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Pascaud, Patricia. Apatites nanocristallines biomimétiques comme modèles de la réactivité osseuse : étude des propriétés d'adsorption et de l'activité cellulaire d'un bisphosphonate, le tiludronate

Pascaud, Patricia (2012). Apatites nanocristallines biomimétiques comme modèles de la réactivité osseuse : étude des propriétés d'adsorption et de l'activité cellulaire d'un bisphosphonate, le tiludronate.

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Résumé en francais

Ce mémoire porte sur l'étude de l'interaction entre un bisphosphonate, le tiludronate et des phosphates de calcium apatitiques nanocristallins comme modèles du minéral osseux. Les bisphosphonates sont principalement utilisés dans le traitement de maladies impliquant un désordre osseux telles que l'ostéoporose et la maladie de Paget. Cependant peu d'études existent sur le mécanisme d'interaction entre les bisphosphonates et le tissu osseux et les phénomènes présents à l'interface bisphosphonate/minéral osseux restent mal connus. Notre travail a donc consisté à étudier l'interaction entre un bisphosphonate, le tiludronate, et des apatites nanocristallines comme modèle du minéral osseux afin de mieux comprendre les propriétés physico-chimiques et l'activité cellulaire de ce type d'associations. Dans un premier temps, des apatites nanocristallines à différents stades de maturation et à différentes teneurs en carbonates correspondant à des compositions d'os jeune et mature ont été synthétisées et caractérisées. L'adsorption du tiludronate sur ces apatites nanocristallines, la caractérisation des supports après adsorption et les cinétiques de libération du tiludronate ont ensuite été examinées. L'adsorption du tiludronate correspond à un isotherme de type Langmuir. Le processus d'adsorption s'explique globalement par un échange ionique entre les molécules de tiludronate en solution et les ions phosphates présents à la surface de l'apatite. Toutefois la proportion d'ions phosphates libérés par molécule de tiludronate varie suivant les supports. Une modélisation de l'interaction entre le tiludronate et la surface des nanocristaux a été proposée en nous basant sur la littérature et en considérant différents modèle de la surface des nanocristaux. Elle suggère une interaction en deux temps : l'interaction entre les groupements phosphonates de la molécule et deux calcium de la surface suivie d'une déprotonation de la molécule et de l'exclusion d'un nombre variable d'ions phosphate. Dans un deuxième temps, des supports apatitiques avec et sans tiludronate ont été élaborés par pressage uniaxial et caractérisés. L'activité biologique des cellules osseuses de la lignée ostéoblastique (HOP et HBMSC) et ostéoclastique (ostéoclastes murins) au contact des supports a été étudiée. Les résultats montrent que le tiludronate adsorbé stimule la prolifération des ostéoblastes tandis qu'il inhibe la création de lacunes de résorption. La caractérisation des modèles tout au long des tests in vitro montre une évolution physico-chimique des supports semblable à celle du minéral osseux. Ce travail permet de préciser les mécanismes mis en jeu lors des traitements utilisant des bisphosphonates et de tester la validité d'études in vitro pour le criblage de molécules actives sur le tissu osseux.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Rey, Christian
Sarda, Stéphanie
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des MATériaux (CIRIMAT), UMR 5085
Mots-clés libres :Apatites nanocristallines - Bisphosphonates - Adsorption - Ostéoblastes - Ostéoclastes - Biomimétisme
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :01 Jul 2013 16:19