[PDF] Influence du greffage covalent de polymères bioactifs sous

View - Download Influence du greffage covalent de polymères bioactifs sous

Previous PDF

Next PDF

Influence du greffage covalent

de polymères bioactifs, sous irradiations UV, sur des

échafaudages en fibres PCL

électrofilées : Caractérisation

de surface, étude des propriétésmécaniqueset

évaluation de la réponse

biologique

Thèse soutenue le 11 Octobre 2019

Devant le jury composé de:

M. Thibault Lemaire

Pr.à l'Université Paris-Est Créteil/ Rapporteur

M. Daniel Grande

Directeur de Recherche à l'Université Paris-Est Créteil/

Rapporteur

Mme Najet Yagoubi

Pr. à l'UniversitéParis-Sud/ Présidente

Mme Véronique Migonney

Pr. à l'Université Paris XIII/ Examinatrice

M. Humblot Vincent

Chargé de recherche à l'Université Pierre et Marie Curie / Examinateur

M. Salah Ramtani

Pr. à l'Université Paris XIII /Directeur de thèse

MmeFalentin-Daudré Céline

MCFà l'Université Paris XIII/Co-Directrice dethèse

THESE / UNIVERSITE SORBONNE PARIS-CITE

Pour obtenir le titre de:

DOCTEUR DE L'UNIVERSITE SORBONNE PARIS-CITE

Discipline: Sciences des matériaux

Spécialité: Biomatériaux

Présentée par:

Gana AMOKRANE

Dr en Médecine Dentaire

Préparée au LBPS

Unité de recherche CSPBAT UMR7244

UNIVERSITE PARIS XIII

Laboratoire des BiomatériauxPour la Santé

Unité de recherche CSPBAT UMR7244

Institut Galilée, Université Paris XIII, Sorbonne Paris-Cité

Thèse présentée par

Gana AMOKRANE

Dr en Médecine Dentaire

Pour l'obtention dugrade de

DOCTEUR DE L'UNIVERSITESORBONNE PARIS-CITE

Discipline:Sciences des matériaux

Spécialité: Biomatériaux

Influence du greffage covalentde polymères bioactifs, sous irradiations UV,sur des échafaudagesen fibres PCL électrofilées: Caractérisation de surface, étude des propriétésmécaniques et

évaluation de laréponse biologique

Soutenue leVendredi11octobre 2019

Devant le jury composé:

Rapporteurs :

M. Thibault Lemaire:Pr.à l'Université Paris-Est Créteil M.Daniel Grande:Directeur de Rechercheà l'Université Paris-EstCréteil

Examinateurs :

Mme Najet Yagoubi: Pr. à l'Université Paris-Sud Mme Véronique Migonney: Pr. à l'Université Paris XIII M. Humblot Vincent: Chargé de recherche à l'Université Pierre et Marie Curie M. Salah Ramtani: Pr. à l'Université Paris XIII (Directeur de thèse) Mme Falentin-Daudré Céline: MCFà l'Université Paris XIII (Co-Directrice dethèse) "If you want to live a happy life, tie it to a goal, not to people or things»

AlbertEinstein

Remerciements

Ce travail a été effectué au Laboratoire de Biomatériaux Pourla Santé LBPS au sein de l'unité de Chimie, Structures, Propriétés de Biomatériaux et d'Agents Thérapeutiques (CSPBAT, CNRS UMR 7244) à l'Institut Galilée, UniversitéParis XIII. Une thèse est un travail collaboratif,spécialementdans le domaine des biomatériaux, nécessitantde collaborer en interdisciplinarité avec des personnes au savoir et au ou de loin, à réaliser cette thèse. Je souhaite avant tout présenter toute ma gratitude à mesdeuxdirecteurs de thèse pour leur disponibilité, leurs conseils,leur patience à mon égardetpourm'avoirguidé et encouragé durant ces 3 années de travaux. Acommencer par lePr. S. Ramtani,pourson professionnalisme,sa bienveillance,sa et pour avoir su meremotiver à chaque fois.Ce fut un plaisir immense que de travailler avec lui."Dhargaz dh wawal!». Je désire exprimer ma sincère reconnaissanceauDr. C. Falentin-Daudré, pour avoir codirigé cette thèse,pour sa jovialité constante etsa gentillesse.Elle a su m'encadrer en me donnanttoute la liberté,afin demener ce projet à bienen touteautonomie.Merci d'avoir gardé en toutes circonstances unil critique sur mes travaux, et d'avoir répondu

à chacune de mes sollicitations.

