Des investigations par microscopie électronique à balayage et en transmission d’explants de prothèses diaphragmatiques en polytétrafluoroéthylène expansé (e-PTFE) ont montré que la réponse tissulaire dépend directement de l’état de surface du biomatériau poreux. La face rugueuse du matériau implantaire (Goretex Dualmesh) favorise les développements cellulaires et une forte imprégnation par du tissu conjonctif. Les mesures, par microscopie à force atomique, des modules d’Young ont révélé l’influence des contraintes mécaniques appliquées sur les propriétés mécaniques des matrices extracellulaires nouvellement synthétisées.
Dans le but de guider les réponses de l’hôte, nous avons entrepris de fonctionnaliser le e-PTFE. Les observations soulignent l’intérêt de ce procédé en termes de colonisation cellulaire. Pour optimiser cette approche, nous avons ensuite développé une méthode originale de traitement d’une seule face de l’implant. Les travaux de microscopie démontrent que cette nouvelle technique de fonctionnalisation du PTFE favorise l’intégration tissulaire, avec la présence de points d’adhésion focaux entre les cellules fibroblastiques et le revêtement nanoscopique.
Après avoir déterminé le taux de croissance du diaphragme de la naissance à l’adolescence, nous avons exploré l’utilisation de l’électrofilage pour créer des plaques de polyuréthane susceptibles de s’adapter aux variations dimensionnelles inhérentes à la croissance corporelle. De ce point de vue, les premiers prototypes réalisés sont prometteurs.
Commentateur, François BECMEUR
Tissue responses and mechanical properties of explanted and functionalized polytetrafluorethylene and of a newly designed biomaterial for visceral surgery
Scanning and transmission electron microscopy assessments of expanded polytetrafluorethylene (e-PTFE) diaphragmatic prosthesis explants strongly suggest that the tissue responses are directly related to the surface microstructure of the porous biomaterial. The rough surface of the implant material (Goretex Dualmesh) favors cell growth and connective tissue penetration. Atomic force microscopy measurements (Young moduli) emphasize the influence of the mechanical stress applied to the implant on the mechanical properties of the newly formed extracellular matrices.
In order to guide the host responses, we undertook to functionalize the e-PTFE biomaterial. Electron microscopy investigations reveal the interest of that surface treatment regarding cell colonization of implant. To optimize that approach, we developed an original method aimed to coat only one face of the biomaterial. Ultrastructural analyses demonstrate that this new functionalization technique enhances tissue integration. Electron micrographs disclose the presence of focal contact points between the fibroblastic cells and the nanoscale coating.
After determination of the growth rate of the diaphragm from birth to adolescence, we explored the possibility to design, by electrospinning, thin polyurethane meshes able to follow body growth. From this point of view, the initial prototypes are promising.
Comments, François BECMEUR
ACADEMIE NATIONALE DE CHIRURGIE
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