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 présence de particules de silice dans les gels de collagène influence la prolifération des
cellules. L’introduction de Ludox (particules de 12 nm de diamètre, négatives) a des effets
différents sur la prolifération des cellules dans les gels à 3 mg/mL ou à 5 mg/mL, mais
l’évolution de la prolifération dans les gels collagène-Ludox est similaire à celle des gels de
collagène purs dans les deux cas (figure 4.16 b). Dans les composites collagène-Ludox, la
prolifération des cellules augmente de façon continue pendant les 3 semaines de l’étude dans
les gels à 3 mg/mL mais est légèrement plus faible que dans un gel de collagène pur, cette
différence est significative à partir de 14 jours ; par contre, dans les gels à 5 mg/mL, on a une
évolution de la prolifération similaire à celle observée dans le gel de collagène pur mais avec
un nombre de cellules plus important que dans ce dernier, la différence est notamment
significative à 7 et 21 jours.
Les caractéristiques des particules ont une influence sur l’évolution de la prolifération. Durant
la première semaine de culture le nombre de cellules augmente nettement pour les gels avec
Si+80, alors que ce nombre diminue légèrement pour les gels avec Si-80 et Si-390 pour
atteindre après une semaine un nombre de cellules comparable au gel témoin. Ensuite, la
deuxième semaine de culture correspond, pour l’ensemble des gels, à une diminution du
nombre de cellules, comme pour le témoin. Enfin, au-delà de 14 jours de culture, le nombre
de cellules augmente à nouveau pour les gels avec toutes les particules testées. Finalement, on
constate que l’introduction de particules Si-80 dans le gel de collagène a un effet globalement
nul sur la prolifération des cellules. Par contre les particules Si+80 et Si-390 ont un effet
légèrement positif. Enfin, ce sont les particules Ludox qui ont l’effet le plus important,
bénéfique, sur la prolifération des cellules.
La diminution observée du nombre de cellules entre 7 et 14 jours, dans les gels à 5 mg/mL,
pourrait être le résultat d’un état de confluence des cellules à la surface du gel, qui ne peuvent
alors plus proliférer. Par ailleurs, la reprise de la prolifération au-delà de 14 jours peut être le
résultat de la migration des cellules au sein du gel leur permettant de poursuivre leur
prolifération. De plus, les gels Ludox-collagène à 3 mg/mL présentent une structure avec des
pores plus petits que les gels de collagène pur, ce qui peut freiner la migration des cellules au
sein du matériau et donc limiter leur prolifération. Enfin, si on compare ces résultats avec
ceux obtenus lors des expériences de diffusion des nanoparticules à travers les gels, on peut
supposer que les particules Ludox ne participent pas toutes au réseau du matériau et certaines
sont libres de diffuser. Dans ce cas, les cellules peuvent être exposées à une certaine dose de
nanoparticules de Ludox (Si-12) et on comprend, à la lumière de l’étude de diffusion, qu’au
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