire. Les cellules ont été marquées à l'111Indium-oxine préalablement à leur implantation. Nous avons montré que le marquage n'avait pas d'incidence sur la viabilité et la prolifération des cellules pulpaires. Le suivi du signal s'est fait par tomographie d'émission monophotonique, couplée à un scanner spécifique du petit animal (NanoSPECT/CT, Bioscan), hebdomadairement pendant 3 semaines. Nous avons mis en évidence que l'intensité du signal SPECT était directement liée à l'intégrité des cellules, puisque que les matrices implantées avec des cellules marquées puis lysées par choc isotonique présentaient une diminution rapide de l'intensité du marquage. Grâce à la sensibilité de la méthode d'imagerie choisie, nous avons montré l'absence de diffusion majeure des cellules dans la circulation sanguine à partir du site d'implantation, ce qui pourrait constituer un risque de minéralisation ectopique lié à l'implantation de cellules souches mésenchymateuses. Par ailleurs, l'étude par histologie des processus de réparation et régénération de la pulpe dans les dents de rat a mis en évidence une prolifération abondante de cellules de type fibroblastique au sein des matrices, ainsi que la présence de nombreux vaisseaux et de nerfs dans la matrice cellularisée et à proximité. Ces résultats, non observés dans les matrices implantées avec des cellules lysées, suggéraient donc une fonctionnalité du tissu reconstruit et suggéraient que les cellules pulpaires implantées favorisaient une néovascularisation rapide de la pulpe équivalente, vraisemblablement en induisant un recrutement de cellules endothéliales à partir du réseau vasculaire radiculaire résiduel.

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Jacobs, Aurélie. "Dopage et mise en forme de biocéramiques apatitiques pour applications en ingénierie tissulaire osseuse." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2020. http://www.theses.fr/2020CLFAC062.

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Abstract:

Les solutions de greffes osseuses actuelles sont limitées en termes de quantité et de qualité c’est pourquoi l’utilisation de substituts osseux synthétiques est en développement. La gestion du risque d’infection lors de l’implantation d’un biomatériau est primordiale, d’autant plus avec la propagation de l’antibiorésistance qui représente un problème majeur de santé publique. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce travail. Pour cela des biocéramiques de phosphates de calcium biphasiques (BCP), qui sont des substituts osseux de choix du fait de leur forte similarité chimique avec la partie minérale de l’os et de leur biocompatibilité, ont été synthétisées par voie sol-gel et par précipitation en voie aqueuse. Une de leur particularité est de pouvoir accepter des substitutions ioniques dans leur composition, c’est pourquoi des dopages aux ions cuivre ont été réalisés, ainsi qu’à l’argent et à l’or afin d’étudier les mécanismes d’incorporation de ces ions dans les BCP. Ces 3 éléments métalliques ont été choisis pour leur propriétés antibactériennes très intéressantes dans le contexte de cette étude. Les BCP dopés au cuivre, sous forme de poudres (synthèse sol-gel) et de pastilles (synthèse par précipitation en voie aqueuse), ont été étudiés afin de s’assurer de leur biocompatibilité envers des cellules souches mésenchymateuses humaines. Ensuite les propriétés antibactériennes de ces matériaux ont été évaluées sur des souches d’intérêts cliniques : S. aureus, S. aureus résistant à la méthicilline, E. coli et P. aeruginosa. Ce travail a permis de mettre en évidence différents mécanismes d’incorporation des ions avec notamment la présence de nanoparticules métalliques pour les dopages à l’argent et à l’or.Pour les BCP dopés au cuivre les paramètres de synthèse des matériaux (températures de recuit et taux de dopage) influencent la composition biphasique des matériaux et le taux de relargage du cuivre. Les poudres obtenues par voie sol-gel et les pastilles synthétisées par précipitation en voie aqueuse ne présentent aucune cytotoxicité envers les cellules osseuses humaines après plusieurs jours de culture. Les poudres de BCP dopées au cuivre ont démontré des propriétés antibactériennes après 24h de culture envers S. aureus, S. aureus résistant à la méthicilline, et E. coli et les pastilles de BCP dopées au cuivre ont montré une activité antibactérienne envers les 4 souches testées
Current bone grafting solutions are limited in terms of quantity and quality, that is why the useof synthetic bone substitutes is on development. Managing the risk of infection during theimplantation of a biomaterial is essential, especially with the spread of antibiotic resistance,which represents a major public health problem. It is in this context that this work takes place.For this, bioceramics of biphasic calcium phosphates (BCP), which are bone substitutes ofchoice because of their strong chemical similarity with the mineral part of the bone and theirbiocompatibility, were synthesized by the sol-gel route and by aqueous precipitation. One oftheir particularity is that they can accept ionic substitutions in their composition, which is whydoping with copper ions was carried out, as well as with silver and gold in order to study themechanisms of incorporation of these ions in BCPs. These 3 metallic elements were chosenfor their very interesting antibacterial properties in the context of this study. Copper-dopedBCPs, in the form of powders (sol-gel synthesis) and disks (synthesis by aqueousprecipitation), have been studied to ensure their biocompatibility with human mesenchymalstem cells. Then the antibacterial properties of these materials were evaluated on strains ofclinical interest: S. aureus, methicillin resistant S. aureus, E. coli and P. aeruginosa.This work allowed highlighting different mechanisms of ions incorporation, in particular with thepresence of metallic nanoparticles for doping with silver and gold. For copper-doped BCPs,the material synthesis parameters (annealing temperatures and doping rate) influence thebiphasic composition of the materials and the copper release rate. The powders obtained bythe sol-gel route and the disks synthesized by aqueous precipitation do not exhibit anycytotoxicity towards human bone cells after several days of culture. The copper-doped BCPpowders demonstrated antibacterial properties after 24 hours of culture against S. aureus, S.aureus resistant to methicillin, and E. coli and the copper-doped BCP disks showedantibacterial activity against the 4 strains tested

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Ducret, Maxime. "Ingénierie tissulaire de la pulpe dentaire : vers le développement d’un médicament de thérapie innovante." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10335/document.

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Abstract:

Ces dernières années, des thérapies à base de cellules mésenchymateuses ont été développées pour améliorer les thérapies qui visent à réparer l'homme et notamment la pulpe dentaire. Dans ce contexte, la dent apparait comme la source de cellules mésenchymateuses, souches ou progénitrices, permettant de réparer la pulpe dentaire. En effet, la pulpe dentaire est facile d'accès et les cellules pulpaires présentent un fort potentiel de différenciation. Actuellement, les différents organismes de contrôle recommandent d'utiliser des procédures standardisées pour l'isolement, le stockage et l'expansion des cellules en culture pour garantir une sécurité et une reproductibilité optimale lorsque les cellules sont utilisées en culture cellulaire. Cependant, la plupart des procédures utilisées pour la production de cellules à partir de la pulpe dentaire ne sont pas entièrement satisfaisante, car elles peuvent altérer les propriétés biologiques et la qualité des cellules. En effet, les procédures d'isolement cellulaire, d'enrichissement, de cryopréservation et d'amplification pendant de nombreux passages dans des milieux contenant des produits d'origine animale ou humaine sont connues pour affecter le phénotype des cellules, la viabilité, la prolifération et les capacités de différenciation. Ce travail de thèse s'intéresse à compiler les stratégies actuelles de fabrication de produits cellulaires à partir de la pulpe dentaire, puis il propose de nouveaux protocoles pour améliorer l'efficacité, la reproductibilité et la sécurité de ces nouvelles stratégies thérapeutiques. Ainsi nous avons isolé, amplifié et cryopréservé des cellules de la pulpe dentaire. Grace à un travail d'immunophénotypage, nous avons pu étudier différentes souspopulations à l'intérieur de la population totale. Enfin nous avons montré que ces cellules sont capables de rester congelées pendant plus de 500 jours sans présenter d'anomalies du caryotype et de conserver un potentiel de différenciation ostéo/odontogénique
Dental research currently explores the potential of cell-based products and tissue engineering protocols to be used as alternatives to usual pulp/dentin and bone therapies. In this context, stem/progenitor cells appear to be particularly appropriate because of their high expansion ability and differentiation potential both in vitro and in vivo. If bone marrow and adipose tissue are considered potential sources of stem/progenitor cells, painful collection protocols, the decline of the amount of stem/ progenitor cells with age, the necessity of general anesthesia, reduced proliferation capacity, and risk of morbidity at the collection site encourage the search for alternative candidates. Human impacted third molars are frequently removed for therapeutic reasons and the loose connective tissue they contain, the dental pulp, appears to be a valuable source of stem/progenitor cells for pulp/dentin and bone engineering. Indeed, it contains various cell populations that exhibit osteo/odontoblastic differentiation capabilities and that can be cryopreserved for periods of time greater than 6 months. Interestingly, human dental pulp cell (HDPC) populations were recently successfully used for regenerating human pulp/dentin and bone. Cell-based products for tissue engineering are now referred to as human cellular tissue-based products or advanced therapy medicinal products, and guidelines from the American Code of Federal Regulation of the Food and Drug Administration (21 CFR Part 1271) and the European Medicines Agency (European Directive 1394/2007) define requirements for appropriate cell production. These ‘‘good manufacturing practices’’ include recommendations regarding laboratory cell culture procedures to ensure optimal reproducibility, efficacy, and safety of the final medicinal product

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Toure, Amadou. "Contribution au développement de substituts osseux auto-réticulants en ingénierie tissulaire osseuse maxillo-faciale." Thesis, Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018NANT1044/document.

