Thèse soutenue

Identification et quantification des concentrations en espèces gazeuses à l’état de trace dans l’air exhalé des patients hémodialysés : enjeux technologiques et perspectives d’utilisations cliniques
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Auteur / Autrice : Maria Akiki
Direction : Nadine LocogeFrançois Glowacki
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 16/12/2022
Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre for Energy and Environment / CERI EE - IMT Nord Europe
Jury : Président / Présidente : Anne-Claude Romain
Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Redon
Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Lobbedez, Jérémie Pourchez

Résumé

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La maladie rénale chronique se caractérise par une diminution progressive des fonctions rénales. Elle est cliniquement silencieuse jusqu’à un stade avancé. Au stade ultime de cette pathologie (insuffisance rénale chronique terminale), il est nécessaire de mettre en œuvre une suppléance rénale par dialyse, ou de réaliser une transplantation rénale. Le dépistage de cette pathologie est effectué par des tests sanguins et urinaires. Cependant, ce dépistage reste insuffisamment réalisé et la maladie rénale chronique est souvent découverte de manière trop tardive. Pour améliorer l’acceptabilité d’un dépistage précoce par des méthodes non invasives, il est intéressant de se rapprocher à des techniques d’analyse des composés organique volatils (COV) dans l’air exhalé. De manière préliminaire à une telle approche, cette thèse rapporte, d’abord l’analyse d’une empreinte physico-chimique en COV d’une population avec une MRC au stade de dialyse. La caractérisation de l’exhalome en début et en fin de dialyse a été réalisée en prélevant l’air exhalé de 43 patients hémodialysés. Pour cela, nous avons utilisé un dispositif d’échantillonnage ReCIVA puis une analyse de l’air exhalé par la méthode TD/GC/FID-MS. Les résultats ont mis en évidence que 23 COV de différentes familles chimiques ont des concentrations variables dans l’air exhalé des patients dialysés entre le début et la fin d’une même séance de dialyse. 9 de ces 23 COV sont probablement d’origine exogène émis par le matériel de dialyse. D’autres COV sont probablement des composés endogènes volatils émis dans l’air exhalé. Le second volet de cette thèse concerne la qualification d’un dispositif d’échantillonnage développé au sein de l’IMT NE qui repose sur le prélèvement d’air exhalé en permettant la sélection des différentes phases respiratoires et la collecte de l’air exhalé sur une multiplicité de techniques de caractérisation (supports de collection, analyses en ligne). Le but de ce travail était de vérifier l’inertie chimique de ce dispositif avant de le déployer auprès des patients. D’une part, la caractérisation du potentiel de non-contamination a permis de d’identifier 4 COV à des concentrations comprises entre 5 et 80 µg/m3 et 2 autres (N.N-diméthylacétamide et phénol) entre 100 et 700 µg/m3. Le conditionnement sous étuve du matériau constituant le dispositif a permis de réduire les émissions de ces espèces de manière très importante (> 90 %). D’autre part, le paramètre de non-rétention a été quantifié : 9 COV ont présenté un écart de leurs concentrations inférieur à 15 %. Cependant, pour l’acétone, une perte de 25 % a été quantifiée au niveau du masque qu’il sera nécessaire de réduire ou de prendre en compte durant les prélèvements. En dernier lieu, le stockage dans des sacs de collection a permis de conclure à une bonne stabilité de 9 COV testés (écart < 13 %) durant une semaine. En revanche, deux espèces (acétone et ammoniac) ont révélé des pertes. Au regard de ces résultats, il a été suggéré de stocker l'échantillon au maximum pendant deux heures pour limiter la perte de ces espèces à 20 %, ou au plus tard 2 jours en prenant en compte une perte de 36 % pour l’ammoniac.