In order to obtain bones that combine a proper resistance against mechanical failure with a minimum use of material, bone mass and its architecture are continuously being adapted to the prevailing mechanical loads. It is currently believed that mechanical adaptation is governed by the osteocytes, which respond to a loading-induced flow of interstitial fluid through the lacuno-canalicular network by producing signaling molecules. An optimal bone architecture and density may thus not only be determined by the intensity and spatial distribution of mechanical stimuli, but also by the mechanoresponsiveness of osteocytes. Bone cells are highly responsive to mechanical stimuli, but the critical components in the load profile are still unclear. Whether different components such as fluid shear, tension or compression may affect cells differently is also not known. Although both tissue strain and fluid shear stress cause cell deformation, these stimuli might excite different signaling pathways related to bone growth and remodeling. In order to define new approaches for bone tissue engineering in which bioartificial organs capable of functional load bearing are created, it is important to use cells responding to the local forces within the tissue, whereby biophysical stimuli need to be optimized to ensure rapid tissue regeneration and strong tissue repair.

La masse osseuse et son architecture s'adaptent en permanence aux contraintes mécaniques environnantes, afin de conférer à l'os une résistance appropriée à la rupture en utilisant le moins de matière possible. Il est couramment admis que cette adaptation est sous le contrôle des ostéocytes, qui répondent aux flux de liquide interstitiel induits par les contraintes mécaniques à travers le réseau lacuno-cunaliculaire en produisant des molécules de signalisation. Densité et architecture osseuses optimales ne dépendent pas seulement de l'intensité et de la distribution spatiale des stimuli mécaniques, mais aussi de la capacité de réponse des ostéocytes à ces stimuli. Les cellules osseuses sont réactives vis-à-vis des stimuli mécaniques, mais les paramètres des contraintes qui jouent un rôle critique restent mal connus. De même ne sait-on pas si différentes modalités de contrainte telles que cisaillement, tension ou compression affectent les cellules différemment ou non. Ainsi et bien qu'une déformation des tissus, et des contraintes de cisaillement induites par le fluide interstitiel entraînent une déformation des cellules, ces stimuli pourraient enclencher différentes voies de signalisation impliquées dans la croissance et le remodelage osseux. La mise au point de nouvelles approches d'ingénierie tissulaire permettant l'élaboration d'organes bioartificiels capables de subir des contraintes mécaniques, requiert à la fois l'utilisation des cellules à même de répondre aux forces locales s'exprimant au sein des tissus, et l'optimisation des stimuli biophysiques à appliquer pour favoriser une régénération rapide des tissus et la solidité des tissus régénérés.