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UNIVERSITE DE LIMOGES FACULTE DE PHARMACIE ************ ANNEE 2012 THESE N° Bio

UNIVERSITE DE LIMOGES FACULTE DE PHARMACIE ************ ANNEE 2012 THESE N° Biocompatibilité in vitro et in vivo des matériaux céramiques. Pour quelles utilisations chez l’Homme ! THESE POUR LE DIPLOME D'ETAT DE DOCTEUR EN PHARMACIE présentée et soutenue publiquement le Lundi 29 Octobre 2012 par Pierre-Antoine FAYE né le 16 Octobre 1985, à Saint Yrieix La Perche EXAMINATEURS DE LA THESE M. le Professeur Alexis DESMOULIERE, Faculté de Pharmacie, Université de Limoges…………………………………….Président M. le Professeur Daniel HARTMANN, Faculté de Pharmacie, Université de Lyon………………………………..Membre du jury M. le Docteur Bertrand LIAGRE, Faculté de Pharmacie, Université de Limoges………………………….Membre du jury M. le Docteur Aurélien BIGNON, Directeur Recherche et Développement, MedicalGroup, Lyon…Membre invité UNIVERSITE DE LIMOGES FACULTE DE PHARMACIE ************ ANNEE 2012 THESE N° Biocompatibilité in vitro et in vivo des matériaux céramiques. Pour quelles utilisations chez l’Homme ! THESE POUR LE DIPLOME D'ETAT DE DOCTEUR EN PHARMACIE présentée et soutenue publiquement le Lundi 29 Octobre 2012 par Pierre-Antoine FAYE né le 16 Octobre 1985, à Saint Yrieix La Perche EXAMINATEURS DE LA THESE M. le Professeur Alexis DESMOULIERE, Faculté de Pharmacie, Université de Limoges…………………………………….Président M. le Professeur Daniel HARTMANN, Faculté de Pharmacie, Université de Lyon………………………………..Membre du jury M. le Docteur Bertrand LIAGRE, Faculté de Pharmacie, Université de Limoges………………………….Membre du jury M. le Docteur Aurélien BIGNON, Directeur Recherche et Développement, MedicalGroup, Lyon…Membre invité 01.11.2011 DOYEN DE LA FACULTE : Monsieur le Professeur Jean-Luc DUROUX 1er VICE-DOYEN : Madame Catherine FAGNERE, Maître de Conférences 2ème VICE-DOYEN : Monsieur Serge BATTU, Maître de Conférences PROFESSEURS : BENEYTOUT Jean-Louis BIOCHIMIE ET BIOLOGIE MOLECULAIRE BOTINEAU Michel BOTANIQUE ET CRYPTOGAMIE BROSSARD Claude PHARMACOTECHNIE BUXERAUD Jacques CHIMIE ORGANIQUE ET THERAPEUTIQUE CARDOT Philippe CHIMIE ANALYTIQUE ET BROMATOLOGIE CHULIA Albert PHARMACOGNOSIE CHULIA Dominique PHARMACOTECHNIE DELAGE Christiane CHIMIE GENERALE ET MINERALE DESMOULIERE Alexis PHYSIOLOGIE DREYFUSS Gilles MICROBIOLOGIE-PARASITOLOGIE-IMMUNOLOGIE DUROUX Jean-Luc BIOPHYSIQUE, BIOMATHEMATIQUES ET INFORMATIQUE OUDART Nicole PHARMACOLOGIE ROUSSEAU Annick BIOSTATISTIQUE PROFESSEURS DES UNIVERSITES – PRATICIENS HOSPITALIERS DES DISCIPLINES PHARMACEUTIQUES : LACHATRE Gérard TOXICOLOGIE MOESCH Christian HYGIENE HYDROLOGIE ENVIRONNEMENT ROGEZ Sylvie BACTERIOLOGIE ET VIROLOGIE MAITRES DE CONFERENCES : BASLY Jean-Philippe CHIMIE ANALYTIQUE ET BROMATOLOGIE BATTU Serge CHIMIE ANALYTIQUE ET BROMATOLOGIE BEAUBRUN-GIRY Karine PHARMACOTECHNIE BILLET Fabrice PHYSIOLOGIE CALLISTE Claude BIOPHYSIQUE, BIOMATHEMATIQUES ET INFORMATIQUE CLEDAT Dominique CHIMIE ANALYTIQUE ET BROMATOLOGIE COMBY Francis CHIMIE ORGANIQUE ET THERAPEUTIQUE COURTIOUX Bertrand PHARMACOLOGIE, PARASITOLOGIE DELEBASSEE Sylvie MICROBIOLOGIE-PARASITOLOGIE-IMMUNOLOGIE DEMIOT Claire-Elise PHARMACOLOGIE FAGNERE Catherine CHIMIE ORGANIQUE ET THERAPEUTIQUE FROISSARD Didier BOTANIQUE ET CRYPTOGAMIE JAMBUT Anne-Catherine CHIMIE ORGANIQUE ET THERAPEUTIQUE LABROUSSE Pascal BOTANIQUE ET CRYPTOGAMIE LEGER David BIOCHIMIE ET BIOLOGIE MOLECULAIRE LIAGRE Bertrand BIOCHIMIE ET BIOLOGIE MOLECULAIRE LOTFI Hayat TOXICOLOGIE MARION-THORE Sandrine CHIMIE ORGANIQUE ET THERAPEUTIQUE MARRE-FOURNIER Françoise BIOCHIMIE ET BIOLOGIE