Thèse Développement d'Un Modèle In Vitro d'Évaluation des Implants Dentaires H/F - 33

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé
Laboratoire de recherche : Bioingénierie tissulaire
Direction de la thèse : Sylvain CATROS ORCID 0000000234193467
Début de la thèse : 2026-09-01
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59

L'objectif général de ce projet est de développer un modèle 3D in vitro original, représentatif des processus d'ostéointégration et d'intégration des tissus mous péri-implantaires, en utilisant des techniques d'ingénierie tissulaire et de bioimpression, afin de servir de plate-forme fiable et reproductible pour la recherche en implantologie dentaire.
Les travaux antérieurs au sein de l'équipe ont montré qu'il était possible de fabriquer un modèle représentant l'interface entre l'os et l'implant dentaire et un autre modèle représentant l'interface entre la gencive et l'implant dentaire.
Ce projet de thèse visera à combiner les 2 modèles mis au point précédemment afin d'obtenir une nouvelle plateforme complexe in vitro pour l'évaluation des implants dentaires (biomatériaux et surfaces implantaires).
Ce modèle in vitro offrira un nouvel outil aux chercheurs fondamentaux et cliniques pour mieux comprendre la physiologie de l'intégration des implants dentaires et le développement des péri-implantites. Il pourra également être utilisé pour évaluer de nouveaux biomatériaux et médicaments. Ce modèle renforcera la pertinence des études in vitro et permettra de réduire le recours à l'expérimentation animale.
Dans le cadre de ce projet, des compétences variées dans le domaines des biomatériaux et de l'ingénierie tissulaire sont nécessaires: culture cellulaire, fabrication de bio-encres et utilisation de bioimprimantes, caractérisation des produits d'ingénierie cellulaire (biologie cellulaire, histologie, microscopie). Des connaissances dans le domaine de l'implantologie dentaire sont également souhaitées.

L'implantologie dentaire est une technique bien établie qui présente de réels avantages pour les patients. La mise en place de vis en titane dans l'os crée un contact direct entre l'os et l'implant, appelé ostéointégration. En parallèle, le contact entre la gencive et la surface de l'implant entraîne une intégration des tissus mous. La stabilité de ces deux interfaces (os et gencive avec l'implant) est essentielle pour garantir le succès à long terme de ce traitement. Cependant, des complications et des échecs surviennent régulièrement, dont la péri-implantite est la plus grave : cette affection touche jusqu'à 34 % des implants après 2 ans [1]. Les outils de recherche disponibles pour évaluer les biomatériaux en dentisterie implantaire sont soit des expériences in vitro en 2D, soit des études in vivo utilisant des modèles animaux. Les méthodes in vitro sont reproductibles et bien adaptées pour évaluer un seul paramètre en 2D, mais elles ne reproduisent pas la complexité du contexte clinique [2]. En effet, les processus d'ostéointégration et d'intégration des tissus mous impliquent plusieurs types de cellules à différents stades de différenciation, différents tissus et un flux sanguin continu. Quant aux modèles animaux, ils offrent des caractéristiques histologiques et anatomiques similaires à celles des humains, et la cicatrisation des tissus peut être proche d'une situation clinique. Les modèles animaux de petite et grande taille sont couramment utilisés [3]. Bien qu'ils puissent être utiles pour l'évaluation des procédures chirurgicales, ils présentent des limites importantes. Les préoccupations éthiques sont probablement les plus contraignantes aujourd'hui, en particulier lorsque des animaux de grande taille comme les porcs ou les chiens sont utilisés. L'opinion publique et certains cliniciens sont de plus en plus réticents à les utiliser pour des expériences. De plus, les tissus animaux se comportent différemment de ceux des humains après la pose d'implants dentaires, et il est également difficile d'extrapoler le rôle d'un microenvironnement buccal différent (salive, microbiote) dans l'apparition et le développement des maladies péri-implantaires. Enfin, les expériences in vivo sont coûteuses et peuvent présenter une variabilité interindividuelle importante.

Dans le cadre du remplacement, de la réduction et du raffinement de l'utilisation des animaux dans la recherche clinique, il est de plus en plus reconnu que les essais in vitro des dispositifs médicaux peuvent être plus efficaces, tant en termes de coût que de temps, et également plus fiables que les essais in vivo. De plus, compte tenu de l'essor du secteur des dispositifs médicaux au cours de la dernière décennie, les nouvelles plateformes in vitro susceptibles de remplacer l'expérimentation animale présentent un potentiel économique important, outre l'intérêt évident qu'elles présentent pour résoudre à court terme les problèmes éthiques. À ce titre, les nouvelles approches in vitro susceptibles de remplacer efficacement l'expérimentation animale constituent un changement de paradigme indispensable.

Il est donc nécessaire de développer de nouveaux modèles pour la recherche expérimentale en implantologie orale afin de combiner les avantages des modèles in vitro et in vivo actuellement disponibles. Dans l'ensemble, il n'existe aucun modèle in vitro où l'os et la gencive artificiels vivants sont reconstruits et combinés dans une même plateforme pour l'évaluation des implants dentaires.

Fabrication de matrices extracellulaires mimant le tissu osseux et la gencive
Ces matrices extracellulaires sont préparées par Culture cellulaire en 3D utilisant des hydrogels et des cellules de lignée (ostéoblastes, fibroblastes, kératinocytes)
Des prototypes d'implants sont ensuite placés dans ces matrices qui sont mises en maturation (2 à 5 semaines)
Des méthodes de caractéisation spécifiques ont été développées (test d'arrachement, test de perméabilité, histologie, prolifération et différentiation cellulaires)