Nouveaux dispositifs médicaux à base d'hydrogels de polysaccharides

par Aïcha Abed

Thèse de doctorat en Sciences de l'Ingénieur spécialité Génie biologique et médical

Sous la direction de Anne Pellé Meddahi.

Soutenue en 2012

à Paris 13 , dans le cadre de École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis) , en partenariat avec Laboratoire de Bio-ingénierie Cardiovasculaire (INSERM) (laboratoire) .

Le président du jury était Dominique Ledoux.

Le jury était composé de Catherine Patrat.

Les rapporteurs étaient Catherine Boisson-Vidal, Gérard Louis.

mots clés

• Cryoconservation
• Aliments -- Teneur en polysaccharides
• Dextran
• Pullulane
• Nanogels
• Biocompatibilité

Résumé

Les travaux décrits dans ce mémoire sont consacrés à la mise au point de nouveaux dispositifs médicaux à base d’hydrogels de polysaccharides (pullulane et dextrane). Depuis quelques années, notre laboratoire s’intéresse aux propriétés biologiques de polysaccharides synthétiques ou naturels et à leur rôle comme agents de cicatrisation via les interactions avec les facteurs de croissances endogènes et les composants matriciels. Nous avons donc eu l’idée d’appliquer leurs propriétés à la conception d’un matériau hybride composé d’un treillis de polypropylène recouvert d’hydrogel de polysaccharides. Le premier objectif de ce travail de thèse vise à améliorer l’intégration de matériaux utilisés actuellement en clinique en proposant une prothèse hybride et à mieux comprendre les propriétés de ces hydrogels tant in vitro qu’in vivo pour ajuster au mieux les applications et le développent possible de ces matériaux. Dans la deuxième partie de ce travail, en se basant sur les propriétés des hydrogels un nouveau système de conservation et de transport de tissu à température ambiante a été mis au point tout en limitant les chocs mécaniques et les contaminations liés aux fuites liquidiennes. En prenant comme modèle les artères de rat, nous avons validé ce dispositif in vitro et in vivo. Enfin, nous avons développé un nouveau système de cryoconservation des cellules et tissus. Ce système à base d’hydrogel permet de diminuer les quantités d’agents cryoprotectants toxiques lors de la congélation. Cette méthode a été validée in vitro etcomparée à la procédure de référence.

Titre traduit

New medical devices based on hydrogels of polysaccharides

Résumé

This work describes the development of new medical devices based on hydrogel of polysaccharides (pullulan and dextran). In recent years, our laboratory was interested in the biological properties of synthetic or natural polysaccharides and their interactions with endogenous growth factors and matrix components. So we had the idea to apply their properties to the design of a hybrid material composed of a polypropylene mesh coated with polysaccharides hydrogel. The first objective of this work is to improve the integration of materials currently used in clinical by using of hybrid prosthesis and understand the properties of these hydrogels in vitro and in vivo. In the second part of this work, based on the hydrogel properties a new system of storage and transport of tissue at room temperature was developed while limiting mechanical shocks and contamination associated with leaking fluids. Taking as a model of rat arteries, we validated this system in vitro and in vivo. Finally, we developed a new system for cryopreservation of cells and tissues. This hydrogel based polysaccharides reduces the quantities of toxic cryoprotectants agents during freezing. This method was validated in vitro and in vivo and in comparison with the reference procedure.