Incorporation de Fibronectine et d'albumine de sérum bovin à un biopolymère composé de Polypyrrole et de Poly (l-acide lactique) pour promouvoir la … (original) (raw)

Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures de l'Université Laval dans le cadre du programme de maîtrise en médecine expérimentale pour l'obtention du grade de maître es sciences (M.Se.) FACULTE DE MEDECINE UNIVERSITÉ LAVAL QUÉBEC 2008 © Adil Akkouch, 2008 i RÉSUMÉ Les biomatériaux jouent un rôle majeur dans le développement du génie tissulaire. Au cours des dernières années, les propriétés physiques, chimiques, et en particulier biologiques de ces matériaux ont été optimisées pour différentes applications. Le polypyrrole (PPy) électriquement conducteur et ses matières composites sont utiles pour connecter des composants électriques, des cellules ou des tissus vivants. Des efforts ont été faits pour bio-activer le PPy en incorporant électrochimiquement des biomolécules comme l'héparine et l'acide hyaluronique. Cette méthode est cependant limitée par la petite taille des électrodes, la dénaturation des biomolécules pendant les réactions électrochimiques, le changement des propriétés physiques et surtout la conductivité du polypyrrole. Le but de cette étude est de bio-activer le polypyrrole par l'incorporation de molécules bioactives telles que la fibronectine et l'albumine de sérum bovin. Ce biomatériau serait d'une grande utilité dans le domaine de l'ingénierie tissulaire et constituerait un support bioactif, biodégradable et électriquement conducteur pour la culture de différents types cellulaires avec de multiples applications biomédicales. ii ABSTRACT Biomaterials play a crucial rôle in the development of engineered tissues and organs. In récent years, great efforts hâve been made to optimize the physical, chemical and particularly biological properties of scaffolds to be used for différent requirements including biomédical applications. Electrically conducting polypyrrole (PPy) and its composite materials are useful to interface electrical components and cells or living tissues. Efforts hâve been made to bioactivate PPy by electrochemically incorporating biomolecules such as heparin and hyaluronic acid. This method is however limited by its small size of électrode, its lack of processability, dénature of biomolecules during electrochemical reaction, and change the mechanical integrity and conductivity of PPy. The main objective of this work was to chemically bioactivate polypyrrole particules by incorporating biomolecules like fibronectin (FN) and bovine sérum albumin (BSA). This material may be useful in tissue engineering as conducting bioactive and biodégradable scaffold for multiple in vitro and in vivo applications. iii AVANT-PROPOS Le présent travail est structuré en trois chapitres : Chapitre I : Une introduction générale consacrée aux rappels bibliographiques afférents à notre étude, ainsi que les hypothèses de travail. Chapitre II : Un article scientifique intitulé : "Bioactivating Electrically Conducting Polypyrrole with Fibronectin and Bovine Sérum Albumin" a été soumis au journal Biomacromolecules pour publication. Cet article regroupe les résultats de nos recherches relatives au présent mémoire. J'ai participé à toutes les manipulations pour toutes les expériences, à l'interprétation des données, aux analyses statistiques et j'ai produit la première version de l'article qui a été révisé par mon directeur de recherche le Dr. Mahmoud Rouabhia ainsi que mon codirecteur de recherche le Dr. Ze Zhang. Guixin Shi m'a initié à la polymérisation du polypyrrole et à la production des matrices. Chapitre III : Une discussion générale suivie d'une conclusion du travail ainsi que les perspectives. iv REMERCIEMENTS LA direction de ce travail a été apurée far M. Mahmoud TZouabWia que je tiens à remercier pour m'avoir accueilli dans son équipe, son attention discrète, ses reco^M.m.fliA-dntloiA-s mesurées et la totale autonomie qu'il m/a doi/vi/vée, m'ont permis, à force de persévérance et d'opiniâtreté, de rn.eiA.er a bien ces recherches. J'ai particulièrement apprécié votre rigueur et votre passion dans votre métier de chercheur, votre gentillesse et vos encouragements ont été une des, dés, de la construction de ce mémolreje ne l'oublleraljamals. Je tiens à exprimer ma profonde reconnaissance à M. Z,e 21hang m.on Codirecteur de recherche sans qui ce travail n'aurait sans doute jamais abouti. Merci pour vos précieux conseils,, votre rigueur et votre clairvoyance scientifique, l'attention, la confiance et le temps que vous m'avez accordés,. Je voudrais aussi remercier M. R-obert c^uidoin pour son rôle d'exam.lnateur de ce rn.em.olre, sa sympathie et sa bonne huw.eur. je rem.ercle l'ensemble des membres du c^rouye de "Rtcherche en écologie buccale (^REB.) de la faculté de médecine dentaire de l'université LAVAL et en particulier Mme Swzane uarue ainsi que tous les étudiantes, et étudiants du laboratoire du t>r. Rouabhla : Séverine, Khan, Patricia, Nadège, sabrlna, saïd, Boris, Claude, Christophe, Constant pour leur sympathie sans oublier notre cher technicien de recherche M. Gilbert castlllaux pour tous les bons moments et les discussions que nous avons abordés ensemble, ainsi que tous les stagiaires avec qui j'ai passé de très beaux m.oments. Mes pensées vont plus particulièrement à t^ulxln shl, en compagnie de qui j'ai effectué une grande partie de ma thèse et dont l'amitié m'est très précieuse. Mes rem.erclem.ents vont aussi aux. rn.em.bres de l'institut des Blomatérlaux du Gbuébec (lB><2) de l'I-fopltal saint François d'Assise qui m'ont toujours chaleureusement accueillis, in particulier, mes coéquipiers Shlyun Meng et Nicolas Chlffot ainsi que tous les permanents et étudiants que j'ai rencontrés, an c^rand merci à PascaLjefln, Stéphane, Sébastien, Mustapha, François, Matteo, Bnrico, Christian... V Ki/te petite pensée à tous rn.es amis, du Bled en -particulier Amr, Abella, Kabil, Mouhclne... ainsi qu'a tous ceux avec qui j'ai passé quatre années Inoubliables a Vuniversité ibn Tofall de Kénitra. et je finis par Les personnes les plus chères pour rnol, mes parents : sans leur soutien et Leurs prières je ne seralsjam.als arrivé a cecl.je vous, remercie de m'avoir élevé dans un monde enfreint de curiosité, de m'avoir toujours encouragé et soutenu dans toutes rues études. Parce queje leur dois tant, je leur dédie ce travail. Merci bien nt.es -frères, ma "tlt" soeur Maha ainsi qu'à tous les membres de ma famille, une dernière censée à toi, Karina et un Qrand remerciement pour ton soutien et ta -présence. Merci beaucoup... « La vie, c'est comme une bicyclette, Il faut avancer pour ne pas -perdre l'équilibre » Albert Einstein vi