Biofonctionnalisation du silicium poreux pour la détection de MMP-8 (Collagénase-2)

Functionalization of porous silicon for MMP-8 (Collagénase-2) biosensing

• Auteur / Autrice : Laurent Massif
• Direction : Frédéric Cuisinier, Csilla Gergely
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Odontologie
• Date : Soutenance le 12/01/2012
• Etablissement(s) : Montpellier 1
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; ....-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Bioingénierie et Nanosciences (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Cuisinier, Csilla Gergely, André Salvadori, Pierre Canal
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bernard Tinland, William Bacon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Silicium poreux

Métalloprotéinases

Biocapteurs

Mots clés libres

Biocapteur

Metalloprotéase

Silicium poreux

Déplacement orthodontique

Biosensor

Matrix metalloproteinase

Poorous silicon

Orthodontic tooth movement

Résumé

La métalloprotéinase matricielle (MMP)-8 ou collagénase-2 est capable de rompre les molécules natives, triples hélices, du collagène interstitiel, initiant ainsi le remodelage cellulaire lors du déplacement dentaire induit par une force orthodontique. C'est un bio-marqueur incontournable du remaniement tissulaire parodontal. L'augmentation de l'expression et de l'activation de MMP-8 dans le fluide gingival reflète l'activité du remodelage parodontal induit par les forces orthodontiques. En moyenne, la concentration de MMP-8 prélevée dans le fluide gingival des patients orthodontiques est 12 fois plus élevée (56 ± 50 µg/l contre 4,6 ± 4 µg/l) que chez les patients non orthodontiques. Le suivi des fluctuations de MMP-8 durant le déplacement orthodontique nécessite la mise au point d'un biocapteur. L'objectif de ce travail est d'utiliser une structure photonique à base de silicium poreux pour la conception d'un biocapteur optique de la MMP-8. Nous avons déterminé le choix du substrat de silicium poreux (PSi) le plus adapté à notre application avec une surface spécifique élevée et pores suffisamment ouverts pour l'infiltration des biomolécules qui sont des anticorps anti-MMP-8. Ensuite nous avons mis en place un procédé de fonctionnalisation chimique et biologique de la surface interne de ces échantillons.

The matrix métalloprotéinase (MMP) 8 or collagenase 2 is able to cleave native molecules, triple helixes, of the interstitial collagen, so introducing the cellular reshaping during orthodontic tooth movement. It is a major biomarker of the periodontal tissular remodeling. The increase of the expression and the activation of MMP-8 in the gingival fluid reflects the activity of the periodontal remodeling. On average, the concentration of MMP-8 taken in the gingival fluid of the orthodontic patients is 12 times as raised(brought up) (56 ± 50 µg / l against 4,6 ± 4 µg / l) that at the not orthodontic patients. Followed it by fluctuations in MMP-8 during the orthodontic movement require the development of a biosensor. The objective of this work is to use a photonique structure with porous silicon for the conception of an optical biosensor of the MMP-8. We determined the choice of the substratum of porous silicon (PSi) the most adapted to our application with a high specific surface and pores opened enough for the infiltration of the biomolecules which are antibodies anti-MMP-8. Then we set up a process of chemical and biological fonctionnalisation of the internal surface of these samples.