Investigation of the cytotoxicity of CCVD carbon nanotubes towards human umbilical vein endothelial cells

The cytotoxicity of different samples of carbon nanotubes synthesised by catalytic chemical vapour deposition was investigated towards human umbilical vein endothelial cells, using two cytotoxicity standard assays (neutral red assay for the cell viability and MTT assay—tetrazolinium salt—for the cell metabolic activity). No cytotoxicity was found for any sample

Wetting behaviour of femtosecond laser textured Ti-6Al-4V surfaces

The aim of the present work was to investigate the wetting behaviour of biomedical grade Ti-6Al-4V alloy surfaces textured by a femtosecond laser treatment. The material was treated in ambient atmosphere using an Yb: KYW chirped-pulse-regenerative amplification laser with a wavelength of 1030 nm and a pulse duration of 500 fs. Four main types of surface textures were obtained depending on the processing parameters and laser treatment method. These textures consist of: (1) nanoscale laser-induced periodic surface structures (LIPSS); (2) nanopillars; (3) a bimodal roughness distribution texture formed of LIPSS overlapping microcolumns; (4) a complex texture formed of LIPSS overlapping microcolumns with a periodic variation of the columns size in the laser scanning direction. The wettability of the surfaces was evaluated by the sessile drop method using distilled-deionized (DD) water and Hank's balanced salt solution (HBSS) as testing liquids. The laser treated surfaces present a hydrophilic behaviour as well as a high affinity for the saline solution, with equilibrium contact angles in the ranges 24.1-76.2. for DD water and 8.4-61.8. for HBSS. The wetting behaviour is anisotropic, reflecting the anisotropy of the surface textures. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved

Propagation acoustique GHz dans le noyau de cellules biologiques : analogie avec les réseaux fibrés

Nous utilisons la technique d'acoustique picoseconde pour sonder les propriétés mécaniques de cellules individuelles. Nous décrivons d'abord l'application à la paroi de cellules végétales dont la structure bien documentée nous sert de modèle pour comprendre la propagation acoustique GHz dans les réseaux biologiques fibreux. La comparaison avec un modèle d'homogénéisation révèle l'influence des liaisons d'hémicellulose, conduisant à un comportement iso-déformation où le réseau élastique de fibres de cellulose domine la réponse acoustique GHz. Nous étudions ensuite des cellules animales, et nous analysons les résultats par analogie avec ceux obtenus dans les cellules végétales. Un comportement iso-déformation est également identifié, cette fois-ci attribué à la présence de friction entre le réseau de fibres de chromatine et le liquide intra-nucléaire. Ces résultats offrent une meilleure compréhension des propriétés mécaniques du noyau, et permettront d'étudier la dynamique du réseau de chromatine pendant des processus cellulaires tels que la différentiation ou la morphogénèse

Fonctionnalisation de polymère par des ligands bioactifs et contrôle de leurs distributions à l'échelle micrométrique pour l'induction de l'angiogenèse

