Encapsulation de protéines dans des microparticules de carbonate de calcium par un procédé de CO2 supercritique: Application à la régénération ostéo-articulaire

The October 29, 2013

directeur de Thèse : Pr. Frank BOURY

Ces travaux de thèse proposent l’utilisation d’un procédé novateur à base de CO₂ supercritique pour la synthèse de microparticules de carbonate de calcium (CaCO₃) hybrides dont la structure interne présente un cœur creux. Ce procédé devrait permettre l’encapsulation de protéines thérapeutiques dans les particules de CaCO₃ en vue d’une application dans l’ingénierie ostéo-articulaire. La formulation de particules de CaCO₃ est réalisée à partir d’émulsification d’une solution aqueuse, contenant la source de calcium, dans une phase continue de CO₂ supercritique, comme source de carbonate.

Tout d’abord notre démarche a été d’établir la preuve de concept du procédé, par l’évaluation de la capacité d’encapsulation d’une protéine modèle dans les particules de CaCO₃ (le lysozyme) et l’activité biologique de cette dernière après encapsulation. Lors d’une étude comparative, il a été démontré que, contrairement au procédé classique (la voie chimique), ce procédé permettait d’obtenir des rendements d’encapsulation très importants et de façon répétable. De plus, l’activité biologique ainsi que l’intégrité structurale du lysozyme encapsulé ont été parfaitement préservées. La cytocompatibilité in vitro des microparticules et leur stabilité au cours du temps ont été également démontrées.

Enfin, les microparticules de CaCO₃ ont été combinées à un hydrogel à base d’un dérivé cellulosique silanisé, afin d’évaluer leur potentiel en tant que biomatériaux hybrides pour la régénération ostéo-articulaire. En plus de leur cytocompatibilité in vitro avec des cellules souches et des chondrocytes, ces biomatériaux sont biocompatibles tel qu’il a été démontré in vivo après injection sous-cutanée chez la souris.

 

Mots-Clés :

CO₂ supercritique, CaCO₃, encapsulation de protéine, microparticules, biomatériaux hybrides, HPMC-Si, ingénierie tissulaire.