Fibres de polyhydroxyalkanoate (PHBV) obtenues par une méthode de filage humide : bonne cytocompatibilité in vitro mais absence de biocompatibilité in vivo en site osseux
Résumé
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are biomaterials widely investigated for tissue-engineering applications. In this regard, we describe a method to prepare fibers of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) by a wet-spinning technique. Polymer fibers were used to test the cytocompatibility of the material in vitro. We have investigated their behavior in vitro in presence of the osteoblast-like (SaOs2) and macrophage (J774.2) cell lines. The PHBV fibers used were 100-200μm in diameter and offered a large surface for cell adhesion, similar to that they encounter when apposed onto a bone trabeculae. The fiber surface possessed a suitable roughness, a factor known to favor the adherence of cells, particularly osteoblasts. PHBV fibers were degraded in vitro by J774.2 cells as erosion pits were observable by transmission electron microscopy. The fibers were also colonisable by SaOs2 cells, which can spread and develop onto their surface. However, despite this good cytocompatibility observed in vitro, implantation in a bone defect drilled in rabbit femoral condyles showed that the material was only biotolerated without any sign of osteoconduction or degradation in vivo. We can conclude that PHBV is cytocompatible but is not suitable to be used as a bone graft as it does not favor osteoconduction and is not resorbed by bone marrow macrophages.
Les polyhydroxyalcanoates (PHAs) sont des biomatériaux largement étudiés pour des applications d’ingénierie tissulaire. À cet égard, nous décrivons un procédé de préparation de fibres de poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalérate) (PHBV) par une technique de filage humide. Des fibres de polymère ont été utilisées pour tester la cytocompatibilité du matériau in vitro. Nous avons étudié leur comportement in vitro en présence de lignées cellulaires ostéoblastiques (SaOs2) et macrophagiques (J774.2). Les fibres de PHBV utilisées avaient un diamètre de 100 à 200 μm et offraient une grande surface d’adhésion pour les cellules, semblable celle qu’elles rencontrent lorsqu’elles sont fixées sur une travée osseuse. La surface de la fibre possédait une rugosité appropriée, facteur connu pour favoriser l’adhérence cellulaire, en particulier celle des ostéoblastes. Les fibres de PHBV ont été dégradées in vitro par des cellules J774.2 et des zones d’érosion ont été observées par microscopie électronique à transmission. Les fibres étaient également colonisables par les cellules SaOs2, qui pouvaient se propager et se multiplier à leur surface. Cependant, une implantation dans un défaut osseux créé dans le condyle fémoral chez des lapins a montré que le matériau était uniquement biotoléré sans aucun signe d’ostéoconduction ni de dégradation. Nous avons constaté que le PHBV est cytocompatible in vitro, mais qu’il ne convient pas pour une greffe osseuse car il n’est pas ostéoconducteur et il n’est pas dégradé par les macrophages de la moelle osseuse in vivo.
