Biomimétisme, Cytocompatibilité et Cytodynamique

Abstract

The influence of RDG coating on Ti was tested on osteoblasts behaviors. This coating allowed an earlier mineralization and an increase of surface mineralized. Functionalized CNTs have been used to promote calcification to mimic the in vivo mineralization of collagen fibers. After 14 days of incubation, functionalized CNTs promoted the calcospherites formation, which were similar to those in woven bone. This in vitro calcification model developed in our laboratory was used to study the Sr2+ incorporation in mineral and its released. Sr2+ was incorporated in mineral during calcification without inducing any change in crystal parameters or crystallinity. Sr2+ released was rapid at the begging and then slower to reach 30% of Sr2+ released after 61 days. In a last study, cell behaviors in direct contact with β-TCP particles using long term culture under videomicroscopy were observed. Video sequences realized after 8 days of culture showed an active proliferation of SaOs-2 occurring in the direction of the particles. J774.2 did not proliferate but came in direct contact with the particles. Peritoneal macrophages did not proliferate but came in direct contact with the particles and actively eroded them. SEM showed that cells were stretched and fixed onto the surface and seemed to climb from the coverslip to the particles. The long term culture under videomicroscopy allowed a better understanding of the colonization process of β-TCP particles by osteoblast-like cells and macrophages. Data obtained from long term videomicroscopy are in agreement with in vivo observations confirming the interest of β-TCP to promote osteogenesis.L'influence d'un revêtement de type RGD sur du Ticp sur l'adhésion, l'étalement et la minéralisation des ostéoblastes a été étudié. Ce revêtement accélérait la vitesse de minéralisation et augmentait la surface des zones de minéralisation. Des CNTs fonctionnalisés ont été utilisés pour induire la calcification dans le but de mimer in vitro la minéralisation des fibres de collagène dans le tissu osseux. Après 14 jours d'incubation dans un liquide biosynthétique, les CNTs fonctionnalisés ont induit la formation de calcosphérites, similaires à ceux formés dans le woven bone. Ce modèle de calcification in vitro biomimétique, mis au point sur des polymères dans notre laboratoire, a permis d'étudier l'incorporation du Sr2+ dans le minéral osseux et sa désorption. Sr2+ a été incorporé dans le minéral lors de la calcification sans induire de changement des paramètres du cristal ou de la cristallinité quelque soit la concentration initiale en Sr2+. La désorption du Sr2+ a été rapide initialement avec libération de 20 à 25 % en 16 jours, puis plus lente pour atteindre 30 % après 61 jours. Enfin, les observations en cytodynamique ont permis de voir les premières étapes d'adhésion cellulaire et de colonisation du β-TCP. Les séquences vidéo réalisées sur 8 jours de culture, ont permis d'observer la prolifération des ostéoblastes (SaOs-2) qui sembla se produire en direction des particules de β-TCP pour venir en contact direct avec les particules. Les macrophages (J774-2 et macrophages péritonéaux de souris) ne proliféraient pas mais venaient au contact direct des particules pour les dégrader. Les observations MEB ont permis de constater que les cellules émettaient des prolongements cytoplasmiques et s'étiraient pour venir se fixer et ensuite s'étaler à la surface du biomatériau. Les données obtenues grâce aux observations faites avec la vidéomicroscopie sur long terme nous ont permis de confirmer la cytocompatibilité et la biodégradabilité du β-TCP