En chirurgie vasculaire, l’accès à l’artère fémorale, qu’il soit par une incision chirurgicale ou par une approche percutanée, est très fréquemment utilisé pour une multitude d’interventions vasculaires ou endovasculaires; pour des pontages divers, le traitement d’occlusions artérielles, la réparation d’anévrismes et la pose d’endoprothèses. L’objectif général de ce projet de recherche est de faciliter et réduire les risques des approches de l’artère fémorale par une meilleure compréhension anatomique du triangle fémoral. La méthodologie a été réalisée grâce à l’utilisation de cadavres spécialement embaumés par la méthode développée par Walter Thiel. Les résultats présentés dans ce mémoire ont permis de proposer des solutions en réponse à des problèmes cliniques en chirurgie vasculaire. Dans un premier temps, l’étude de la vascularisation cutanée du triangle fémoral a mené à proposer de nouvelles incisions chirurgicales afin de limiter la dévascularisation cutanée des plaies et ainsi réduire les problèmes de cicatrisation observés. Ensuite, nous avons validé l’identification radiographique et échographique de l’artère fémorale à son croisement avec le ligament inguinal afin de faciliter l’identification d’un site de ponction artérielle adéquat. Enfin, nous avons développé une méthode échographique simple qui facilite l’approche percutanée de l’artère fémorale, même chez les patients obèses. Les retombées de ce projet de recherche sont multiples pour les cliniciens, l’étude fournit une meilleure compréhension anatomique tridimensionnelle du triangle fémoral et les techniques proposées dans ce mémoire pourront apporter une amélioration de la pratique chirurgicale et faciliter le travail des médecins. Toutefois, ces propositions devront maintenant être validées en clinique. / In vascular surgery, access to the femoral artery is frequently used either through a surgical incision of the groin or by a percutaneous approach in a wide variety of vascular and endovascular procedures; for multiple bypasses, treatment of arterial occlusions, aneurysms repair and placement of various stents. The general purpose of this study is to facilitate and reduces the risks of both the surgical and the percutaneous approaches of the femoral artery through a better anatomical understanding of the femoral triangle. The methodology was conducted on specifically embalmed cadavers according to the method developed by Walter Thiel. The results presented in this memory allowed us to propose solutions to clinical problems in vascular surgery. First, the study of the cutaneous vascularisation of the femoral triangle led to suggest new surgical approaches in order to reduce lesions of the cutaneous arteries and the potential devascularization of the borders of the wound yielding a better postoperative outcome. Then, we validated the radiographic and ultrasonographic position and identification of the inguinal ligament and the proximal femoral artery to facilitate the identification of a safe arterial puncture site. Moreover, we developed a simple method for ultrasound-guided arterial puncture, suitable for obese patients, to facilitate the percutaneous approach of the femoral artery. The benefits of this research project are multiple for clinicians, the study provides a better tridimensional anatomic understanding of the femoral triangle and the techniques proposed will lead to an improved surgical practice and facilitate the work of doctors. However, our work and propositions still need to be validated clinically.

La circulation collatérale non coronarienne (CCNC) perfuse le cœur en provenant d’artères bronchiques, médiastinales et péricardiques. L’éventualité que la CCNC puisse être artificiellement augmentée pour fournir un traitement alternatif pour les patients ischémiques représente une hypothèse intrigante sans réponse en raison de la nature difficile de ce champ de recherche. En se basant sur plusieurs aspects, tel que (1) l’existence des collatérales naturelles entre les artères coronaires et les artères thoraciques internes (ATIs), (2) les effets potentiels de la ligature des ATIs; (3) la capacité des ATIs de développer d’importantes branches collatérales ; (4) et la disponibilité actuelle des facteurs de croissance vasculaire, l’hypothèse ici décrite est que l’augmentation de la CCNC pourrait représenter une stratégie alternative d’apport sanguin au coeur.Ainsi, l’association d’occlusion des ATIs et de l’administration des facteurs de croissance pourrait représenter un moyen de poursuivre cet objectif. Pour le premier travail de recherche, nous avons établi un modèle canin. / Noncoronary collateral circulation (NCCC) comes to the heart from mediastinal, bronchial, and pericardial channels. Whether NCCC can somehow be augmented to provide an alternative therapy for ischemic patients is an intriguing hypothesis with no clear answer yet due to the challenging nature of this research field. Based on several aspects, such as (1) the occurrence of natural collaterals between coronary and the internal thoracic arteries (ITAs), (2) the potentialhemodynamic effects of ITAs ligation, (3) the potential of ITAs for developing important collateral branches, and (4) the current availability of angiogenic growth factors, the hypothesis herein is that enhancement of NCCC may represent an alternative myocardial blood supply strategy, and that combining ITAs occlusion with angiogenic growth factors may represent a way to achieve this objective. We established an ischemic canine model for first experiment.

Introduction : l’innervation et la vascularisation des corps caverneux du pénis sont très difficilement explorables par les techniques de dissection anatomiques classiques. De ce fait, elles demeurent pas très bien connues. La dissection anatomique assistée par ordinateur (CAAD), combinant méthodes immuno-histochimiques et reconstruction tridimensionnelle représente un outil original permettant l’analyse microscopique des artères et des nerfs au sein des corps caverneux. Les objectifs de ce travail étaient donc d’étudier l’innervation et la vascularisation microscopique des corps caverneux par dissection anatomique assistée par ordinateur (CAAD).Matériel et méthodes : Des coupes histologiques sériées de pénis ont été réalisées chez huit cadavres adultes masculins et sur des pièces issues de pénnectomie pour cancer à l’hôpital du kremlin-Bicêtre. Les coupes ont été traitées par des méthodes histologiques (Hématoxyline-Eosine et trichrome de Masson) et immuno-histochimiques pour détecter les fibres nerveuses (anti-S100), les fibres somatiques (anti-PMP22), les fibres adrénergiques (anti-TH), cholinergiques (anti-VAChT) et nitrergiques (anti-nNOS). Les lames ont ensuite été numérisées par un scanner de haute résolution optique et les images bidimensionnelles ont été reconstruites en trois dimensions grâce au logiciel WinSurf. Résultats: La reconstruction tridimensionnelle des coupes histologiques immuno-marquées a permis de décrire l’innervation et la vascularisation des corps caverneux du pénis. Les artères et les nerfs du pénis sont très largement anastomosés entre eux.Les anastomoses entre les artères caverneuses et les artères urétrales se font en dehors de l’albuginée du corps spongieux d’où le terme de « shunts caverno-urétraux » utilisé dans ce travail pour qualifier ces vaisseaux anastomotiques.La vascularisation et l’innervation permettent de distinguer deux compartiments anatomiques distincts au niveau du pénis : une partie proximale (les 2/3 du pénis) autonome dont les artères et les nerfs proviennent du plexus hypogastrique inférieur (supra-lévatorien), et le tiers distal somatique dont les artères et les nerfs proviennent des artères et nerfs dorsaux du pénis (infra-lévatorien).Les communications entre les systèmes autonomes et somatiques (entre le plexus hypogastrique inférieur supra-lévatorien et le nerf pudendal infra-lévatorien) existent donc à quatre niveaux : proximal, intermédiaire, à la racine du pénis et intracaverneuses. Les communications intracaverneuses sont responsables des marquages autonomes observés dans les nerfs dorsaux du pénis. Elles confèrent également aux corps caverneux une sensibilité à peu près semblable à celui du gland au cours de l’acte sexuel.Conclusion: Nos résultats montrent de très nombreuses anastomoses vasculaires et nerveuses dans les corps caverneux entre les systèmes supra et infra-lévatoriens avec 2 régions anatomiques distinctes : les 2/3 proximaux érectiles et le 1/3 distal sensitif. Ces anastomoses permettent d’espérer une certaine plasticité dans la vascularisation et l’innervation du pénis en cas de dysérection. / Introduction: The innervation and the vascularization of the corpora cavernosa of the penis are very difficult searchable by the classical anatomic dissections. Therefore, they remain not very well known. The computer-assisted anatomic dissection (CAAD), combining immunohistochemical methods and three-dimensional reconstruction is a unique tool for the microscopic analysis of the arteries and nerves in the corpora cavernosa.The objectives of this study were therefore to investigate the microscopic innervation and vascularization of the corpora cavernosa by the CAAD.Materials and methods: Serial histological sections of penis were performed in eight adult male cadavers and one piece after penectomy for cancer in the hospital of Kremlin Bicetre. The sections were processed by histological methods (hematoxylin-eosin and Masson trichrome) and immunohistochemistry to detect nerve fibers (anti-S100), somatic fibers (anti-PMP22), adrenergic fibers (anti-TH), cholinergic fibers (anti-VAChT) and nitrergic fibers (anti-nNOS). The slides were then scanned by a high resolution scanner and two-dimensional images were reconstructed in