Présentation
RÉSUMÉ
Les apatites constituent une vaste famille de composés inorganiques, incluant les apatites phosphocalciques rencontrées dans le domaine des biomatériaux. Cet article se focalise sur les apatites nanocristallines, présentes au sein de l’os ou de la dentine, et pour lesquelles des analogues de synthèse ou apatites biomimétiques peuvent être préparés en vue d’applications biomédicales. Différents aspects sont abordés concernant leurs caractéristiques propres et propriétés physico-chimiques et thermodynamiques, leur élaboration et mise en forme, ainsi que leurs applications principalement dans le domaine des substituts osseux mais également en nanomédecine à visée diagnostique ou thérapeutique.
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Lire l'articleAUTEUR(S)
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Christophe DROUET : Docteur en sciences des matériaux - Directeur de recherche CNRS, Laboratoire CIRIMAT (Toulouse), France
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David GROSSIN : Docteur en chimie des matériaux - Maître de conférences à l’Institut national polytechnique de Toulouse, Laboratoire CIRIMAT (Toulouse), France
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Christèle COMBES : Docteur en science des matériaux - Professeur à l’Institut national polytechnique de Toulouse, Laboratoire CIRIMAT (Toulouse), France
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Stéphanie SARDA : Docteur en sciences des matériaux - Maître de conférences à l’université Toulouse III Paul Sabatier, Laboratoire CIRIMAT (Toulouse), France
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Sophie CAZALBOU : Docteur en sciences et génie des matériaux - Maître de conférences à l’université Toulouse III Paul Sabatier, Laboratoire CIRIMAT (Toulouse), France
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Christian REY : Docteur en sciences physiques - Professeur émérite, Institut national polytechnique de Toulouse, Laboratoire CIRIMAT (Toulouse), France
INTRODUCTION
Les apatites nanocristallines sont des composés de type céramique rencontrées naturellement dans certains biominéraux. Il est par ailleurs possible de synthétiser des analogues biomimétiques (de caractéristiques proches des apatites biologiques) en conditions bio-inspirées. Ces composés diffèrent significativement des apatites géologiques ou encore d’hydroxyapatite préparée à haute température. Qu’elles soient d’origine biologique ou de synthèse, les apatites nanocristallines présentent en effet certaines caractéristiques propres : des cristaux nanométriques, une composition chimique sous-stœchiométrique en ions calcium et hydroxydes et qui contient des anions divalents tels que et/ou , une morphologie allongée généralement plaquettaire, et leurs nanocristaux sont constitués d’un cœur apatitique recouvert d’une couche ionique hydratée non apatitique contenant des ions particulièrement mobiles. La présence de cette couche de surface confère aux nanocristaux une réactivité exceptionnelle pouvant notamment être mise à profit dans des réactions d’échanges ioniques ou d’adsorption moléculaire (biomolécules, médicaments…) et permettant de conférer des propriétés additionnelles à ces composés (antibactériennes, anti-résorptives, luminescence,…). Les nanocristaux sont thermodynamiquement métastables et évoluent progressivement lorsqu’ils sont en conditions humides, permettant de mimer un minéral osseux plus ou moins mature. Il est possible de mettre en forme ces apatites biomimétiques en vue d’applications biomédicales variées, non seulement pour la régénération osseuse mais aussi en nanomédecine pour le diagnostic médical ou la thérapie cellulaire. Mais les techniques de mise en forme utilisées, incluant les opérations de frittage, se doivent de prendre en compte ce caractère métastable en mettant en œuvre par exemple des approches « basses températures ». De même, la caractérisation physico-chimique de ces composés doit être menée avec précaution afin de ne pas altérer les nanocristaux pendant l’analyse.
Domaines . Biomatériaux. Biomimétisme. Nanomédecine. Biominéraux. Phosphates de calcium
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MOTS-CLÉS
Mineral osseux | Analogue de synthèse | Couche hydratée | Phosphate de calcium
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CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Apatites biomimétiques - Des biominéraux aux analogues de synthèse pour le biomédical
Apatites dans les biominéraux
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