La création d'un réseau vasculaire fonctionnel est une préoccupation importante afin d'assurer la parfaite vitalité des produits d ingénierie tissulaire (IT). La compréhension des mécanismes de l'angiogenèse est essentielle dans un objectif de synthèse de produits d ingénierie tissulaire vascularisés. Dans ce travail, nous avons visé à caractériser le microenvironnement responsable de l'angiogenèse des cellules endothéliales (CEs). Pour cela, nous avons élaboré des biomatériaux bioactifs (polymères fonctionnalisés par des peptides, et contrôlé leur distribution à l'échelle micrométrique) afin de mimer une situation physiologique des CEs.Dans en premier temps, nous avons mis au point une stratégie de fonctionnalisation biochimique d un matériau polymère (le polyéthylène téréphtalate, PET) en utilisant des peptides spécifiques des CEs. L'immobilisation de ces peptides a permis d assurer une bioactivité de ces surfaces, et l amélioration des fonctions des CEs comme l'adhésion, l étalement et la migration cellulaire.Ensuite, notre travail s est inscrit dans l évaluation de l impact d une distribution contrôlée de peptides en surface de matériaux (acquise par photolithographie) sur le comportement des CEs et sur l angiogenèse. Nos résultats ont montré que les CEs adhèrent et sont alignés sur les micropatterns peptidiques quelle que soit la taille de ces micropatterns (lignes de largeurs comprises entre 10 et 100 m). Nous avons mis en évidence que la taille des micropatterns bioactifs a un réel impact sur le comportement des CEs (l étalement, l'orientation et la migration cellulaire). La morphogenèse des CEs (la formation d un tube-like ) a été mise en évidence sur des matériaux microstructurés par des lignes peptidiques de 10 et 50 m de largeur, quels que soient les peptides RGD ou SVVYGLR immobilisés en surface. Nous avons montré que la lumière de structures tubulaires peut être constituée d une à quatre cellules selon la contrainte géométrique appliquée sur les micropatterns . Nos travaux ont montré que le sprouting ainsi que la formation du réseau vasculaire peuvent être induits seulement sur des surfaces micropatternés par des peptides SVVYGLR. Nos résultats démontrent que l'induction de l'angiogenèse est multiparamétrique. Celle-ci est dépendante de constituants biochimiques ainsi que de leur micro-distribution.Troisièmement, nous avons utilisé la modélisation mathématique pour comprendre l'impact de micropatterns bioactifs sur la migration des CEs. Un modèle de type continu Patlak-Keller-Segel a été utilisé, et les résultats numériques sont bien conformes avec nos résultats expérimentaux. Pour finir, nos travaux se sont focalisés sur l'étude de la stabilisation de ces structures tubulaires. Les résultats ont montré que les cocultures de CEs avec les péricytes, ainsi que le recrutement de composant de membrane basale (Matrigel) peuvent stabiliser ces structures vasculaires.En conclusion générale, le travail réalisé dans cette thèse a prouvé que le micropatterning des principes bioactifs sur polymères est efficace pour stimuler l'angiogenèse et pour construire une vascularisation fonctionnelle. Enfin, ce travail a permis de comprendre la biologie de l angiogenèse et pourra aider indéniablement tous les travaux en cours s inscrivant dans l ingénierie tissulaire.The creation of a functional vascular network is a major concern to ensure the vitality of perfect tissue engineered products. Understanding the mechanisms of angiogenesis is essential for the vascularization in tissue engineering. In this work, we aimed to characterize the microenvironment responsible for angiogenesis of endothelial cells. To achieve this request, we developed bioactive biomaterials (polymers functionalized mainly with peptides, and controlled their distribution at micrometer scale) to mimic a physiological microenvironment of endothelial cells. First, we developed the biochemical functionalized of polymer materials (polyethylene terephthalate, PET) using endothelial cell specific peptides. The peptide immobilization ensured the bioactivity onto material surfaces, and enhanced endothelial cell functions such as cell adhesion, spreading and migration. Second, we introduced photolithographical technique to control geometrical distribution of peptides on material surfaces, and studied the effects of peptide micropatterning onto endothelial cell (EC) angiogenesis. ECs were adhered and aligned onto peptides micropatterns whatever the size of peptide micropatterns. However, EC behaviors (cell spreading, orientation and migration) were significantly more regulated on smaller micropatterns (10 and 50 m) than on larger stripes (100 m). EC morphogenesis into tube formation can also switch onto the smaller micropatterns (10 and 50 m) with either RGD or SVVYGLR peptides. The central lumen of tubular structures can be formed by single-to-four cells due to geometrical constraints applied on the micropatterns. Sprouting angiogenesis of ECs and vascular network formation can be induced on surfaces micropatterned with angiogenic SVVYGLR peptides. Our overall results revealed that the induction of angiogenesis is multi-parametric. This is dependent on biochemical constituents and their micro-distributions. Third, we employed mathematical modeling to understand the impact of bioactive micropatterns on endothelial cell migration. A continuous Patlak-Keller-Segel type model was used, and the numerical results were in well accordance with our experimental results.Furthermore, we also developed the study of stabilization of tubulogenenic structure in this thesis. The results showed that the co-cultures of endothelial cells with pericytes, as well as the recruitment of basement membrane components (Matrigel) can stabilize the vascular tube structures. In general conclusion, our work in this thesis proved that bioactive micropatterning of polymer is effective to stimulate angiogenesis and to construct functional vascularization. This work helps us to understand the fundamental biology of angiogenesis, and has great potential for application in tissue engineering.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

(Fr) Substituts osseux greffes par des peptides mimetiques de la proteine humaine bmp-2 (en) Bone substitutes grafted by mimetic peptides of human bmp-2 protein (de) Durch mimetische peptide des menschlichen bmp-2-proteins gepfropftes knochenersatzmaterial