three dimensions using WinSurf software.Results: Three-dimensional reconstruction of immunolabeled histological sections allowed describing the innervation and vascularization of the corpora cavernosa of the penis. The arteries and nerves of the penis are widely anastomosed.The anastomoses between the cavernous arteries and urethral arteries are outside the tunica albuginea of the corpus spongiosum hence the term "cavernous urethral shunts".The innervation of the penis distinguishs two distinct anatomical portions: a proximal portion (2/3 of the penis) is autonomic whose arteries and nerves come from the inferior hypogastric plexus (supralevator), and the third including somatic distal nerves from the dorsal nerves of the penis (infralevator).The communications between autonomic and somatic systems (between the inferior hypogastric plexus and the pudendal nerve) exist in four levels: proximal, middle, crura of penis and intra-cavernous. The intra-cavernous communications are responsible for autonomic fibers observed in the dorsal nerves of the penis.Conclusion: Our results show a large number of vascular and nerve anastomoses in the corpora cavernosa between supra and infralevator sustems with two distinct anatomical regions: the 2/3 proximal erectile portion and 1/3 distal sensorial portion. These anastomoses provide a hope for the plasticity in the vascularization and innervation of the penis in cases of erectile dysfunction.

Ce travail de thèse est axé sur le domaine du traitement d'images biomédicales. L'objectif de notre étude est l'estimation des paramètres traduisant les propriétés mécaniques de l'artère carotide in vivo en imagerie échographique, dans une optique de détection précoce de la pathologie cardiovasculaire. L'analyse du mouvement longitudinal des tissus de la paroi artérielle, i.e. dans la même direction que le flux sanguin, représente la motivation majeure de ce travail. Les trois contributions principales proposées dans ce travail sont i) le développement d'un cadre méthodologique original et semi-automatique, dédié à la segmentation et à l'estimation du mouvement de la paroi artérielle dans des séquences in vivo d'images ultrasonores mode-B, ii) la description d'un protocole de génération d'une référence, faisant intervenir les opérations manuelles de plusieurs experts, dans le but de quantifier la précision des résultats de notre méthode malgré l'absence de vérité terrain inhérente à la modalité échographique, et iii) l'évaluation clinique de l'association entre les paramètres mécaniques et dynamiques de la paroi carotidienne et les facteurs de risque cardiovasculaire dans le cadre de la détection précoce de l'athérosclérose. Nous proposons une méthode semi-automatique, basée sur une approche conjointe de segmentation des contours de la paroi et d'estimation du mouvement des tissus. L'extraction de la position des interfaces est réalisée via une approche spécifique à la structure morphologique de la carotide, basée sur une stratégie de programmation dynamique exploitant un filtrage adapté. L'estimation du mouvement est réalisée via une méthode robuste de mise en correspondance de blocs (block matching), basée sur la connaissance du déplacement a priori ainsi que sur la mise à jour temporelle du bloc de référence par un filtre de Kalman spécifique. La précision de notre méthode, évaluée in vivo, correspond au même ordre de grandeur que celle résultant des opérations manuelles réalisées par des experts, et reste sensiblement meilleure que celle obtenue avec deux autres méthodes traditionnelles (i.e. une implémentation classique de la technique de block matching et le logiciel commercial Velocity Vector Imaging). Nous présentons également quatre études cliniques réalisées en milieu hospitalier, où nous évaluons l'association entre le mouvement longitudinal et les facteurs de risque cardiovasculaire. Nous suggérons que le mouvement longitudinal, qui représente un marqueur de risque émergent et encore peu étudié, constitue un indice pertinent et complémentaire aux marqueurs traditionnels dans la caractérisation de la physiopathologie artérielle, reflète le niveau de risque cardiovasculaire global, et pourrait être bien adapté à la détection précoce de l'athérosclérose.

