BIOREGOS 2 : élastomères et tissus humains

Ces connaissances sur les élastomères peuvent s'avérer précieuses dans le domaine de la santé. En effet, un transfert de savoirs vers la biologie est possible : beaucoup de tissus humains ont un comportement qui présente les mêmes caractéristiques que celui des élastomères.

Genèse du projet

Dans la lignée de Bioregos 1 (BIOmatériaux et REGénération OStéoarticulaire), la Région des Pays de la Loire a lancé en 2011 Bioregos 2, projet qui s'est terminé en 2014. Un des objectifs de ce vaste projet était de poursuivre les travaux de recherche initiés précédemment sur la fragilité osseuse et sur les lombalgies, pour être en mesure de proposer des stratégies de médecine régénérative du disque intervertébral.

Les équipes du LIOAD (Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire de l'unité INSERM U791 de l'Université de Nantes) se sont associés aux chercheurs de Centrale Nantes pour leurs talents reconnus en matière d'ingénierie mécanique des matériaux fortement déformables. L'objectif : travailler en collaboration sur la modélisation du comportement du disque intervertébral, mais aussi d'hydrogels utilisés comme matériaux de remplacement. Ceux-ci pourront par exemple porter des cellules permettant la régénération d'une partie du disque intervertébral sujette au vieillissement et à l'origine des douleurs lombaires.

 
L'ingénierie tissulaire

Entre chaque vertèbre il y a un « disque intervertébral ». « Le disque intervertébral (DIV), composé du Nucleus pulposus central, de l'Annulus fibrosus et des plateaux cartilagineux, est la structure située entre deux vertèbres consécutives. Son rôle est principalement d'assurer la flexibilité de la colonne. Toutefois, suite au vieillissement, le NP subit un phénomène de dégénérescence, entraînant une altération des fonctions mécaniques du DIV. Dans le contexte de l'ingénierie tissulaire, des hydrogels (biomatériaux composés de chaînes de polymère réticulées et d'eau) peuvent être utilisés comme matériaux de remplacement* », expose Violette Brulliard, doctorante à Centrale Nantes qui a soutenu sa thèse en 2014 (sous la direction de Steven Le Corre, à présent à Polytech' Nantes et d'Erwan Verron).

C'est là qu'intervient l'expertise des chercheurs de Centrale Nantes qui ont développé des modèles de comportement pour les matériaux considérés et intégré ceux-ci dans des logiciels de simulation numérique. Ces travaux ont permis de simuler le comportement du disque intervertébral lors des mouvements du corps humain, et de définir les propriétés des hydrogels qui pourront être utilisés en remplacement.

 
Ce projet a pris fin en 2014, les pistes de recherche sont ouvertes et ont contribué à ouvrir le dialogue entre ingénieurs, et médecins et biologistes. Le transfert des savoirs des sciences de l'ingénieur vers la biologie a de beaux jours devant lui.

*Thèses à consulter en ligne : tel.archives-ouvertes.fr/document