Fonctionnalisation d'hydroxyapatite poreuse pour la délivrance prolongée d'antibiotiques

Functionalization of porous hydroxyapatite for prolonged release of antibiotics

• Auteur / Autrice : Stéphane Leprêtre
• Direction : Bernard Martel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique et macromoléculaire
• Date : Soutenance le 15/12/2008
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antibiotiques

Acides carboxyliques

Cyclodextrines

Polymères en médecine

Hydroxyapatite

Matériaux céramiques en chirurgie

Implants orthopédiques

Substituts osseux

Mots clés libres

Fonctionnalisation

Résumé

L'os est un organe complexe, siège d'un équilibre fragile entre les cellules le constituant. Les nombreuses pathologies pouvant l'affecter, bien identifiées et documentées, restent difficiles à traiter. L'ablation des parties osseuses lésées par des cancers ou des ostéomyélites, parfois seul recours, conduit à l'emploi de matériaux de substitution. Les conséquences d'un tel acte chirurgical peuvent être l'infection, ou la récidive du développement de la lésion. Le but de notre travail a été de traiter un substrat d'hydroxyapatite poreuse (HA), matière d'une constitution proche de cel1e de l'os, dans le but de lui conférer des propriétés de délivrance d'antibiotiques améliorées et d'obtenir ainsi un substitut osseux « actif» contre les infections péri- et postopératoires. Le phénomène de libération contrôlée a été obtenu par l'incorporation et la fixation de la cyclodextrine dans la structure poreuse de l'HA, par réticulation avec un acide polycarboxylique. Une fois le procédé et les paramètres de fonctionnalisation établis, une étude in vitro a été menée afin de vérifier la biocompatibilité de ce système. Enfin, nous avons pu mesurer une hausse de la capacité d'adsorption de l'HA traitée vis-à-vis de la ciprofloxacine et de la vancomycine, suivie d'une cinétique de libération in vitro prolongée dans le temps.

Bone presents a complex structure, a delicate balance between the constituent cells. The many well-identified and documented diseases that can affect it remain difficult to treat. The removal of the bony parts affected by cancer or osteomyelitis, generally leads to the use of substitute materials. The consequences of such a surgical act can be infection, or the recurrence of the lesion development. The goal of our work was to treat a porous substrate of hydroxyapatite (HA), which has a similar constitution as bone, in order to improve the propenies of controlled release of antibiotics and to obtain an "activated" bone substitute that is efficient against postoperative infections. The phenomenon of controlled release was obtained by the incorporation and fixation of cyclodextrin in the porous structure of the HA and by cross-linking it with a polycarboxylic acid. Once the process and functionalization parameters established, in vitro studies were conducted to verify the biocompatibility of the system. Finally, we could measure an increase of ciprofloxacin and vancomycin adsorption capacity of the treated HA, followed by a in vitro release kinetics prolonged in time.