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
4.2.3.2 Modification de la dissolution
La présence de cellules peut avoir une influence non négligeable sur la dissolution des
nanoparticules. La quantité de formes solubles issues de la diffusion des particules Si-10
semble peu affectée par la présence de cellules. Par contre, pour l’ensemble des particules
positives, la quantité de formes solubles sorties du gel à 72 heures est plus faible d’environ
10% en présence de cellules (tableaux 4.1 et 4.3). Le temps de latence initial observé pour la
diffusion des formes solubles a tendance, quant à lui, à diminuer en présence de cellules.
Malgré ces modifications des quantités d’espèces qui diffusent, lorsqu’on compare les
constantes de dissolution apparente des particules dans les gels avec et sans cellules on note
une différence pour les particules Si+200. Pour ces dernières, la constante de dissolution
apparente, tout comme le coefficient de diffusion des formes solubles, est multipliée par deux
en présence de cellules. Par contre, pour toutes les autres particules étudiées, la constante de
dissolution apparente ainsi que le coefficient de diffusion des formes solubles sont peu
modifiés par la présence de cellules. Cependant, il est intéressant de noter que dans la
modélisation de la diffusion des formes solubles, la contribution du phénomène d’adsorption
dépend de la présence ou non de cellules. Ainsi est-il nécessaire d’intégrer une adsorption du
même ordre de grandeur que la diffusion, voire supérieure, pour modéliser de façon
satisfaisante la diffusion des formes solubles en présence de cellules, alors qu’une
composante d’adsorption inférieure à 20% de la diffusion permet de rendre compte de la
diffusion des formes solubles dans un gel sans cellules. Il semble donc que les cellules
constituent une zone d’adsorption supplémentaire des formes solubles.
Il est intéressant de noter que lorsque les cellules présentes dans le gel ont été fixées avant
d’être immobilisées, la quantité de formes solubles qui traversent le gel est significativement
réduite (figure 4.10 b). On peut émettre l’hypothèse que les formes solubles produites au sein
du gel sont capables de rentrer par diffusion passive dans les cellules lorsque les cellules sont
fixées. Ce n’est pas le cas lorsque les cellules sont vivantes puisque la membrane remplit son
rôle de barrière et empêche l’accumulation des formes solubles dans les cellules. Les cellules
fixées n’ont plus la capacité d’excréter les formes solubles, ces dernières peuvent ainsi
s’accumuler dans les cellules et ne participent donc plus à la diffusion.
Lors de l’étude de l’interaction directe des nanoparticules avec les NHDF, nous avons montré
que les cellules internalisaient les particules et que ces dernières subissaient une dissolution
intracellulaire, notamment dans le cas des particules Si+200 et Si+60. Lors de l’étude dans le
gel, on ne retrouve pas cette influence aussi marquée. Cependant les temps d’étude sont
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