Evaluation in vitro du comportement de cellules osteoprogénitrices et de macrophages humains sur des pastilles de phosphate tricalcique dopé ou non avec du magnesium

Avaliação in vitro do comportamento de células osteoprogenitoras e macrófagos humanos em pastilhas de fosfato tricálcico com e sem magnésio

In vitro evaluation of the behavior of human osteoprogenitor cells and macrophages onto tricalcium phosphate dense tablets doped or not with magnesium

• Auteur / Autrice : Débora Dos Santos Tavares
• Direction : Karine Anselme
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie-Biologie
• Date : Soutenance le 01/06/2012
• Etablissement(s) : Mulhouse en cotutelle avec Universidade federal do Rio de Janeiro
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale pluridisciplinaire Jean-Henri Lambert, ED 494 (Mulhouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Science des Matériaux de Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phosphates de calcium

Os -- Régénération (biologie)

Mots clés libres

Phosphate tricalcique-β

Phosphate tricalcique dopé ave du magnesium

Macrophages

Cellules ostéoprogénitrices

In vitro

Tricalcium-β phosphate

Tricalcium phosphate doped with magnesium

Macrophages

Osteoprogenitor cells

In vitro

Résumé

En raison de l’augmentation de l'espérance de vie, le nombre de personnes âgées et par conséquent le taux de maladies chroniques augmente de plus en plus nécessitant le développement de nouveaux biomatériaux permettant la réparation osseuse. Le but de cette étude était d'évaluer le comportement in vitro de cellules ostéoprogénitrices cultivées sur des pastilles de phosphate tricalcique dopées (β-TCMP, Mg/Ca = 0,15) ou non (β-TCP) avec du magnésium dans un environnement statique et dynamique (débit de 0,3 mL/min), ainsi que la réponse de macrophages humains après contact avec des extraits des matériaux (ISO10993-12). Les pastilles de β-TCMP et β-TCP ont été obtenues par frittage respectivement d’une apatite calcium déficiente en calcium dopée au magnésium et de TCP (Merck). Les diffractogrammes et les spectres infrarouge ont confirmé la production de β-TCP et de β-TCMP, ratio Mg/Ca = 0,14. Des cellules osteoprogénitrices STRO+1A ont été cultivées sur des pastilles pendant 21 jours et leur comportement de prolifération et de différenciation cellulaire ont été vérifiés. Aucune différence entre les deux pastilles n’a été observée concernant le nombre de cellules après 21 jours de culture, ni sous condition statique ni dynamique. Cependant, il semble que l'environnement dynamique accélère la différenciation ostéoblastique. D'une façon générale, le β-TCMP n'a pas modifié la réponse des macrophages (le profil des cytokines) activés ou non par du lipopolysaccharide bactérien, cultivés pendant 72 heures avec des extraits de biomatériaux, par rapport au β-TCP. D’après ces résultats, les deux biomatériaux semblent être prometteurs pour le traitement des pertes osseuses.

Research on bone tissue regeneration is constantly expanding due to the improvement of life expectancy with a consequent increase in the rate of chronic diseases. The aim of this work was to evaluate the in vitro behavior of STRO+1A osteoprogenitor cells cultured onto dense tablets of tricalcium phosphate doped (β-TCMP, Mg/Ca = 0.15) or not (β-TCP) with magnesium under static and dynamic (flow rate of 0.3 mL/min), as well as the response of human macrophages after contact with the granules extracts of the materials (ISO10993-12: 2007). The β-TCMP and β-TCP tablets were obtained by sintering a calcium-deficient apatite doped with magnesium and commercial TCP (Merck), respectively. The diffractograms and infrared spectra confirmed the presence of β-TCP and β-TCMP with a Mg/Ca ratio of 0.14 (plasma spectrometry). A cell density of 5x103 was inoculated onto the tablets and then STRO+1A were cultured at 37°C/5% CO2 for up to 21 days, in which the proliferation and differentiation rate were assessed. There was no difference in cell density between the materials after 21 days of culture, neither under static nor dynamic conditions; however, it seems that the dynamic environment accelerated osteoblast differentiation. In a general way, β-TCMP did not change the response of macrophages (cytokine profile), activated or not, by bacterial lipopolysaccharide, cultured for up to 72 hours with the extracts of biomaterials, when compared to β-TCP. Based on these results, both materials appear to be adequate for bone loss therapy.