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Répartition et effet des nanoparticules après leur libération d’un implant biodégradable

 

Les implants contenant des nanoparticules peuvent être utilisés pour réparer des lésions au niveau des vaisseaux sanguins du cerveau. L’étude réalisée dans le cadre du projet de Martin Frenz a porté sur la manière dont se répartissent les nanoparticules dans les tissus lorsqu’elles sont libérées par des implants biodégradables.

Contexte (projet de recherche terminé)

Il est aujourd’hui possible de réparer les lésions des vaisseaux du cerveau par une intervention chirurgicale minime. Les implants biodégradables contenant des nanoparticules servent alors de «colle» pour relier entre eux les vaisseaux sectionnés, par technique laser. Au fur et à mesure de la dégradation des implants, des nanoparticules sont libérées dans les tissus avoisinants. Martin Frenz et son équipe ont étudié la manière dont les nanoparticules se dispersent dans les tissus du cerveau après dégradation de l’implant et si elles peuvent avoir un effet toxique sur les cellules du cerveau après être absorbées par celles-ci. Etant donné que les nanoparticules se déplacent différemment et sont absorbées différemment par les cellules en fonction de leur taille et de la structure de leur surface, le projet a établi un comparatif entre deux types de nanoparticules.

Résultats

Dans une première étape, l’équipe de chercheurs a développé et caractérisé deux types de nanoparticules (dioxyde de silicium / polymère), avec différentes caractéristiques de surfaces. Les nanoparticules contenaient un colorant qui permettait d’observer la façon dont elles se distribuaient dans les tissus et dans quelle proportion elles étaient absorbées par les cellules. Pour ces expériences, des cellules neuronales, des cellules cérébrales primaires et des sections du cerveau très similaires aux tissus vivants ont été utilisés. Les expériences ont révélé que les deux types de nanoparticules étaient absorbés par les cellules immunitaires du cerveau. Cette absorption dépendait de la durée de l’expérience, de la concentration des nanoparticules et de leur charge de surface. Les nanoparticules s’accumulaient, par exemple, dans des structures spécifiques des cellules appelées réticulum endoplasmique mais pas dans le noyau cellulaire. L’absorption et la rétention des nanoparticules n’ont toutefois eu aucun effet toxique sur les cellules. Une hausse provisoire du stress oxydatif n’a été observé que pour des fortes concentrations de nanoparticules.

Importance

Les expériences faites avec les implants à base de nanoparticules mentionnées ci-dessus n’ont montré aucun effet nocif de la part de ces nanoparticules sur le cerveau. Le projet constitue donc une base prometteuse pour le développement d’implants neurochirurgicaux contenant des nanoparticules. De précieuses méthodes de microscopie optique et électronique ont pu être mises au point, permettant d’analyser et de quantifier la répartition des particules dans les tissus.

Titre original

Transport of nanoparticles after release from biodegradable implants

Direction du projet

  • Prof. Martin Frenz

Autre requérant-e-s

  • Prof. Uwe Pieles
  • Prof. Michael Reinert

 

 

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 Contact

Prof. Dr. Martin Frenz Institut für angewandte Physik
Universität Bern
Sidlerstrasse 5 3012 Bern +41 31 631 89 15 frenz@iap.unibe.ch