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Les pertes de substance osseuses cranio-maxillo-faciales nécessitent une réhabilitation des fonctions manducatrices, l’esthétique et le psychisme. La greffe osseuse autologue (GOA) reste le « gold standard » mais peut-être associer à une morbidité du site donneur; d’où la nécessité d’une alternative. L’utilisation de produits d’ingénierie tissulaire osseuse (ITO) demeure un challenge pour cliniciens et les chercheurs. Leur succès dépend essentiellement de l’interaction entre le biomatériau support, les morphogènes utilisés. Les stratégies d’ITO,médiées par la BMP2, présentent des limites. Pour y remédier, différents systèmes de délivrance des protéines sont étudiés ou testés. Ce travail contribue au développement d’un substitut osseux auto-réticulant (SOAR), améliorant l’efficacité locale de BMP2 et la régénération de perte de substance osseuse. Pour ce faire, nous développons un biomatériau composite constitué de phosphate de calcium biphasé (BCP) et d’un hydrogel d’hydroxypropyle-méthylecellulose silanisé (HPMC-Si). L’hypothèse est que le relargage progressif de BMP2 induirait la régénération osseuse sans engendrer d’effets indésirables. Les résultats obtenus permettent de considérer ce biomatériau composite comme une alternative à la greffe.des investigations supplémentaires, pour une meilleure efficacité et sécurité, s’avèrent nécessaires en vue d’un transfert en clinique humaine
Cranio-maxillofacial bone loss requires rehabilitation of the manducatory functions and aesthetics. Autologous bone graft (ABG) remains the gold standard but may be associated with donor site morbidity; hence the need for an alternative. The use of bone tissue engineering (BTE) products remains a challenge for clinicians and researchers.Their success depends essentially on the interaction between the biomaterial and the morphogens used. BTE strategies, mediated by BMP2, have limitations. To remedy this, different protein delivery systems are studied or tested. This work contributes to the development of a self-crosslinking bone substitute (SCBS), improving the local efficiency of BMP2 and the regeneration of bone loss. Therefor, we develop a composite biomaterial consisting of two phases, calcium phosphate granules (BCP) and a silanized hydroxypropyl-methylcellulose hydrogel (Si-HPMC). The hypothesis is that the gradual release of BMP2 induces bone regeneration without causing any undesirable effects. The results obtained make it possible to consider this composite biomaterial as a promising alternative to grafting. Additional investigations, for better efficiency and safety, are needed for a transfer to human clinic

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Flégeau, Killian. "Développement et caractérisation d'hydrogels d'acide hyaluronique auto-réticulants injectables en ingénierie tissulaire du squelette." Thesis, Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019NANT1003.

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Abstract:

Aujourd’hui, les traumatismes ou les maladies dégénératives atteignant les tissus squelettiques ne peuvent être soignés que par la greffe d’un nouveau tissu. Malheureusement, les limites à l’utilisation d’un greffon sont nombreuses et représentent un problème majeur de santé publique. L’émergence de la médecine régénératrice, visant à restaurer l’intégrité tissulaire par l’utilisation de cellules ou de composés bioactifs, offre une alternative encourageante. Néanmoins, son potentiel tarde à se vérifier dans des applications cliniques, la faible viabilité des cellules et la délivrance incontrôlée des principes actifs après injection représentant des obstacles majeurs. Pour y remédier, l’utilisation d’hydrogels injectables comme systèmes de libération démontre un intérêt croissant. Dans ce contexte, ce travail de thèse s’est attaché à développer des hydrogels injectables comme supports de la réparation tissulaire. Pour ceci, des systèmes covalents auto - réticulants à base d’acide hyaluronique silanisé ont été développés. Ceux - ci sont injectables et protègent les cellules incorporées des contraintes mécaniques durant l’injection. En contrôlant la densité du réseau, les propriétés physicochimiques des hydrogels et leur comportement in vivo après implantation peuvent être adaptés en fonction du tissu ciblé. De plus, leur association avec des granules de phosphates de calcium a été démontrée comme favorisant la régénération de lésions osseuses. L’ensemble des résultats permet d’envisager l’utilisation de ces hydrogels comme supports d e la régénération tissulaire dans des approches innovantes d’ingénierie tissulaire ou d’impression 3D
In many situations, graft transplantation is the only solution to treat damaged skeletal tissues resulting from injuries or degenerative diseases. Yet, these grafts are associ ated with severe limitations, thus representing a huge hurdle for public health. In this context, regenerative medicine, aiming at restoring damaged tissues through the use of cells or biologics, offer a promising alternative. However, these promises are l ate being translated to successful clinical applications as cell death during injection and improver delivery of therapeutic agents affect their efficacy. To overcome these limitations, injectable hydrogels have been proposed as an emerging alternative , ab le to encapsulate and protect cells or biologics from the environment. In this context, this thesis aims at developing injectable hydrogels as scaffolds able to favor tissue regeneration. These hydrogels are formed through a self - setting covalent network o f silanized hyaluronic acid macromolecules. These scaffolds are injectable and can protect cells against shear stresses during injection. By controlling the network density, it was shown that hydrogels properties and in vivo behavior could be adapted to ma tch those of native tissues. In addition, their association with calcium phosphate granules was proved to be very effective in triggering bone regeneration. All in all, these hydrogels offer promising outcomes to regenerate damaged tissues in tissue engine ering or 3D printing applications

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Grellier, Adeline Maritie. "La communication ostéo-endothéliale : application en ingénierie du tissu osseux." Bordeaux 2, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR21560.

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Abstract:

Le développement et le remodelage du tissu osseux dépendent d'une étroite coordination entre les cellules ostéoblastiques et ostéoclastiques, responsables de la formation et résorption osseuse respectivement, mais aussi entre les cellules osseuses et les cellules endothéliales présentes dans les vaisseaux sanguins environnants. Le but de ce travail est d'étudier la communication entre les ostéoprogéniteurs issus de la moelle osseuse (human osteoprogenitors : HOPs) et les cellules endothéliales (human ombilical cord endothelial cells : HUVECs). Cette communication ostéo-endothéliale a été analysée dans un modèle de co-culture in vitro en 2D mais aussi en 3D au sein de microsphères d'alginate qui ont été ensuite implantées in vivo dans une lésion osseuse chez la souris nude. Dans un premier temps, nous avons complété la caractérisation des HOPs. Le phénotype de ces cellules est régulé lorsqu'elles sont soumises à des contraintes mécaniques, paramètre fondamental in situ. En co-culture avec les HUVECs, le phénotype ostéoblastique des HOPs est également régulé et le VEGF (vascular endothelial growth factor) participe de façon étroite à cette régulation. Le phénotype endothélial semble lui aussi modifié en co-culture puisque la migration des HUVECs semble être à l'origine d'un réarrangement cellulaire proche de capillaires. Au sein de microsphères d'alginate cultivées in vitro, les HUVECs stimulent le phénotype ostéoblastique des HOPs. De même, la présence des HUVECs active la minéralisation induite par les HOPs dans une lésion osseuse réalisée in vivo. Cette étude montre que ces cellules sont capables de communiquer et pourraient être à la base de nouvelles stratégies d'ingénierie tissulaire
Bone development and remodelling are dependant on a tight cell cooperation between osteoblastic and osteoclastic cell types, responsible for bone formation and degradation, respectively. Angiogenesis is also a key process involved in these mechanisms and cell communication between osseous and endothelial cells is fundamental This work aims to study the cell communication between human osteoprogenitors (HOPs) arising from bone marrow and human endothelial cells (human umbilical cord endothelial cells : HUVECs). This osteo-endothelial communication was analysed using a well defined in vitro co-culture model in 2D but also into a 3D system into alginate microsphères which were then implanted in vivo in a bone defect in nude mice. In a first part, the HOPs were submitted to a mechanical stress which is an important parameter for the physiology of bone. Their ability to regulate their phenotype was demonstrated under shear stress. In co-culture wuth HUVECs, the phenotype was regulated and VEGF (vascular endothelial growth factor seems to be involved in this regulation. The endothelial phenotype was also regulated in co-culture since HUVECs migration led to a tubular-like cell rearrangement. Into alginate microspheres cultured in vitro, the HUVECs stimulated the osteoblastic phenotype of HOPs. Moreover, after implantation in a bone defect in vivo, the HUVECs enhanced the HOP-induced mineralization. This work shows that the cells are able to communicate and seems promising for the development of new tissue engineering strategies

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Tu, Xiaolong. "Fabrication et étude de scaffolds multidimensionnels pour l'ingénierie cellulaire et tissulaire." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEE045/document.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est de développer une méthode d'ingénierie de scaffolds multidimensionnels pour la culture cellulaire et l’ingénierie tissulaire. Nous avons d'abord appliqué une technique d'impression 3D pour produire un scaffold en PEGDA et ensuite rempli l'espace libre du scaffold avec du gel de gélatine. Après la congélation et le séchage, un scaffold hybride en PEGDA avec des structures fine de gélatine a été obtenu, qui a été ensuite valisé par la culture et la différenciation des cellules progénitrices neuronales. Pour intégrer plus facilement dans un dispositif microfluidique, nous avons également conçu un scaffold 2D sous forme d’une couche mince de nid d'abeilles de PEGDA rempli des structures poreuses auto-assemblée de PCL. Ce scaffold 2D a été utilisé pour la culture cellulaire et la transfection des gènes, montrant des avantages par rapport aux méthodes classiques en termes d'absorption des nutriments et des facteurs solubles. Enfin, nous avons fabriqué un scaffold mous constitué d’une couche mince de nid d'abeilles en élastomère de PDMS et d’une monocouche de nanofibres de gélatine pour faciliter la différenciation cardiaque à partir des cellules souches pluripotentes humaine. Comme prévu, nous avons réalisé une génération cardiaque avec une contraction plus forte et une homogénéité de battement plus élevée par rapport aux approches classiques. Tous ensemble, nous avons démontré l'utilité des scaffolds hybrides pour l'ingénierie micro-tissulaire qui pourraient avoir un impact sur les études futures dans les domaines de l'ingénierie tissulaire, du criblage des médicaments et de la médecine régénératrice
The objective of this work is to develop a method of engineering multi-dimensional scaffolds for cell culture and tissue formation. We firstly applied a 3D printing technique to produce the designed frame in PEGDA and then filled the free-space of the frame with a gelatin gel. After freezing and drying, a hybrid 3D scaffold made of gelatin porous structures and PEDGA backbone was obtained, which supported culture and differentiation of neural progenitor cells. To more easily integrate into a microfluidic device, we also designed a 2D scaffold in form of a thin layer of honeycomb frame of PEGDA and self-assembled porous structure of PCL. Such a patch form scaffold could be used for cell culture and gene transfection, showing advantages over the conventional methods in terms of nutrients and soluble factors uptake. Finally, we fabricated a soft patch made of an elastic frame in PDMS and a monolayer of gelatin nanofibers to facilitate cardiac differentiation from human induced pluripotent stem cells. As expected, we achieved a cardiac generation with higher contraction strength and a higher beating homogeneity comparing to the conventional approaches. All together, we demonstrated the utility of hybrid scaffolds for micro-tissue engineering which could impact the future studies in the fields of tissue engineering, drug screening and regenerative medicine

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Baumert, Hervé. "Ingénierie tissulaire de structures différenciées et vascularisées à des fins de remplacement vésical ou urétéral." Paris 5, 2008. http://www.theses.fr/2008PA05T055.

