Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...

tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013
Conclusions et perspectives
parallèlement à leur exocytose. En effet, lorsque la suspension de nanoparticules est
remplacée par du milieu, on observe une libération progressive des particules et de leur
produit de dissolution. Cette libération est beaucoup plus lente que l’internalisation et une
partie des particules reste piégée dans les cellules une semaine après le changement de milieu.
Ce phénomène pourrait être exploité pour la libération intracellulaire de principes actifs, sous
réserve de mieux le comprendre et le contrôler. Il serait intéressant de savoir combien de
temps mettent les cellules à excréter totalement, si elles en sont capables, les particules ou
leur produit de dissolution et de suivre cette cinétique sur un temps plus long que 7 jours. Par
ailleurs, le temps d’exposition pouvant perturber fortement les cinétiques d’exocytose ainsi
que la quantité de particules excrétées par les cellules, il faudrait observer ces phénomènes
pour des temps d’exposition plus courts, rencontrés dans certaines des applications
envisagées.
La diffusion et la dissolution des particules dans un gel de collagène dépendent des
caractéristiques des particules
Nous avons montré que les particules de silice, positives ou négatives, de diamètre compris
entre 10 et 200 nm, sont capables de traverser une matrice de collagène de 2 mm d’épaisseur,
utilisée comme modèle du derme. Les caractéristiques physico-chimiques des particules, la
concentration en collagène ou encore la présence de cellules sont autant de paramètres qui
modifient la cinétique et l’importance de la diffusion des particules dans ces matériaux. Par
ailleurs, il faut tenir compte dans ce système de l’adsorption des nanoparticules sur les fibres
de collagène, phénomène influencé par la taille et la charge de surface des particules. Nous
avons ainsi observé que les particules les plus petites diffusent en quantité plus importante,
avec une faible modification de cinétique. Les coefficients de diffusion peuvent être estimés
grâce à la simulation numérique de la diffusion dans le système d’étude. Le coefficient de
diffusion des particules dans une matrice est lié à la concentration en collagène : pour des
concentrations en collagène faibles, on peut établir une loi de type
ν
D = D0 *(1− αCcollagène). Par
contre, comme dans le milieu de culture, les particules les plus petites se dissolvent moins vite
et les particules initialement négatives se dissolvent moins.
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Afin d’affiner notre compréhension de l’influence de la taille des particules et de la
concentration en collagène sur la diffusion des particules ainsi que de la contribution de
l’adsorption et de la dissolution, l’étude par simulation numérique devra être poussée plus
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