Le système endothéline (ET) est activé en condition d’hypertension pulmonaire (HTP). L’efficacité des antagonistes des récepteurs à l’ET a clairement été démontrée et a menée à l’approbation clinique de tels antagonistes dans le traitement de l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Toutefois, il existe présentement un important débat opposant l’utilisation d’un antagoniste sélectif des récepteur ETA à l’utilisation d’un antagoniste double ETA/ETB dans le traitement de cette pathologie. Bien que nous sachions que le système ET est activé et contribue à l’HTAP, les modifications locales de ce système induites par la pathologie, particulièrement au niveau des artères de résistance pulmonaires, demeurent inconnues. De plus, l’impact de ces modifications sur la réponse pharmacologique aux divers antagonistes des récepteurs à l’ET (sélectifs versus double) est d’une importance capitale. Ainsi, le but de la première étude de cette thèse était d’évaluer les modifications potentielles de la pharmacologie du système ET au niveau des artères de résistance pulmonaires induites par l’HTAP. Dans cette étude, nous avons démontré qu’en condition contrôle l’antagoniste sélectif ETA et l’antagoniste double n’ont eu aucun effet sur la réponse vasoconstrictrice à l’ET-1. Toutefois, en condition d’HTAP, les antagonistes sélectif et double ont tous deux été en mesure de réduire la vasoconstriction pulmonaire induite par l’ET-1. Une diminution importante de l’expression génique du récepteur ETB pourrait être à l’origine de cette modification du profil pharmacologique des antagonistes. Une meilleure compréhension des rôles joués par les récepteurs ETA et ETB au niveau des artères de résistance pulmonaires pourrait permettre l’optimisation des traitements de l’HTAP. Ainsi, le but de la deuxième étude était d’évaluer les effets d’un traitement antisens ex vivo dirigé contre l’ARNm des récepteurs ETA et ETB dans la vasoconstriction des artères de résistance pulmonaires induite par l’ET-1. Dans cette étude, nous avons démontré dans un premier temps que les récepteurs ETA et ETB pouvaient former des dimères au niveau des artères de résistance pulmonaires. De plus, nous avons observé qu’une réduction de l’expression protéique du R-ETA entraînait une potentialisation de la vasoconstriction ETB dépendante suggérant ainsi qu’en condition contrôle, le récepteur ETA aurait un effet inhibiteur sur la vasoconstriction pulmonaire induite par la stimulation du récepteur ETB. Les effets délétères de l’ET-1 sur la circulation pulmonaire sont bien connus, toutefois seules quelques études ont porté leur attention sur l’implication de l’ET-3 dans l’HTAP. Ainsi, le but de la troisième étude était d’évaluer l’implication potentielle de l’ET-3 dans l’HTAP. Dans cette étude, nous avons démontré qu’il était nécessaire en condition contrôle de bloquer simultanément les récepteurs ETA et ETB afin de réduire la réponse vasoconstrictrice pulmonaire à l’ET-3. En condition d’HTAP, nous avons observé une augmentation non-significative des concentrations plasmatiques d’ET-3 ainsi qu’une modification du profil pharmacologique des antagonistes des récepteurs à l’ET. En effet, l’utilisation de l’antagoniste sélectif ETA ou de l’antagoniste double était dans les deux cas en mesure de réduire la vasoconstriction pulmonaire à l’ET-3. Les résultats de ces trois études suggèrent qu’il est préférable d’utiliser un antagoniste double dans le traitement de l’HTAP. En effet, (1) en condition d’HTAP, l’utilisation d’un antagoniste double est aussi efficace que l’utilisation d’un antagoniste sélectif ETA; (2) les récepteurs ETA et ETB peuvent former des dimères au niveau des artères de résistance pulmonaires et (3) le récepteur ETB joue un rôle prédominant dans la vasoconstriction pulmonaire, il semble donc essentiel de bloquer simultanément les récepteurs ETA et ETB afin d’inhiber la réponse vasoconstrictrice induite par l’ET. Mots-clés: endothéline-1, endothéline-3, artère de résistance pulmonaire, récepteur vasculaire, antagoniste des récepteurs à l’ET, dimérisation, phosphorothioate, hypertension artérielle pulmonaire / The endothelin (ET) system is activated in pulmonary arterial hypertension (PAH); indeed, increased plasma levels of ET-1 were detected in patients with various forms of PAH and in various experimental models. The therapeutic value of pharmacological blockade of ET receptors has been demonstrated in various animal models and led to the current approval and continued development of these drugs for the therapy of human PAH. Whether the net effect of either selective ETA receptor blockade or combined ETA/ETB receptor blockade provides greater therapeutic benefit remains a subject of debate. Although the ET system contributes to PAH, we currently incompletely comprehend which local modifications of this system occur as a consequence of PAH, particularly in small resistance arteries, and how this could affect the pharmacological response to ET receptor antagonists. The purpose of the first study was therefore to evaluate potential modifications of the pharmacology of the ET system in rat pulmonary resistance arteries from monocrotaline-induced PAH. Our results reveal striking changes in