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Abstract:

Les techniques chirurgicales actuelles de réparation ou de remplacement de la vessie ou de l’uretère, utilisent des segments digestifs. L'utilisation de ces segments digestifs est à l’origine de complications chirurgicales, métaboliques, infectieuses, lithiasiques et parfois de cancérisation. La création par ingénierie tissulaire, de tissus ayant les caractéristiques physiologiques du tissu urinaire, permettrait d'éviter de telles complications. Lors de ce travail, nous avons d’abord mis au point chez le porc, une technique d’ingénierie tissulaire permettant de reproduire la structure de la paroi vésicale. Pour cela des matrices de collagène ensemencées par des cellules urothéliales et des fibres musculaires obtenues par cultures cellulaires, étaient transférées dans l’épiploon de l’animal pour favoriser leur vascularisation ainsi que leur maturation in vivo. Nous avons ainsi décrit notre modèle original de « bioréacteur épiploïque », qui nous a permis d’obtenir des réservoirs vésicaux bien vascularisés, contractiles, composés d’une paroi musculaire lisse et d’un urothélium différencié. Cette technique nous a permis d’obtenir, pour la première fois chez l’animal, des néo-uretères présentant une différenciation terminale de l’urothélium ; condition indispensable au bon fonctionnement du conduit urinaire. Enfin nous avons vérifié que cette technique pouvait être réalisée sous coelioscopie, sans que l’insufflation de CO2 n’affecte le transplant. Les résultats en microscopie optique et électronique ont montré que les néo tissus étaient bien vascularisés, et bien différenciés, avec une ultrastucture urothéliale comparable à celle de l’uretère natif
Current surgical techniques for bladder or ureteral replacement or repair use digestive segments. The use of these digestive segments can lead to surgical, metabolic, infectious, stone related or oncological complications. Creation of neo tissue with the same physiological characteristics by tissue engineering techniques could avoid such complications. We developed a tissue engineering technique in a pig model, that allowed us to obtain tissue to use in a neo bladder. We used seeded scaffolds from cells obtained from primary cultures, which were transferred into the omentum for in vivo maturation and vascularisation. This original model of an in vivo bioreactor allowed us to obtain a well vascularised and contractile neo bladder composed by differentiated urothelial and smooth muscle fibres. This same technique allowed us to obtain for the first time in an animal, a neo ureter with terminal differentiated urothelium that is essential for a functional ureter. Finally, we verified that this technique could be used by laparoscopy without the negative impacts of carbon dioxide on the constructed tissue. Optic and electronic microscopy evaluation showed that the neo ureter was well vascularized and differentiated

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Mathieu, Éva. "Nouvelles approches thérapeutiques de l'infarctus du myocarde : cellules souches mésenchymateuses et ingénierie tissulaire et cellulaire." Nantes, 2011. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=5aba3c45-c8ee-4701-964a-f458a4111975.

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Abstract:

L'objectif de ce travail a été de développer des stratégies d'ingénierie tissulaire et cellulaire visant à optimiser la thérapie cellulaire de l'infarctus du myocarde (IDM) en utilisant des cellules souches mésenchymateuses (CSM) issues de la moelle osseuse. Dans un modèle d'IDM chez le rat, nous avons montré que l'injection intramyocardique de CSM à l'aide d'un hydrogel d'hydroxylpropyl méthylcellulose silanisée (HPMC-Si), préservait la fonction cardiaque et atténuait l'intensité du remodelage ventriculaire gauche. Dans la perspective d'améliorer nos connaissances de base concernant les événements moléculaires physiopathologiques cardiaques, nous avons développé un modèle d'étude cardiaque à partir de cultures en trois dimensions (3D) de cardiomyocytes (CM) néonataux murins dans l'HPMC-Si. Nous avons montré que l'HPMC-Si était cytocompatible avec des CM et qu'il permettait la culture des CM battants en 3D. Finalement, afin d'obtenir des CM fonctionnels, nous nous sommes intéressés à la reprogrammation directe des CSM en CM. Nous avons montré, in vitro, que l'expression des deux facteurs de transcription (FT) cardiogéniques, Nkx2. 5 et Gata-4, modifiait l'expression de quelques autres FT cardiaques, mais n'était pas suffisante pour induire une différenciation des CSM en CM. Ces travaux montrent l'intérêt d'utiliser l'ingénierie tissulaire et cellulaire pour améliorer l'efficacité de la régénération cardiaque. Le développement de cette nouvelle approche prometteuse doit permettre à l'avenir d'améliorer la survie, la différenciation et l'intégration des cellules dans le tissu cardiaque afin de permettre une régénération du myocarde après un infarctus
The objective of this study was to develop strategies of tissue and cell engineering to optmize the effects of stem cell therapy for myocardial infarction (MI). We demonstrated that the intramyocardial injection of a self-setting silanized hydroxypropyl methylcellulose (Si-HPMC) hydrogel seeded with mesenchymal stem cells (MSC) preserve cardiac function and attenuate left ventricular (LV) remodeling during an 8-week follow-up study in a rat model of myocardial infarction (MI). To improve our understanding of the molecular events involved in cardiac physiopathology, we have developed a 3D model of cultured neonatal murine cardiomyocytes within Si-HPMC. We showed that the Si-HPMC hydrogel was cytocompatible with neonatal murine CM and the Si-HPMC allowed the three dimensional culture of functional beating CM. Finally, to obtain functional beating CM we were interested in deciphering whether the direct reprogramming of MSC by gene transfer could give rise to CM. We showed in vitro that the expression of two cardiogenic transcription factors (TF), Nkx2. 5 and Gata-4, induced a change in the expression of some other cardiac TF, but was not sufficient to induce a differentiation of MSC in CM. Our works highlight the interest of using tissue and cell engineering to IDMprove the efficiency of cardiac regeneration. The development of this promising new approach should allow improving survival, differentiation and integration of cells in cardiac tissue to allow a myocardial regeneration after MI

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Vaquette, Cédryck. "Élaboration et caractérisation de structures tridimensionnelles pour l'ingénierie tissulaire." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL002N/document.

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Abstract:

L’ingénierie tissulaire est un domaine pluridisciplinaire visant l’élaboration de prothèses biologiques autologues. Dans cette stratégie, la fabrication de structures, appelées scaffolds, utilisées pour la culture cellulaire est nécessaire. Nous avons développé plusieurs méthodes de fabrication de ces structures tridimensionnelles. La première méthode (solvant casting/particulate leaching out) utilisant une solution de polymère et des particules sphérolisées de glucose comme porogène, permet l’obtention de structures possédant des pores sphériques et bien interconnectés. Nous avons montré que ces scaffolds sont biocompatibles et que leurs propriétés mécaniques en compression peuvent être ajustées. La seconde méthode, l’electrospinning, permet la fabrication de membranes fibreuses biocompatibles, dont le diamètre des fibres peut être contrôlé (de 800 nm à plusieurs micromètres). La troisième méthode de fabrication consiste à tricoter des fils de suture, élaborant ainsi des matrices hautement poreuses, dont le comportement en traction est similaire, dans sa forme, à celui d’un tendon ou d’un ligament. En couplant le procédé de tricotage et celui d’electrospinning, il est possible de construire des scaffolds, où des microfibres alignées sont déposées sur la surface des structures tricotées. Ce procédé innovant autorise un ensemencement cellulaire facile et efficace des scaffolds et nous avons montré que les cellules s’orientent spontanément selon la direction des fibres, imitant ainsi la morphologie des tendons et des ligaments. Dans une future utilisation, dans un bioréacteur appliquant de la traction-torsion cyclique, les microfibres vont pouvoir transmettre les déformations aux cellules et stimuler la synthèse de la matrice extracellulaire
Tissue engineering is a pluridisciplinary domain aiming at elaborating biological autologous prosthesis. In this strategy, the fabrication of structures, called scaffolds, used for cell culture is necessary. We developed several fabrication techniques of these three-dimensional structures. The first technique (solvent casting/particulate leaching out), involving a polymer solution and spherolized glucose particles, allows the elaboration of scaffolds, owing spherical and well interconnected pores. We showed that the scaffolds are biocompatible and that their mechanical properties in compression can be adjusted. The second technique, electrospinning, leads to the elaboration of biocompatible fibrous membranes whose fiber diameter can be controlled from 800 nm to several micrometers. The third technique of scaffold fabrication proceeds by the elaboration of knitted scaffolds from suture threads. The knitted scaffolds are highly porous and their tensile behavior is similar, in its shape, to the ligaments and tendons stress-strain curves. Using knitting and electrospinning, it has been possible to fabricate knitted scaffolds where aligned microfibers are deposited on their surface. This innovative process allows an easy and efficient cell seeding and we showed that cells are orientated along the fibers, mimicking thus tendons and ligaments morphology. In the future, theses scaffolds will be used in a bioreactor where cyclic traction and torsion will be applied. The aligned microfibers will be able to fully transmit the deformation to the cells, stimulating by this mean the extracellular matrix synthesis

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Maisani, Mathieu. "Conception et développement d’hydrogels pour l’ingénierie tissulaire appliquée au tissu osseux." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0667/document.

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Abstract:

Le besoin clinique de nouvelles stratégies pour pallier les limites des techniques actuelles dans le cas de régénération osseuse a permis l’émergence de l’ingénierie tissulaire osseuse. Les stratégies basées sur les techniques d’ingénierie tissulaire semblent être une alternative à l’utilisation de greffes et ainsi de s’affranchir des limites qu’elles présentent. L’approche adoptée dans le cadre de cette thèse consiste en le développement et l’utilisation d’hydrogels comme matériaux d’échafaudage pour le comblement et la régénération de tissus osseux. De nombreuses approches utilisant elles aussi des hydrogels existent, chacune possède ses avantages et limites. Dans ce contexte, nos travaux ont consisté en l’utilisation d’un hydrogel non-polymérique comme matériau de base dans le développement des stratégies. Brièvement, plusieurs types cellulaires sont présents au sein du tissu osseux et vont participer aux processus de formation et de régénération osseuse. L’objectif de nos stratégies a été l’apport de cellules souches exogènes puis leur différenciation en cellules ostéoformatrices, ou le recrutement et la différenciation des cellules de l’hôte en cellules ostéoformatrices. Le gel de GNF a été utilisé comme matrice tridimensionnelle pour ses propriétés d’injectabilité, de gélification en l’absence d’agent de réticulation toxique et son potentiel ostéoinducteur. Ce travail a consisté au développement de stratégies pour l’ingénierie tissulaire osseuse en associant le gel de GNF à une matrice naturelle de collagène cellularisée ou à des molécules bioactives pour promouvoir la régénération de lésions osseuses. Ces travaux ont permis de développer et caractériser des stratégies pertinentes pour la régénération de lésions osseuses basées sur l’utilisation d’hydrogels
New strategies to overcome the clinical limitations of current techniques for bone defect filling and regeneration has led to the involvement of bone tissue engineering. Indeed, strategies based on tissue engineering techniques seem to be an alternative to the use of grafts and thus to defeat their limits. The approach employed in this thesis consists in development and use of hydrogels as scaffold materials for bone defect filling and regeneration. There are many approaches that also use hydrogels, each one with its advantages and limitations. In this context, our work consisted in the use of a non-polymeric hydrogel as basic material in the development of strategies for bone tissue engineering. Briefly, several cell types are present within bone tissue and will participate in the processes of bone formation and regeneration. The objective of our strategies was the contribution of exogenous stem cells and then their differentiation into osteogenic cells or the recruitment and differentiation of the host cells into osteogenic cells within the material. The GNF gel was used as a three-dimensional matrix considering its properties of injectability, gelation in the absence of toxic crosslinking agent and its osteoinductive potential. The goal was to develop strategies for bone tissue engineering by combining the GNF gel with a natural matrix of cellular collagen or bioactive molecules to promote the regeneration of bone lesions. This work allowed to develop and characterize strategies relevant to the regeneration of bone lesions based on the use of hydrogels

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Fioretti, Florence. "Contribution à l'étude de cellules humaines mésenchymateuses à des fins de reconstruction tissulaire." Paris 5, 2007. http://www.theses.fr/2007PA05M001.

