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Physico-chemical and biological properties of a nano-hydroxyapatite powder synthesized at room temperature - 28/09/10

Hydroxyapatite nano-cristalline synthétisée à basse température : propriétés physico-chimiques et biologiques

Doi : 10.1016/j.irbm.2010.04.002 
S. Catros a, , b , F. Guillemot a, E. Lebraud c, C. Chanseau a, S. Perez b, R. Bareille a, J. Amédée a, J.C. Fricain a, b
a Inserm U577, University Victor-Segalen Bordeaux-2, 33076 Bordeaux, France 
b Dental School, University Victor-Segalen Bordeaux-2, 33076 Bordeaux, France 
c CNRS, Bordeaux University, ICMCB, 87, avenue du Dr-A.-Schweitzer, 33608 Pessac cedex, France 

Corresponding author.

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Abstract

Objective

The aim of this work was to synthesize and to characterize chemically and biologically (in vitro and in vivo) a nano-sized hydroxyapatite (nHA).

Materials and methods

Wet chemical precipitation at room temperature was performed, then chemical structure was explored using transmission electron microscopy, X-ray diffraction and Fourier transformed infrared spectroscopy. In vitro biological characterization was done using MG63 osteoblastic cell line cultured onto the material, and characterization was done for morphology (scanning electron microscopy), viability (live/dead assay) and proliferation (MTT test). Finally, nHA powder was tested in vivo in a study involving C57 Black mice for bone repair in a calvarial bone critical sized defect.

Results

Morphological, physico-chemical and cristallographic analyses revealed specific features of hydroxyapatite. Biological in vitro experiments revealed high affinity and proliferative ability of MG63 cells cultured onto the material. In vivo study displayed that in this model, the material allowed to repair bone continuity after 1 month healing.

Discussion and conclusions

The different ways of nHA synthesis are discussed regarding the potential application of the material. The obtained material should find applications in bone tissue engineering experiments.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Objectif

L’objectif de cette étude était de synthétiser et de caractériser au niveau chimique et biologique (in vitro and in vivo) une hydroxyapatite nano-cristalline.

Matériels et méthodes

Le matériau a été synthétisé par précipitation humide, puis sa structure a été étudiée par microscopie électronique à transmission, par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier et par diffraction des rayons X. La caractérisation biologique in vitro a été faite en utilisant des ostéoblastes de lignée MG63 cultivés en présence du matériau : la morphologie, la viabilité et la prolifération des cellules ont été évaluées par microscope électronique à balayage, par le test de Live/Dead et par des tests au MTT, respectivement. Enfin, une étude in vivo de la réparation osseuse a été réalisée en utilisant le matériau pour combler un défaut osseux critique sur la calvaria de souris C57 Black.

Résultats

L’analyse morphologique, physico-chimique et cristallographique a permis de retrouver des caractéristiques spécifiques des cristaux d’hydroxyapatite. L’étude biologique in vitro a montré une forte affinité et une prolifération des cellules MG63 sur le matériau. Enfin, l’utilisation in vivo du matériau a permis d’obtenir une restauration de la continuité osseuse complète après un mois.

Discussion et conclusions

Les différentes méthodes de synthèse de l’hydroxyapatite ont été discutées en fonction de leur application. Ce matériau pourrait trouver des applications en ingénierie tissulaire osseuse.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Low temperature hydroxyapatite, FTIR, XRD, In Vitro, In Vivo

Mots clés : Hydroxyapatite nano-cristalline synthétisée à basse température, FTIR, DRX, In vivo, In vitro


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Vol 31 - N° 4

P. 226-233 - septembre 2010 Retour au numéro
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