Thèse soutenue

FR
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Héctor Flores
Direction : Frédéric Cuisinier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Odontologie
Date : Soutenance en 2005
Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

FR

Mots clés contrôlés

Résumé

FR  |  
EN

Fréquemment, la chirurgie dentaire fait face à de graves problèmes de défauts osseux et compris la perte de dents; ceci signifie que celles-ci doivent être remplacées par des prothèses ou implants pour reconstituer la fonction et l'esthétique. Ces matériaux ont été appelés des biomatériaux, puisqu'ils interagissent avec les systèmes constitués de cellules et de tissus. Il est actuellement difficile de donner une définition de " biomatériau " puisque les concepts ont changé durant ces dernières années. Nous pouvons toutefois définir un biomatériau comme " un matériau non biologique qui interagit avec des systèmes biologiques " (Williams 1987). Puisqu'il interagit avec des systèmes biologiques, ce matériau doit biologiquement être accepté ou au moins ne pas provoquer de dommages tissulaires ; par conséquent nous devons aussi définir le terme " biocompatibilité " qui est " la capacité d'un matériau à induire une réponse appropriée de l'hôte pour une application spécifique " (Williams 1987). Ces termes conviennent à la majorité des matériaux actuellement utilisés comme biomatériaux, toutefois le terme " non biologique "  n'est pas tout à fait exact, puisque beaucoup des matériaux utilisés comme biomatériaux ou dispositifs médicaux sont d'origine biologique, tel est le cas des greffes de tissus. On a déjà utilisé une grande variété de matériaux comme biomatériaux, métaux, céramique, polymères, verres, carbone, et matériaux composites. Il existe de nombreux exemples d'applications des biomatériaux : les valves cardiaques, les articulations de genou, les implants dentaires, les lentilles intraoculaires, etc. Actuellement, de très nombreux domaines médicaux utilisent les biomatériaux. Chaque année aux Etats-Unis plus de 30. 000 prothèses du genou et de hanche aussi que 100. 000 à 300. 000 implants dentaires sont placés (D. A. Puleo, 1999). Dans la Communauté Européenne sont placés plus de 50. 000 prothèses de hanche et environ 100. 000 implants dentaires (SIMI Project). Ces chiffres augmentent chaque année au fur et à mesure que les matériaux utilisés procurent une plus grande sécurité à leurs patients, ce qui tend aussi à abaisser les coûts, en facilitant progressivement leur bon usage. Une des avancées les plus importantes dans ce domaine, a été la conception de " matériaux bioactifs ". C'est-à-dire que l'on travaille à la conception et l'élaboration de biomatériaux auxquels des molécules biologiquement activées ont été incorporées, afin de contrôler la réponse cellulaire. On a conçu une série de processus dans ce but en mettant l'accent sur l'adhésion de polymères à la surface des matériaux. La méthode proposée par Decher est d'un grand intérêt pour l'autoassemblage de film de polyélectrolytes à la surface des matériaux. L'absorption alternée de polyélectrolytes anioniques et cationiques sur des surfaces solides nous donne la possibilité de former des multicouches de polyélectrolytes très minces, ce qui constitue une technique ubiquitaire pour modifier des surfaces. Cette possibilité est d'un grand attrait pour l'industrie et la médecine. La caractéristique la plus importante des polyélectrolytes est leur capacités d'être chargé électriquement en solution, ce qui nous donne la possibilité de former des films alternés de polyélectrolytes autoassemblés, avec la possibilité d'intercaler et d'immobiliser une grande variété de composés sur la surface traitée, telles de particules inorganiques ou organique comme des proteines, les enzymes, etc. , en fournissant à la surface du matériau des caractéristiques réellement actives, qui constituent de nouvelles stratégies pour contrôler la réponse de l'hôte. Celle-ci peut être la clé pour la conception et fabrication de biomatériaux bioactifs capables de contrôler la réponse de l'hôte au niveau moléculaire en créant une réponse adéquate, rapide et dirigée. Notre travail a consisté en : l'étude de la formation de nanoring, l'étude de l'adsorption de proteines sur des films dans un domaine de pH précis, l'étude de l'adhésion de cellules sur des films de polyelectrolytes pour micro aspiration. Nous avons observé lors du dépôt de PSS sur une couche de PEI, la formation de structures circulaires. Nous avons nommé ces structures des nanorings. Ces structures sont de tailles variables de 300 nm de diamètre à 2 µm de diamètre entre les différentes expériences mais par expérience, sont de taille très homogène. De telles structures n'avaient jamais été observées. Nous avons donc cherché à comprendre les mécanismes de contrôles et de formation de ces structures. Ces observations ont été réalise en AFM en utilisant une cellule liquide qui prévient l'apparition d'artéfacts dus à la déshydratation. Nous avons déterminé que les deux paramètres qui contrôlent la taille des nanoring sont la taille des pores des filtres utilisés pour la préparation de la solution de PSS et le temps de contact des solutions avec l'air. En effet, les ions divalents CO3—jouent un role prépondérant dans la formation de ces nanoring. Il s'agit d'un mécanisme d'auto-assemblage de complexes hydrophobiques de PSS à la surface du film de PEI. La taille étant contrôlée par une balance entre les répulsions électrostatiques et les attractions hydrophobiques et sous la dépendance des interactions électrostatiques entre le PEI et le PSS. Nous avons étudié aussi l'adsorption de la HSA sur des films formé de polypeptides, la poly(L-lysine) (PLL), et l'acide poly(glutamique) (PGA) dans un domaine de pH 3. 0-10. 5. Nous avons démontré que l'adsorption dépend énormément de la couche supérieure des films. Pour le PLL, à pH bas, une répulsion électrostatique limite l'adsorption. Aux pH supérieurs une sur adsorption de HSA sur le PGA est observé. Ceci est du à la conformation du PGA riche en hélice alpha qui augmentent la rugosité du film. Finalement, nous avons étudié l'adhésion de cellules des films de polyelectrolytes. Tous les processus biologiques s'accomplissent grâce à des interactions moléculaires spécifiques faibles qui génèrent des liaisons de courte durée; des interactions trop fortes supprimeraient toute la dynamique indispensable à la vie. Nous avons donc évalué par la technique de micromanipulation par micropipette les interactions à court terme de cellules avec des films multicouches. En greffant des centaines de cellules sur un substrat, on pourra distinguer les réponses mécaniques des cellules saines. Le but de cette travail a été la modulation des propriétés de films multicouches vis à vis de l'adhésion cellulaire.