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Abstract:

Dans notre travail, nous avons montré que dans un modèle de culture tridimensionnelle (lattis de collagène), les fibroblastes gingivaux, les fibroblastes dermiques et les cellules souches mésenchymateuses issues de la moelle osseuse humaine ont toutes les trois la capacité de remodeler la matrice extracellulaire dans laquelle elles ont été placées. Les trois types cellulaires ont un comportement quant à l'expression de macromolécules conjonctives (collagène de type I, III et fibrilline-1) et quant à l'expression de métalloprotéases (MMP-1, MMP-2 et MMP-9) et de leur inhibiteurs tissulaires spécifiques (TIMP-1 et TIMP-2). De plus, dans notre modèle de culture tridimensionnelle, les cellules issues de la moelle osseuse (CSMs) adopte un phénotype fibroblastiques / myofibroblastique, ce qui nous conduit à considérer ces cellules comme étant une nouvelle source cellulaire qui pourrait conduire à l'obtention in vitro de derme et/ou de tissu conjonctif gingival équivalent. Si dans un deuxième temps, on ensemence des cellules keratinocytaires sur ces tissus reconstruits, l'obtention de tissus (peau, gencive) greffables chez l'homme pourrait être envisageable. Leur utilisation pourrait s'appliquer par exemple aux grands brulés ou aux patients atteints d'épidermolyse ; chez qui l'atteinte de ces structures entame le pronostic vital. De plus, ces tissus reconstruits, avec une quantité de cellules mésenchymateuses appropriée à chaque type tissulaire sont des outils permettant de cerner les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu par exemple dans les différentes phases de restructuration après un traumatisme
In this work, conducted mainly on three dimensional culture (collagen lattice), we demonstrated that human dermal and gingival fibroblasts as well as mesenchymal stem cells (MSCs) from human bone marrow were able to remodel the matrix in which they were incorporated. MSCs, dermal and gingival fibroblasts act in a similar way concerning macromolecules expression and synthesis (collagen types I,III, fibrillin-1), metalloproteinases (MMP-1, MMP-2, MMP-9) and tissue inhibitor of metalloproteinases (TIMP-1, TIMP2). Furthermore, in our hands, MSCs adopt a fibroblasts / myofibroblasts like phenotype, and thus can be considered a useful cellular source to build in vitro dermal or gingival equivalent tissue. Such a tissue equivalent after keratinocytes seeding could be beneficial with parents after trauma for exemple large burns or with patients suffering from epidermolysis for whom tissular lesions wear down the vital prognosis. Lastly, these bioengineered tissues containing appropriate cell number characteristic of a given tissue are a powerful tool for studying molecular and cellular mecanisms bring into play for exemple during phases of tissue regeneration after wound healin

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Wang, Yun. "Intérêt des cellules souches mésenchymateuses en ingénierie tissulaire du cartilage : effets des stimuli mécaniques et biochimiques." Nancy 1, 2007. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2007_0163_WANG.pdf.

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Abstract:

L'ingénierie tissulaire du cartilage permet de reconstruire un néo-cartilage réimplantable en utilisant des cellules telles que les chondrocytes et les cellules souches mésenchymateuses (CSMs) cultivés dans des biomatériaux tridimensionnels. Des facteurs mécaniques et biochimiques y jouent un rôle essentiel. Le but de nos travaux a été d'évaluer, dans un premier temps, l'influence de l'expansion des chondrocytes et des CSMs humains en monocouche sur l'évolution du phénotype cellulaire. Dans un deuxième temps, une étude concernant les réponses biologiques des chondrocytes et des CSMs exposés aux stimulis mécaniques (entrechoquement et compression dynamique intermittente) et biochimiques (TGF-pl et BMP-2) a été réalisée dans un hydrogel d'alginate/HA. Nos résultats ont montré une dédifférenciation notable des chondrocytes à partir du deuxième passage, alors que les CSMs ont maintenu leur phénotype indifférencié après 5 passages. Par ailleurs, nous avons mis en évidence que l'application de contraintes mécaniques ainsi que la stimulation de facteurs de croissance peuvent améliorer l'activité métabolique, la prolifération cellulaire, l'expression des gènes chondrogéniques ainsi que la synthèse de la matrice cartilagineuse. Cependant, ces effets sont étroitement liés aux paramètres mécaniques (durée, fréquence) et au type cellulaire. L'ensemble de ces travaux suggère que le contrôle des conditions de culture ainsi que l'application des contraintes mécaniques et biochimiques peuvent moduler le stade de différenciation chondrocytaire et donc la chondrogénèse
Cartilage tissue engineering could lead to reconstruct a re-implantable neo-cartilage by using cells such as chondrocytes and mesenchymal stem cells (MSCs) cultured in a scaffold. Different mechanical and biochemical factors play an essential role in this process as well. The aim of this study was to investigate firstly, the influence of monolayer expansion of human chondrocytes and MSCs on the cell phenotype. Secondly, the cellular responses of chondrocytes and MSCs to mechanical stimulations (agitation and intermittent dynamic compression) as well as to biochemical stimulations (TGF-pl and BMP-2) have been examined in an alginatelHA hydrogel. Our results showed that notable dedifferentiation of chondrocytes has occurred from passage 2, while MSCs have still kept their undifferentiated phenotype until passage 5. Ln addition, the application of these mechanical strains and growth factors has been demonstrated to improve metabolic activity, cell proliferation, chondrogenic gene expression as well as synthesis of cartilaginous matrix. These effects are closely related to the mechanical parameters (duration, frequency) and the cell type. AlI of these results suggested that the control of culture conditions and the application of mechanical strains as well as growth factors could modulate the differentiation state and the chondrogenesis

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Zhang, Hongyuan. "Fonctionnalisation et caractérisation multi-échelle de films minces de chitosane : vers une utilisation en ingénierie tissulaire." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0366/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur la fonctionnalisation en volume et/ou en surface et la caractérisation multi-échelle de films minces de chitosane utilisés en ingénierie tissulaire. L’ajout des nanoliposomes à base de lécithine naturelle (végétale ou marine) et un traitement plasma sont employés pour réaliser ces deux fonctionnalisations. De nombreuses analyses des caractéristiques physico-chimiques et « structurales » de films minces ont montré que lorsqu’on ajoute 10 % de nanoliposomes dans les films de chitosane, l’hydrophobicité de la surface s’améliore de 18 à 36 %, ce fait est attribué à la présence de composants polaires. La cristallinité est légèrement augmentée ; à 37 °C, le module d’Young diminue de 6 GPa environ jusqu’à près de 4 GPa ; aucune nouvelle liaison ne se crée entre le chitosane et les nanoliposomes ; une diminution de degré de déacétylation est observée, qui pourrait être associée à la conformation des nanoliposomes ajoutés en volume aux films de chitosane. Le traitement plasma a réussi à modifier la structure de surface du chitosane seul et du chitosane mélangé aux nanoliposomes par greffe de groupements actifs (groupes amine, C-O, COOH, -OH). En revanche, dans notre cas, les liaisons hydrogène entre les groupes polaires créés par le traitement plasma peuvent être éliminées partiellement après un temps donné, ce qui limite l’application du traitement. Ensuite, des études préliminaires sur la biocompatibilité in vitro et la biodégradabilité in vitro sont réalisées pour les films de chitosane et du chitosane mélangé aux nanoliposomes. Les cellules souches mésenchymateuses sont utilisées pour l’étude de la première, et une solution de PBS contenant 10 mg/L de lysozyme pour la seconde. Les propriétés physico-chimiques des films de chitosane mélangé aux nanoliposomes marines, leur faible cytotoxicité aux cellules et leur stabilité dans la solution de PBS contenant du lysozyme leur permettent d’être utilisés comme matrice de support dans le domaine de la médecine régénérative
This work focused on functionalized chitosan thin films in the bulk and/or on the surface by nanoliposomes based on natural lecithin (plant and marine) and plasma treatment. Various techniques were used for physicochemical properties analysis of functionalized thin films. The results showed that by adding the nanoliposomes into the chitosan scaffold, the surface wettability of thin films increased from 18 % to 36 %. The crystallinity degree was slightly improved in blend thin films. Any new bond was determined by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), which confirmed that there is no chemical interaction between the nanoliposomes and chitosan. The Young’s modulus of blend thin films deceased from 6 GPa to 5 GPa. The morphological, nanomechanical properties and adhesion force of each scaffold system determined by Scanning Probe Microscopy (HarmoniXTM mode) showed that the fish nanoliposomes/chitosan thin film had the most similar properties compared to the pure chitosan thin film. The surface of chitosane films and nanoliposomes/chitosane blend films were modified by the plasma treatment. Functional groups (amine groups, C-O, COOH, -OH) are grafted onto the surface enhancing thus the surface energy of the films. But the hydrogen bonds between the polar groups introduced by the treatment can be destroyed after a given time; the author proposed that the functionalization in the bulk by adding of nanoliposomes provided more stable and greater possibility of new materials producing than the functionalization at the surface by plasma treatment for potential tissue engineering application. Then, in vitro biocompatibility preliminary study was carried using human mesenchymal stem cells (hMSCs); and in vitro biodegradability study was tested in the phosphate buffered saline (PBS) mixed with 10 mg/L lysozyme. The films of chitosan functionalized by salmon nanoliposomes showed more interesting as matrix extracellular for regenerative medicine applications because of their physico-chemical properties, low cytotoxicity and the stability inside the PBS and lysozyme solutions

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Hamdan, Ahmad. "Effets de dérivés sanguins sur le comportement de cellules ostéogéniques en culture : applications en ingénierie tissulaire osseuse." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA07G001.

