Etudes sur la synthèse et les applications de nouveaux biopolymères pour l’implantation osseuse

TitreEtudes sur la synthèse et les applications de nouveaux biopolymères pour l’implantation osseuse
TypeThèse de doctorat
AuteursZaharia Catalin
DirecteursCincu Corneliu, Chappard Daniel
Année2006
URLhttps://dune.univ-angers.fr/fichiers/20036947/200614575/fichier/14575F.pdf
Mots-cléscalcification, Céments osseux et dentaires, Globules minéraux, Greffe osseuse, Polymères
Résumé

À present, les défauts osseux sont traités par des greffes naturelles, mais celles-ci présentent une valabilité limitée. Une des plus importantes directions dans le domaine des biomatériaux considère la fabrication des greffes osseuses comme alternative aux greffes naturelles. Dans le domaine des céments osseux ou dentaires, les matériaux polymériques ont acquis une grande importance pendant les derniers 20 années. Le cément classique contient des opacifiants inorganiques, comme le sulphate de barium ou le dioxide de zirconium. On connaît le fait que ces particules diminuent les propriétés mécaniques à cause de l’apparition des interfaces entre la matrice polymère et les particules inorganiques radio-opacifiantes. De plus, la libération de ce sort de particules a été trouvée unsaine pour l’os dès l’activation de la resorption osseuse. Une solution possible consiste dans l’obtention d’un polymère homogène contenant des groupements spécifiques qui donnent de radio-opacité au matériau. Cet étude a suivi deux directions principales : 1) la synthèse et la caractérisation de nouveaux matériaux polymériques utilisés dans la reconstruction osseuse ; et 2) obtention et caractérisation de
nouveaux biomatériaux radio-opaques utilisés dans l’obtention de céments osseux ou dentaires. Premièrement, on a synthétisé des copolymères contenant des groupements sulphoniques et carboxyliques. On a développé des tests in vitro et in vivo pour expliquer l’influence de ces groupements sur le phénomène de calcification. Les tests ont montré la formation de cristaux d’hydroxyapatite (des calcospherites), sur la surface des matériaux implantés.
Pour la deuxième direction de recherche, on a obtenu de nouveaux matériaux polymériques à base de iode avec opacité aux rayons X et bonne biocompatibilité. On a établit la microstructure des copolymères, on a fait des mesurements aux rayons X et, finalement, on a évalué la cytotoxicité envers les cellules macrophages et la cytobiocompatibilité in vivo.
Résumé en anglais

Natural grafts, presenting limited availability, currently treat bone defects. One of the most important research ideas in the field of biomaterials consists in the manufacturing of bone grafts as alternatives to the natural grafts. If we deal with bone or dental cements, the polymeric materials gained great importance during the last 20 years. The classical cements contain inorganic opacifyers such as barium sulphate and zirconium dioxide particles. It has been reported that these particles diminish the mechanical properties due to the creation of interfaces between the polymeric matrix and the inorganic radio-opacifying particles. In addition, the release of such particles has been found deleterious to bone since they activate bone resorption. The solution would be the obtaining of a homogeneous polymer containing specific groups that confer radio-opacity to the material.
This research study followed two major directions: 1) the synthesis and characterisation of new polymeric materials, which could be used, for bone reconstruction and 2) preparation and characterisation of new radio-opaque biomaterials that could be used for the manufacture of bone or dental cements.
First we synthesized copolymers with sulphonic and carboxylic groups. To explain the influence of these groups upon calcification phenomenon, in vitro and in vivo tests were performed. The tests revealed the formation of hydroxyapatite crystals (calcospherites) onto the surfaces of implanted materials.
For the second research direction, we obtained new iodine-based polymeric materials with X-ray opacity and good biocompatibility. The microstructure of the copolymers was established, X-ray measurements were performed and finally cytotoxicity against macrophage cells and cytobiocompatibility in vivo were evaluated.
Langue de rédactionAnglais
Diplôme

Thèse de doctorat
Date de soutenance2006-11-03
EditeurUniversité d'Angers
Place PublishedAngers
Libellé UFR

Collège doctoral
personnalisé5

École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers
personnalisé6

Groupe d’Etudes Remodelage Osseux et bioMatériaux (Angers)
personnalisé7

Chimie