Comblement osseux avec porosité multi-échelle et liberté de design – MP-ScaFF

Les maladies osseuses cranio-maxillo-faciales sont en forte croissance ces dernières années, avec environ 1800 cas/an en France uniquement dus à l'ostéonécrose, ainsi que le nombre de fractures accidentals demandant une chirurgie. Ces maladies et traumatismes peuvent provoquer des défauts de taille critique non autoréparables (>1 cm3). Les développements dans le domaine de la Fabrication Additive (FA) ont permis des progrès rapides dans la production de scaffolds pour des comblements osseux personnalisés. Cependant, il est encore difficile de trouver un compromis en termes de bonnes performances mécaniques et biologiques, principalement en raison des limites des technologies de FA existantes, e.g. géométrie de pores, résolution et épaisseur d’une paroi dense.
Le projet MP-ScaFF propose la fabrication de scaffolds personnalisés à base de phosphate de calcium avec des porosités multi-échelles, grâce à une technologie innovante de FA, le Moulage Dynamique. Ce procédé, consistant en l’impression 3D par extrusion d’une pâte injectable dans un milieu granulaire, permet de combiner les avantages de la FA comme la liberté de design pour les implants personnalisés, et l’avantage de pouvoir rajouter des éléments sacrificiels pour générer des microporosités. Il sera ainsi possible d’une part d'obtenir les porosités multi-échelles permettant de mimer la microstructure osseuse et de favoriser la prolifération cellulaire, et d’autre part de générer des parties entièrement denses dans les zones nécessitant du renfort (fixations par vis, plaques externes). L'efficacité de ce nouvel implant sera testée tant mécaniquement (par test de compression) que biologiquement (comportement in vitro et in vivo). De plus, un modèle de simulation sera développé pour mieux optimiser le design du scaffold selon son comportement mécanique.
Les quatre partenaires du projet possèdent les compétences techniques et la complémentarité nécessaire à la mise au point d’un implant osseux innovant qui répond à un problème de santé publique.