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Abstract:

L’ingénierie tissulaire osseuse est un nouveau domaine visant à restaurer, à maintenir ou à améliorer la fonction tissulaire. Elle implique la présence de trois éléments : des cellules souches, des molécules de signalisation (facteurs de croissance) et un matériau de support tridimensionnel. L’utilisation de produits autologues est de plus en plus favorisée afin d’éliminer tout risque lié à l’utilisation de produits allogènes ou xénogènes. Les extraits sanguins représentent une source autologue potentielle de facteurs de croissance et d’autres molécules qui peuvent être utilisés en ingénierie tissulaire. Notre objectif était d’évaluer, in vitro, les effets de deux extraits sanguins sur le comportement des cellules ostéogéniques de calvaria de rat. Dans la première partie, nous nous sommes intéressés à étudier les effets d’un sérum homologue sur la prolifération et la différenciation ostéoblastique. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons évalué, in vitro, les effets d’un nouveau matériau de support d’origine sanguine, la globine, sur les cellules ostéogéniques. L’ensemble des résultats montre que ces 2 extraits sanguins sont capables de stimuler la prolifération et la différenciation ostéoblastique, et donc pourraient trouver des applications dans le domaine de l’ingénierie tissulaire du tissu osseux chez l’humain
Tissue engineering is a new domain developed in the aim of restoring, replacing or maintaining biological functions and tissue integrity. H implies the seeding of stem cells on 3D scaffolds in the presence of proper signaling molecules to promote cellular activity. The use of autologous products is preferred, when possible, in order to avoid ail risk associated with the use of allogenous or xenogenous products. Blood derivatives represent a potential autologous source for growth factors as well as other moiecules that couid be used in tissue engineering. Our objective was to evaluate, in an in vitro model, the effects of 2 blood derivatives on the behavior of rat calvaria osteoblastic cells. In the first part, we evaluated the effects of a homologous serum on osteoblastic ce11 proliferation and differentiation. In the second part of this work, we studied the in vitro effects of a new 3D scaffold of blood origin, globin, on osteoblastic cells. Our results show that these 2 blood derivatives are capable of stimulating osteoblastic cell activity and could find, in the future, clinical applications in the field of human bone tissue engineering

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Magnan, Laure. "Développement, par ingénierie tissulaire, d’un substitut vasculaire entièrement biologique et humain grâce à l’utilisation d’une approche textile." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0284.

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Abstract:

Lorsque des vaisseaux autologues ne sont pas disponibles pour faire un pontage, des greffons synthétiques sont utilisés mais avec des taux d’échec élevés. En effet, malgré leurs bonnes propriétés mécaniques, la surface synthétique de ces greffons entraîne de la thrombose et de l’hyperplasie intimale ayant pour conséquence une mauvaise perméabilité du substitut à long terme pour de nombreuses applications. Par ingénierie tissulaire, des greffons vasculaires entièrement biologiques et humains ont déjà été produits par roulage de feuillets de matrice extracellulaire synthétisée par des fibroblastes dermiques humains in vitro. Grâce à une nouvelle méthode d’assemblage basée sur une approche textile, des greffons ont été produits trois fois plus rapidement. Pour ce faire, le feuillet a été découpé en fils afin de permettre la construction d’un substitut vasculaire par tissage. Cette thèse comporte trois articles. Le premier visait à montrer la composition riche de la matrice, décrire l’organisation de son réseau complexe de collagènes et démontrer que la dévitalisation par séchage de la matrice n’a pas affecté significativement cette organisation. Le deuxième avait pour but de décrire les propriétés mécaniques des fils en fonction du torsadage et/ou de l’âge de la matrice ainsi que l’effet sur la force de différents traitements nécessaires au processus de fabrication. Les différentes applications de l’approche textile dans la construction de structures complexes ainsi que les propriétés mécaniques des substituts tissés ont également été évaluées. Le troisième article a montré la faible réponse inflammatoire ainsi que le potentiel d’intégration et de remodelage de la matrice in vivo. Par ailleurs, la décellularisation n’a pas montré de résultats supérieurs à la dévitalisation, permettant ainsi de s’affranchir d’une étape de fabrication supplémentaire et potentiellement délétère à l’organisation biologique de cette matrice. En conclusion, cette thèse constitue la première démonstration de la fabrication de textiles humains mécaniquement très forts mais sans utilisation de matériel exogène. La dévitalisation couplée à l’approche textile ont permis de créer un modèle allogénique plus simple, plus rapide et moins coûteux mais avec un potentiel d’intégration in vivo intact. Ce modèle sera très prochainement étudié par implantation à long terme dans la circulation sanguine
When autologous blood vessels are not available for bypass surgery, synthetic grafts are used but display high failure rates. Indeed, despite their good mechanical properties, their synthetic surface lead to thrombosis and intimal hyperplasia, which cause poor long-term patency in many applications. Using tissue engineering, completely biological and human vascular grafts have been produced by rolling sheets of extracellular matrix synthesized by dermal human fibroblasts in vitro. Using a new assembly technique based on a textile approach, grafts were produced three-time faster. To do so, sheets were cut into yarns to construct vascular substitute by weaving. This manuscript includes three articles. The first one aimed at showing the rich composition of the matrix, describing the organization of its complex network of collagens and demonstrating that the devitalization by drying the matrix did not significantly affect this organization. The second one described the mechanical properties of the yarns depending on the twisting, matrix age or different treatments useful for the manufacturing process. It also demonstrated some of the assembly techniques possible with this human yarn, as well as its possible use as a suture or to build a vascular graft. The third article showed the survival of the yarns subcutaneously implanted for 6 month in nude rats. The implants created little inflammatory response, were mildly remodeled and kept a significant mechanical strength. Decellularization did not show results improvement compared to the simple devitalization, demonstrating that the remaining cellular fragments were not a meaningful activator of the innate immune system. To conclude, this thesis is the first demonstration of the production of human textiles, without using any exogenous material and that are mechanically very strong. Both the devitalization and the textile approach have allowed to create a simpler allogeneic model, faster and cheaper but with an intact potential of integration in vivo, that will be studied very soon with a long-term implantation of the textile in the bloodstream

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Denost, Quentin. "Ingénierie tissulaire en chirurgie colorectale : du défect pariétal au remplacement d’organe : étude in vitro et in vivo." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0188/document.

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Abstract:

L’ingénierie tissulaire représente un nouvel outil en chirurgie colorectale pour la prévention et le traitementdes fistules et pour la substitution sphinctérienne et rectale après chirurgie d’exérèse. Ce travail comprend :1) La sélection de la composante matricielle : in vivo, en remplacement d’un défect de paroi colique, 2matrices ont été comparées chez 16 lapins : groupe A, matrice de sous-muqueuse intestinale de porcdécellularisée (SIS, BioDesign®), référente; groupe B, matrice de chitosane, innovante. Les animaux étaientsacrifiés à 4 et 8 semaines. A 8 semaines, une régénération épithéliale plus précoce, un meilleur contrôle dela réponse inflammatoire avec un rapport de fibrose plus faible et l’obtention de quelques îlots de cellulesmusculaires lisses sont obtenus dans le groupe B.2) La confection d’un gel de délivrance cellulaire: in vitro, fibrine et chitosane ont été combinés selondifférentes formulations pour sélectionner un gel composite fibrine-chitosane, caractérisé par des testsmécaniques, de viabilité et de prolifération cellulaires et l’étude de son ultrastructure.3) Leur combinaison : in vivo, en remplacement d’un défect de paroi colique, nous avons comparé chez 20porcs la matrice acellulaire de chitosane à la matrice cellularisée par la fraction stromale vasculaireautologue, isolée et contenue dans le gel composite fibrine-chitosane. A 8 semaines, un recouvrementmuqueux complet de la zone implantée était observé dans les 2 groupes avec une régénération ad integrumde la paroi colique, y compris des cellules musculaires lisses confirmées par immunohistochimie, et unrapport de fibrose significativement plus faible dans le groupe cellularisé (15% vs. 50%, p=0,01). Enfin, unematrice de chitosane circonférentielle cellularisée a remplacé un défect colique de 2 cm de longueur chez 3porcs avec succès.Avec les critères de jugement tels que faisabilité technique, comportement matriciel et qualité de larégénération tissulaire, le chitosane présente un intérêt majeur pour la régénération tissulaire colorectale
Tissue engineering is a new tool in colorectal surgery for the prevention and treatment of fistula and rectalsphincter substitution after surgery for resection. This work includes:1) The selection of the matrix component : in vivo, 2 matrices were compared in 16 rabbits: Group A, matrixof decellularized swine intestinal submucosa (SIS, BioDesign ®), or reference matrix; Group B, a three layersmatrix of Chitosan hydrogel, or new matrix. The animals were sacrificed at 4 and 8 weeks. At 8 weeks, earlierepithelial regeneration, better control of the inflammatory response with a lower fibrosis report and obtainingof some islets of smooth muscle cells are obtained in the B group.2) The conception of an optimal delivering cells system: in vitro, fibrin and Chitosan were combined accordingto different formulations for Select a composite gel fibrin-Chitosan, characterized by mechanical tests, viabilityand cellular proliferation and the study of its ultrastructure.3) Their combination: vivo, in lieu of a colonic wall defect, we compared, in 20 pigs, acellular Chtiosan matrixto Chitosan matrix cellularized by autologous stromal vascular fraction isolated and contained in the gelcomposite Chitosan-fibrin. At 8 weeks, a full mucosal recovery was observed in the 2 groups with recovery adintegrum of the colonic walls, including smooth muscle cells confirmed by immunohistochemistery. Thefiborsis ratio was significantly lower in the cellularized group (15% vs. 50%, p = 0, 01). Finally, a cellularizedmatrix of circumferential Chitosan has successfully implanted to replace a colonic defect of 2 cm in length in3 pigs success. With end points such as technical feasibility, matrix behavior and quality of tissueregeneration, Chitosan has a major interest for the Colorectal tissue regeneration

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Lerouxel, Emmanuelle. "Phosphates de calcium et cellules autologues : base d'une ingénierie tissulaire pour la reconstruction osseuse en territoire irradié." Nantes, 2007. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=bc057180-d0dc-4d31-8f81-a716260ff382.

