Imperméabilisation, traitement antiseptique et teinture d'une prothèse vasculaire fonctionnalisée par la cyclodextrine

Blood proofing, antiseptic treatment and dyeing of vascular prosthesis functionalised by cyclodextrins

• Auteur / Autrice : Thomas Laurent
• Direction : Bernard Martel, Nicolas Blanchemain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique et macromoléculaire
• Date : Soutenance le 02/10/2008
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMET - Unité Matériaux et Transformations

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bleu de méthylène

Polymères en chirurgie

Antiseptiques

Cyclodextrines

Prothèses vasculaires

Prothèses vasculaires

Mots clés libres

Traitement antiseptique

Résumé

Les infections post-opératoires surviennent dans 1 à 6% des cas d'implantation de prothèses vasculaires. Afin de résoudre ce problème, nous avons envisagé de fonctionnaliser la prothèse vasculaire en polyester par une méthode développée dans notre laboratoire et permettant l'enrobage des fibres par un polymère de cyclodextrines, ce dernier permettant l'encapsulation de nombreux principes actifs, dont des agents antimicrobiens. Les résultats de DSC, de MEB et d'ATG ont montré que le polymère de cyclodextrines était bien fixé physiquement sur la prothèse et qu'il ne modifiait aucunement ses propriétés. Des essais de dégradation ont montré que le revêtement de cyclodextrine se résorbait sur environ 10 semaines dans le plasma sanguin et que les produits de dégradation n'étaient pas toxiques. Enfin, les essais histopathologiques in vivo et d'hémocompatibilité in vitro ont confirmé que cette prothèse était parfaitement biocompatible. Ce revêtement nous a permis de fixer de façon efficace le bleu de méthylène sur la prothèse, connu dans le domaine médical pour ses propriétés antiseptiques. Les essais bactériologiques ont démontré une efficacité prolongée de la prothèse contre les bactéries à gram (+) et gram (-) dans des conditions in vitro. D'autre part, ce colorant nous a également permis de résoudre un problème rencontré en coelioscopie, en évitant le phénomène d'interférences par réduction de la réverbération de la lumière blanche sur les parois de la prothèse, ceci favorisant les conditions de l'intervention chirurgicale. Un deuxième volet de notre travail a consisté à substituer les hydrogels d'origine animale, encore couramment utilisés pour imperméabiliser la prothèse textile, par des polymères synthétiques. Ces recherches nous ont permis de répondre au cahier des charges en trouvant le meilleur compromis entre souplesse et imperméabilité du greffon synthétique tout en exprimant une parfaite innocuité, supérieure à celle du témoin traité au collagène vis-à-vis des cellules endothéliales et du sang à travers les tests de cytocompatibilité et d'hémocompatibilité. Pour conclure, nos travaux ont permis de mettre au point une prothèse vasculaire qui apporte trois qualité supplémentaires et donc trois avantages par rapports aux produits actuellement utilisés, c'est à dire une activité antiseptique, une intervention chirurgicale facilitée, et une réduction totale des risques de transmission d'agents pathogènes (virus, prions ...) issus des produits d'origine animale.

Post operative infections occur in 1 to 6% of patients implanted with a vascular prosthesis. To solve this problem, we functionalised the polyester prostheses by a method developed in our laboratory. This method can be used to coat the fibre by a cyclodexrin polymer, which allows the complexation of drugs like antiseptics. DSC, SEM and TGA results showed that cyclodextrin polymer was physically fixed onto the prosthesis and that no properties of the prosthesis were modified. Degradation tests revealed that cyclodextrin coating was eliminated after about 10 weeks in human blood plasma and that degradation products were non-toxic. Finally, in vivo histopathological tests and in vitro hemocompatibility tests confirmed that this new prosthesis was perfectly biocompatible. This coating allows us to impregnate methylen-blue known in the medical field to have antiseptic properties. Bacteriological in vitro tests have shown a prolonged efficiency of the functionalised prosthesis against gram(+) and gram(-) bacteria compared to the virgin prosthesis. Moreover, this dye allows to solve the problem met in coelioscopie surgery avoiding the interference phenomena by reducing white light reflection onto the prosthesis wall. The operating conditions can subsequently be improved. A second component of our work was to blood proof the prosthesis by replacing the still widely used hydrogels of animal origin by synthetic polymers. These investigations have allowed us to fulfil the specifications requires by elaborating the best compromise between flexibility and blood proofing of the synthetic graft. Cytocompatibility and hemocompatibility results also ensure a higher safety against cells and blood of the functionalised prosthesis compared to the collagen-treated prosthesis used as the control. ln conclusion, our work has allowed us to develop a vascular prosthesis, which provides three additional qualities an therefore three advantages with respect to the currently used products, i.e. an antiseptic activity, improved surgical conditions, and a total reduction of risks induced by pathogenic agents (viruses, prions...) from products of animal origin