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Thèse soutenue

Technologies des échanges respiratoires (O2 et Co2) : application à la réalisation d'appareils médicaux

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Auteur / Autrice : Jean-Pierre Gille
Direction : P.M. Galletti
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Biologique et Médical
Date : Soutenance en 1991
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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Si les concepts utiles à l'évolution technologique des poumons artificiels étaient pour la plupart connus au début de leur utilisation, il a fallu 30 ans pour les concrétiser d'un point de vue application industrielle. Il est important, pour l'établissement du cahier des charges, de souligner les contraintes physiologiques inhérentes aux échanges respiratoires. L'importance du rôle joué par les hématies doit être rappelé : elles sont essentielles pour le transport d'oxygène, d'où la nécessité d'assurer un débit de sang minimum dans un tel appareil. Elles sont nécessaires à l'élimination du CO2 par leur équipement enzymatique (anhydrase carbonique). Des échangeurs à interface gaz-sang aux échangeurs dans lesquels une membrane sépare les phases, il a fallu 25 ans de recherche et de développement portant sur la chimie des polymères et la plasturgie, la modélisation, la conception de moyens de production industrielle. Ainsi ont été utilisés des appareils à fils sanguin (disques) réutilisables, des bulleurs à usage unique produits en série, des poumons à membrane pleine disposée en poche, puis à membrane microporeuse, enfin des poumons à faisceaux de capillaires. La mise au point de méthodes d'évaluation a été réalisée. Ces techniques s'utilisent suivant le stade de développement des appareils. Les méthodes ex vivo et in vivo s'adressent à des appareils dont la conception est fixée et pour lesquels ces essais sont nécessaires comme pré-requis avant utilisation en clinique humaine. Les méthodes d'évaluation in vitro sont celles qui s'avèrent les plus utiles dans la phase initiale d'élaboration, comme dans la phase finale de contrôle de qualité lors de la fabrication. L'utilisation de tests à l'eau (ou soluté ad hoc) trouve sa légitimité dans sa facilité de codification et sa relativement bonne corrélation prédictive avec les méthodes ex vivo en sang. Ceci est particulièrement vrai pour l'étude du CO2. Les méthodes facilitant les transferts sont présentées en particulier pour l'élimination du CO2 sous de faibles débits sanguins dérivés. Mais dans ce cas le recours au rein artificiel s'avère la solution la plus efficace.