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Abstract:

Le traitement des cancers cervico-faciaux requiert souvent une chirurgie mutilante et une radiothérapie complémentaire. Ces traitements induisent des séquelles notables au niveau de la sphère oro-faciale. L'exérèse tumorale en terrain irradié ou la résection d'ostéoradionécrose (ORN) pose le problème des difficultés pour la réparation osseuse. Les capacités de cicatrisation sont réduites après extraction dentaire ou mise en place d’implants. En l’absence d’irradiation, les Phosphates de Calcium (PCa) sont couramment utilisés comme substituts osseux en chirurgie oro-faciale. Ce travail a eu pour but d’évaluer l’association de PCa, sous forme de granules ou injectable, à une greffe de cellules autologues, soit de moelle osseuse totale (MO) soit de cellules souches mésenchymateuses (CSM), en terrain irradié. Un nouveau modèle animal d’ORN localisée a pour cela été développé au préalable. Le matériau s’est révélé biotoléré bien que faiblement ostéointégré en terrain irradié. La greffe de MO a significativement amélioré la repousse osseuse. L’adjonction de CSM, issues de MO ou du tissu adipeux, au matériau n’a pas apporté d’amélioration de la repousse osseuse. Ces résultats peuvent s’expliquer par la richesse de la MO en cellules et facteurs de croissance indispensables à la réparation osseuse. Ce travail permet d’envisager l’intérêt de comblements osseux par des PCa associés à une greffe de MO en terrain irradié. Des études ultérieures auront pour objectif d’évaluer le devenir et le rôle des cellules implantées dans les phénomènes d’ostéogenèse et d’angiogénèse. Ce travail permet aussi d’entrevoir une perspective thérapeutique dans l’ORN grâce à l’ingénierie tissulaire osseuse
Treatment of most forms of squamous cell carcinoma requires surgical procedures and high dose irradiation, which often produce major esthetic and functional injuries in the maxillofacial area. Radiotherapy produces irreversible side-effects on bone, involving damages to its reparation properties and complications such as infections, healing delays and osteoradionecrosis (ORN). Synthetic biphasic Calcium Phosphates (CaP) have been used extensively as bone substitutes in maxillofacial and dental applications as alternatives to autologous bone without irradiation. The aim of this rat study was to determine the influence on osseous repair of autologous cells grafts, bone marrow (BM) or mesenchymal stem cells (MSC), added to CaP ceramics, used as granules or injectable form, in previously irradiated bone. The development of an animal model of localized ORN has been previously developed. Ceramics were biotolerated, yet with low osteoconductive properties in irradiated bone. The BM grafts led to a significant increase in bone in growth in the irradiated areas. BM or adipose tissue derived MSC were not able to enhance bone ingrowth in irradiated osseous defects. These results could be explained by BM resources in cells and in growth factors indispensable for osseous repair. These results allow to highlight the interest of bone substitution by association of CaP ceramics and BM grafts in irradiated bone. Further studies will have to assess the role of grafted cells in osteogenesis and neoangiogenesis. This study allows also to foresee ORN treatment with tissue engineered materials

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Boukhechba, Florian. "Développement de modèles pour l'étude de la formation osseuse en culture tridimensionnelle et en ingénierie tissulaire osseuse." Nice, 2009. http://www.theses.fr/2009NICE4086.

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Abstract:

La culture tridimensionnelle (3D) et l'ingénierie du tissu osseux sont deux thématiques basées sur l'utilisation de matrices permettant de véhiculer des cellules ostéogéniques dans le but d'obtenir une formation osseuse in vitro et in vivo respectivement. La culture 3D est un enjeu important en biologie car elle permet de restaurer certaines propriétés tissulaires perdues en culture bidimensionnelle (2D) sur plastique. De nombreux travaux sont actuellement dédiés à la mise au point de matrices utilisables comme support de culture 3D des cellules osseuses. Sur la base d'une matrice constituée de particules de phosphate de calcium biphasé (BCP) j'ai mis au point un modèle original de culture 3D qui permet le développement d’un tissu ostéoïde et la différenciation spontanée d'ostéoblastes humains en ostéocytes. Ce modèle 3D ouvre une nouvelle voie d’étude des ostéocytes qui sont les cellules majoritaires du tissu osseux mais les plus mal connues du fait de leur accessibilité difficile et du manque de modèles d'étude disponibles. L'ingénierie tissulaire osseuse a pour but de reconstruire le stock osseux grâce à l'association de matrices, de facteurs ostéoinducteurs et/ou de cellules ostéogéniques. La majorité des travaux menés actuellement dans ce domaine préconisent l’utilisation de cellules stromales mésenchymateuses (MSC) pour améliorer les performances de ces matrices. Cependant le mécanisme d’action de ces cellules est encore peu documenté. Basé sur l'utilisation des mêmes particules de BCP, j'ai participé à la mise au point d'un nouveau biomatériau développé et breveté au laboratoire et à son utilisation comme véhicule de MSC de souris pour l'étude de la formation osseuse en site ectopique. La mise au point d'une méthode de suivi quantitatif de la survie des cellules implantées a permis de montrer que ces MSC disparaissaient très rapidement, laissant la place aux cellules de l'hôte qui sont à l'origine du tissu osseux. Nous avons conclu que, dans ce modèle, les MSC implantées jouent très probablement un rôle chimiotactique pour les cellules de l'organisme receveur. Une étude préliminaire des molécules impliquées dans ce rôle chimiotactique à été effectuée, permettant de proposer une nouvelle approche pour l’ingénierie tissulaire osseuse
Three-dimensional culture (3D) of bone cells and bone tissue engineering are both based on the use of scaffolds to convey osteogenic cells and obtain in vitro and in vivo bone formation respectively. 3D culture is an important field in cell biology, dedicated to reduce the gap between two-dimensional culture and complex tissue architecture. Many works have described various scaffolds as support for the 3D culture of bone cells but in two studies only the presence of osteocyte-like cells have been detected after very long periods of culture. I have engineered an original model of 3D culture in which human primary osteoblasts are seeded within the interspace of calibrated biphasic calcium phosphate particles (BCP). This system results, after one week, in the development of an osteoid matrix and the spontaneous differentiation of the osteoblasts in osteocytes. This model of primary osteocyte differentiation in 3D is a new tool to gain insights into the biology of osteocytes, which compose over 90-95% of bone cells but are difficult to study due to their accessibility and the very rare models available in vitro. The aim of bone tissue engineering is to regenerate the bone stock through a combination of scaffolds, osteogenic factors and / or osteogenic cells. The majority of the studied in this field advocates the use of mesenchymal stromal cells (MSC) but the mechanism of action of these cells is still poorly documented. Based on the use of BCP particles, I have participated to the development of a new bone substitute, which has been patented in our laboratory. I have used this new biomaterial as a vehicle for mouse MSC in a model of ectopic bone formation. Using a method of quantitative tracking of the implanted cells, I have shown that the implanted MSC disappeared very quickly from the implants whereas host cells were progressively recruited suggesting that host cells are responsible for the bone formation. We have concluded that, in this model, MSC play a chemotactic function towards host cells. A preliminary study of the putative molecules involved in this phenomenon was performed with the aim of proposing a new

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Ignat, Cristina Mihaela. "Compatibilité et co-structuration dans des systèmes contenant des scléroprotéines et des polysaccharides." Thesis, Pau, 2012. http://www.theses.fr/2012PAUU3017/document.

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Abstract:

L’obtention de substrats „cyto-favorables”, aptes à soutenir la régénération tissulaire, impose l’utilisation de biomatériaux qui portent des domaines de reconnaissance cellulaire, comme par exemple les scléroprotéines et certains polysaccharides. La membrane des cellules spécifiques aux tissus conjonctifs dispose de mécanismes qui facilitent l’ancrage aux substrats solides ou à l’état de gel où se retrouvent des macromolécules ou des fibrilles de (atelo) collagène, associées ou non à l’acide hyaluronique. On peut générer de tels substrats par des techniques de rassemblement moléculaire spontané ordonné (tout comme dans le cas de la restructuration du collagène quasi-natif pour former des fibrilles), ou induite physico-chimiquement ensuite stabilisé morphologiquement (tout comme dans le cas de la préparation des hydrogels mixtes, atelocollagène–hyaluronate de sodium, diversement réticulés ensuite transformés en cryo- ou vitri-gels). Dans le cadre de la thèse, nous étudions les moyens d’obtention et de purification des précurseurs bio-macromoléculaires nécessaires, par la suite, à l’obtention de substrats „cyto-favorables”, ainsi que leurs modalités de génération et de caractérisation. Les méthodes de restructuration auxquelles on en appelle sont de nature physico-chimique (la co-précipitation contrôlée dans des mélanges binaires et ternaires d’atelocollagène et d’hyaluronate de sodium), ou chimique (la réticulation par des ponts moléculaires à longueur minimale). On a étudié les possibilités de mélanger de l’atelocollagène (aK) avec deux types de polysaccharides, le hyaluronate de sodium (NaHyal) et le gellane. On a établi des formulations et les procédures optimales pour obtenir des hydrogels avec des caractéristiques rhéologiques contrôlables, et avec la réactivité et la morphologie capables de permettre la fixation et la prolifération des fibroblastes. On constate que les hydrogels et cryogels obtenus à partir des mélanges 5:1 aK:NaHyal réticulés avec du 1,4-butanediol diglycidyl éther ont des propriétés rhéologiques qui permettent leurs manipulation dans les conditions des techniques de culture cellulaire. Ils ne présentent pas de cytotoxicité et ils assurent la viabilité cellulaire dans les milieux de culture standards. La morphologie des cryogels obtenus montre une macro-porosité qui dépend de la formulation des mélanges et peu la technique d'obtention. La présence de gellane dans les mélanges conduit à une séparation de phases, même à faible concentration, soulignant la diversité des caractéristiques de substrats
Obtaining "cyto-favourable" substrates able to support tissue regeneration leads to use biomaterials holding cellular recognition domains, as scleroproteins and some polysaccharides as examples. Cellules membranes specific to conjunctive tissues have mechanisms making easier the anchoring to solid or gel substrates where macromolecules or fibrils of (aceto)collagen, associated or not to hyaluronic acid, are found. Such substrates may be generated using spontaneous molecular gathering (as in native collagen restructuration to fibrils), or physico-chemically induced (as the preparation of mixed hydrogels then transformed in cryo- or vitri-gels). In this thesis, were studied the obtaining and purification of bio-macromolecular presursors necessary to obtaining "cyto-favourable" substrates, and the procedures to generate and characterize them. Used restructuration methods are of physico-chemical nature (controlled co-precipitation in binary and ternary mixtures of acetocollagen and sodium hyaluronate) or chemical one (crosslinking).The mixture of acetocolagen (aK) with two polysaccharides, sodium hyaluronate (NaHyal) and gellan were investigated. Formulations and optimal conditions were established to obtain hydrogels with controlled rheological characteristics, and reactivity and morphology able to allow fibroplast fixation and proliferation. Hydrogels and cryogels prepared from 5:1 aK:NaHyal crosslinked with 1,4-butanediol diglycidyl ether were defined as the best materials we have prepared. They do not show any cytotoxicity and they ensure the cellular viability within standard cellule culture media. The cryogel morphology shows macro-porosity depending on the formulation but a few on the obtaining process. The presence of gellan in the mixtures leads to a phase separation, even at low concentration

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Boura, Cédric. "Intérêts des films minces multicouches de polyélectrolytes dans la conception de substituts vasculaires." Nancy 1, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2003_0234_BOURA.pdf.

