Synthèse et caractérisation physico-chimique de dérivés associatifs d'alginate et de hyaluronate de sodium en vue d'applications biomédicales

par Sophie Pelletier

Thèse de doctorat en Sciences médicales

Sous la direction de Edith Dellacherie.

Soutenue en 1999

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

mots clés

• Biomatériaux
• Rhéologie (biologie)
• Composés amphiphiles
• Biopolymères
• Cartilage

Résumé

Des dérivés amphiphiles de deux polysaccharides polyanioniques naturels, le hyaluronate de sodium, constituant majeur de la matrice cartilagineuse, et l'alginate de sodium, extrait des algues brunes, ont été préparés en fixant chimiquement des chaines alkyle longues (12 et 18 carbones) sur le squelette polymère par l'intermédiaire de liaisons ester. Le comportement en solution aqueuse des dérivés ainsi obtenus a été étudié, en régime dilué, par viscosimétrie, par spectroscopie de fluorescence et tensiométrie de surface, puis, en régime semi-dilue, par rhéologie. L'ensemble de ces techniques nous a permis de mettre en évidence que ces dérivés possédaient un caractère associatif et une aptitude à former des hydrogels plus ou moins rigides par réticulation physique. L'objectif de cette étude était d'évaluer la capacité de certains de ces hydrogels à jouer le rôle de biomatériaux de comblement de lésions cartilagineuses et à interagir avec le tissu lésé pour servir de tuteur à la réparation cartilagineuse. En effet, les lésions ostéochondrales, provoquées par les pathologies articulaires telles que l'arthrose, ne se cicatrisent pas spontanément mais évoluent vers un tissu de nature fibreuse (fibrocartilage), ne pouvant plus remplir le rôle mécanique du cartilage sain. Certains des hydrogels préparés ont été évalués selon les critères du cahier des charges d'un biomatériau de comblement. Compte-tenu de l'application biomédicale visée, nous avons tout d'abord vérifié leur stabilité chimique à la stérilisation ainsi que dans des conditions de stockage (4\c) et d'usage (37\c). L'étude in vitro de hyaluronates associatifs a démontré leur caractère biocompatible et non toxique. Enfin, deux hydrogels de hyaluronate ont été expérimentés chez l'animal, en utilisant un modèle de lésion ostéochondrale chez le rat. 40 jours après l'implantation, nous avons constate que le tissu de réparation, obtenu avec ces matériaux de comblement, était de type hyalin et non fibrocartilagineux.

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