(FR) L'invention a pour objet un matériau de substitution osseuse pour la chirurgie osseuse et dentaire, qui comprend : i) un support solide à base d'au moins un composé phosphocalcique présentant des groupements hydroxyles libres en surface, et ii) une quantité d'un peptide mimétique de la protéine humaine BMP-2, ayant une séquence KX1PKX2Z1Z2X3PTEX4SAISMLYL (SEQ ID No 3) dans laquelle X1, X2, X3 et X4 sont des acides aminés non polaires, identiques ou différents, et Z1 et Z2 identiques ou différents, désignent un résidu cystéine ou sérine, ladite quantité de peptide mimétique de la protéine BMP-2 étant greffée de manière covalente par son extrémité N-terminale au niveau desdits groupements hydroxyles, avec une densité inférieure à 100.10-12 mol/mm² de surface du support solide. Le matériau dont les propriétés ostéoinductrices s'expriment de manière rapide et intense, trouve son application dans tous les domaines de la chirurgie osseuse. Un procédé de fabrication du matériau avec une densité de greffage contrôlée est également revendiqué. (EN) The invention concerns a bone substitute material for bone and dental surgery, which comprises: i) a solid support made from at least one phosphocalcic compound having free hydroxyl groups on the surface, and ii) a quantity of a mimetic peptide of human BMP-2 protein, having a sequence KX1PKX2Z1Z2X3PTEX4SAISMLYL (SEQ ID No 3) in which X1, X2, X3 and X4 are nonpolar amino acids, identical or different, and Z1 and Z2, identical or different, represent a cysteine or serine residue, said quantity of mimetic peptide of BMP-2 protein being covalently grafted by the N-terminal end of same to said hydroxyl groups, with a density lower than 100.10-12 mol/mm² surface area of the solid support. The material, of which the osteoinductive properties are expressed quickly and strongly, is applicable in all fields of bone surgery. A method for producing the material with a controlled grafting density is also claimed

Impact of RGD peptide density grafted onto polyethylene terephthalate on MC3T3 cell attachment

The aim of this study was to evaluate the impact of different densities on MC3T3 cells attachment onto polyethylene terephthalate (PET) film surfaces. Biomimetic modifications were performed by means of a three-step reaction procedure: creation of COOH functions onto PET surface, coupling agent grafting and finally immobilization of peptides. The originality of this work consist, in one hand on quantifying RGD peptides densities grafted onto PET, and on the other hand on studying MC3T3 cells responses after seeding on such biomimetic surfaces. After each functionnalization step, modifications were validated by several physicochemical techniques: X-Ray Photoelectron Spectroscopy permitted to prove the grafting and high-resolution β-imager coupled with use of radiolabelled amino acids served in evaluation of peptides densities. Moreover, this last technique permit us to ensure stability of binding between peptides and polymer. The efficiency of this new route for biomimetic modification of PET surface was demonstrated by measuring the adhesion at 15 hours of osteoblast like cells. Study of cellular comportment was realized by means of focal contact proteins (vinculin, actin) immunostaining

Suivi du greffage peptidique de biomatériaux par spectroscopie XPS

La biocompatibilité d'un matériel implantable est essentielle..

Suivi du greffage peptidique de biomatériaux par spectroscopie XPS

La biocompatibilité d'un matériel implantable est essentielle..

Conception synthèse de surfaces nanostructurées et/ou fonctionnalisées par des nanoparticules comme système de ciblage cellulaire

La biocompatibilité d'un implant est principalement contrôlée par l'interface entre le biomatériau et le tissu environnant. Afin de contrôler cette interaction et de favoriser l'adhésion des cellules sur l'implant, nous avons créé à la surface d'alliages de titane des domaines nanométriques concentrés en séquence Arginine-Glycine-Acide Aspartique (RGD) reconnue pour ses propriétés adhésives. Après avoir modifié la chimie de surface par un agent de liaison aminosilane, nous avons utilisé les méthodes de synthèse de dendrimères ou liés des nanoparticules à l'aminosilane afin de démultiplier le nombre de amines primaires par site. Ces amines primaires étant ensuite utilisées pour attacher la séquence RGD à la surface du matériau. L'adhésion d'ostéoblastes sur les matériaux préparés a été étudié par acoustique picoseconde.AbstractBORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF