Soutenance de thèse de Coraline Chartier

Coraline Chartier soutient sa thèse de doctorat le 17 mars 2023

Aérogels et cryogels à base de chitosane pour le traitement des plaies

Coraline Chartier a réalisé sa thèse dans l'équipe BIO sous la supervision de Tania Budtova et Sytze Buwalda, côté CEMEF et de Benjamin Nottelet pour l'Institut de Biomolécules Max Mousseron. Elle soutient sa thèse en spécialité doctorale "Mécanique Numérique et Matériaux" le 17 mars 2023 devant le jury suivant :

– Audrey Tourette, CIRIMAT Université de Toulouse 3, rapporteur

– Luc Picton, Laboratoire PBS Université de Rouen, rapporteur

– Yves Grohens, IRDL, Université Bretagne Sud, examinateur

– Carlos Alberto Garcia Gonzalez, Universidade de Santiago de Compostella, examinateur

– Hélène Van den Berghe, Institute of Biomolecules Max Mousseron (IBMM), examinatrice

Résumé :

Le vieillissement de la population engendre des problèmes de santé qui constituent des défis médicaux et économiques majeurs pour les Etats. Les plaies chroniques sont l’un d’entre eux. Ce sont des plaies qui se trouvent au stade inflammatoire et qui ne présentent aucun signe de cicatrisation après 6 semaines. Elles peuvent entrainer des complications allant jusqu’à la mort. Pour traiter ces plaies, des pansements avec des propriétés améliorées peuvent être développés, par exemple, des pansements à base de matériaux poreux. Un matériau poreux est perméable aux gaz comme l’O2 et le CO2, il permet d’absorber de larges quantités d’exsudat de la plaie et, selon le matériau choisi, améliore simultanément la cicatrisation. Dans ce sens, les aérogels et les cryogels sont des matériaux attrayants car ils présentent une haute porosité (≥ 90%) qui est ouverte et interconnectée. Les structures sont obtenues en retirant le solvant de gels, soit par séchage au CO2 supercritique pour préserver la structure, ce qui donne des « aérogels », soit par lyophilisation pour obtenir des matériaux poreux nommés « cryogels », constitués de macropores. Avec l’objectif de développer un pansement pour plaies chroniques, le chitosane, qui est un polymère naturel, a été choisi dans ces travaux pour ses propriétés uniques. Alors que la plupart des matériaux utilisés dans des pansements jouent un rôle passif dans la cicatrisation, le chitosane possède des propriétés antimicrobiennes et participe à la cicatrisation à travers plusieurs mécanismes tels que l’amélioration de l’hémostase et un meilleur remodelage au cours des phases inflammatoire et proliférative. De plus, il peut être utilisé comme support avec de nombreux principes actifs pour la cicatrisation. Le chitosane poreux est déjà utilisé dans le domaine biomédical en tant que pansement hémostatique en cas de situations léthales mais pas encore pour des traitements de plaies à moyen ou long terme. Malgré l’intérêt porté aux aérogels de chitosane pour une application biomédicale, aucun de ces derniers n’est actuellement commercialisé à notre connaissance. L’objectif de ces travaux est de définir une gamme de propriétés à viser et ensuite de comprendre la corrélation entre le procédé et la structure et propriétés finales du matériau, afin de développer un matériau poreux avec des caractéristiques adaptées à la cicatrisation des plaies. A cette fin, suite à une étude de la littérature, ce manuscrit décrit l’étude de la cinétique de coagulation de solutions de chitosane, étape importante du procédé qui permet d’obtenir un gel à partir d’une solution, et propose un modèle de prédiction de l’évolution des propriétés mécaniques du gel lors de la coagulation à partir de données optiques. Dans un second temps, l’influence des paramètres du procédé sur la morphologie et les propriétés des matériaux poreux finaux est détaillée. Enfin, les aérogels et cryogels de chitosane optimisés sont évalués in vitro en rapport avec l’application via des études de chargement et de libération de principes actifs, en mettant l'accent sur l’impact de ces derniers sur la production de collagène.

Mots-clés : Aérogel, cryogel, chitosan, matériaux poreux, libération contrôlée de principe actif, pansements pour plaies