Réponse des ostéoblastes sur des surfaces en titane modifiées par greffage des groupements ioniques pour des applications cliniques en odontologie (chirurgie, orthodontie et implantologie)
Institution:
Paris 13Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Titanium is a material of choice for orthopedic and dental applications. To confer with titanium surfaces antibacterial properties and improve its potential for osseointegration LBPS team proposed the functionalization of polymers "bioactive". Our work fits into this theme, we have studied both the adherence of S. Aureus and the response of osteoblasts on titanium surfaces grafted with poly (styrene sulfonate) polyNaSS. Bioactive titanium surfaces were performed by grafting polyNaSS obtained by radical copolymerization Three types of titanium surface were used for biological tests: non-modified titanium, oxidized titanium, titanium grafted. The bacterial adhesion was investigated on titanium surfaces grafted and ungrafted, pre-adsorbed plasma proteins or not. Counting of bacteria was followed by labeling bacteria with fluorescein and quantification by image analysis. Indeed, we showed that the modification of titanium surfaces by grafting a polymer "bioactive" such as poly (styrene sulfonate) can inhibit (> 70%) adherence of S. Aureus. This property probably involves inhibiting the amount and / or conformation of adsorbed proteins that may mediate bacterial adhesion. In parallel, we explored the response using osteoblastic cells in fetal rat calvaria in culture. The results showed that the grafting of poly (styrene sulfonate) does not alter the number of adherent cells on titanium, or morphology. It does not interfere either with proliferation, as evidenced by the kinetics of cell proliferation similar on all three surfaces tested. However, the specific activity of alkaline phosphatase on the grafted surface was significantly higher (p <0. 01) than those observed on control surfaces, mineralization nodules were visible on the three titanium surfaces tested. However, the sum of the areas on the titanium surface grafted was significantly (p <0. 05) greater than that observed on the surface of oxidized titanium and unmodified. In conclusion, the grafting of titanium surfaces with these bioactive polymers sulfonates one hand inhibits the adhesion of S. Aureus and the other not only does not interfere with the adhesion and proliferation but stimulates differentiation of osteoblastic cells. These surfaces could be interesting for clinical application in coatings of implants, particularly in the field of orthopedics to prevent peri-implant infections.
Abstract FR:
Le titane est un matériau de choix pour des applications orthopédiques et dentaires. Afin de conférer aux surfaces de titane des propriétés antibactériennes et améliorer son potentiel d’ostéointegration l’équipe de LBPS a proposé la fonctionnalisation par greffage de polymères « bioactifs ». Notre travail s’intègre dans cette thématique ; Nous avons étudié à la fois l’adhérence de S. Aureus et la réponse des ostéoblastes sur des surfaces de titane greffées de poly(styrène sulfonate de sodium) polyNaSS. Les surfaces en titane bioactives ont été réalisées par greffage de polyNaSS obtenues par copolymérisation radicalaire Trois types de surface en titane ont été utilisées pour les tests biologiques : titane non modifié, titane oxydé, titane greffé. L’adhérence bactérienne a été étudiée sur les surfaces de titane greffées et non greffées, pré-adsorbées ou non de protéines plasmatiques. Le comptage des bactéries était suivi par marquage des bactéries à la fluorescéine puis quantification par analyse d’images. En effet, nous avons montré que la modification des surfaces de titane par greffage d’un polymère « bioactif » tel que le poly(styrène sulfonate de sodium) permet d’inhiber (> 70 %) l’adhérence de S. Aureus. Cette propriété inhibitrice implique probablement la quantité et/ou la conformation des protéines adsorbées qui sont susceptibles de médier l’adhérence bactérienne. Parallèlement, nous avons exploré la réponse ostéoblastique à l’aide de cellules de calvaria de fœtus de rat en culture. Les résultats ont montré que le greffage de poly(styrène sulfonate de sodium) n’altère pas le nombre de cellules adhérentes sur le titane, ni leur morphologie. Il n’interfère pas non plus avec la prolifération, comme l’atteste la cinétique de la prolifération des cellules similaire sur les trois surfaces testées. En revanche, l’activité spécifique de la phosphatase alcaline sur la surface greffée est significativement supérieure (p<0,01) à celles observées sur les surfaces contrôles, Les nodules de minéralisation ont été visibles sur les trois surfaces de titane testées. Toutefois, la somme des aires de la surface sur le titane greffé était significativement (p<0,05) supérieure a celle observé sur la surface de titane oxydé et non modifié. En conclusion, le greffage de surfaces en titane avec ces polymères bioactifs sulfonates d’une part inhibe l’adhésion de S. Aureus et d’autre part non seulement n’interfère pas avec l’adhésion et la prolifération mais stimule la différentiation des cellules ostéoblastiques. Ces surfaces pourraient donc être intéressantes en application clinique pour les revêtements des implants en particulier dans le domaine de l’orthopédie afin de prévenir les infections peri-implantaires.