MOLECULAIRE MILLOT Marion PHARMACOGNOSIE MOREAU Jeanne MICROBIOLOGIE-PARASITOLOGIE-IMMUNOLOGIE POUGET Christelle CHIMIE ORGANIQUE ET THERAPEUTIQUE SIMON Alain CHIMIE GENERALE ET MINERALE TROUILLAS Patrick BIOPHYSIQUE, BIOMATHEMATIQUES ET INFORMATIQUE VIANA Marylène PHARMACOTECHNIE VIGNOLES Philippe BIOPHYSIQUE, BIOMATHEMATIQUES ET INFORMATIQUE PROFESSEUR CERTIFIE : MARBOUTY Jean-Michel ANGLAIS ASSISTANT HOSPITALIER UNIVERSITAIRE DES DISCIPLINES PHARMACEUTIQUES : IMBERT Laurent CHIMIE ANALYTIQUE ET BROMATOLOGIE REMERCIEMENTS A Monsieur le Professeur Alexis DESMOULIÈRE Je voudrais vous remercier pour m’avoir accueilli au sein de votre laboratoire et de votre équipe. Je vous remercie pour votre confiance, votre rigueur, votre aide pertinente et précieuse tout au long de ce travail. Cette thèse a confirmé mon idée de poursuivre dans la voie de la recherche. Soyez assuré, Monsieur, de toute mon estime et de mon profond respect. A Monsieur le Professeur Benoit FUNALOT Je vous adresse mes plus sincères remerciements pour m’avoir accueilli au sein de votre laboratoire. Je vous remercie pour vos conseils tout au long de cette thèse. A Monsieur le Professeur Daniel HARTMANN Je voudrais vous remercier pour m’avoir fourni les poudres de céramique ainsi que pour votre accueil lors de mon passage à Lyon. Merci d’avoir accepté de juger cette thèse. A Monsieur le Docteur Bertrand LIAGRE Je suis très heureux que vous ayez accepté de juger cette thèse. Veuillez trouver ici l’expression de ma plus profonde reconnaissance. A Monsieur le Docteur Aurélien BIGNON Veuillez recevoir mes plus sincères remerciements pour votre présence dans ce jury. A Monsieur le Docteur Ludovic MICALLEF J’aimerais remercier Ludovic pour m’avoir fait l’honneur de me former. Tes phrases « cultes » et ta bonne humeur ont rythmé les journées. Merci pour ta grande disponibilité et ton aide. A Monsieur le Docteur Serge BATTU Je vous adresse mes plus sincères remerciements pour votre bonne humeur, votre disponibilité et vos précieux conseils. Ce fut un plaisir pour moi de travailler avec vous. A Monsieur Fabrice ROSSIGNOL et Mademoiselle Malgorzata Anna PIECHOWIAK Je voudrais vous remercier d’avoir pris de votre temps afin de pouvoir permettre une collaboration entre le laboratoire des Sciences des Procédés Céramiques et Traitement de Surface (SPCTS) et notre laboratoire. Merci de votre enthousiasme et de votre accueil. A l’équipe de Pharmacie Galénique Je tiens tout d’abord à remercier Mme le Professeur Dominique CHULIA pour m’avoir accueilli dans son laboratoire ainsi que Mme le Docteur Marylène VIANA et Nathalie PECOUT. A la fameuse équipe de doctorants Merci Nicolas pour ta bonne humeur, tes précieux conseils et les coups de pouce sur certaines manips. Merci pour avoir pris de ton temps pour me faire participer à tes expériences. Merci Marcela pour ta bonne humeur. Merci Aurore pour tes conseils avisés. A l’équipe du laboratoire Maintenance myélinique et neuropathies périphériques Je n’oublie pas les bons moments passés avec le reste de l’équipe. Je tiens à remercier M le Docteur Fabrice BILLET, Mme Nelly BORDEAU, Mme Angélique NIZOU, Mme Laurence RICHARD et M le Docteur Yoann MOUSSEAU. A l’équipe de physiologie médecine Enfin je remercie Laurent BOTELLE, James JAVELAUD, qui m’ont tout de suite intégré et sans qui les pauses café n’auraient pas eu la même saveur. A Sophie, ma famille et mes amis Je remercie Hugo, Mo, Jimmy, Guillaume, Clara, JB, Sylvie et les autres, qui m’ont soutenu tout au long des études pharmaceutiques. J’adresse un immense merci à mes parents qui m’ont toujours soutenu dans mes choix et qui ont tout mis en œuvre pour que je puisse mener à bien mes études. Merci à ma sœur, Anne-Cécile et son ami Loïc. Merci à Sophie de m’avoir supporté pendant toutes ces années et d’avoir lu et relu cette thèse. 