Nanoparticules Magnétiques de Verre Bioactif pour la Régénération du Tissu Osseux – Nano-BioMag

Bien que les cancers osseux primaires ne concernent que 0.5 – 1% des cancers, des métastases d’autres types de cancers peuvent se développer au niveau des tissus osseux. Il est ainsi estimé qu’environ 50% des personnes cancéreuses développent un cancer osseux secondaire. Il serait donc cliniquement très intéressant d’élaborer des matériaux qui pourraient à la fois régénérer les tissus osseux endommagés par l’ablation chirurgicale des tumeurs et détruire les potentielles métastases restantes. Le projet porte ainsi sur le développement de nouveaux matériaux composites, bioactifs et magnétiques, qui pourrait permettre à la fois la destruction des cellules cancéreuses et la régénération des tissus osseux.

Les verres bioactifs binaires (SiO₂-CaO) ont été choisis comme matériau permettant la régénération osseuse. En effet, lorsqu’ils sont implantés, une couche d’apatite se forme très rapidement à leur surface, établissant une liaison chimique avec les tissus osseux ; puis, leur dissolution mène à une libération progressive des ions les constituants, favorisant l’ostéogenèse. Plus la surface de contact entre le matériau et les fluides biologiques est grande, plus forte sera la bioactivité, c’est pourquoi ces verres bioactifs seront synthétisés par voie sol-gel sous forme de nanoparticules. Diminuer la taille dans le domaine nanométrique a également d’autres avantages comme une plus grande facilité de mise en forme (injection directe dans les défauts osseux, revêtements, composites organique/inorganique …).

L’effet de destruction des cellules cancéreuse sera apporté grâce à des nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer (γ-Fe₂O₃), composé biocompatible, stable en milieu physiologique et surtout possédant des propriétés magnétiques remarquables. Dans le contexte de ce projet, c’est la possibilité de faire de l’hyperthermie, c’est-à-dire d’induire une élévation de température locale due à la relaxation magnétique des particules lorsqu’elles sont placées dans un champ magnétique radiofréquence, qui est particulièrement intéressante. Les cellules cancéreuses étant plus sensibles à une élévation de température que les cellules saines, l’implantation de particules composite, bioactives et magnétiques, permettrait de s’assurer d’une destruction sélective de cellules tumorales restantes par hyperthermie, préalablement à la régénération des tissus sains. L’ajout de nanoparticules magnétiques au sein du verre bioactif aurait de plus un effet positif sur la bioactivité, induisant une meilleure adhésion, prolifération et différenciation des ostéoblastes et un potentiel effet bactéricide.

En résumé, ce projet pluridisciplinaire vise à concevoir des hétérostrusctures combinant l’excellente bioactivité de nanoparticules de verre bioactif aux propriétés magnétiques de nanoparticules de maghémite, et à tester leur efficacité, tant sur le volet de la régénération osseuse que sur celui de la destruction des cellules cancéreuses.

Porteur : Charlotte VICHERY  
Durée : 42 mois (10/19 au 03/23)
Soutien financier : Budget global de 225 359 €
Financement : Le projet est financé par l'ANR

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