Élaboration de bioverres et de nano-bioverres ostéoinducteurs associés à des molécules à usage thérapeutique

This work concerns the elaboration, the physicochemical study and the biological evaluation of pure bioactive glasses associated with chemical elements or molecules for therapeutic use. The different materials synthesized by melting and by sol-gel have a long-range amorphous character and the characteristic thermal properties of the glasses. Two doping elements (Zn and Sr) as well as a molecule (phycocyanin) and a cyanobacterium (Spirulina Platensis) have been introduced into the matrix of bioverres. Their chemical reactivity was studied in vitro by following cell-free solid/liquid physiological exchanges (SBF). In addition, their cytotoxicity (proliferation and cell adhesion) was evaluated in cell tests. The bioactivity of bioactive glasses and nano-glasses has been investigated to elucidate the formation of a layer of carbonate hydroxyapatite. It is the major crystal of the bone matrix on the surface of bioactive glasses. The sol-gel synthesis and the use of the emulsion technique allowed the development of bioactive glass nanoparticles of controlled sizes between 20 and 200 nm. This mastery opens many possibilities of applications in the field of medical nanotechnology. These particles have been used in 2 different application. Our first experiment was to create two types of bone bio-implants composed of nano-glass alone and nano-glass associated with a cyanobacterium. This study aims to compare the effects of cyanobacteria in in vitro and in vivo tests. Our second approach focused on the recovery of a biocompatible alloy and the study of the effects of particle size on the physicochemical characteristics of the layer thus formed.Ce travail concerne l’élaboration, l’étude physico-chimique et l’évaluation biologique de verres bio-actifs purs et associés à des éléments chimiques ou à des molécules à usage thérapeutique. Les différents matériaux synthétisés par fusion et par voie sol-gel présentent un caractère amorphe à longue distance, et des propriétés thermiques caractéristiques des verres. Deux éléments dopants (Zn et Sr) ainsi qu’une molécule (phycocyanine) et une cyanobactérie (Spirulina Platensis) ont été introduits dans la matrice des bio-verres élaborés. Leur réactivité chimique a été étudiée in vitro suite aux échanges solide/liquide physiologique (SBF) sans cellules. De plus, leur cytotoxicité (prolifération et adhésion cellulaire) a été évaluée lors des tests avec cellules. La bio-activité des verres et nano-verres bio actifs a été investiguée pour élucider la formation d’une couche d’hydroxyapatite carbonatée, cristal majoritaire de la matrice osseuse à la surface des verres bio-actifs. La synthèse par voie sol-gel et l’utilisation de la technique de l’émulsion ont permis l’élaboration de nanoparticules de verre bio actif de tailles maîtriser comprises entre 20 et 200 nm. Cette maîtrise ouvre de nombreuses possibilités d’applications dans le domaine de la nanotechnologie médicale. Ces particules ont été utilisées dans 2 applications différentes. Notre première expérimentation a été de créer deux types de bio implants osseux composés du nano-verre seul et du nano-verre associé à une cyanobactérie. Cette étude a pour objectif de comparer les effets de la cyanobactérie lors de tests in vitro puis in vivo. Notre deuxième approche a porté sur le recouvrement d’un alliage biocompatible et l’étude des effets de la taille des particules sur les caractéristiques physico-chimiques de la couche ainsi formée