Élaboration et caractérisation de fibres mixtes Alginate / Chitosane

Elaboration and characterization of chitosan-coated alginate fibers

• Auteur / Autrice : Mélanie Dumont
• Direction : Laurent David, Alexandra Clayer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 20/12/2016
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie des Matériaux Polymères (Auvergne Rhône-Alpes ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Delair
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alexandra Clayer, Stéphane Lack
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Anne Gougeon, Denis Bouyer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cicatrisation

Fibres

Chitosane

Alginates

Mots clés libres

Alginate

Chitosane

Filage au mouillé

Fibres

Pansement cicatrisant

Alginate

Chitosan

Wet-spinning

Fibers

Wound dressing

Résumé

Dans ces travaux de recherche, la préparation de fibres d'alginate de calcium revêtues de chitosane par un procédé de filage par mouillage et la caractérisation de ces fibres dont leur activité antibactérienne sont présentées. Un métier à filer à l'échelle pilote a été conçu et développé au cours de ces travaux de thèse pour l'élaboration de fibres d'alginate de calcium. Ces dernières, préalablement fabriquées, sont immergées dans une solution d'acétate de chitosane. Trois méthodes de coagulation de l'enduit de chitosane ont été explorés dont deux consistent en l'immersion des fibres dans un bain neutralisant : une solution de dihydroxyde de calcium ou une solution d'hydroxyde de potassium. La dernière méthode consistait à neutraliser le chitosane par séchage sous air chaud soufflé. Une caractérisation structurelle, mécanique et d'absorption des fibres, ainsi qu'un dosage du chitosane revêtu ont été réalisés. De plus, une évaluation antibactérienne a été accomplie par une méthode de comptage des UFC (Unité Formant Colonie) après 6 h d'incubation à 37 °C. L'incorporation de chitosane aux fibres d'alginate de calcium apporte une activité antibactérienne contre Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli et divers Staphylococcus aureus tels que MSSA (Methicillin Sensitive Staphylococcus aureus), CA-MRSA (Community Associated Methicillin Resistant Staphylococcus aureus) et HA-MRSA (Healthcare Associated Methicillin Resistant Staphylococcus aureus). Ces fibres revêtues sont alors des candidats de choix pour l'élaboration de tissus destinés à la cicatrisation des plaies. Développer des compresses avec les propriétés hémostatiques et cicatrisantes de l'alginate de calcium combinées aux propriétés antibactériennes du chitosane peut être envisagé pour lutter contre les infections et plus particulièrement les maladies nosocomiales

In this work, the preparation of chitosan-coated alginate fibers by a wet spin process and the characterization of these fibers, particularly their antibacterial activities are presented. A pilot scale spinning machine was developed during this thesis for the elaboration of calcium alginate fibers. These last, preformed produced were immersed in chitosan acetate solutions. Three coagulation methods of the chitosan coating were explored two of which consist to the immersion of the fibers in a neutralizing bath: a calcium hydroxide solution or a potassium hydroxide solution. The last method is to neutralize chitosan by drying under hot air blown. Structural, mechanical and absorption characterization of fibers and a dose of the coated chitosan have been made. Furthermore, the antibacterial evaluation was achieved by a CFU (Colony-Forming Units) counting method after 6 h of incubation at 37 °C. The incorporation of chitosan on calcium alginate fibers brings antibacterial activities against Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli and various Staphylococcus aureus strains namely MSSA (Methicillin Sensitive Staphylococcus aureus), CA-MRSA (Community Associated Methicillin Resistant Staphylococcus aureus) and HA-MRSA (Healthcare Associated Methicillin Resistant Staphylococcus aureus) which make these chitosan-coated fibers potential candidates for wound dressing materials. Developing a wound dressing with the haemostatic and healing properties of alginate combined with antibacterial properties of chitosan can be envisioned for fighting against the infections and more particularly nosocomial infections