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
formation. Cependant, afin d’essayer de définir l’influence de la concentration en collagène
sur la diffusion et le comportement des particules, des gels de différentes concentrations entre
1,5 et 5 mg/mL ont été formés.
Les hydrogels de collagène ont été formés par neutralisation d’une solution acide de collagène
avec une solution de soude et du milieu de culture (Bell 1979). Plus la concentration en
collagène est importante, plus le temps de gélification est court. Pour une concentration finale
en collagène de 5 mg/mL le gel se forme presque immédiatement après la neutralisation, c’est
pourquoi nous ne sommes pas allés au-delà de cette concentration. Cette voie permet
d’encapsuler des cellules dans le gel lors de sa formation. Les hydrogels ainsi obtenus seront
dénommés dans la suite de ce manuscrit Hn, où n représente la concentration finale en
collagène, ou Hnc, le c indiquant la présence de cellules dans le gel. De plus, une autre voie
de formation des gels a été utilisée afin d’étudier l’influence de la voie de formation du
matériau. Dans ce cas, la fibrillogénèse d’une solution acide de collagène est induite sous
vapeurs d’ammoniac. Cette voie étant incompatible avec l’encapsulation de cellules, seuls les
gels acellulaires à 5 mg/mL ont été étudiés dans ce cas et sont appelés dans la suite C5.
Pour les discussions dans la suite du chapitre, il est important de donner une description de la
structure du gel. Les gels de collagène peuvent être considérés comme des fibres dispersées
dans un milieu aqueux et partiellement enchevêtrées. De plus, la structure en triple hélice du
collagène induit une rigidité des fibres qui peuvent être modélisées par des tubes inélastiques
rigides. De ce fait, plus la concentration en collagène augmente plus le nombre de fibres
augmente et donc plus la surface d’adsorption sur ces fibres augmente. Par ailleurs, on peut
définir des "pores" comme les espaces entre les fibres. Dans les concentrations utilisées, la
différence de quantité de collagène est faible par rapport à la masse totale du gel et n’entraîne
pas de modification significative de la porosité des gels (figure 4.1). Lors de l’étude des
différents gels, on pourra donc négliger la variation de la taille moyenne des pores, par contre
la surface d’adsorption augmente avec la concentration en collagène.
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