Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...
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tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013<br />
Chapitre 4 : Diffusion <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>nanoparticules</strong> <strong>de</strong> <strong>silice</strong> dans un hydrogel <strong>de</strong> collagène<br />
particules négatives sont celles qui diffus<strong>en</strong>t le moins. Pour les particules positives, les<br />
particules les plus grosses diffus<strong>en</strong>t <strong>en</strong> nombre moins important que les particules plus petites.<br />
Ces résultats traduis<strong>en</strong>t une différ<strong>en</strong>ce d’interactions <strong><strong>de</strong>s</strong> particules avec le matériau, la charge<br />
<strong>de</strong> surface négative semblant favoriser ces interactions. Ceci peut s’expliquer par la charge du<br />
collagène dans les conditions étudiées. Bi<strong>en</strong> qu’on soit proche du pH correspondant au point<br />
isolélectrique du collagène (Li 2009), il existe <strong><strong>de</strong>s</strong> sites chargés positivem<strong>en</strong>t et ori<strong>en</strong>tés vers<br />
l’extérieur <strong>de</strong> la triple hélice (V<strong>en</strong>ugopal 1994) qui permett<strong>en</strong>t aux <strong>nanoparticules</strong> négatives<br />
<strong>de</strong> s’adsorber.<br />
4.2.1.2 Etu<strong>de</strong> <strong><strong>de</strong>s</strong> cinétiques <strong>de</strong> diffusion <strong><strong>de</strong>s</strong> particules<br />
Pour aller plus loin dans l’analyse <strong>de</strong> ces courbes, nous avons modélisé la diffusion et obt<strong>en</strong>u<br />
<strong><strong>de</strong>s</strong> coeffici<strong>en</strong>ts <strong>de</strong> diffusion (tableau 4.1) qui permett<strong>en</strong>t <strong>de</strong> comparer les cinétiques <strong>de</strong><br />
diffusion <strong><strong>de</strong>s</strong> différ<strong>en</strong>tes particules. Ces coeffici<strong>en</strong>ts résult<strong>en</strong>t <strong>de</strong> l’ajustem<strong>en</strong>t manuel <strong><strong>de</strong>s</strong><br />
courbes obt<strong>en</strong>ues par simulation aux points expérim<strong>en</strong>taux. Le programme <strong>de</strong> résolution<br />
numérique <strong><strong>de</strong>s</strong> équations régissant le système ne ti<strong>en</strong>t pas compte <strong>de</strong> l’<strong>en</strong>semble <strong><strong>de</strong>s</strong><br />
phénomènes concomitants et ne permet pas <strong>de</strong> modéliser correctem<strong>en</strong>t la fin <strong><strong>de</strong>s</strong> courbes. La<br />
détermination <strong><strong>de</strong>s</strong> coeffici<strong>en</strong>ts <strong>de</strong> diffusion a donc été faite par ajustem<strong>en</strong>t avec les points<br />
expérim<strong>en</strong>taux <strong>de</strong> début <strong>de</strong> courbes. On constate que les particules Si+200 diffus<strong>en</strong>t un peu<br />
plus vite que les particules Si+60 mais la différ<strong>en</strong>ce reste faible. De même, les particules <strong>de</strong><br />
10 nm <strong>de</strong> diamètre diffus<strong>en</strong>t légèrem<strong>en</strong>t plus vite que les particules plus gran<strong><strong>de</strong>s</strong>. Enfin, il ne<br />
semble pas y avoir <strong>de</strong> différ<strong>en</strong>ce significative <strong>en</strong>tre les coeffici<strong>en</strong>ts <strong>de</strong> diffusion <strong><strong>de</strong>s</strong> particules<br />
Si+10 et Si-10. Il semble donc que la taille (dans une gamme <strong>de</strong> diamètre <strong>en</strong>tre 10 et 200 nm)<br />
et la charge <strong>de</strong> surface <strong><strong>de</strong>s</strong> particules modifi<strong>en</strong>t peu la vitesse <strong>de</strong> diffusion <strong><strong>de</strong>s</strong> particules au<br />
sein d’un gel <strong>de</strong> collagène à 3 mg/mL.<br />
Par ailleurs, les gels étant constitués ess<strong>en</strong>tiellem<strong>en</strong>t d’eau, on peut calculer, pour<br />
comparaison, les coeffici<strong>en</strong>ts <strong>de</strong> diffusion <strong><strong>de</strong>s</strong> <strong>nanoparticules</strong> dans l’eau à 37°C <strong>en</strong> utilisant la<br />
relation <strong>de</strong> Stokes-Einstein (figure 4.6). On constate que pour les particules <strong>de</strong> 10 nm et 60<br />
nm <strong>de</strong> diamètre, le coeffici<strong>en</strong>t <strong>de</strong> diffusion mesuré dans le gel est similaire à celui <strong><strong>de</strong>s</strong><br />
particules dans l’eau. Par contre pour les particules <strong>de</strong> 200 nm <strong>de</strong> diamètre, le coeffici<strong>en</strong>t dans<br />
le gel est <strong>en</strong>viron 20 fois plus élevé que dans l’eau.<br />
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