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Dopage et mise en forme de biocéramiques apatitiques pour applications en ingénierie tissulaire osseuse

Authors
  • Jacobs, Aurélie
Publication Date
Dec 09, 2020
Source
HAL-INRIA
Keywords
Language
French
License
Unknown
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Abstract

Les solutions de greffes osseuses actuelles sont limitées en termes de quantité et de qualité c’est pourquoi l’utilisation de substituts osseux synthétiques est en développement. La gestion du risque d’infection lors de l’implantation d’un biomatériau est primordiale, d’autant plus avec la propagation de l’antibiorésistance qui représente un problème majeur de santé publique. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce travail. Pour cela des biocéramiques de phosphates de calcium biphasiques (BCP), qui sont des substituts osseux de choix du fait de leur forte similarité chimique avec la partie minérale de l’os et de leur biocompatibilité, ont été synthétisées par voie sol-gel et par précipitation en voie aqueuse. Une de leur particularité est de pouvoir accepter des substitutions ioniques dans leur composition, c’est pourquoi des dopages aux ions cuivre ont été réalisés, ainsi qu’à l’argent et à l’or afin d’étudier les mécanismes d’incorporation de ces ions dans les BCP. Ces 3 éléments métalliques ont été choisis pour leur propriétés antibactériennes très intéressantes dans le contexte de cette étude. Les BCP dopés au cuivre, sous forme de poudres (synthèse sol-gel) et de pastilles (synthèse par précipitation en voie aqueuse), ont été étudiés afin de s’assurer de leur biocompatibilité envers des cellules souches mésenchymateuses humaines. Ensuite les propriétés antibactériennes de ces matériaux ont été évaluées sur des souches d’intérêts cliniques : S. aureus, S. aureus résistant à la méthicilline, E. coli et P. aeruginosa. Ce travail a permis de mettre en évidence différents mécanismes d’incorporation des ions avec notamment la présence de nanoparticules métalliques pour les dopages à l’argent et à l’or.Pour les BCP dopés au cuivre les paramètres de synthèse des matériaux (températures de recuit et taux de dopage) influencent la composition biphasique des matériaux et le taux de relargage du cuivre. Les poudres obtenues par voie sol-gel et les pastilles synthétisées par précipitation en voie aqueuse ne présentent aucune cytotoxicité envers les cellules osseuses humaines après plusieurs jours de culture. Les poudres de BCP dopées au cuivre ont démontré des propriétés antibactériennes après 24h de culture envers S. aureus, S. aureus résistant à la méthicilline, et E. coli et les pastilles de BCP dopées au cuivre ont montré une activité antibactérienne envers les 4 souches testées.

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