Films et revêtements de particules adhésifs pour la chirurgie

Adhesive films and particle coatings for surgery

• Auteur / Autrice : Maïlie Roquart
• Direction : Laurent Corté
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance le 21/04/2022
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ENSMP MAT. Centre des matériaux (Evry, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
• Jury : Président / Présidente : Thibaud Coradin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Corté, Ludwik Leibler, Eric Vibert, Mathieu Manassero, Sophie Norvez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Restagno, Sandrine Gerber

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux

Silice

Adhésifs en chirurgie

Mots clés libres

Adhésifs chirurgicaux

Pelage

Caractérisation mécanique in vivo

Films polymères

Revêtement de particules

Silice

Verre bioactif

Hydroxyapatite

Surgical adhesives

Peeling

In vivo mechanical characterization

Polymer films

Particle coatings

Silica

Bioactive glass

Hydroxyapatite

Résumé

La fixation de films polymères à des tissus biologiques est un défi important pour le développement de nouvelles technologies implantables ou d’approches chirurgicales. Nous étudions ici une approche d’adhésion utilisant l’adsorption de macromolécules à la surface de particules placées à l’interface entre un film et un tissu biologique. Pour cela, nous avons développé une méthode de synthèse par photo-réticulation de films polymères souples ayant des propriétés viscoélastiques ajustables et y avons déposé des particules de différentes natures (silice, hydroxyapatite, verre bioactif). Dans un premier temps, leurs performances adhésives et les mécanismes microscopiques sous-jacents ont été caractérisés par des essais de pelage ex vivo sur foie de cochon couplés à des techniques de microscopie. Dans un second temps, la pertinence clinique de systèmes optimisés a été évaluée in vivo sur modèle animal. En particulier, nous avons mis en place une technique de quantification de l’énergie d’adhésion in vivo par pelage à 90° et étudié l’impact de l’hydratation des tissus sur l’adhésion. Nous avons également exploité les propriétés procoagulantes d’un revêtement de silice pour renforcer l’adhésion en formant un caillot sanguin à l’interface

Fixation of polymer films to biological tissues is a major challenge for the development of new implantable technologies or surgical approaches. Here, we study an approach to adhesion using the adsorption of macromolecules on the surface of particles placed at the interface between a film and a biological tissue. For that, we developed a synthesis method based on photo-cross-linking to make soft polymer films having adjustable viscoelastic properties. We coated those films with particles of different nature (silica, hydroxyapatite,bioactive glass). First, their adhesive performances and the underlying microscopic mechanisms were characterized by ex vivo peeling experiments on pig liver coupled with microscopy observations. Secondly, the clinical relevance of optimized systems was evaluated in vivo on an animal model. In particular, we implemented a technique for quantifying the adhesion energy in vivo by 90° peeling tests and studied the impact of tissue hydration on adhesion. We also took advantage of the procoagulant properties of a silica coating to reinforce adhesion by forming a blood clot at the interface.