Conception d'un foie bioartificiel à lit fluidisé

Design of a fluidized bed bioartificial liver

• Auteur / Autrice : Emmanuel Doré
• Direction : Cécile Legallais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie biomédical
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bioréacteurs

Réacteurs à lit fluidisé

Foie -- Transplantation

Modèles mathématiques

Insuffisance hépatique

Alginates

Hépatologie

Fluidisation

Résumé

Actuellement, le seul traitement d'une insuffisance hépatique aiguë demeure la transplantation hépatique. Cette technique risquée, coûteuse, et souffrant d'une pénurie d'organes disponibles dans l'urgence nécessite le recours à un système transitoire de suppléance hépatique bioartificiel. Après une revue des différents systèmes proposés à ce jour, le projet de foie bioartificiel a été mis en place, en collaboration avec l'unité INSERM U456 de Rennes. Le système extracorporel consiste en un bioréacteur contenant les hépatocytes immobilisés dans des billes d'alginate situé en aval d'un appareil de plasmaphérèse. Le flux plasmatique ascendant entraîne la fluidisation des billes d'alginate. Le but de cette thèse a été de concevoir le bioréacteur et d'étudier le comportement du système. En premier lieu, le comportement des billes d'alginate en lit fluidisé a été étudié. Les essais de faisabilité ont conduit à la conception d'un prototype. L'influence des données d'utilisation a été analysée et les lois de comportement expérimentales ont été établies. En second lieu, les transferts de matière entre le fluide et les billes ont été analysés et, le cas échéant, modélisés. En configurations statique et dynamique, les cinétiques de pénétration dans l'alginate d'éléments de poids moléculaire connus ont été établies. Le seuil de coupure de l'alginate polymérisé est évalué inférieur à 45 kDa. Le régime fluidisé a permis de réduire les temps de pénétration complète. Enfin, l'évaluation in vivo sur des porcs du système a été effectuée par l'unité rennaise. Les problèmes en utilisation réelle sont alors soulevés, notamment un éventuel défaut de fluidisation. Les premiers essais restent néanmoins encourageants et ont permis de réviser et affiner le cahier des charges du système. En conclusion, le fonctionnement et les conditions d'utilisation in vitro du système extracorporel ont été déterminés. La démarche de conception interactive représente ici les premières étapes.