Je voudrais aussi remercier le Pr. V. Migonney,chef du LBPS, pour m'avoir accueilli dansce laboratoire. Merci pouravoir accepté de faire partie de ce jury de thèse et pourle temps qu'elle m'a consacréainsi que pourses conseils éclairés. Je remercie le Pr. N. Yagoubi d'avoir accepté de présider lejury de ma thèse,le Pr. T. Lemaireet le Dr. D. Grande pourl'honneurqu'ilsme font en acceptantd'évaluerce travail de recherche. Je tiens à témoigner ma gratitude au Dr. V. Humblotpour toutes ses analyses XPSde grande qualité,ainsi que pour sa participation à ce jury de thèse en tant qu'examinateur. J'aimerais remercier chaleureusement le Dr. E. Jubeliet Pr. N. Yagoubi, pour m'avoir accueilli dansle laboratoire de"Matériaux et Santé»(EA 401) de l'Université Paris-Sud etde m'avoir permis de réaliser toute la partie "réponse cellulaire» avec eux. Je souhaiterais adresser mes sincèresremerciements et mon amitié auDr. E. Jubeli, pour sa patience et pour letemps sacrifié à m'encadrer pour l'étude de la réponse cellulaire.Pour sa très grande disponibilité et ses conseils. Je le remercie tant pour son professionnalisme que pour ses valeurs. Ce fut une expérience très enrichissante et j'espère pouvoir à nouveau retravailler avec lui. J'aimerais aussi remercier le Dr. V. Nicolas dela Plate-forme d'imagerie cellulaire- MIPSIT (Université Paris-Sud), pour son aideà la réalisation de l'imagerie par fluorescence. Je remercieégalementlesmembres du LBPS notammentDanielle Geldwerth pourson soutien et sa bonnehumeur,Emmanuela Pasquet Di Dio Busa pournos échanges et son aide pour toute la partie administrative.Le Dr. J. S. Baumann et le Dr. A. Rangel pour leur aide durant ma thèse. Je remercie les autres membres du CSPBAT, notammentle Pr. P. Savarin, le Pr.D. Lutomski,le Dr.G. Rohman,le Dr.S. Changotad... ainsi que tousmes collègues doctorants

(Médéric, Hanane...)avec qui j'ai puapprécierd'échanger sur nos expériences de thèses.

Je remercieégalementmes collègues doctorantsrencontrésà l'Université Paris XIII: Ayoub et Xavier, avec qui j'ai partagé de très bons moments et des discussions enrichissantes. Je tiens à remercier mon ami et ancien collègue, le Dr. H. Chouirfa, qui m'a orienté au

début de ma thèse.Ila continué à mesoutenirtout aulongde ma thèseet a été une oreille

attentive à chaque fois qu'il le fallait. je pense notamment à Abdallah, Afif, Katia, Nicole, Johanna, Mahrez, Omar et Sonia,pour l'ambiance dulaboratoire et leur aide tout au long decette période que j'ai partagé avec eux. Je tiens à remercier toute ma famille, pour leur soutien infaillible et inconditionnel.Je remercieaussitous mes amis; Amine, Amrane, Manyl, Abdelhak, David,Farid,Makhlouf, Chris, Eric, Nacer...ne changez pas, restezcomme vous êtes. Je vais finir mes remerciements, par la personneavecquij'ai choisi departagermon que sans toi,il aurait été impossible d'en arriver là.

Liste des abréviations

3D:Tridimensionnel

µm:Micromètre

nm:Nanomètre

AC:Angle de contact

AH:Acide hyaluronique

BT:Bleu de toluidine

Cell:Cellulaire

CF:Chloroforme

Col:Collagène

CSMs:CelluleSouches Mésenchymateuses

:Indice de polydispersité

DCM:Dichlorométhane

dH20:Eau distillée

DMEM:Dulbecco's Modified Eagles's Medium

DMF:Diméthylformamide

ᖡ:Déformation

E:Module d'élasticité

G: Greffé(e)

kVs:Kilovolt kDA:Kilodalton LBPS:Laboratoire de biomatériaux pour la santé

MEC:Matrice extracellulaire

MPa:Mégapascal

Mn:Masse molaire en nombre

Mw:Masse molaire en poids

NaCl:Chlorure de sodium

NaSS:Sodium styrène sulfonate ou styrène sulfonate de sodium

Oz: Ozoné(e)

