Couches minces organiques riches en amines primaires par photo-polymérisation ultraviolette : caractérisation et applications biomédicales

Les biomatériaux ont grandement évolué au cours des dernières décennies. Il existe maintenant plusieurs types de biomatériaux polymériques possédant des caractéristiques physiques et mécaniques adaptées à différentes applications, mais dont la biocompatibilité doit être optimisée. Ce projet se concentre sur l'amélioration des propriétés physico-chimiques de la surface de ces matériaux en y incorporant des amines primaires (R-NH2), un groupement fonctionnel reconnu pour favoriser l'adhésion et la croissance cellulaire, et ce, dans le cadre de deux applications biomédicales. Tout d'abord, on cherche à développer une surface de culture cellulaire permettant l'adhésion des monocytes U937. Ces cellules sont utilisées pour étudier l'effet des particules d'usure des prothèses de hanche dans le cadre de l'ostéolyse périprothétique, une des causes majeures de défaillance de ces prothèses. De plus, une des stratégies employées pour améliorer le taux de succès des prothèses vasculaires polymériques est la création d'une couche de cellules endothéliales sur la paroi interne de la prothèse. Pour ce faire, l'obtention d'une surface améliorant l'adhésion et la croissance des cellules endothéliales de veine ombilicale humaine (HUVEC) est nécessaire. Des études antérieures ont démontré que l'ajout de groupements R-NH2 sur la surface de culture permet l'adhésion des monocytes U937, selon une concentration critique [NH2]crit, et améliore la prolifération des HUVEC. Le dépôt de couches minces organiques par photo-polymérisation ultraviolette permet d'ajouter un revêtement riche en groupements R-NH2, nommé UV-PE:N, sur un substrat. Le dépôt chimique en phase vapeur permet également de déposer une couche mince de parylène diX AM riche en R-NH2. La stabilité physico-chimique de ces revêtements dans l'air et dans l'eau, essentielle pour les applications biomédicales, a tout d'abord été étudiée, en mesurant la perte d'épaisseur et la variation de la composition chimique de la surface, en particulier celle des amines primaires. Le vieillissement subit par le parylène diX AM en contact avec l'air ambiant est responsable d'une diminution de [NH2]/[C] d'environ 6 % sur 22 jours et est seulement causé par l'oxydation des groupements R-NH2, tandis que dans le cas des deux types d'UV-PE:N [NH2]/[C] diminue de seulement 2,5 % sur 26 jours et un deuxième mécanisme est présent, soit la réaction des radicaux présents dans la surface avec cet oxygène, qu'il soit dans l'air ou dissout dans l'eau. L'UV-PE:N présente une insolubilité, malgré une haute concentration en azote, et une