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
particules au sein du gel. En effet, contrairement aux nanoparticules qui sont présentes dans la
solution source de diffusion, les formes solubles doivent être produites avant de pouvoir
diffuser. Or, on observe, déjà dans le milieu de culture, une différence de vitesse de
dissolution entre les particules de plus de 60 nm de diamètre et celles de 10 nm de diamètre.
Pour confirmer ceci dans la configuration de l’étude (dissolution au sein du gel de collagène),
nous nous sommes intéressés à la constante de dissolution apparente dans le gel de collagène.
- Cinétiques de dissolution
Pour pouvoir comparer la dissolution des particules dans les gels de collagène et dans le
milieu de culture à 37°C, la constante de dissolution apparente des particules de silice est
calculée à partir des courbes d’évolution de l’intensité de fluorescence des formes solubles.
Lorsqu’on compare les différentes particules, on s’aperçoit que la dissolution est trois fois
plus rapide pour Si+200 que pour Si+60 (tableau 4.1). On peut aussi noter que la dissolution
des particules Si+10 et Si-10 est nettement plus lente que celle de Si+200 et Si+60 : la
constante de dissolution apparente est un ordre de grandeur plus faible. Ces valeurs sont en
accord avec les différences de diffusion observées. On remarque enfin que la dissolution des
particules est ralentie dans le gel de collagène par rapport à la dissolution dans le milieu seul,
la constante de dissolution est globalement deux ordres de grandeur plus faible (tableau 4.1).
Cependant, l’ordre d’évolution des constantes de dissolution apparente, en fonction de la taille
et de la charge, est conservée. Enfin, il est intéressant de noter que le taux de dissolution
(rapport formes solubles/total) est similaire à celui obtenu dans le milieu de culture seul (cf
figure 2.7).
4.2.1.4 Bilan sur l’influence des caractéristiques des particules sur leur diffusion et leur
comportement dans un gel de collagène
En conclusion, toutes les particules étudiées, de 10 nm à 200 nm de diamètre, positives et
négatives, sont capables de traverser un gel de collagène à 3 mg/mL en quelques heures.
Cependant, les caractéristiques des particules, taille et charge de surface, ont une influence sur
la cinétique de diffusion et la quantité de formes qui diffusent. L’effet de la taille semble en
accord avec les résultats des études de Sonavane et al. et Nabeshi et al. (Sonavane 2008,
Nabeshi 2011). Par contre les résultats concernant l’influence de la charge de surface des
particules semblent à l’opposé de ceux obtenus par Kohli et al. (Kohli 2004) où les particules
négatives diffusaient plus que les positives. Cependant il ne faut pas oublier que la nature
chimique du matériau peut avoir une influence, notamment sur les protéines qui vont
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