Nouvelle approche pour prévenir l’infection sur prothèse de hanche en alliage de titane

par Ines Ben Aïssa

Thèse de doctorat en Chimie option Biomatériaux

Sous la direction de Véronique Migonney et de Gérard Helary.

Soutenue en 2012

à Paris 13 .


  • Résumé

    L’objectif de cette étude a été d’empêcher l’infection bactérienne sur prothèses de hanche qui peuvent être implantées en contact direct avec l’os ou maintenues par un ciment. Quelle que soit le mode d’implantation, l’idée est de mettre en contact avec le tissu osseux des groupements fonctionnels capables d’empêcher l’adhésion bactérienne. 1) Pour les prothèses implantées avec ciment, il suffit d’ajouter au ciment un copolymère à base de polyméthacrylate de méthyle PMMA porteur de groupements sulfonate qui, par élimination progressive en jouant sur son caractère hydrophobe, permet d’atteindre une inhibition de l’adhésion bactérienne (S. Aureus) de 30% pendant plusieurs mois. 2) Pour les prothèses implantées directement, le choix a été de greffer à la surface un polymère porteur de groupements sulfonate selon deux techniques d’oxydation permettant de créer une source de radicaux libres : chimique ou anodique. La caractérisation des surfaces par différentes techniques montre la présence du polymère avec des taux de greffage respectifs de 16µg/cm² et 3µg/cm². Selon la nature des protéines plasmatiques adsorbées à la surface de l’implant greffé, on observe des taux d’inhibition de l’adhésion bactérienne pouvant atteindre 90%. Le fibrinogène et la fibronectine joue un rôle prépondérant dans ce processus d’inhibition. Dans la troisième partie, nous avons réalisé la synthèse de polymères à base de PMMA porteur de groupements phosphonate de composition chimique proche de l’os. Après caractérisation, des films ont été préparés afin d’étudier leurs propriétés d’inhibition de l’adhésion bactérienne et d’ostéointégration. Dans le premier cas, la fibronectine joue un rôle important avec une inhibition de l’adhésion de S. Aureus de 70%. L’étude in vitro réalisée avec des ostéoblastes MG63, ne montre aucune cytotoxicité et une augmentation de la production de phosphate de calcium. Ces polymères sont donc candidats pour être greffés à la surface de prothèses ostéoarticulaires.

  • Titre traduit

    New approach to prevent the infection on hip prosthesis made in titanium alloy


  • Résumé

    The goal of this study was to prevent bacterial infection of hip prosthesis which can be implanted in direct contact with bone or maintained by cement. Whatever the mode of implantation, the idea is to put in contact with bone tissue, chemical functional groups able to prevent bacterial adhesion. 1) For prosthesis implanted with cement, it is sufficient to add to the cement a copolymer based on polymethyl methacrylate PMMA bearing sulfonate groups. Inhibition of adhesion bacteria (S. Aureus) to about 30% was observed during many months due to a gradual release of the copolymer depending on its hydrophobic nature. 2) For prosthesis implanted directly, the choice was to graft on the surface a polymer bearing sulfonate groups in two oxidation techniques for creating a source of free radicals: chemical or anodic. Surface characterization by different techniques showed the presence of the polymer with degree of grafting of 16 and 3µg/cm² respectively. Depending on the nature of plasma proteins adsorbed on the surface of the grafted implant, levels of inhibition of bacterial adhesion up to 90% were observed. In this inhibition process, fibrinogen and fibronectin play an important role. In the third part, we realized the synthesis of PMMA-based polymers bearing phosphonate groups, a chemical composition similar to the bone. After characterization, films were prepared to study their properties of inhibiting bacterial adhesion and osteointegration. In the first case, fibronectin plays an important role with an inhibition of the adhesion of S. Aureus of 70%. In vitro study performed with MG63 osteoblasts, showed no cytotoxicity and increased the production of calcium phosphate. These polymers are therefore candidates to be grafted to the surface of bone joint prostheses.

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Nouvelle approche pour prévenir l’infection sur prothèse de hanche en alliage de titane


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  • Détails : 1 vol. (256 p.)
  • Notes : Thèse CONFIDENTIELLE jusqu'au 31décembre2017
  • Annexes : Bibliogr. p.238-248

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris 13 (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis). Bibliothèque universitaire. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 2012 021
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  • Sous le titre : Nouvelle approche pour prévenir l’infection sur prothèse de hanche en alliage de titane
  • Annexes : Bibliogr. p.238-248
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