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
la différence de structure induite par les conditions de fibrillogenèse n’a pas d’influence, à
cette concentration en collagène, sur la diffusion de particules Si+60 ni sur leur dissolution au
sein du gel.
4.2.2.3 Conclusions
Les résultats obtenus sur des gels de concentration en collagène allant de 1,5 à 5 mg/mL
montrent que ce paramètre est un facteur influant sur la diffusion et la dissolution des
nanoparticules de silice. Plus la concentration en collagène est élevée, plus la diffusion
diminue et ralentit pour atteindre une vitesse stable entre 3 et 5 mg/mL. Par ailleurs, la
concentration en collagène augmente le taux de dissolution des nanoparticules au sein du gel
mais ralentit le phénomène. Enfin, la voie de fibrillogénèse pour des gels à 5 mg/mL, formés
sous vapeurs d’ammoniac à température ambiante ou par neutralisation avec de la soude, ne
semble pas avoir d’influence.
L’impact de la concentration en collagène sur la diffusion des nanoparticules de silice peut
s’expliquer par une différence d’interactions du collagène avec les particules. En effet, plus la
concentration en collagène est élevée plus les particules ont de chances de rencontrer du
collagène sur leur chemin de diffusion et de développer des interactions électrostatiques avec
ce dernier, avec pour conséquence une diminution de la diffusion due à l’immobilisation des
particules. Ceci se retrouve dans le modèle où lorsque la concentration en collagène augmente
l’adsorption n’est plus négligeable par rapport à la diffusion.
Enfin, comme la taille et la charge de surface des particules, la concentration en collagène
influence la dissolution des particules, favorisée par une concentration plus élevée, mais
ralentie par rapport au milieu de culture seul. Cependant, la constante calculée correspond à la
constante de dissolution des particules dont les formes solubles ont diffusé pour ressortir du
gel. Or lors de la dissolution dans le gel, une partie des formes solubles produites peut
s’adsorber à la surface des fibres de collagène et ne peuvent donc pas diffuser librement. La
différence observée entre la constante de dissolution dans le milieu et celle après diffusion
dans le gel peut donc être le reflet de l’adsorption des formes solubles libérées. Cette
hypothèse est en partie validée par la modélisation puisqu’il est nécessaire d’introduire une
constante d’adsorption du même ordre de grandeur que la diffusion pour obtenir des courbes
modélisant les points expérimentaux de diffusion des formes solubles. En l’absence de
phénomène d’adsorption, la simulation d’un système purement diffusif des formes solubles
mène à des courbes dont les plateaux sont bien supérieurs à ceux observés
expérimentalement.
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