pulmonary vasculature sensitivity to ET receptor antagonism in PAH that may be related to a reduction in ETB receptor expression. A better understanding of the exact role played by both ETA and ETB receptors on pulmonary resistance arteries might contribute to optimization of PAH treatments. Therefore the aim of the second study was to clarify the role played by both ETA and ETB receptors in ET-1 induced pulmonary vasoconstriction using an antisense (AS) oligonucleotide ex vivo treatment. In this study we have demonstrated that ETA and ETB receptors can form heterodimers in pulmonary resistance arteries. Furthermore, suppression of ETA receptors potentiated the response to ET-1 suggesting that in control condition the ETA receptor has an inhibitory action on the ET-1 induced pulmonary vasoconstriction induced by the stimulation of the ETB receptor. Although the deleterious effects of ET-1 on the pulmonary circulation are well established, only a few studies have focused on ET-3 in PAH. Therefore, the purpose of the last study was to evaluate the potential implication of ET-3 in MCT-induced PAH and evaluate the roles of ETA and ETB receptors on ET-3-induced pulmonary vascular reactivity. In control condition, the use of a combination of both ETA and ETB receptor antagonists is necessary to reduce the ET-3 induced pulmonary vasoconstriction. In PAH, we found an increased ET-3 plasma levels and a modification of the pharmacological profile of ET receptor antagonists. Indeed, the use of either the ETA receptor antagonist or the dual antagonist was able to reduce the ET-3 response. The results from these three studies suggest that it is preferable to use a dual antagonist in the treatment of PAH. Indeed, (1) in PAH the use of a dual antagonist is as effective as the use of a selective ETA receptor antagonist (2) ETA and ETB receptors can form heterodimers in pulmonary resistance arteries and (3) ETB receptor plays an important role in the ET-1 induced pulmonary vasoconstriction, suggesting that it is necessary to block both receptors to reduce the ET-1 induced pulmonary vasoconstriction. Keywords: endothelin-1, endothelin-3, pulmonary resistance artery, receptor, endothelin receptor antagonist, dimerisation, phosphorothioate pulmonary arterial hypertension

Facial Artery Musculomucosal Flap in Skull Base Reconstruction Xie L. MD, Lavigne F. MD, Rahal A. MD, Moubayed SP MD, Ayad T. MD Introduction: Failure in skull base defects reconstruction can have serious consequences such as meningitis and pneumocephalus. The nasoseptal flap is usually the first choice but alternatives are necessary when this flap is not available. The facial artery musculomucosal (FAMM) flap has proven to be successful in head and neck reconstruction but it has never been reported in skull base reconstruction. Objective: To show that the FAMM flap can reach some key areas of the skull base and be considered as a new alternative in skull base defects reconstruction. Methods: We conducted a cadaveric study with harvest of modified FAMM flaps, endoscopic skull base dissection and maxillectomies in 13 specimens. Measures were taken for each harvested FAMM flap. Results: The approximate mean area for reconstruction from the combination of the distal FAMM and the extension flaps is 15.90 cm2. The flaps successfully covered the simulated defects of the frontal sinus, the ethmoid areas, the planum sphenoidale, and the sella turcica. Conclusion: The FAMM flap can be considered as a new alternative in the reconstruction of skull base defects. Modifications add extra length to the traditional FAMM flap and can contribute to a tighter seal of the defect as opposed to the FAMM flap alone. / Le lambeau musculomuqueux de la joue dans la reconstruction de la base du crâne Xie L. MD, Lavigne F. MD, Rahal A. MD, Moubayed SP MD, Ayad T. MD Introduction: Un échec dans la reconstruction de la base du crâne peut avoir des conséquences graves telles que la méningite ou la pneumocéphalie. Le premier choix de la reconstruction est le lambeau nasoseptal. Lorsque ce dernier n’est pas disponible, d’autres alternatives sont nécessaires. Le lambeau musculomuqueux de la joue (FAMM) a une place établie dans la reconstruction des déficits de la tête et du cou, mais il n’a pas jamais été décrit dans la reconstruction de la base du crâne. Objectif: Démontrer que le lambeau de FAMM peut atteindre des zones clés de la base du crâne et être considéré comme une nouvelle option de reconstruction de cette région. Méthode: Nous avons entrepris une étude cadavérique avec prélèvement de lambeaux de FAMM modifiés et une dissection endoscopique de la base du crâne sur 13 spécimens. Des mesures ont été prises pour chaque lambeau prélevé. Résultats: L’aire de reconstruction moyenne du lambeau de FAMM et des extensions est de 15.90 cm2. Les lambeaux couvrent totalement les déficits simulés du sinus frontal, des ethmoïdes, le toit du sphénoïde et la selle turcique. Conclusion: Le lambeau de FAMM peut être considéré comme une nouvelle alternative dans la reconstruction des déficits de la base du crâne. Les modifications apportent une longueur additionnelle et contribuent à une couverture plus étanche du déficit que le lambeau de FAMM seul.