PBS:Phosphate Buffered Solution

PCL:Poly(ᖡ-caprolactone)

PDL: Cellules du ligament parodontal humaines

PEG:Poly(éthylène glycol)

PEO:Oxydedepolyéthylène

PET:Poly(éthylène téréphtalate)

PGA:Acide polyglycolique

PLA:Acide polylactique

PLGA:Acidepoly(lactique-co-glycolique)

PLLA:Acide poly-L-lactique

PMMA:Polyméthacrylate de méthyle

PolyNaSS:Poly(styrène sulfonate de sodium)

PP:Polypropylène

PS:Polystyrène

PU:Polyuréthane

RGD:Séquence peptidique arginine/glycine/acideaspartique

ROG:Régénération osseuse guidée

RTG:Régénération tissulaire guidée

S:Contrainte

SF:Fibroïne de soie

t1:Tempsde relaxation court t2:Temps de relaxation long

Tm:Température de fusion

UV:UltraViolet

Xc:Taux de cristallinité

XPS:X-ray photoelectron spectroscopy

Table des matières:

Introductiongénérale

Chapitre I: Etude bibliographique................................................................................................................5

1.1Electrospinning(électrofilage) :................................................................................................6

1.1.1Histoire de l'électrofilage:..............................................................................................................................6

1.1.2Procédé d'électrofilage:...................................................................................................................................7

1.1.3Polymères utilisés dans l'électrofilage:....................................................................................................8

1.1.3.1Polymères naturels et synthétiques:.........................................................................................................9

1.2Effetsde divers paramètres sur le processus d'électrofilage....................................................11

1.2.1Paramètres de la solution:..........................................................................................................................11

1.2.1.2Poids moléculaire:..........................................................................................................................................12

1.2.1.4Tension superficielle:....................................................................................................................................14

1.2.1.5Conductivité / densité de charge de surface:.....................................................................................14

1.2.2Paramètres du processus d'électrofilage:............................................................................................15

1.2.2.1Tension (ou voltage) appliquée:...............................................................................................................15

1.2.2.2Débit de la solution / vitesse d'alimentation:.....................................................................................16

1.2.2.3Types de collecteur:.......................................................................................................................................16

1.2.2.4Distance entre la pointe de l'aiguille et le collecteur:.....................................................................17

1.2.2.5Diamètre d'aiguille:........................................................................................................................................18

1.2.3Paramètres ambiants:...................................................................................................................................18

1.3Solvants utilisés pour l'électrofilage:......................................................................................20

1.4Applications biomédicales des fibres électrofilées:.................................................................23

1.4.1Administration ou délivrance de médicaments:...............................................................................23

1.4.2Contrôle du comportement cellulaire:..................................................................................................25

1.4.2.1Adhésion cellulaire:........................................................................................................................................25

1.4.2.2Prolifération/expansion cellulaire:.........................................................................................................26

1.4.2.3Différenciation cellulaire:............................................................................................................................27

1.4.2.4Migration cellulaire:.......................................................................................................................................28

1.4.3Médecine régénérative:................................................................................................................................30

1.4.3.2Tissu nerveux:..................................................................................................................................................32

1.4.3.3Tissu cardiaque:...............................................................................................................................................34

1.4.3.4Tissu cartilagineux :........................................................................................................................................36

1.4.3.5Tissus tendineux / ligamentaires:...........................................................................................................37

1.4.3.6Tissu osseux:.....................................................................................................................................................38

1.4.4Fibres électrofilées avec activité antibactérienne :...........................................................................39

1.4.5Couverture de stents ou endoprothèses:.............................................................................................40

1.4.6Fibres électrofilées pour des applications dentaires:.....................................................................41

1.4.6.1Régénération du complexe pulpo-dentinaire:...................................................................................41

1.4.6.2Régénération tissulaire guidée pour le parodonte:.........................................................................43

1.4.6.3Prévention des carries:.................................................................................................................................44

1.4.6.4Modification de résinescomposites:......................................................................................................45

1.4.6.5Modification de surface d'implants:.......................................................................................................45

1.5Stratégies de modifications post-électrofilage des fibres électrofilées:....................................47

