Etude de la biocompatibilité et du greffage de cyclodextrines sur les prothèses vasculaires en PET pour la réalisation d'une prothèse à libération contrôlée de principe actif

par Nicolas Blanchemain

Thèse de doctorat en Chimie organique et macromoléculaire

Sous la direction de Hartmut F. Hildebrand et de Bernard Martel.

Soutenue en 2005

à Lille 1 .

mots clés

• Polyesters
• Prothèses vasculaires -- Biocompatibilité
• Infections chirurgicales
• Médicaments -- Administration par implant
• Médicaments-retard
• Cyclodextrines
• Copolymères greffés
• Antibiotiques
• Bactériologie moléculaire

Résumé

Les prothèses utilisées dans le domaine de la chirurgie vasculaire (polyester) présentent un problème majeur : les infections intervenant jusqu'à 6% des opérations et produisant des conséquences dramatiques pour le patient. Connaissant les propriétés d'inclusion et de greffage des cyclodextrines (CDs), nous avons établi le concept d'une prothèse vasculaire modifiée par les CDs qui libérerait un antibiotique (AB) pednant une durée prolongée. L'étude des différents paramètres de la réaction de greffage a permis de définir le meilleur compromis de fixation pour chacune des quatre CDs utilisées. Les propriétés mécaniques des prothèses ne sont pas dégradées par le graffe, et celui-ci contribue positivement à l'imperméabilisation des prothèses au sang. Les évaluations biologiques n'ont révélé aucune toxicité des CDs, mais une faible adaptation des cellules épithéliales et endothéliales a été décelée sur les prothèses. L'AB est libéré pendant 30 jours dans un milieu aqueux et de 24 à 48 heures dans un milieu sanguin lorsque la prothèse est porteuse de CDs. Ces performances dépassent celles des prothèses vierges et des prothèses antibiotiques existantes sur le marché.

Titre traduit

Biocompatibility and grafting of cyclodextrins assessment on PET vascular prostheses for prosthesis with controlled release of antibiotics

Résumé

Prostheses used in vascular surgery (polyester) present a disadvantage: post-operative infections in up to 6 percent of the clinical cases. Based on the knowledge on inclusion properties and grafting of cyclodextrins (CDs), we established the concept of a vascular prosthesis modified with CDs that should be able to absorb antibiotics (ABs), and release them within a prolonged period. The study of the curing parameters allowed us to settle the optimal fixation temperature and time of curing for each four CD. We observed that the finishing reaction did not provoke any degradation of the mechanical properties of the prosthesis; moreover, it contributed to their blood tightness. Biological evaluation confirmed the non-toxicity of grafted surfaces, but proliferation tests revealed a low adaptation of epithelial and endothelial cells on prostheses. In vitro release assessments revealed the presence of all three ABs up to 30 days in water and up to 48 hours in plasma. Compared to virgin prostheses and on the market existing antibiotic impregnated prosthesis, this new prosthesis functionalised with CDs has a significantly prolonged bactericide effect.