Le Corail
Qu'appelle t'on matériau biologique? Le corail naturel est-il un biomatériau ?
Très
schématiquement et pour faire court, un matériau biologique
est un produit qui, introduit dans l'organisme n'est pas rejeté
par cet organisme. Il n'entraîne pas de réactions immunologiques.
Il est "accepté" par le corps.
Quelles sont les caractéristiques du corail naturel ?
Généralités
:
Jean André PEYSONNEL,
chirurgien Français du XVIIIe siècle, a établi que
les coraux étaient des animaux : les polypes coralliens. Ils entretiennent
dans leur tissu des algues unicellulaires, les zooxantelles qui élaborent,
par le biais de la photosynthèse, des éléments indispensables
au polype. Elles le débarrassent de ses résidus toxiques.
La chlorophylle, associée à divers pigments, contribue à
donner aux coraux leurs couleurs variées.
En
savoir plus : Unité de production du corail naturel
Caractéristiques physiques
du corail :
Ce matériau,
d'origine naturelle, est un composé de carbonate de Calcium en
phase cristalline : l'aragonite. Il possède une grande régularité
architecturale avec une porosité ouverte permettant aux fluides
de circuler librement à l'intérieur du squelette
 Coupe d'un os spongieux humain |
 Coupe d'un corail - porites - présentant une porosité à 50% |
| On notera ici la similarité des deux structures | |
Cette
porosité varie selon les espèces de coraux considérés.
Le volume de porosité, l'interconnexion des pores, la régularité
de ceux-ci, leur diamètre (en moyenne 150 µm) permettent,
dès sa mise en place dans le tissu osseux, un envahissement total
et rapide de l'implant par les éléments cellulaires sanguins
ou extravasés de la moelle osseuse, puis l'établissement
d'une vascularisation (mettre ici les calculs des surfaces et volumes
des pores). L'architecture corallienne offre une surface d'échanges
exceptionnelle entre le biomatériau et l'os.
Caractéristiques biomécaniques
du corail :
Les caractéristiques
mécaniques des coraux dépendent des contraintes hamodynamiques
qu'ils subissent, de l'organisation et du volume de leur porosité.
Elles diffèrent donc selon le genre et l'espèce considérés.
En savoir plus sur les caractéristiques mécaniques du corail
Caractéristiques chimiques
du corail :
Dans le livre : Les
coraux, B. Robin, C. Petron et C. Rives et coll. ont montré que
la phase primaire d'élaboration du squelette corallien ressemblait
par ses mécanismes fondamentaux à l'ostéogenèse
des mammifères. Les coraux sont composés essentiellement
d'éléments minéraux mais aussi de quelques acides
aminés qu'il convient - à l'aide de procédés
spécifiques de purification tels les fluides supercritiques - d'éliminer
ou du moins de réduire le mieux possible afin d'éviter,
de minimiser et/ou de faire disparaître tout phénomène
immunologique nocif.
Il
y a des différences entre le corail et l'os frais. Notamment la
phase minérale - 2/3 de la composition de l'os - et qui est représenté
essentiellement sous forme de phosphate de calcium. Alors que la phase
organique est importante chez l'os - 1/3 de la composition - elle est
réduite à une très faible proportion d'acides aminés
dans le corail. Il convient toutefois de les éliminer afin de supprimer
tout risque de réaction immunologique.
Il
y a des analogies : Deux ont une action spécifique. Le strontium
intervient dans la croissance du cristal osseux. Le fluor augmente la
formation osseuse sur l'os spongieux à petites doses, il a une
action inverse sur les parois de l'os à forte concentration. Il
agit par stimulation sur les cellules précurseurs des ostéoblastes
En savoir plus sur les caractéristiques chimiques du corail
Biocompatibilité :
Les
tests ont été effectués sur le rat, le lapin, le
mouton, le porc et le chien. Ils ont porté sur le comportement
des tissus au contact du matériau dans des sites d'implantation
variés : sous-cutanés, intramusculaires, intra-osseux, sous-péroisté,
alvéolo-dentaires.
Il
n'a pas été observé de réaction inflammatoire
aiguë ou chronique, de réaction infectieuse à polynucléaires,
de réaction de rejet avec prolifération de cellules rondes,
d'encapsulation fibreuse. Aucun tissu concerné n'a présenté
de réaction immunologique contre le biomatériau. Une très
bonne tolérance a toujours été rencontrée.
