Textiles à activité biologique via le greffage par plasma et l’immobilisation de molécules bioactives

par Imen Kacem

Thèse de doctorat en Molécules et Matière Condensée

Sous la direction de Bernard Martel et de Mustapha Majdoub.


  • Résumé

    L’intérêt des implants médicaux ne cesse de grandir et leur utilisation tend à s’étendre aux différents domaines de la chirurgie, en partie grâce à l’émergence de nouvelles techniques de modification de surface. Ainsi il est possible d’améliorer les propriétés des biomatériaux en vue d’une meilleure intégration dans les tissus vivants et prévenir les diverses complications liées à leur utilisation. Ceci permet à la fois de répondre aux attentes des chirurgiens, d’améliorer les conditions de guérison des patients suite à l’intervention, voire même d’apporter une activité thérapeutique à long terme au biomatériau en évitant la rechute, la thrombose, la restenose ou l’infection. C’est dans ce contexte que nous avons cherché à fonctionnaliser la surface de textiles en polyester (polyéthylène téréphtalate), matière très largement utilisée dans le domaine médical, par des molécules bioactives connues par leurs propriétés antibactérienne ou anti-thrombotique: le lysozyme, la gentamicine et l’héparine. L’idée développée dans ce travail de thèse fut de fixer dans un premier temps des fonctions acide carboxylique (-COOH) jouant le rôle d’«ancre» pour la fixation ultérieure des trois principes actifs. La première étape a donc consisté à greffer l’acide polyacrylique (PAA) par copolymérisation greffante assistée par traitement plasma froid, suivie dans un second temps, de la fixation des trois principes actifs, par liaisons physiques (ioniques) et/ou covalentes. L’étude a d’abord porté sur l’optimisation des paramètres de ces deux étapes du traitement via une investigation systématique et un plan d’expériences. Des techniques de caractérisations telles que la spectrophotométrie UV, l’analyse infrarouge IRTF, l’analyse thermique ATG, l’analyse par spectrométrie photoélectronique XPS, la goniométrie, la microscopie électronique à balayage MEB et des essais mécaniques ont montré l’évolution de la composition de la surface et de propriétés mécaniques des textiles au fil des différentes étapes. Des études biologiques par des tests de vitalité cellulaire, d’adhésion plaquettaire et de coagulation ainsi que différentes études microbiologiques ont pu montrer selon les différentes voies de modification choisies l’obtention de supports fonctionnalisés biocompatibles à efficacité intéressante pour des applications biomédicales.

  • Titre traduit

    Textiles with biological activity via the grafting by cold plasma and the immobilization of bioactive molecules


  • Résumé

    The interest in medical implants increases and their use spreads to different surgical domains partially thanks to the new techniques of surface modification. Therefore it is possible to improve the biomaterials properties in order to solve the problems liked with their integration in the living tissues and thereby to prevent the various complications related to their use. This approach allows to respond to the surgeons expectations, to improve the curing process of the patients and even to involve long term therapeutic activities to the biomaterial, thus preventing the release of the disease (such as thrombosis, restenosis, infection). In this context, we have attempted the functionalization of the surface of a polyester fabric (polyethylene terephtalate), widely used in medical field, by three bioactive molecules: lysozyme, gentamicin and heparin known for their antimicrobial or anti thrombotic properties. The concept was to graft polyacrylic acid (PAA) by graft polymerization induced by cold plasma technique, followed by the immobilization of the above mentioned molecules through physical and covalent links. We studied all the experimental parameters involved in the different processes and followed the properties of the obtained materials through the appropriate characterizations techniques, such as spectrophotometry UV, Infrared analysis IRTF, Thermogravimetric analysis (TGA), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), goniometry, scanning electron microscope (SEM), and mechanical tests. Finally, biological studies such as cell vitality tests, platelets adhesion test and coagulation test in addition with various microbiological essays showed the evolution of the biological properties of the materials, depending on the path of their modification resulted in the development of a novel, biocompatible functionalized supports family with very interesting and attractive efficacy for biomedical applications.


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