Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 01/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-907537)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
En France, l’incidence des fentes labiales et / ou palatines, toutes formes cliniques confondues, est de 1 pour 700 à 1000 naissances. Leur prise en charge nécessite plusieurs temps de réparation chirurgicale. La greffe osseuse alvéolaire secondaire (GOAS) intéresse les enfants en cours de croissance cranio-faciale, entre 5 et 7 ans. Bien que les biomatériaux soient utilisés en reconstruction osseuse adulte, leur emploi dans le domaine des fentes reste peu courant. Ils permettraient pourtant de s’affranchir de prélèvements iliaques aux complications multiples. En outre, l’amélioration des biomatériaux doit se confronter à un nombre limité de modèles animaux à même de retranscrire les particularités d’une greffe en site en cours de croissance cranio-faciale. Le choix du modèle porcin s’est fait en raison de son utilisation dans la littérature comme modèle dans l’étude des defects osseux maxillo-faciaux. En effet, il est considéré comparable à l’homme aux vues de sa ressemblance en terme d’anatomie, de morphologie, de sa capacité de guérison, de remodelage osseux et de sa densité minérale. De ce fait, sa pertinence est largement supérieure à celle du modèle rongeur pour les objectifs visés ici. L’objectif de ce projet est de valider un modèle gros animal (porcin) dédié à l’évaluation de biomatériaux de substitution osseuse destinés aux GOAS réalisée en cours de croissance cranio-faciale, par l’intermédiaire de l’implantation in-vivo de matériaux conventionnels et de nouveaux biomatériaux mis forme par impression 3D.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les nouvelles approches thérapeutiques, comme l’ingénierie tissulaire, utilisent des échafaudages de biomatériaux (scaffolds) pour stimuler et guider la régénération tissulaire. Ils constituent un réseau tridimensionnel qui imite le micro-environnement extracellulaire favorisant la viabilité, la fixation, la croissance et la migration des cellules tout en maintenant la structure du tissu régénéré in-vivo. La littérature montre que les scaffolds sur mesure améliorent la précision et réduit le temps d’opération, tout en étant associés à de meilleurs résultats cliniques. Les principales applications de ce projet sont la mise à disposition d’un modèle gros animal à même de permettre l’évaluation de tel scaffolds implantés en site de croissance, ainsi que les premières évaluations de nouveaux biomatériaux de reconstruction utilisables pour les GOAS des fentes.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à une procédure chirurgicale afin d’implanter les biomatériaux de substitution osseuse sous anesthésie générale. La manipulation de chaque animal devrait durer environ 2h en comptant les phases pré et post-opératoires. Ils recevront en post-opératoire une antibiothérapie (Amoxicilline 1 g 3 fois par jour pendant 3 jours) ainsi que des antalgiques (anti-inflammatoires) systèmatiques pendant 48h. Il s’agit là d’injections réalisées en quelques secondes. A J3 et J7 post-opératoire, un examen clinique sous sédation ou anesthésie générale (la choix sera fait en fonction des résultats du pré-essai)sera réalisé sur l’ensemble des animaux pour effectuer un examen endo-buccal pour surveiller la cicatrisation. L’animal sera aussi pesé. Ces examens devraient durer environ 30min.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Durant l’intervention la douleur sera prise en charge puisque la réalisation du geste s’effectuera sous anesthésie générale et analgésie. Risque inhérent à l’anesthésie générale. Risque de saignement per opératoire. En post opératoire, les animaux seront particulièrement surveillés sur les points suivant: signes de douleurs, problèmes de cicatrisation, infection du site opératoire. Les douleurs et le risque infectieux sont principalement existant durant les 48 premières heures post opératoire. Difficultés d’alimentation en post opératoire pouvant résulter en une perte de poids. Une nouvelle évaluation clinique sera réalisée à 3 et 7 jours, source potentielle de stress et douleur liée à l’injection d’anesthésique en intramusculaire.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont mis à mort à l’issu des procédures pour réaliser une évaluation radiologique et anatomopathologique.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’évaluation physico-chimique et biologique in vitro est un préalable à l’utilisation de nouveaux biomatériaux en chirurgie oro-faciale. Pour autant, mêmes les modèles de culture tridimensionnels peinent à reproduire la physiologie humaine, notamment la perfusion constante des zones greffées et l’application de contraintes mécaniques à la mastication. A ce titre, il devient pertinent de disposer de modèles animaux d’évaluation des biomatériaux.
2. Réduction
Notre étude est une étude interventionnelle. Pour répondre à l’objectif principal qui est la validation du modèle, les défauts laissés vacants devront constituer des défauts critiques. Pour répondre aux objectifs secondaires, à savoir l’efficacité des matériaux implantés, l’évaluation se fera en comparaison à l’absence d’implantation de matériel correspondant au témoin sur le même animal. Une pré-étude afin de valider les protocoles chirurgicaux sera réalisé en amont sur 1 à 2 animaux. Pour évaluer les résultats nous réaliserons une analyse radiologique et anatomopathologique à 3 périodes, 30 jours, 60 et 120 jours. Ainsi nous réaliserons les expérimentations sur 3 lots de deux animaux. Ceci permettra une fiabilisation des résultats et de ne pas mettre en péril l’étude en cas de problème sur un animal. S’agissant de la validation d’un modèle, l’objectif principal reposera sur la bonne cicatrisation des zones greffées et le maintien de la physiologie des animaux, tout en validant la taille du défaut critique. Pour répondre à cette approche, l’utilisation de deux animaux par lot permettra d’obtenir des résultats tout en s’affranchissant de la variabilité individuelle. En parallèle, les paramètres de densité et volume osseux seront étudié de manière descriptive sans emploi de méthode statistique.
3. Raffinement
Afin de diminuer le stress péri-opératoire, il sera prévu une période d’acclimatation des animaux avant la prise en charge chirurgicale ainsi que l’administration d’une prémédication. L’intervention chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale et pour éviter toute douleur pendant l’intervention des antalgiques seront administrés en per opératoire, une couverture chauffante sera mise en place afin de prévenir l’hypothermie, un protocole d’asepsie sera strictement appliqué pour éviter le risque d’infection du site opératoire et une antibioprophylaxie préviendra également ce risque. Une injection de lidocaïne sera faite au niveau du site opératoire afin de diminuer les douleurs post opératoires et le risque de saignement per opératoire. Des antalgiques seront administrés de façon systématique afin de prévenir les douleurs en post opératoire.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le porc est un animal de choix pour tester les biomatériaux de substitution osseuse car son taux de régénération osseuse (1,2-1,5 μm/j) est comparable à celui des humains (1,0-1,5 μm/j). De plus, il est considéré comme un des modèles représentatifs proches des processus de régénération osseuse chez l’homme en ce qui concerne l’anatomie, la morphologie, la capacité de guérison, le remodelage, la densité minérale. Le modèle porcin adulte a récemment été validé pour tester l’efficacité de greffe osseuse au niveau maxillo-facial. Pour autant, aucun travail n’a porté sur l’individu en cours de croissance. Les animaux seront âgés de 3 mois pour qu’ils soient toujours en cours de croissance.