Comportement rhéologique de biomatériaux pour l'ingénierie ostéoarticulaire et dentaire : matrices extracellulaires synthétiques et suspensions phosphocalciques

Résumé : Les biomatériaux injectables constituent un domaine particulier d'utilisation par voie percutanée des biomatériaux. Cela leur impose certaines propriétés rhéologiques lors de leur mise en œuvre. Au cours de ces travaux, le principal objectif fut d'évaluer les propriétés rhéologiques de deux biomatériaux injectables utilisés en ingénierie ostéoarticulaire et dentaire : (i) une matrice extracellulaire synthétique et (ii) une suspension phosphocalcique injectable. Un hydrogel, hydroxypropylméthylcellulose silanisée (HPMC-Si) a été obtenu par greffage de 3-glycidoxypropyltriméthoxysilane (GPTMS) sur les groupements hydroxyle d'une hydroxypropylméthylcellulose commerciale. Les propriétés rhéologiques de la solution avant et lors de la gélification ont été étudiées. Les résultats ont montré que la silanisation réduit le volume hydrodynamique des solutions diluées, mais n'affecte pas de manière significative le comportement rhéologique des solutions concentrées. Nous avons observé que la stérilisation des solutions d'HPMC-Si réduit le volume hydrodynamique des chaînes macromoléculaires et que l'augmentation du pH des solutions concentrées stériles réduit leur viscosité limite. L'étude de la thermogélification de l'HPMC a montré une séparation de phase durant la stérilisation. Les associations intra- et intermoléculaires, non totalement réversibles, établies lors de cette étape peuvent être responsables des modifications des propriétés rhéologiques. La formation de différents hydrogels à partir des solutions basiques d'HPMC-Si a été étudiée. Grâce à la caractérisation rhéologique de ces hydrogels, nous avons montré que la cinétique de réticulation, ainsi que les propriétés viscoélastiques, dépendent de la concentration finale en HPMC-Si, du pH final et de la température. Une suspension de céramique phosphocalcique injectable considérée comme un substitut osseux injectable prêt à l'emploi a été étudiée. La caractérisation rhéologique de l'HPMC, qui constitue le fluide suspendant de cette suspension, a confirmé le comportement d'une solution macromoléculaire. La cinétique de sédimentation des particules phosphocalciques a montré l'influence de la taille des particules et la concentration du fluide suspendant sur la vitesse de sédimentation et sur la compacité des sédiments avant et après stérilisation. Les propriétés rhéologiques et d'injectabilité de cette suspension phosphocalcique ont ensuite été étudiées. Nous avons montré que les suspensions présentent une viscosité plus élevée par rapport à la solution d'HPMC et que les propriétés rhéologiques dépendent de la composition de la suspension. La simulation d'injection a été réalisée grâce à une seringue munie d'une aiguille. Une approche théorique basée sur l'écoulement capillaire d'un fluide non newtonien a été utilisée pour prédire la pression d'injection à partir des résultats rhéologiques et des conditions opératoires d'extrusion. L'estimation théorique de la pression d'extrusion a confirmé le glissement à la paroi. L'influence du glissement a conduit à un facteur de proportionnalité constant entre la théorie et l'expérience.
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Contributeur : Ahmed Fatimi <>
Soumis le : lundi 17 mai 2010 - 10:33:57
Dernière modification le : jeudi 24 août 2017 - 15:46:50
Document(s) archivé(s) le : jeudi 16 septembre 2010 - 12:30:19

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Ahmed Fatimi. Comportement rhéologique de biomatériaux pour l'ingénierie ostéoarticulaire et dentaire : matrices extracellulaires synthétiques et suspensions phosphocalciques. IRBM, Elsevier Masson, 2009, 30 (3), pp.139-140. 〈10.1016/j.irbm.2008.11.001〉. 〈inserm-00383361〉

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