Modélisation numérique et expérimentale de la mécanobiologie osseuse – BoNoBio

Nos os ont la capacité de se régénérer à la suite d’un traumatisme. Les régions endommagées sont identifiées et remplacer par une nouvelle matrice osseuse par les cellules environnantes. Pour mieux appréhender ce mécanisme de remodelage et ainsi développer de nouveaux biomatériaux de régénération osseuse, de nombreux modèles de compréhension sont développés. Si la modélisation animale demeure une étape nécessaire dans le développement d’un biomatériau, elle pose des questions éthiques et vise à être limitée par les institutions. Il devient donc important de développer des outils de modélisation numériques et expérimentaux comme alternatives à l’expérimentation animale. La réussite de tels outils réside dans la définition rigoureuse de conditions aux limites appliquées. Du fait de la mécanosensibilité des cellules osseuses, les conditions aux limites biomécaniques sont particulièrement importantes. La principale condition considérée dans les modèles mécanobiologiques est celle du flux des fluides induits par la déformation de la matrice osseuse. Mais si la pression intramédullaire (ImP) a montré sa capacité à réguler remodelage osseux sans déformation de la matrice, elle n’est jamais considérée dans les conditions aux limites. L’objectif de BoNoBio est donc d’intégrer cette ImP comme condition aux limites dans différents modèles afin de mieux comprendre le remodelage osseux. Un modèle géométrique du réseau ostéocytaire basé sur des données sera développé pour étudier numériquement l’influence de l’ImP sur les fluides interstitiels. De même, l’influence de cette pression sur la migration des ostéoblastes et leur différentiation en ostéocytes sera évaluée in vitro. Finalement, un dispositif de modélisation ex vivo sera développé afin d’étudier la mécanobiologie d’explants osseux soumis à un chargement mécanique ou une ImP. Avec cette approche multimodale, BoNoBio vise à proposer une méthodologie permettant d’évaluer l’influence d’un paramètre sur le remodelage osseux.