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Detoxification of rats subjected to nickel chloride by a biomaterial-based carbonated orthophosphate - 17/09/14

Doi : 10.1016/j.pharma.2014.03.004 
S. Boulila a, b, c, A. El Feki a, H. Oudadesse c, C. Kallel d, H. El Feki b,
a Laboratory of Animal Ecophysiology, Faculty of Sciences of Sfax, University of Sfax, P.O. Box 95, 3000 Sfax, Tunisia 
b Laboratory of Sciences Material and environment, Faculty of Sciences of Sfax, B.P. 1171, 3000 Sfax, Tunisia 
c University of Rennes 1, UMR CNRS 6226, campus de Beaulieu, 35042 Rennes, France 
d Laboratory of Hematology, University Hospital Habib Bourguiba, Avenue El Fardous, 3029 Sfax, Tunisia 

Corresponding author.

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Summary

Recently, the therapeutic approaches of the detoxification against the metals (nickel) in the body are the use of biomaterials such as carbonated hydroxyapatite. The aim of this study is therefore to analyze the physiological and physicochemical parameters of strain white rats “Wistar” receiving nickel chloride and to study the protective associative of apatite against adverse effects of this metal, and this in comparison with control rats. Our results showed that the nickel induced in rats an oxidative stress objectified by elevated levels of thiobarbituric acid-reactive substances and conjugated dienes associated with inhibition of the activity of the antioxidant defense system such as glutathione peroxidase, superoxide dismutase and catalase in the liver, kidney, spleen and erythrocyte. Disorders balances of ferric, phosphocalcic, a renal failure and a liver toxicity were observed in rats exposed to nickel. As well as a significant increase in the rate of nickel in the bones and microcytic anemia was revealed. However, the implantation of carbonated hydroxyapatite in capsule form protects rats intoxicated by the nickel against the toxic effects of this metal by lowering the levels of markers of lipid peroxidation and improving the activities of defense enzymes. Our implantation technique is effective to correct ferric balance and phosphocalcic equilibrium, to protect liver and kidney function, to reduce the rate of bone nickel and to correct anemia. They clearly explain the beneficial and protective of our biomaterial which aims the detoxification of rats receiving nickel by substituting cationic (Ca2+ by Ni2+) and anionic (OH by Cl) confirmed by physicochemical characterization like the IR spectroscopy and X-ray diffraction. These techniques have shown on the one hand a duplication of OH bands (IR) and on the other hand the increase of the volume of the apatite cell after these substitutions (X-ray diffraction).

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Récemment, une nouvelle approche de la détoxification des métaux (nickel) stockés dans le corps par des biomatériaux implantés tels que l’hydroxyapatite carbonatée a été proposée. L’objectif de cette étude était d’analyser les paramètres biologiques et physicochimiques d’une souche de rats blancs « Wistar » recevant du chlorure de nickel et d’étudier la protection associative de l’apatite contre les effets néfastes de ce métal, par rapport aux rats témoins. Nos résultats ont montré que le nickel induit chez les rats un stress oxydatif objectivé par des taux élevés des substances réagissant avec l’acide thiobarbiturique et des diènes conjugués associés à l’inhibition de l’activité du système de défense antioxydant comme la glutathion peroxydase, la superoxyde dismutase et la catalase rénale, splanchnique, et érythrocytaires. Des troubles de la balance ferrique, phosphocalcique, une insuffisance rénale et une toxicité hépatique ainsi qu’une augmentation significative du taux de nickel osseux et une anémie microcytaire ont été observés chez les rats exposés au nickel. Cependant, l’implantation d’hydroxyapatite carbonatée protège les rats intoxiqués par le nickel contre ses effets toxiques, ce qui a été montré par la baisse des marqueurs de peroxydation lipidique et l’amélioration des activités des enzymes de détoxification. Notre technique d’implantation est efficace pour corriger l’équilibre ferrique et phosphocalcique, protéger les fonctions hépatique et rénale, réduire le taux de nickel osseux et corriger l’anémie. L’effet protecteur du biomatériau est expliqué par la substitution cationique (Ca2+ par Ni2+) et anionique (OH par Cl), ce qui a été confirmé par l’étude du biomatériau implanté par spectroscopie infrarouge (duplication de la bande OH) et par diffraction des rayons X (augmentation du volume de la maille apatitique).

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Carbonated hydroxyapatite, Detoxification, Nickel, Substitution

Mots clés : Hydroxyapatite carbonatée, Détoxification, Nickel, Substitution


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