Etude de l'adsorption des protéines à la surface de biomatériaux : nouvelles méthodes de classification des interactions BSA-matériaux prothétiques

par Céline Claire Annarelli

Thèse de doctorat en Sciences. Sciences des matériaux

Sous la direction de Jacques Bert.

Soutenue en 1998

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Jacques Bert.

mots clés

• Biomatériaux
• Sérum-albumine
• Adhésion (physique)
• Biocompatibilité
• Mouillage (chimie des surfaces)
• Interfaces solide-liquide

Résumé

L'etude du comportement d'une solution aqueuse de proteines au contact d'un biomateriau solide est un sujet qui interesse les physiciens, les biologistes ainsi que les chirurgiens orthopedistes pour les materiaux destines a la realisation de protheses articulaires. La proteine retenue est une serumalbumine (bovine serum albumine - bsa) de type globulaire. La complexite de sa structure moleculaire lui confere une polyvalence physico-chimique autorisant une tres grande adaptabilite vis a vis de son environnement a courte ou moyenne portee. Nous avons choisi d'etudier l'interface solution-substrat et plus particulierement les regimes d'adhesion. Nous avons donc effectue des mesures de mouillabilite et de tension interfaciale qui furent historiquement parmi les premiers criteres de biocompatibilite et avons realise un petit laboratoire permettant de prendre en compte les phenomenes d'evaporation controlee qui generent un phenomene physique nouveau d'auto-organisation que nous avons appele effet diatomee ; celui-ci permet de caracteriser l'interaction proteine-substrat. La classification des materiaux a usage orthopedique qui en resulte corrobore celle obtenue par une methode des angles de contact qui renseigne sur l'evolution de la tension interfaciale solide-liquide. Des observations par microscopie a force atomique de cristallisation de sels supportes par des proteines adsorbees sur un substrat temoignent de la difference de structure du film de proteine selon le substrat. Ces mesures ont ete completees par des observations en interferometrie holographique, technique qui a egalement permis de visualiser les etats de surface de pieces prothetiques. En conclusion, nous avons mis en avant des methodes de laboratoire visant a selectionner des bons materiaux et nous avons essaye de caracteriser la couche de proteine afin d'anticiper sur le comportement en regime de lubrification dynamique et ainsi sur la longevite des materiaux prothetiques.

Titre traduit

Protein adsorption on biomaterials surfaces new methods for classifiing the interactions between bsa and prosthetic materials

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