L’incidence de l’ischémie critique est en augmentation depuis ces vingt dernières années. La revascularisation diminue le taux d’amputation. Les plaies ischémiques infectées avec l’exposition des tendons, des os ou des articulations, ne peuvent pas cicatriser avec la revascularisation et le débridement local. La chirurgie, associant un pontage veineux distal ou une recanalisation et un lambeau libre, permet de traiter les pertes de substances et présente un avantage hémodynamique en augmentant le débit du pontage grâce au lit vasculaire ajouté par le lambeau. Nous proposons une nouvelle technique chirurgicale basée sur l’utilisation d’une unité anatomique unique, le lambeau-pontage épiploïque (LPE). Il est composé d’un axe artériel, l’artère gastroépiploïque (AGE), qui procure le greffon, et du grand épiploon, utilisé comme lambeau irrigué par une ou plusieurs branches épiploïques. Le but de ce travail était d’analyser la faisabilité anatomique d’un LPE et de valider le scanner pour l’évaluation préopératoire de l’AGE. Nous avons également évalué les effets hémodynamiques de cette technique et analysé la première expérience clinique. 100 dissections anatomiques ont été réalisées afin de mesurer les diamètres et les longueurs de l’AGE droite et de ses branches, ainsi qu’une radiographie après injection de produit radio-opaque. Pour évaluer la faisabilité préopératoire, nous avons étudié 30 tomodensitométries. Nous avons également exploré les effets hémodynamiques dans le modèle porcin. Notre étude anatomique confirme la faisabilité d’un LPE. La longueur moyenne de l’AGE est de 24,5 cm. Le diamètre proximal moyen est de 3 mm et celui distal est de 1,5 mm. Les données de l’étude radiologique montrent que le scanner peut être utilisé pour le repérage préopératoire de l’AGE et la faisabilité d’un LPE. Les mesures hémodynamiques ont montré que, grâce au lambeau épiploïque, le débit sanguin du pontage augmente et que les résistances distales diminuent. Le LPE est une technique chirurgicale qui doit permettre de repousser les limites de sauvetage de membre dans les conditions de cette pathologie extrême, réalisant une revascularisation distale et une couverture simultanée des pertes de substances chez les patients atteints d’artériopathie. / The incidence of critical limb ischemia increases with the ageing of the population. Often, revascularization decreases the rate of amputation. In some cases, infected wounds with exposure of the tendons, bones or articulations will not heal only with revascularization and local debridement. Surgery combining a distal venous bypass or recanalisation and a free flap can treat those wounds, the vascular bed added by the flap improve the hemodynamic and increases the flow in the bypass. We proposed a new surgical method based on the use of a single anatomical unit, the epiploic flow-through flap (FTF), the gastroepiploic artery (GEA) as the vascular substitute and the greater omentum as the flap. The aim of this work was to analyze the anatomical feasibility of an epiploic BF, and to validate CT scan for preoperative assessment of the suitability of the GEA. We also aimed to evaluate the hemodynamic effects of this technique and to analyze the first clinical experience. 100 anatomical dissections were performed in order to measure the diameters and the lengths of GEA and its branches. An extensive X-ray study was also carried out with injection of a radiopaque product. To evaluate preoperative feasibility of the omental FTF, we studied radiological properties of the GEA on 30 routine CT scans. Finally, we also explored the hemodynamic behavior of this artery and its related flap in porcine models. Our anatomical study confirms the feasibility of a FTF. The average available length of GEA is 245 mm. The average proximal diameter is 3 mm and the distal one is 1.5 mm. Data of radiological study show that CT scan can be used to indicate GEA suitability for an epiploic FTF. The hemodynamic measures showed that thanks to the flap, the blood flow increase in the bypass. Ultimately,we report our first clinical application of the omental FTF for distal lower limb revascularization combined to wound coverage, with successful outcome. Epiploic FTF is a surgical technique, which allows distal revascularization and a simultaneous cover of the limb extremity. This technique can be useful in patients requiring a distal revascularization associated with the coverage of large the wounds