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Thébaud-Aubry, Noélie-Brunehilde. "Cellules endothéliales issues de progéniteurs humains : des acteurs pertinents en ingénierie vasculaire ?" Thesis, Bordeaux 2, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR21614/document.

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Abstract:

L’incidence des maladies cardiovasculaires d’origine athéromateuse demeure un problème majeur en santé publique et malgré le développement de techniques curatives endovasculaires, la chirurgie demeure nécessaire chez de nombreux patients. Le remplacement vasculaire se fait par une veine autologue qui reste le « gold standard » ou, lorsque les patients n’ont pas le capital vasculaire suffisant, par une prothèse. Actuellement, si les techniques utilisant des prothèses synthétiques sont satisfaisantes pour le remplacement d’artères de gros calibre, celui des artères de petit calibre demeure toujours un défi du fait du caractère thrombogène des biomatériaux utilisés et de leurs mauvaises propriétés mécaniques. Depuis quelques années, le concept d’ingénierie tissulaire a émergé et évolué. Il pourrait permettre de proposer de nouveaux types de substituts vasculaires hybrides et/ou biologiques, grâce en particulier à l’utilisation de cellules souches et de leurs progéniteurs, ouvrant d’intéressantes perspectives dans le domaine de l’ingénierie vasculaire. Le but de ce travail a été d’obtenir de manière fiable et reproductible des cellules à phénotype endothélial mature à partir de progéniteurs endothéliaux issus de moelle osseuse et sang périphérique humains et de définir leurs réponses dans des conditions proches de celles observées dans un vaisseau natif. Des cellules (PDECs : Progenitor Derived Endothelial Cells) ont pu être amplifiées à partir de progéniteurs, elles présentent les marqueurs membranaires classiquement utilisés pour définir des cellules endothéliales matures. Elles sont capables, sur différents revêtements utilisés cliniquement tels le collagène de type I et la colle de fibrine ainsi que sur un revêtement plus expérimental (Multicouches de PolyElectrolytes), de former une monocouche confluente. Ces PDECs résistent à des contraintes mécaniques de cisaillement de type artériel et l’analyse de gènes et protéines impliqués dans la biologie de l’endothélium a montré qu’elles répondent à ces stimulations par l’expression d’un phénotype en lien avec une activité antithrombogène. De plus, les travaux préliminaires réalisés sur ces PDECs cocultivés avec des progéniteurs ostéoblastiques, ouvrent d’intéressantes perspectives concernant leur utilisation dans le cadre de l’ingénierie du tissu osseux vascularisé
The incidence of atherosclerotic arterial disease is still a major public health problem and despite endovascular surgery therapies, surgical treatment is necessary for many patients. Vascular bypass is performed with an autologous vein which remains the gold standard, or when patients do not have appropriate blood vessels to be used as replacement, with a synthetic prosthesis. Nowadays, synthetic vascular grafts have been successfully used in the treatment of the pathology of large arteries, but the replacement of the smaller sized arteries is still a challenge because synthetic vascular grafts are known to be highly thrombogenic and have poor mechanical properties. Recently, the tissue engineering concept has emerged and advances. It can allow to propose development of new hybrid or biologic vascular substitutes, using stem cells and progenitor cells, holding great promise for vascular tissue engineering. The aim of the present study was to obtain reliably and reproducibly, cells with mature endothelial phenotype from endothelial progenitor cells isolated from human bone marrow and peripheral blood and investigate cell response in conditions similar to those observed in a native vessel. We were able to expand cells (PDECs: Progenitor Derived Endothelial Cells) from progenitors which exhibit markers conventionally used to define mature endothelial cells. They were able, on scaffolds currently used in clinic like collagen type I and fibrin glue or on more experimental scaffold (Polyelectrolytes multilayers films), to form a confluent monolayer. These PDECs are able to withstand arterial shear stress and analysis of genes and proteins implicated in endothelium biology shows that these cells respond to shear stress stimulation with a phenotype connected to an anti-thrombogenic activity. Moreover, preliminary studies using co-cultures of PDECs and osteoblastic progenitors, open interesting perspectives concerning PDECs to be used in the field of vascularized bone tissue engineering

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Nait, Lechguer Adnane. "Ingénierie de l'organe dentaire à partir de cellules dissociées : morphogénèse coronaire, vascularisation et innervation." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/NAIT_LECHGUER_Adnane_2010.pdf.

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Shafy, Abdel. "Nouveaux traitements de l'insuffisance cardiaque : de la pharmacologie aux cellules souches et à l'ingénierie tissulaire." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA11T084.

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Ye, Junsong. "Ingénierie tissulaire hépatique à partir du foie décellularisé et de cellules souches mésenchymateuses de la gelée de Wharton." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0127/document.

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Abstract:

Il existe plus de 100 formes de pathologies hépatiques causées par divers facteurs et touchant une grande quantité de personnes. Mais, le seul traitement pour les maladies du foie en phase terminale est la greffe du foie. Cependant, la greffe de foie échoue souvent à cause du déficit en donneurs hépatiques. Récemment, une nouvelle alternative innovante pour traiter les maladies du foie apparaît : les organes auto-construits. En ingénierie tissulaire du foie, la source de cellules, l’échafaudage décellularisé du foie et les bioréacteurs, sont des facteurs à prendre en compte. L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier deux étapes nécessaires au développement d’un foie artificiel : les cellules et la décellularisation de l’organe. Tout d’abord, nous avons prélevé et caractérisé les cellules souches mésenchymateuses de la gelée de wharton (CSMs-GW) CSMs-GW et nous avons étudié leur potentiel de différenciation en hépatocytes. La deuxième étape du travail est consacrée à la décellularisation du foie. Nous avons obtenu des scaffolds acellulaires par la perfusion continue avec du SDS 1% et triton-X100 1%. En conclusion, cette étude montre la capacité de CSM-GW de se différencier en hépatocytes et la faisabilité de la décellularisation du foie. Ceci ouvre des perspectives intéressantes pour le développement d’un foie artificiel et le traitement des pathologies hépatiques
There are over 100 forms of liver diseases caused by various factors and affecting a lot of people. Unfortunately, the only treatment of a terminal liver disease is liver transplantation. However, liver transplantation often fails because of the deficit in human liver donors. Recently, a new innovative alternative for treating end-stage liver disease appears: self-built organ. In liver tissue engineering the source of cells, the decellularized liver scaffold and circular culture bioreactor, are essential factors to be taken into account. The objective of this thesis is to study two steps needed for the development of an artificial liver : cells and organ decellularization. In the first stage, we collected and characterize Wharton’s-Jelly mesenchymal stem cells (WJ-MSCs), and their differentiation potential into hepatocytes. In the second stage of the work, we developed a method for liver decellularization. We were able to get acellular scaffolds by continuous perfusion with 1% SDS and Triton X100 1%. In conclusion, this study shows the capability of WJ-MSC to be differentiated into hepatocytes and the feasibility to obtain acellular livers. That open perspectives toward the development of an artificial liver and the treatment of liver diseases

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Norotte, Cyrille. "De la biologie du développement à l'ingénierie tissulaire : impression de vaisseaux sanguins." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066717.

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Les maladies cardiovasculaires représentent actuellement une des causes principales de mortalité et nécessitent souvent le recours à la chirurgie vasculaire reconstructrice. Nous exploitons ici des processus développementaux comparables aux phénomènes associés aux liquides (tels que la fusion de tissus, leur enveloppement mutuel ou les phénome��nes de « sorting » cellulaire) dans le but de fabriquer des vaisseaux sanguins de petit calibre, comportant des couches cellulaires distinctes. En particulier, nous montrons que les tensions de surface associées aux trois types cellulaires vasculaires majeurs (cellules endothéliales, cellules musculaires lisses, et fibroblastes), et calculées en utilisant la solution exacte de l’équation de Laplace, guident leur ségrégation en couches distinctes in vitro. Une nouvelle technologie de prototypage rapide, appelée « bioprinting », permet de guider l’auto-assemblage des différents types cellulaires vasculaires en structures tissulaires tubulaires de géométrie sur mesure, de tubes vasculaires simples à des arbres vasculaires complexes, potentiellement utilisables pour la médecine régénératrice.

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Galois, Laurent. "Bioingénierie du cartilage et arthrose expérimentale." Nancy 1, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2003_0236_GALOIS.pdf.

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Sladkova, Martina. "Contributions to the optimisation of the osteogenic Potential of human mesenchymal stem cells seeded on Carbonate calcium scaffold : in vitro and in vivo studies." Paris 7, 2013. http://www.theses.fr/2013PA077043.

