Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...

tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013
Chapitre 4 : Diffusion des nanoparticules de silice dans un hydrogel de collagène
L’utilisation des nanoparticules de silice dans de nombreux produits d’application
cutanée, notamment des produits cosmétiques, pose le problème de l’exposition cutanée
prolongée et chronique. Des études récentes montrent qu’après exposition cutanée des
particules de silice sont capables de traverser la peau et se retrouvent distribuées dans
l’organisme (Nabeshi 2011). Par ailleurs, l’utilisation de nanoparticules pour la délivrance de
médicaments par voie cutanée est envisagée. Afin d’étudier l’influence de différents
paramètres sur la diffusion des nanoparticules de silice, nous nous intéressons dans ce
chapitre à leur comportement après application sur un matériau modèle du derme : un
hydrogel de collagène. La première question qui se pose est : quelle est l’influence de la taille
et de la charge de surface des particules sur leur diffusion à travers le matériau ?
Au-delà de la diffusion, se posent d’autres questions comme : les particules interagissent-elles
avec le matériau ? La présence de cellules au sein du gel a-t-elle une influence ? Pour
répondre à ces questions, en plus de la diffusion à travers le gel nous nous sommes intéressés
à la dissolution des nanoparticules au cours de cette diffusion, à l’internalisation des particules
par les cellules présentes dans le gel et à la toxicité éventuellement associée.
Enfin, on peut se demander ce qui se passe lorsque les particules de silice sont intégrées au
gel de collagène. En effet, les particules ainsi piégées dans le gel de collagène peuvent avoir
un comportement différent et induire des conséquences sur les propriétés du matériau et sur la
compatibilité avec les cellules. Il est d’autant plus intéressant d’étudier le matériau composite
collagène-nanoparticules de silice que les gels de collagène sont de bons candidats dans le
cadre d’applications comme la réparation cutanée. Quelques résultats de cette étude, menée
essentiellement par Martín Desimone au cours de ses années de post-doctorat au laboratoire
seront présentés.
4.1 Présentation du système d’étude
4.1.1 LE MATERIAU MODELE DU DERME
Le derme est constitué majoritairement d’une matrice de collagène de type I. Le matériau
modèle utilisé est donc un gel de collagène de type I. Dans l’étude de diffusion, nous nous
sommes limités à une concentration en collagène de 5 mg/mL, concentration inférieure à celle
rencontrée dans le derme, afin de pouvoir immobiliser des cellules dans le gel lors de sa
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