Conception et évaluation d'un pansement multicouche antibactérien pour le traitement des plaies chroniques

Conception and evaluation of an antibacterial dressing with multilayer system for the treatment of the chronic wounds

• Auteur / Autrice : François Aubert-Viard
• Direction : Nicolas Blanchemain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physico-chimiques et techniques pharmaceutiques
• Date : Soutenance le 26/09/2014
• Etablissement(s) : Lille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chitosane

Antibactériens

Dissertations universitaires

Pansements occlusifs

Chitosane

Langmuir-Blodgett, Couches de

Antibactériens

Pansements et bandages

Mots clés libres

Textile fonctionnalisé

Cyclodextrines

Antibactérien

Pansement

Chitosane

Multicouche

Functionalized textile

Dressing

Antibacterial

Multilayer

Chitosan

Cyclodextrin

Résumé

Les plaies chroniques représentent un problème de santé publique dont la prévalence augmente avec l'âge, l'état de santé du patient et la sédentarité. En effet, 1,69% des personnes âgées de plus de 65 ans est atteint d'ulcères de la jambe dans les pays occidentaux. De plus, l'apparition de plaies chroniques augmente chez les patients atteints de diabète avec une probabilité de développer un ulcère du pied de 2,2%/an pour les patients diabétiques atteints de neuropathie (diabète de type I et II confondus). Le risque d'infection des plaies chroniques augmentant avec le temps de guérison de la plaie, il est donc nécessaire d'apporter des soins réguliers afin de prévenir ou lutter contre l'infection de ces plaies jusqu'à leur complète guérison. En cas d'infection, la colonisation critique ou infection localisée peut conduire, en cas d'absence de traitement adapté, à la nécessité d'une intervention chirurgicale afin de prévenir l'infection systémique voire la mort du patient. Cependant, la plaie chronique représente un site de colonisation favorable pour les agents pathogènes qui s'y développent rapidement. La prolifération des bactéries peut alors aboutir à la formation d'un biofilm protecteur diminuant l'efficacité des défenses de l'organisme et des agents antimicrobiens. L'objectif de ce travail de thèse est donc de concevoir un dispositif médical sous forme de pansement capable de libérer de façon prolongée un principe actif antibactérien à large spectre d'action. Le dispositif textile utilisé dans ce projet est un textile non-tissé à base de polyéthylène téréphtalate (PET) fonctionnalisé par le chitosane (CHT) par la méthode "Pad-Dry-Cure". La fonctionnalisation du CHT est réalisée par l'utilisation de deux agents réticulants, la génipine (Gpn) ou l'acide citrique (CTR), qui permet de créer un réseau de chitosane réticulé à la surface des fibres textiles. Le coating apporte ainsi des fonctions ioniques à la surface du PET; positives lorsque l’agent réticulant est la Gpn, positives ou négatives en fonction du ratio de CTR introduit dans la solution quand l’agent réticulant est le CTR.Les charges ioniques du support PET fonctionnalisé par le CHT réticulé par la Gpn (PET-Gpn/CHT) ont été utilisées pour la construction d'un système multicouche (MC) "Layer-by-Layer" auto-assemblé. Les polyélectrolytes (PE) utilisés pour la construction de ce MC par "Dip-Coating" sont le chitosan en tant que PE cationique et un polymère de cyclodextrine (CD) en tant que PE anionique, élaboré et étudié par le laboratoire lors de travaux précédents. La capacité de formation de complexe d'inclusion des CD, apportée par le polymère de CD incorporé au revêtement multicouche, a ensuite été utilisée afin de charger un antiseptique à large spectre d'action, la chlorhexidine (Chx). La construction du système MC a d'abord été optimisée puis une évaluation physico-chimique, biologique et microbiologique a été réalisée sur les textiles PET-Gpn/CHT recouvert d'un système MC chargé par la Chx. Une étude a aussi été menée sur le PET fonctionnalisé uniquement par le CHT réticulé par le CTR (PET-CTR/CHT). Ce système anionique ou cationique en fonction de la quantité d’agent réticulant introduite, a été chargé respectivement par l'argent (Ag+) ou l’'iode (I3-). Une évaluation physico-chimique et microbiologique a été réalisée sur ces supports textiles pour évaluer leur efficacité antibactérienne. Finalement un système multicouche a été construit sur le système PET-CTR anionique chargé d’argent afin de limiter sa libération hors du système MC. Ceci a été ensuite vérifié à travers une évaluation chimique complétée par des tests microbiologiques.

The chronic wounds represent a public health problem health which the prevalence increases with age, patient health and sedentary lifestyle. Indeed, in the occidental countries, 1.69% of the elderly person aged over 65 years is suffering from leg ulcers . Moreover, the chronic wounds appearance increases for the diabetic patients who suffering neuropathy (diabetic type I and II together) with 2.2%/years of probability to developp a leg ulcer. The infection of the chronic wounds increases with wound healing delay, thus, cares need to be repeated to prevent or fight wound infection until their complete healing. In the case of infected wound, the critical colonization or localized infection can result without adapted treatment to surgery operation in order to prevent systemic infection or death. Nevertheless, the chronic wound represents a favourable site for the rapid developpment of the pathogen agents. The bacterial proliferation can lead to the biofilm formation which increases the bacterial protection against the body\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\'s natural defences and antimicrobial agents. So, the aim of this work is elaborate a medical device as wound dressing for extended broad spectrum antibacterial drug release. The textile device used in this project is a non-woven textile based on polyethylene terephtalate (PET) functionalized with Pad-Dry-Cure method with chitosan (CHT). In the present work, two crosslinking agents are evaluated, genipin (Gpn) and citric acid (CTR), which allows obtaining a CHT network coated at the surface of the textile fibers. Thus, there are ionic functions at the surface of the PET; positive charges when the crosslink agent is Gpn, positive or negative charges in function of the amount of the CTR used in the solution.The ionic charges from the PET functionalized by CHT crosslinked by Gpn (PET-Gpn/CHT), are used to build a multilayer system layer-by layer self-assembly. The polyelectrolytes (PE) used to build this multilayer system by dip-coating are: the CHT, as cationic PE, and cyclodextrin (CD) polymer, as anionic PE (it was developed and studied by the team in previously work). The ability of the CD to form inclusion complex, from the CD polymer included in the multilayer coating, is used in the case of PET-Gpn/CHT to load one antiseptic with broad spectrum, the chlorhexidine (Chx). This Chx loaded multilayer system is optimized and evaluated physic-chemically, biologically and microbiologically. The study is also realized on the functionalized PET-CTR/CHT. This system, anionic or cationic, in function of the quantity of the crosslinking agent used, is loaded respectively by silver (Ag+) or iodide (I3-). A physico-chemical and microbiological evaluation are realized to evaluate their antibacterial efficiency. Finally, the multilayer system is built-up on the anionic PET-CTR/CHT loaded by silver to reduce its release out of the multilayer system. Chemical completed by microbiology tests are realized to verify the influence on the antibacterial activity and the kinetic of the release of the multilayer system