 Corail dans la peau |
 Corail dans le muscle |
 Corail dans l'os |
 Corail dans l'os |
 Corail dans l'os néoformé |
 Corail dans l'os néoformé |
Biorésorbabilité et corail chez l'animal :
Le
comblement d'une effraction d'os spongieux chez le chien - par un fragment
de corail implanté dans une extrémité osseuse - montre
la résorption quasi complète du biomatériau à
six semaines et son remplacement par du tissus osseux.
Les
études histologiques ont montré, notamment chez le chien
et chez le porc, la présence de nombreux ostéoclastes au
contact du corail en cours de résorption. De l'anhydrase carbonique
a été mise en évidence dans les ostéoclastes.
L'intervention de l'anhydrase carbonique dans la destruction des substrats
carbonatés a été étudiée dès
1969 et la démonstration de ce rôle a été prouvée
par le ralentissement de cette destruction après administration
d'acétazolamide, inhibiteur spécifique de l'anhydrase carbonique.
Pour
vérifier l'hypothèse de l'intervention de cette enzyme dans
la destruction du squelette carbonaté du corail, 10 résections
transcorticales fémorales remplacées par ce biomatériau
ont été réalisées sur des animaux traités
par l'acétazolamide.
Il a été constaté, par rapport aux sujets non traités,
un net ralentissement de la résorption du corail implanté.
Ce phénomène s'accompagne, en bordure de l'implant, d'une
nécrose osseuse qui tend à se généraliser
à l'ensemble de l'os. Ces résections n'ont pas consolidé,
même après un recul de un an, et ont toutes abouti à
une pseudarthrose. La résorption du squelette carbonaté
du corail est, au moins en partie, l'oeuvre de l'anhydrase carbonique
contenue dans les ostéoclastes.
Histologie :
La transformation du
corail en os se fait de plusieurs phases successives. Elles s'imbriquent,
au fur et à mesure que progresse le front de calcification.
| Les expérimentations ont permis histologiquement de mettre en évidence, et de manière constante, cinq phases qui se succèdent et s'imbriquent au fur et à mesure que progresse le front de résorption et qu'avance le front de calcification. | |
 Iconographie Groupe "Formation et Destruction des Tissus calcifiés" Université Paris VII UFR de Biologie et Génétique Paris FRANCE |
Première phase (Image 1) : x 200 Coloration au PAS. Préparation en tissu déminéralisé. Le corail est partiellement déminéralisé et apparaît translucide. Colonisation de la totalité de la porosité du corail implanté dans la diaphyse fémorale chez le chien. Deuxième phase (Image 2) : x 160 Coloration trichrome de Masson. Préparation en tissu déminéralisé, mais le corail n'est que partiellement déminéralisé. Sur cette plage, deux artérioles sont nettements visualisées (flèches) et les tuniques de leur paroi parfaitement différenciables. Troisième phase (Image 3) : x 1200 Coloration hématoxyline-éosine. Préparation en tissu déminéralisé. Le corail n'est que partiellement décalcifié et apparaît en plage blanchâtre. Deux ostéoclastes sont instalées sur la berge corallienne, leur bordure en brosse bien dirigée vers le matériau à résorber (flèches). Quatrième phase (Image 4) : x 180 Coloration hématoxyline-éosine. Préparation en tissu décalcifié, le corail ne l'étant que partiellement. L'os néoformé apparaît en rose soutenu, la première couche ostéoblastique s'appose directement sur le corail ; les appositions successives viennent progressivement épaissir les travées nouvellement formées (flèches). |
 |
Cinquième phase (Image 5) : x 200 Coloration trichrome de Masson. Préparation en tissu déminéralisé. Site osseux cortical d'implantation d'un fragment de CORAIL au niveau du fémur chez le chien après 18 mois. Au terme du processus, BIOCORAL© a été complétement résorbé, le tissu osseux de néoformation qui avait initialement l'architecture du corail a été remodelé en tissu haversien. Iconographie : |
Le processus de résorption a été étudié chez le chien et le porc.
 |
Image 1 x 1000 - Coloration au Paragon Implantation au niveau de la métaphyse chez le porc à 4 semaines post-opératoires. Le corail est en brun foncé, les berges sont effrangées par l'action ostéoclastique (flèches). La technique de préparation non déminéralisée ne permet pas une identification précise des cellules. Celle-ci se fait sur préparation décalcifiée. Iconographie : L.R.O. U.A. CNRS 1161 Paris FRANCE Image 2 x 1000 - Coloration hématoxyline-éosine L'ostéoclaste, avec sa bordure en brosse, est bien visible, apposé directement sur le corail et creusant une lacune de résorption (flèche). Iconographie : |
| Page suivante |  |