Le cartilage articulaire est un tissu conjonctif, non innervé et non vascularisé, qui recouvre les extrémités des os au sein des articulations. Les fortes contraintes auxquelles est soumis le cartilage provoquent souvent l’altération de la matrice articulaire. Les défauts du cartilage articulaire sont généralement associés à la douleur et à une perte de la mobilité articulaire, et ont un impact sur la qualité de la vie, y compris le bien-être physique, social et économique. En raison du défaut de régénération ou de cicatrisation spontanée du cartilage, le recours à des techniques d’ingénierie tissulaire semble une voie prometteuse pour répondre aux besoins clinques des patients souffrant d’arthrose et de troubles de l’articulation temporo-mandibulaire (TATM). Pour optimiser l’ingénierie du tissu cartilagineux, des techniques (nanométriques) non invasives, non destructives et à haute résolution sont nécessaires, afin d’évaluer la qualité et l’arrangement structurel du cartilage fabriqué in vitro. L’objectif de notre étude était de suivre la maturation du cartilage artificiel sous charges mécaniques avec des méthodes innovantes de microscopies, dont la microscopie confocale Raman, une technique d’analyse sans contact, non destructive et sans aucune préparation de l’échantillon. Nous avons, à partir des spectres et des images hyperspectrales Raman, caractériser les différences morphologiques des chondrons suivant les différentes zones de la matrice du cartilage et établir une cartographie représentative de la distribution spatiale des composants biochimiques de ladite matrice sur toute sa profondeur. Le calcul de l’épaisseur de la matrice péricellulaire a mise en évidence des variations croissantes dépendantes de la profondeur (zone superficielle est = 2,7±0,8, zone intermédiaire = 3,6±1,1et la zone profonde = 4,9±1,8, p<0,001). Sur la base des données spectrales Raman, il a été possible de suivre en temps réel les mécanismes sous-jacents au développement de tissus cartilagineux par ingénierie tissulaire, notamment la dédifférenciation des chondrocytes et les cellules souches mésenchymateuses (CSM) différenciées en chondrocytes. Les résultats ont été comparés à des tests immunohistologiques et de réaction en chaine polymérase (RT-qPCR). En comparant le cartilage dégradé versus le cartilage normal, il a été possible de caractériser les modifications subtiles de la structure moléculaire du tissu cartilagineux précédant les modifications morphologiques de la matrice dans l’arthrose. Ces résultats montrent à la fois la capacité et la sensibilité de la microscopie confocale Raman a caractérisé la structure du cartilage articulaire et fournit des informations précieuses pouvant servir de base dans la conception de tissus cartilagineux par ingénierie tissulaire et un outil diagnostic pour détecter de façon précoce les modifications subcellulaires liées à l’arthrose.