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| Développement de biomatériaux à base de verres bioactifs associés à des molécules organiques pour la reconstruction osseuse (Development of bioactive glass-based biomaterials combined to organic molecules for bone reconstruction) Aneb, Khalil - (2023-11-20) / Université de Rennes, Université Abderrahmane Mira - Bejaïa (Bejaïa, Algérie) - Développement de biomatériaux à base de verres bioactifs associés à des molécules organiques pour la reconstruction osseuse
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Oudadesse, Hassane; Khireddine, Hafit Discipline : Sciences des Matériaux Laboratoire : ISCR Ecole Doctorale : S3M Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie Mots-clés : Verre bioactif, Vitrocéramique bioactive, Porosité, Quercétine, Hydroxyapatite, Calcite
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Résumé : Ce travail porte sur l’élaboration de verres et vitrocéramique bioactifs à surface traitée ou pas, purs et/ou dopés par des éléments chimiques. Ces matériaux ont aussi fait l’objet d’association une molécule organique à usage thérapeutique telle la quercétine. Les différents matériaux, synthétisés par voie sol-gel, ont subis des études physico-chimiques et biologique in vitro et in vivo. Le traitement de surface des matériaux a été réalisé par silanisation et nitruration. Deux éléments dopants (Mg et Fe) ont été introduits dans une composition dans le système ternaire SiO2-CaO-P2O5. La bioactivité des matériaux a été évaluée in vitro par immersion dans un liquide physiologique (SBF), et leur cytotoxicité a été validée par des tests in vitro en présence de cellules. Les éléments dopants et les molécules organiques influent sur certains paramètres physico-chimiques tels que la porosité et la taille des pores. Pour la réactivité dans le SBF, seuls certains éléments chimiques et molécules organiques impactent le comportement des matériaux, tels que le Mg, la quercétine et l’azote fixé par nitruration. La vitrocéramique dopées au Mg et Fe seule et associée à la quercétine ont fait l’objet d’implantation au niveau du condyle fémoral de rats Wistar mâles. Cette étude a pour objet d’évaluer in vivo l’effet ajouté de la quercétine. La caractérisation physico-chimique a mis en évidence une réactivité chimique entre les implants et l’environnement osseux entraînant la formation de la calcite dès le premier mois et l’hydroxyapatite à partir du 2e mois avec prédominance de la calcite. Les coupes histologiques des implants montrent une ossification endochondrale qui est accélérée en présence de la quercétine. Abstract : This work focuses on the development of bioactive glasses and glass-ceramics with treated or untreated surfaces, pure and/or doped with chemical elements. These materials have also been combined with an organic molecule for therapeutic use, such as quercetin. The various materials, synthesized by a sol-gel process, underwent physicochemical and biological studies in vitro and in vivo. The surface treatment of the materials was carried out by silanization and nitridation. Two doping elements (Mg and Fe) were introduced into a composition in the SiO2-CaO-P2O5 ternary system. The bioactivity of the materials was assessed in vitro by immersion in a physiological liquid (SBF), and their cytotoxicity was validated by in vitro tests in the presence of cells. Doping elements and organic molecules influence certain physicochemical parameters such as porosity and pore size. For reactivity in SBF, only certain chemical elements and organic molecules have an impact on the behavior of the materials, such as Mg, quercetin, and nitrogen fixed by nitridation. Glass-ceramics doped with Mg and Fe alone and combined with quercetin were implanted into the femoral condyle of male Wistar rats. The aim of this study was to evaluate the added effect of quercetin in vivo. The physicochemical characterization revealed chemical reactivity between the implants and the bone environment, leading to the formation of calcite from the 1st month and hydroxyapatite from the 2nd month, with calcite predominating. Histological sections of the implants show endochondral ossification, which is accelerated in the presence of quercetin. | |||