Intérêt de la microscopie de force atomique sur la biofonctionnalisation de matériaux : caractérisation du greffage et de l'adhésion cellulaire.

Abstract

Cette étude se situe dans le contexte de la conception de biomatériaux biofonctionnalisés. Elle s'inscrit dans la stratégie d'amélioration de la bio-intégration de prothèses osseuses par le contrôle de l'interface implant/os. La bioadhésion est basée sur un processus de reconnaissance moléculaire entre une protéine (l'intégrine) portée par les cellules et une séquence Arg-Gly-Asp (RGD) portée par des protéines qui constituent la matrice. La séquence RGD greffée sur une surface de silice, choisie comme surface modèle, pourrait mimer une surface biologique et jouer un rôle de ligands pour les intégrines présentes à la surface de la membrane cellulaire. Ce greffage favoriserait ainsi une forte interaction entre les cellules et la surface traitée. Nous proposons ici de développer de telles surfaces par le greffage d'une monocouche de peptides d'adhésion de type RGD. Le greffage du peptide est ainsi bien établi et caractérisé par mouillabilité, XPS, PM-IRRAS, et MFA. La seconde stratégie consiste à adsorber des protéines adhésives sur des surfaces de silice silanisée. La MFA montre ensuite sa potentialité dans l'étude de cellules vivantes, dans leur milieu de culture. A partir de la forme, de l'étalement et de la présence d'un cytosquelette plus ou moins développé, différents états d'adhésion de ces cellules sont établis suivant la surface de dépôt. La perte d'adhérence est testée pour chaque condition envisagée, en appliquant une force extérieure avec la sonde du MFA. L'évolution du comportement dynamique des cellules est ensuite suivie. Nous présentons enfin une nouvelle approche pour corréler les propriétés mécaniques des cellules osseuses à leur état d'adhésion, à partir de l'analyse d'images obtenues par MFA. Les variations d'indentation en fonction de la structure locale de la cellule à force constante montrent des différences significatives suivant l'état d'adhésion des cellules.