Développement d'une prothèse biliaire résorbable pour sécuriser l'anastomose biliaire en transplantation hépatique

par Edouard Girard

Thèse de doctorat en BIS - Biotechnologie, instrumentation, signal et imagerie pour la biologie, la médecine et l'environnement

Sous la direction de Gregory Chagnon et de Benjamin Nottelet.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble) , en partenariat avec Techniques de L'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications. (laboratoire) .


  • Résumé

    Nous avons récemment démontré un bénéfice de l'implantation d'un drain biliaire interne (IBS-Internal Biliary Stent) afin de réduire les complications biliaires en transplantation hépatique. Le drain IBS en silicone est utilisé en pratique clinique, son utilisation nécessite une procédure d'ablation endoscopique, intervention qui n'est pas dénuée de complications. Afin d'éviter cela, et pour réduire les complications biliaires après transplantation hépatique, nous avons cherché à développer une prothèse biliaire interne résorbable (RIBS-Resorbable Internal Biliary Stent), fabriquée à partir d'un polymère dégradable radio-opaque. Pour être implantable, le RIBS doit répondre à un cahier des charges. Le premier objectif de ce travail était de synthétiser le matériau et le mettre en forme à partir d'un copolymère tribloc initialement sélectionné de PLA50-PEG-PLA50 avec un additif radio-opaque composé d'un copolymère de triiodobenzoate-poly(-caprolactone) (PCL-TIB). Le RIBS doit non seulement être toléré par l'organisme mais doit permettre de sécuriser l'anastomose biliaire et favoriser la régénération tissulaire biliaire pour ensuite être éliminée de l'organisme. Ce dispositif doit également répondre aux objectifs très strictes liés à l'implantation et au suivi en TH. Le second objectif était de caractériser le RIBS de PCL-TIB/PLA50-PEG-PLA50, en évaluant si les propriétés au cours de la dégradation in vitro et in vivo étaient conformes au cahier des charges. Une étude in vitro dans un environnement biliaire simulé et une étude in vivo chez le rat ont été réalisées. Nous avons observé les propriétés physico-chimiques, la visualisation radiologique, l'histologie et le comportement mécanique au cours de la dégradation. Enfin, le dernier objectif était d'évaluer l'implantabilité ex vivo dans les voies biliaires humaines, avec une étude du comportement mécanique des voies biliaires et des tests d'implantation sur des pièces anatomiques. Dans cette thèse, le comportement radiologique et mécanique du dispositif RIBS innovant a été évalué avec succès au cours la dégradation in vitro et in vivo, avec des propriétés qui répondaient aux exigences. Un prototype de RIBS a été implanté avec succès dans une pièce anatomique humaine. Ces travaux ont permis le développement d'un dispositif innovant, à savoir un IBS traçable et biodégradable utilisable pour réduire les complications biliaires en transplantation hépatique.

  • Titre traduit

    Development of a resorbable internal biliary stent to secure biliary anastomosis in liver transplantation


  • Résumé

    Benefit of implantation of an internal biliary stent (IBS) during liver transplantation to reduce biliary complications was recently demonstrated. Silicone IBS was used in practice, which require an endoscopic ablation procedure, a potentially morbid intervention for the patient. In order to avoid this, and to reduce biliary complications after liver transplantation we develop a resorbable internal biliary stent (RIBS), made from a degradable polymer visualizable by X-ray. To be usable and useful, RIBS must comply specifications, which are developed in this thesis. The first aim of the present work, was to synthetize a material based on a selected PLA50-PEG-PLA50 triblock copolymer with a triiodobenzoate-poly(-caprolactone) radiopaque copolymer (PCL-TIB) as additive and design a RIBS. It must be biocompatible, should secure the biliary anastomosis and enable biliary regeneration. This device will also have to meet the very strict objectives related to implementation and monitoring in liver transplantation. The second objective was to characterize the PCL-TIB/PLA50-PEG-PLA50 RIBS, by evaluating whether properties during in vitro and in vivo degradation complied the specifications. An in vitro study in a simulated biliary environment and an in vivo rats implantation study was realized. We observed physico-chemical properties, radiological visualization, histology, and mechanical behavior during degradation. The last aim was to evaluate ex vivo implantability in human bile ducts, with the study of the bile duct mechanical behavior, and implantation tests on anatomic specimens. In this thesis, radiological and mechanical behaviour of novel radiopaque and resorbable IBS was successfully evaluated during in vitro and in vivo degradation with properties that meet requirements. A RIBS prototype device was successfully implanted in human anatomic specimen. The results obtained will allow the development of a novel class of trackable and degradable IBS to reduce biliary complications after liver transplantation.