Bioréacteur de cartilage articulaireest un dispositif destiné à cultiver et à maintenir des chondrocytes articulaires humains, et peut servir à étudier la biologie du cartilage et à explorer des traitements. Il se compose généralement de plusieurs niveaux de composants, notamment une chambre de culture cellulaire, un système de circulation des fluides, un capteur de pression et un régulateur de température. Son principe fondamental consiste à cultiver le tissu cartilagineux articulaire sur une matrice artificielle perméable, poreuse et élastique, puis à favoriser sa croissance et son développement par la simulation de sollicitations physiologiques telles que le mouvement articulaire, la pression et le cisaillement du fluide. Ses principaux composants comprennent une chambre de culture, une matrice artificielle, un capteur de pression, une pompe à fluide et un système de commande.
1. Corps du bioréacteur : composant central, généralement en acier inoxydable, en verre ou dans un autre matériau offrant une bonne résistance à la corrosion et une bonne étanchéité. Des chambres internes spécialement conçues accueillent les composites cellule–support ou les constructions de cartilage issues de l’ingénierie tissulaire. Leur conception tient compte des principes de la dynamique des fluides afin de répartir uniformément les nutriments et les gaz dans tout l’environnement de culture.
2. Système de commande : surveille et régule les paramètres environnementaux internes tels que la température, le pH et la concentration d’oxygène dissous. Leur contrôle précis fournit aux chondrocytes articulaires des conditions de croissance stables et adaptées. Le système peut également ajuster l’intensité et la fréquence de la stimulation mécanique selon les besoins expérimentaux, afin de simuler les charges subies in vivo par le cartilage articulaire.
3. Système d’exploitation : comprend l’interface de commande servant à démarrer, faire fonctionner et arrêter le bioréacteur, ainsi que les mécanismes d’ajout et de retrait du matériel biologique. Les opérateurs l’utilisent pour régler les paramètres expérimentaux, surveiller le déroulement de l’expérience et réagir rapidement aux problèmes éventuels.
4. Systèmes auxiliaires : les systèmes de nettoyage, de désinfection, de maintenance et autres garantissent le bon fonctionnement du bioréacteur et la qualité des produits biologiques. Le système de nettoyage assainit périodiquement l’intérieur pour prévenir toute contamination ; le système de désinfection maintient la stérilité avant et après utilisation ; le système de maintenance assure l’entretien courant et prolonge la durée de vie.