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
Enfin, lors de leur diffusion dans le gel, les particules vont partiellement se dissoudre. Ces
résultats pourraient être exploités pour développer un implant à base de collagène intégrant
des particules de silice qui pourrait libérer de façon progressive un principe actif par
dissolution lors de la diffusion vers la zone d’intérêt. Ce type de matériaux fait l’objet
d’études (Ding 2011) puisqu’ils offrent un support biocompatible pour encapsuler des
particules (réservoir de principes actifs) qui pourront progressivement diffuser vers la zone à
traiter pour libérer leurs molécules, offrant ainsi un traitement optimisé par rapport à une
injection par voie intraveineuse par exemple.
4.3 Etude des matériaux composites collagène-silice
Les matériaux à base de collagène sont de très bons candidats pour la formation
d’implants intégrant un traitement à libération prolongée. D’un autre côté, les nanoparticules
de silice font l’objet de nombreuses études pour leur utilisation dans la libération contrôlée de
principes actifs. Nous nous sommes donc intéressés à un matériau composite collagène-silice
et à ses éventuelles applications biomédicales. L’étude précédente de diffusion a montré que
les nanoparticules de silice sont capables de diffuser dans un gel de collagène, il semble donc
intéressant d’aborder la question de la mobilité de ces particules lorsqu’elles sont intégrées au
matériau avant la gélification.
Dans les matériaux ainsi formés, les particules de silice peuvent avoir deux rôles : elles
peuvent être des réservoirs de principes actifs mais elles peuvent aussi développer des
interactions avec le collagène et modifier les propriétés du gel. Ainsi l’introduction d’une
composante minérale, comme la silice, au sein du réseau de collagène permet-elle d’obtenir
des matériaux aux propriétés mécaniques améliorées (Desimone 2010). Cet effet peut être
valorisé dans une utilisation comme biomatériaux, et ce d’autant plus que les gels de
collagène sont de bons candidats pour l’ingénierie tissulaire, avec un inconvénient : pour des
concentrations en collagène inférieures à 3 mg/mL, leur manipulation n’est pas aisée. L’une
des solutions pour palier ce problème consiste à intégrer une composante minérale, une autre
solution est d’augmenter la concentration en collagène (Hélary 2010).
Dans notre étude, nous avons choisi de combiner ces deux approches en évaluant la
biocompatibilité de gels composites concentrés collagène-silice. Afin d’étudier à la fois
l’influence des caractéristiques des nanoparticules et l’influence de la forme sous laquelle la
silice est introduite nous avons utilisé deux approches pour intégrer une composante silice
140