1 Liste des abréviations 2D : deux dimensions 3D : trois dimensions Al2O3 : alumine ATCC : American Type Culture Collection AUFS : Absorbance Unit Full Scale (Absorbance en pleine échelle) BCB : bleu de Coomassie brillant CaO : oxyde de calcium ou chaux vive CeO2 : dioxyde de cérium DAPI : 4',6-diamidino-2-phenylindole DE : derme équivalent DMEM : Dulbecco’s modified Eagle medium DMSO : diméthyl sulfoxyde ECGF : Endothelial Cell Growth Factor FD : fibroblaste dermique FDA : food and drug administration FITC : isothiocyanate de fluorescéine HBSS : Hank's balanced salt solution HUVECs : human umbilical vein endothelial cells IL : interleukine j1 : jour 1 MEC : matrice extra-cellulaire MET : microscopie électronique à transmission MgO : oxyde de magnésium MMP : matrix metalloproteinase PA : principe actif PBS : phosphate buffered saline PFA : para-formaldéhyde PMMA : polymethylmethacrylate 2 PSZ : partially stabilized zirconia qsp : quantité suffisante pour rpm : rotation par minute RT-PCR : reverse transcriptase – polymerase chain reaction SdFFF : sedimentation field flow fractionation SDS : sodium dodecyl sulfate SPCTS : Science des Procédés Céramique et Traitements de Surface SVF : sérum de veau fœtal TIMP : tissu inhibitor of metalloproteinase TC : tissu conjonctif TCP : phosphate tricalcique TNF-α : tumor necrosis factor-α Y2O3 : oxyde d’yttrium III TZP : tetragone zirconia polycristal ZrO2 : zircone ZrO2-Ce12 : zircone contenant 12 % de cérium 3 SOMMAIRE Liste des abréviations SOMMAIRE INTRODUCTION Première Partie - Étude bibliographique 1. Anatomie et histologie de la peau humaine 1.1. La peau 1.2. Les fibroblastes 1.3. Derme équivalent 2. Histologie des vaisseaux et structure du cordon ombilical 2.1. Les veines 2.2. Les artères 2.3. Structure d'un cordon ombilical 2.3.1. Entre 8 semaines et 3 mois 2.3.2. A terme 2.4. Les cellules endothéliales : HUVECs 3. La Céramique 3.1. Généralités 3.2. Utilisation de la céramique dans le domaine médicale 3.2.1. Prothèses de première génération 3.2.2. Prothèses de deuxième génération 3.2.3. Prothèses de troisième génération 3.2.4. Prothèses dentaires 3.2.5. Chirurgie esthétique 3.3. L’alumine 3.4. La zircone-cérium 4. Méthode de tri cellulaire 4 4.1. Principes généraux de la technique de SdFFF : mode d'élution inertiel 4.2. Mise au point du matériel 4.3. Tri cellulaire par SdFFF 5. Observation des cellules 5.1. La microscopie optique 5.1.1. La microscopie à transmission 5.1.2. La microscopie à fluorescence 5.2. La microscopie électronique 6. Immunofluorescence 7. Pharmacocinétique 7.1. Absorption 7.2. Distribution 7.3. Métabolisation 7.4. Élimination 7.5. Vecteur thérapeutique 7.5.1. Vecteur de 1ère génération 7.5.2. Vecteur de 2ème génération 7.5.3. Vecteur de 3ème génération 7.5.4. Vecteur en céramique Deuxième Partie - Études expérimentales 1. Matériel et méthodes 1.1. Matériel 1.2. Culture cellulaire 1.2.1. Fibroblastes dermiques humains (FDs) 1.2.2. Lignée de fibroblastes WI26 1.2.3. Cellules endothéliales de cordon (HUVECs) 1.2.4. Entretien cellulaire et ensemencement 1.2.5. Comptage 5 1.3. Traitement par les poudres de céramique 1.4. Méthode de séparation 1.5. Coloration 1.6. Microscopie 1.6.1. Microscopie confocale 1.6.2. uploads/Sante/ biocompatibilite-in-vitro-et-in-vivo-des-materiaux-ceramiques-pour-quelles-utilisations-chez-l-x27-homme.pdf