1.5.1Méthodes physiques:.....................................................................................................................................49

1.5.1.1Le traitement au plasma:.............................................................................................................................49

1.5.1.2Dépôt en phase vapeur par procédé physique:.................................................................................49

1.5.1.3Modification par traitement thermique:...............................................................................................50

1.5.1.4Traitement aux ultrasons:...........................................................................................................................50

1.5.2Méthodes chimiques:....................................................................................................................................50

1.5.2.3Traitement à l'acide:......................................................................................................................................59

1.5.2.4Modifications basées sur les nanoparticules:.....................................................................................59

1.6Approches développées dans ce travail de thèse:...................................................................60

Chapitre II: Matériels et Méthodes...........................................................................................................67

2.1Elaboration des surfaces:.......................................................................................................68

2.1.1Préparation des films en PCL:...................................................................................................................68

2.1.2Développement d'un dispositif d'électrofilage au sein du laboratoire LBPS:......................69

2.2Greffage de polymères bioactifs:............................................................................................71

2.2.1Recristallisation du Styrène Sulfonate de Sodium (NaSS):............................................................71

2.2.2Greffage avec activation de la surface:..................................................................................................72

2.2.2.1Génération des fonctions (hydro)peroxydes à la surface du PCL:............................................72

2.2.2.2Polymérisation du NaSS à la surface des échantillons PCL:.........................................................73

2.2.3Greffage UV direct sans activation de la surface:..............................................................................73

2.2.4Physisorption de NaSS et polyNaSS à la surface de films PCL:...................................................73

2.3Caractérisation de surface:.....................................................................................................74

2.3.1Dosage de la densité de greffage au Bleu de Toluidine(BT):.......................................................74

2.3.2Mesure de l'angle de contact:....................................................................................................................75

2.3.3Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier à Réflexion Totale Atténuée

2.3.4Microscopie électronique à balayage couplée à une analyse élémentaire (MEB-EDX):..76

2.3.5Spectroscopie photoélectrique par rayons X (XPS):........................................................................76

2.4Etude des propriétés intrinsèques du polymère PCL:.............................................................77

2.4.1Calorimétrie différentielle à balayage (DSC):.....................................................................................77

2.4.2Chromatographie d'exclusion stérique (SEC):...................................................................................78

2.5Etude des propriétés mécaniques des échafaudages:..............................................................79

2.5.1Rappels de mécanique:.................................................................................................................................80

2.5.1.1La déformationnominale:...........................................................................................................................80

quotesdbs_dbs33.pdfusesText_39

[PDF] PRCESSUS DE REFORME DU SECTEUR DE LA RETRAITE AU MAROC

[PDF] RESIDENCE DEMANDE DE FORMULAIRE. Lieu porté par la compagnie 29x27 50 rue Fouré - 44 000 NANTES

[PDF] MINISTÈRE DU TRAVAIL, DES RELATIONS SOCIALES, DE LA FAMILLE, DE LA SOLIDARITÉ ET DE LA VILLE MINISTÈRE DE LA SANTÉ ET DES SPORTS ANNEXE I

[PDF] MEMENTO AVRIL 2010. www.bdo.lu

[PDF] Une énigme par jour CP / CE1 Semaine des maths 2012 Circonscription Marcq-en-Barœul

[PDF] Événements de vie, pathologie réactionnelle et stress. Dr N. Lafay

[PDF] Association internationale de la sécurité sociale Conférence régionale de l'aiss pour l'afrique

[PDF] Questions à se poser pour concevoir, tenir et évaluer une activité de formation en milieu de travail

[PDF] les 4 étapes de l'ingénierie de formation

[PDF] CONTRAT INDIVIDUEL DE PRESTATION AIDE A DOMICILE

[PDF] Le régime de chômage avec complément d entreprise

[PDF] MASTER 2 P - DIAGNOSTIC ECONOMIQUE D'ENTREPRISE (DEE)

[PDF] 2010 MISE À JOUR RÉDACTIONNELLE JANVIER 2014 VERSION 1.2

[PDF] BULLETIN OFFICIEL DES ARMÉES. Édition Chronologique n 30 du 2 juillet 2015. PARTIE PERMANENTE État-Major des Armées (EMA) Texte 7

[PDF] Les concours publics à la protection sociale. BAPSA (année 2004)