Elaboration d'hydrogels composites chitosane/charbon actif à visée cicatrisante par procédés d'inversion de phase

Elaboration of chitosan/activated carbon composites hydrogels for wound dressings applications by phase inversion processes

• Auteur / Autrice : Antoine Venault de Bourleuf
• Direction : Catherine Faur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Energétique, génie des procédés
• Date : Soutenance le 24/09/2010
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences des Procédés – Sciences des Aliments (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génie des Procédés Eau et Bioproduits (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Faur, Elisabeth Badens, Denis Bouyer, Laurent Vachoud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent David, Christophe Vial

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solutions de polymère

Charbon actif

Chitosane

Mots clés libres

Chitosane

Charbon actif

Procédés d'inversion de phase

Hydrogel

Modélisation des transferts

Chitosan

Activated carbon

Phase inversion processes

Hydrogel

Transfert modeling

Résumé

Des hydrogels composites de chitosane et de charbon actif ont été préparés par séparation de phase induite par (i) contact de la solution de polymère avec une solution aqueuse de non-solvant (procédé par immersion) et (ii) pénétration de vapeurs de non-solvant dans la solution de polymère (procédé VIPS). La caractérisation multi-échelle (SAXS, WAXS, MEBE, module élastique, tests de diffusion) des gels a montré que le mode de contact n'avait pas d'influence sur les propriétés fonctionnelles des gels. Les structures obtenues sont homogènes, poreuses et amorphes. Elles conviennent pour constituer la couche de pansements cicatrisants en contact avec les plaies de type escarre. Un modèle original de gélification du chitosane, couplant transferts de matière, transferts de chaleur et réactions chimiques, a été élaboré. Il a permis de déterminer les temps caractéristiques de gélification, d'approcher les profils de concentration des espèces, et de corroborer la non-influence du procédé sur la structuration des matrices finales, par l'analyse des transferts mis en oeuvre.

Chitosan/Activated carbon composite hydrogels were prepared by phase separation induced by (i) immersing the polymeric solution in a non-solvent solution (wet process) and (ii) exposing the polymeric solution to non-solvent vapors (VIPS process). The multi-scale characterization approach (SAXS, WAXS, MEBE, storage modulus, diffusion tests) did not evidence any influence of the contact mode on the functional properties of the gels. Final structures are homogeneous, porous and amorphous. They are suitable to constitute the wound dressings layer in contact with eschar-like sores. An innovative chitosan gelation model was developed coupling mass transfers, heat transfers and chemical reactions. It permitted to forecast gelation times and concentration profiles. Simulation also corroborated the non-influence of the process on the final structuring of the matrices, analyzing transfers throughout the elaboration.