Conception et validation de nouveaux matériaux 3D poreux pour la cicatrisation et la régénération cutanées

Conception and validation of new tridimensional porous matrices for cutaneous wound healing and regeneration

• Auteur / Autrice : Soraya Lanouar
• Direction : Didier Letourneur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la sante
• Date : Soutenance le 30/09/2020
• Etablissement(s) : Paris 13
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de recherche vasculaire translationnelle (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Chaubet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Brigitte Closs, Graciela Pavon-Djavid
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Pauthe, Florence Ruggiero

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lésions et blessures

Fibroblastes

Biomatériaux

Hydrocolloïdes

Régénération

Cicatrisation de plaie

Mots clés libres

Plaies chroniques

Cicatrisation cutanée

Hydrogels

Plateforme de libération

Substitut cutané

Chronic wounds

Wound healing

Hydrogels

Delivery platform

Cutaneous substitute

Résumé

Les plaies chroniques sont des lésions cutanées dont le processus de cicatrisation normal est altéré. Elles peuvent avoir de graves conséquences pour les patients. Le projet de cette thèse CIFRE repose sur le développement de matrices de polysaccharides (pullulane/dextrane) tridimensionnelles poreuses, qui ont été modifiées dans le but d’améliorer la cicatrisation de ces plaies sévères et chroniques. Ces matrices ont été dans un premier temps fonctionnalisées pour délivrer des molécules d’origine végétale utilisées en cosmétique avec une efficacité potentielle pour la cicatrisation. Trois méthodes ont été étudiées pour incorporer ces molécules dans les matrices. Deux profils de libération ont pu être mis en évidence: l’un, très lent, basé sur la dégradation du matériau et l’autre, rapide. Ces cinétiques ont été confirmées à travers des modèles in vitro, ex vivo et in vivo. Dans un second temps, les matrices ont été enrichies soit avec un constituant naturel de la matrice extracellulaire (MEC), soit avec des charges pour améliorer les interactions cellulaires. Ces modifications ont permis d’améliorer l’invasion des deux types cellulaires majoritaires de la peau (kératinocytes et fibroblastes) et l’adhésion de composants de la MEC au matériau. Des études préliminaires in vivo ont montré des résultats encourageants par rapport à un produit commercialisé largement utilisé, Intégra®. Les différentes formulations d’hydrogels qui ont été synthétisées au cours de ce travail ont permis la mise au point d’une plateforme libérant des composés pour accélérer la cicatrisation, et de substituts cutanés qui agissent comme une matrice provisoire pour améliorer le processus de réparation.

Chronic wounds are skin lesions with an impaired healing process that can have serious consequences for patients. This CIFRE thesis is based on the development of porous three-dimensional polysaccharides (pullulan/dextran) matrices, that have been modified in order to improve the healing of severe and chronic wounds. The matrices were first functionalized to deliver molecules originating from plants which are used in the cosmetics domain and have potential effect to heal the wounds. Three methods have been studied to incorporate these molecules into the matrices. Two release profiles have been highlighted: a very slow one, based on the degradation of the material and another more rapid one. The kinetics have been confirmed through in vitro, ex vivo and in vivo models. In a second step, these matrices were enriched with either a natural component of the extracellular matrix (ECM), or with charges in order to improve interactions with the cellular environment. These modifications improved adhesion of two major skin cell types (keratinocytes and fibroblasts) and of ECM components onto the matrix. Preliminary studies, conducted in vivo, have shown encouraging results in comparison to a widely used commercial product: Integra®. The various hydrogel formulations that have been synthesized have enabled the development of: a platform to deliver active compounds accelerating the healing process, and skin substitutes that act as a temporary matrix to improve skin repair.