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Abstract:

Afin de traiter les grandes pertes de substance osseuse, l'ingenierie tissulaire propose de construire ex vivo des substituts tissulaires ostéogènes composés de cellules souches ensemencées sur un support ostéoconducteur. La présente thèse a été conçue pour mieux comprendre et optimiser le potentiel ostéogene de tels substituts tissulaires. Nous avons tout d'abord étudié l'influence de l'application d'un flux sur la prolifération et la différenciation de cellules souches mesenchymateuses humaines (hcsms) et de progeniteurs mesodermiques issues d'une lignée de cellules souches embryonnaires humaines (hes-mps) ensemencées sur des cubes de corail et cultivées en bioréacteur. Nous avons ensuite évalué le potentiel ostéogene de substituts tissulaires HCSMS/corail cultivés en bioréacteur dans un modèle ectopique murin. A notre grande surprise, ces substituts tissulaires n'étaient pas ostéogenes. Notre hypothèse a été que la taille du support en corail n'était pas optimale pour permettre l'expression du potentiel ostéogène des HCSMS. Cette hypothèse nous a conduits a évaluer l'influence de la taille des particules de corail sur le potentiel ostéogene des HCSMS. Nous avons ainsi pu observer que les potentiels ostéo- et hemato-inducteur des HCSMS était directement dépendant de la taille des particules. De plus, la mort massive des HCSMS apres implantation n'était pas un obstacle à la formation osseuse. Enfin, une analyse détaillée a montre que la distance inter-particulaire ainsi que la resorption du corail étaient des paramètres déterminants des potentiels ostéo- et hemato-inducteur de HCSMS
Tissue engineering (te) aims at obtaining functional tissues by combining cells with a scaffold. Because of their expansion potential, ability to differentiate into various phenotypes, paracrine effects, and immune-modulatory properties, mesenchymal stromal cells (mscs) are a very promising cell type for repairing damaged bone. The efficacy of te in experimental and clinical studies, however, has been less than optimal and remains inferior to that of autologous bone grafts, the gold standard. The present thesis was designed to better understand and optimize the osteogenic potential of such tissue constructs. First, we studied the effect of fluid flow application on the proliferation and differentiation of hmscs and mesodermal progenitors derived from the human embryonic stem cell line (hes-mps) loaded onto coral cubes and cultivated in a bioreactor. Then, we evaluated in an ectopic mouse model the osteogenic potential of hmscs/coral constructs cultured in the bioreactor. Surprisingly, these tissue constructs were not osteogenic. We hypothesized that scaffold size was not optimal for hmscs to express their osteogenic potential. We therefore evaluated the effect of the size of coral particles on the osteogenic potential of hmscs. In this ectopic model, the osteogenic-and hematopoietic-inductive potentials of hmscs were directly dependent on the particle size. Moreover, bone formation was not prevented by massive death of hmscs post-implantation. Last but not least, the detailed histological and micro-ct analysis showed that both the inter-particular distance and coral resorption were critical parameters of the osteogenic-and hematopoietic-inductive potentials of HCSMS

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Moya, Adrien. "Stratégies pour améliorer la fonctionnalité des cellules souches multipotentes dérivées du stroma de la moelle osseuse en ingénierie tissulaire." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCC209/document.

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Abstract:

Les cellules souches multipotentes dérivées du stroma de la moelle osseuse (MSCs) sont des candidates idéales pour des applications en ingénierie tissulaire. Actuellement un grand nombre d’essais cliniques utilisent ces MSCs dans le but de développer des thérapies innovantes. Dans les travaux de cette thèse, nous avons développé deux stratégies de préconditionnement cellulaire dans le but d’optimiser la fonctionnalité des MSCs pour des applications d’ingénierie tissulaire osseuse. La mort massive des MSCs en post-implantation réduit considérablement les bénéfices potentiels de ce type de thérapie. Bien que cette mort massive soit multifactorielle, l’environnement ischémique hostile auquel les cellules doivent faire face une fois implantées semble en être la cause principale. La première stratégie visait à augmenter la survie des hMSCs en conditions ischémiques. Nous avons pu montrer qu’un préconditionnement par quiescence induit une modification du profil métabolique des hMSCs améliorant ainsi leur survie jusqu’à 14 jours dans un modèle d’ischémie in vitro et 7 jours in vivo. Cette modification est caractérisée par (i) une orientation du métabolisme OXPHOS vers un métabolisme glycolytique, et (ii) une activation des voies pro-survie via l’inhibition de mTORC1 et l’activation de l’autophagie. La seconde stratégie visait à induire aux hMSCs un phénotype pro-ostéogène susceptible de favoriser la formation osseuse. Pour cela, les hMSCs ont été prédifférenciées vers la voie adipogénique (AD) ; une voie de différenciation des hMSCs connue pour sa proximité avec la voie ostéogénique. Il s’avère que les hMSCs prédifférenciées (AD+) sont engagées non seulement dans la voie de l’adipogénèse mais aussi dans celle de l’ostéogénèse. Ces hMSCs-AD+ démontrent des potentiels ostéogènes direct et paracrin améliorés, et elles sont capables de former 5-fois plus de tissu osseux in vivo
Bone marrow stromal derived multipotent stem cells (MSCs) are most suited cells for tissue engineering applications. Nowadays, numerous clinical trials use these MSCs in order to develop new innovative therapies. In the present work, we developed two preconditioning strategies with the aim of improving MSCs functionality for bone tissue engineering. Massive cell death upon implantation drastically reduces the potentials benefits of such MSCs- based therapies. The ischemic hostile environment that cells faces upon implantation is, not the sole, but surely the prime factor responsible for this cell-death. The first strategy aimed at improving hMSCs survival in ischemic conditions. We were able to demonstrate that a quiescence preconditioning induces a modification in the hMSCs metabolic profile thus improving their survival for as long as 14 days in an in vitro ischemic model and 7 days in vivo. This modification is characterized by (i) a shift from an OXPHOS- dependent metabolism towards a glycolytic metabolism, and (ii) activation of pro-survival pathways via mTORC1 inhibition and autophagy activation. The second strategy was to induce a pro-osteogenic phenotype likely favorable for bone formation. To this aim, hMSCs were predifferentiated toward the adipogenic lineage (AD); an hMSCs lineage known to be closely related to the osteogenic one. It appears that predifferentiated hMSCs (AD+) are not only committed towards the adipogenic lineage but also towards the osteogenic one. These hMSCs-AD+ exhibit enhanced direct and paracrine pro-osteogenic potentials, as a result, they are capable of inducing bone tissue formation 5-times more in vivo. These two strategies might enhance the therapeutic outcomes of MSCs-based products for bone tissue engineering applications

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Bouyer, Charlène. "Manipulations acoustiques de cellules pour l'ingénierie tissulaire." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10297/document.

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Abstract:

Manipuler génétiquement ou physiquement des cellules présente un très grand intérêt pour l'ingénierie tissulaire mais soulève encore de nombreux challenges. Les technologies actuelles pour la fabrication de tissus, comme l'assemblage de micro-gels, le remplissage de matrice 3D, le modelage ou l'impression biocompatible sont limités dans leur capacité à organiser spatialement des cellules, souffrent d'un temps de manipulation conséquent, d'effets secondaires potentiellement cytotoxiques et d'une grande complexité de mise en œuvre, empêchant leur utilisation à grande échelle. Nous nous sommes intéressés dans cette thèse à développer des techniques biocompatibles, faciles à implémenter, rapides et facilement transférables dans des laboratoires de biologie. Nous les avons orientées vers deux applications stimulantes car en grand essor et pour lesquelles les techniques actuelles ne permettent pas encore une utilisation grande échelle : la réparation osseuse et l'ingénierie tissulaire neuronale
Genetic or physical cells manipulation aspires to be new challenges in tissue engineering. Current technologies to generate tissues, such as micro-scale hydrogels (microgel) assembly, scaffold seeding, molding or bio-printing suffer from the difficulty to control cells organization, multi-steps time consuming procedures and/or potentially cytotoxic side effects. In this PhD, we aimed at developing cell-friendly and rapid techniques, easily transferable to biological laboratories, for two broadly challenging applications: bone healing and neural tissue engineering, for which the above-mentioned techniques cannot yet provide widely reliable models. In case of a bone critical size defect, external help is often needed for bone healing, and gold-standard for care is bone autograft. Alternatively, the fracture healing process can be stimulated and restored by the implantation at the fracture site of hydrogels embedding growth factors. Both technologies suffer however from side effects such as donor site morbidity or cells over-proliferation in the hydrogel proximity. Moreover, the kinetic of growth factors release cannot be temporally controlled. In this work, we aim at developing an alternative method using ultrasound to spatially and temporally control growth factors release within a biocompatible material: fibrin hydrogels. Towards this goal, we encapsulated, in lipoplexes, plasmids that are under the control of a heat-shock promoter. We then transfected cells, stimulate the production of the targeted protein by heat shock and reported its expression. We also optimized an encapsulation protocol for cells within fibrin gels. This proof of concept demonstrates the feasibility of transfection by lipoplexes with a plasmid under control of heat shock, and pave the way for future developments of in situ transfection of autologous cells, for a tight temporal and spatial control of therapeutic proteins expression using ultrasound-induced hyperthermia

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Kökten, Tunay. "L'innervation en ingénierie dentaire." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAJ073/document.

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Abstract:

Notre approche biomimétique permet de régénérer une dent entière. Un protocole en deux étapes à partir de réassociations de cellules dentaires embryonnaires permet le développement de la couronne in vitro et, après implantation, la différenciation fonctionnelle des cellules, l’initiation du développement radiculaire et la vascularisation dentaire. Cependant, l’absence d’innervation a nécessité des expériences complémentaires :- La co-implantation de réassociations cellulaires avec un ganglion trigéminal permet la croissance d’axones autour de la dent formée, mais pas dans le mésenchyme dentaire.- Pour tenter de résoudre ce problème, la régénération axonale a été testée dans un contexte immunodéprimé en utilisant la cyclosporine A (CsA). Dans ces conditions, des fibres nerveuses entrent dans la pulpe dentaire, jusqu’aux odontoblastes. Cependant, la CsA a aussi un effet direct sur la croissance axonale.- Des co-implantations chez des souris immunodéprimées (Nude) montrent que l’immunomodulation seule suffit pour l’innervation de la dent.- Dans la dent, les axones assurent différentes fonctions en interagissant avec les cellules voisines. Les relations entre axones et autres cellules (odontoblastes, cellules endothéliales, péricytes et cellules gliales) ont été analysées dans les mésenchymes dentaire et péri-dentaire de réassociations implantées et comparées à ce que l’on observe pour une molaire physiologique à un stade similaire.Ce travail décrit les conditions permettant l’innervation des dents régénérées. Des expériences préliminaires encourageantes ont été réalisées avec des cellules souches pour remplacer la CsA
Our biomimetic approach allowed the regeneration of a whole tooth. Using embryonic dental cells, a two-steps protocol allowed crown formation in vitro and, after implantation, functional cells differentiation, initiation of root formation and tooth vascularization. However, the teeth were not innervated, which led to complementary experiments:- The co-implantation of cell re-associations with a trigeminal ganglion allowed axonal growth around the forming teeth, but not in the dental mesenchyme. - To try to solve this point, axonal regeneration was tested in immunodepressed conditions, using cyclosporin A (CsA). In these conditions, nerve fibers entered the dental pulp and reached odontoblasts. However, CsA shows multiple effects, including direct ones on nerve growth. - Co-implantations were performed in immunocompromised Nude mice allowed axons to reach the odontoblast layer, thus showing that immunomodulation is sufficient.- Axons in the dental mesenchyme interfere with several functions by interacting with neighbor cells. Relationships between axons and other cells (odontoblasts, endothelial cells, pericytes and glial cells) were analyzed in the peridental and dental mesenchymes of implanted reassociations and compared to the physiological situation in developing molars at similar stage. This work describes conditions allowing the innervation of engineered teeth. Preliminary encouraging attempts have been made to replace CsA by using stem cells

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Dissertations / Theses on the topic 'Ingénierie tissulaire'

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