Synthèse biomimétique de micro et nano échafaudages-sphères d'apatite/chitosane phosphorylé comme vecteurs de molécules actives à usage dentaire et orthopédique

Abstract

La recherche des substituts dentaire et osseux est un axe en plein essor. Vu le potentiel que représente le chitosan (CS), le choix de ce polymère naturel est effectué, dans ce travail en tant que substrat pour le processus de la biominéralisation in vitro. En effet, dans l'optique de former des nanohydroxyapatite (HAP) par la voie biomimétique ce travail propose la préparation des biomatériaux (sous forme de films et de microparticules) à base du chitosane modifié chimiquement par phosphorylation (CSP) et biocomposites (CS/HAP) recouverts d'un phosphate de calcium. Pour consolider la démarche de préparation, une étude des matériaux obtenus par microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie (EDX), spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), diffractométrie des rayons X (DRX) et spectroscopie photoélectronique aux rayons X (XPS) a été effectuée. Il a été montré que la déposition des phosphates de calcium est favorisée par la présence des groupements phosphates dans la formulation initiale que ce soit par phosphorylation (CSP) ou par incorporation de l'hydroxyapatite dans la formulation des biocomposites (CS/HAP). Le revêtement de phosphate de calcium obtenu en mode biomimétique déposé sur les dérivés phosphorylés de CS a été obtenu par un procédé basé sur la phosphorylation, le traitement par Ca(OH)2 et l'immersion dans une solution de salive synthétique (ASS) et une solution de fluide corporel (SBF) à 37 °C pour simuler les conditions physiologiques dentaires et orthopédiques respectivement. En effet, le minéral formé est l'hydroxyapatite carbonatée déficiente en calcium avec des rapports Ca/P allant de 1.5 à 1.67. Les vues MEB obtenues corroborent l'idée de la croissance des cristaux d'HAP au cours de la biominéralisation in vitro. Par ailleurs, pour la préparation des systèmes pharmacologiquement actifs, une étude de la possibilité d'incorporer des substances actives modèles (l'oxytétracycline (OTC), et la gentamicine sulfate (Gs)) à usage dentaire et orthopédique dans les biomatériaux élaborés a été menée. De plus, une étude de la libération contrôlée in vitro de ces antibiotiques a été réalisée dans les conditions physiologiques simulées, avec des taux de libération allant jusqu'à 92.45 % pour l'OTC et 98.21 % pour la Gs. Enfin, une évaluation in vitro de l'activité antimicrobienne des biomatériaux développés a été effectuée contre plusieurs espèces bactériennes et fongiques impliquées dans les infections osseuses et dentaires, notamment Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis et Candida albicans. Les résultats ont montré une activité antimicrobienne optimale contre Staphylococcus aureus, avec des zones d'inhibition atteignant 20 mm