Obturation par système de ligature thermo-fusion de l'artère pulmonaire dans les lobectomies par vidéothoracoscopie. Objectifs : La résection pulmonaire anatomique est la stratégie de traitement principale pour les cancers du poumon non à petites cellules (CPNPC) de stade I et II. L’approche minimalement invasive est recommandée par rapport à l’approche ouverte par thoracotomie. La division de l'artère pulmonaire est généralement effectuée à l'aide d'agrafes mécaniques. Cependant, leur taille, leur rigidité et leur forme peuvent les rendre difficiles à utiliser sur les petites branches de l’artère pulmonaire, ce qui peut augmenter le risque d'hémorragie. Les appareils de ligature thermo-fusion peuvent constituer une alternative pour sceller les branches de l’artère pulmonaire avec l'avantage d'être plus petits et plus fins. Cette thèse vise à évaluer l'efficacité et la sécurité d'un appareil à énergie ultrasonique pour sceller les branches de l’artère pulmonaire de 7 mm ou moins durant les résections pulmonaires anatomiques minimalement invasives. Méthodes : Une approche par étape a été adoptée. Initialement, une étude de survie animale a été menée. L’appareil à énergie ultrasonique a été utilisé pour diviser toutes les branches de l’artère pulmonaire lors de lobectomies par thoracoscopie. Deux essais cliniques de phase 1 ont été menés ; le premier lors de lobectomies ouvertes et le second lors de lobectomies par thoracoscopie. Dans les deux essais, l’appareil à énergie ultrasonique a été utilisé pour sceller les branches de l’artère pulmonaire de 7 mm ou moins. Un essai clinique multicentrique de phase 2 a enrôlé des patients devant recevoir une lobectomie par thoracoscopie. De manière similaire aux essais de phase 1, l’appareil à énergie ultrasonique a été utilisé pour sceller les branches de l’artère pulmonaire de 7 mm ou moins. Enfin, une étude animale évaluant la production de chaleur lors du scellement de l’artère pulmonaire avec des dispositifs à énergie a été réalisée. Résultats : Dans l'étude de survie animale, 21 branches de l’artère pulmonaire ont été scellées avec l’appareil à énergie ultrasonique. Une branche de 10 mm n’était pas complètement scellée immédiatement après l’application de l’appareil à énergie ultrasonique et a correctement été scellée en réappliquant l’appareil. Il n'y a eu aucune autre complication. Dans les essais cliniques de phase 1 et 2, un total de 180 patients ont été recrutés et 239 branches de l’artère pulmonaire ont été scellées avec l’appareil à énergie ultrasonique. Trois artères n’étaient pas complètement scellées en intraopératoire et un patient a nécessité une conversion en thoracotomie. Il n'y a eu aucune mortalité postopératoire. L'étude animale évaluant la production de chaleur émise par les appareils de ligature thermo-fusion a établi que l’appareil devrait avoir une marge de sécurité de 3 mm par rapport aux structures vitales. Conclusion : Dans cette approche par étapes, l’appareil à énergie ultrasonique était sécuritaire et efficace pour sceller les branches de l'artère pulmonaire de 7 mm ou moins. L’appareil est une alternative appropriée aux agrafes mécaniques pour sceller les petites branches de l'artère pulmonaire lors de résections pulmonaires anatomiques minimalement invasives. Cela pourrait rendre les résections pulmonaires minimalement invasives plus faciles et plus sécuritaires. / Ultrasonic Energy for Pulmonary Artery Branch Ligation During VATS Lobectomy Objectives : Anatomic lung resection is the primary treatment strategy for stage I and II non-small cell lung cancer (NSCLC). A minimally invasive approach is recommended over open thoracotomy. Pulmonary artery (PA) division is usually achieved with endostaplers. However, their large size, rigidity and shape can make them difficult to apply on small PA branches and may increase the risk of PA injury and hemorrhage. Ultrasonic energy devices may represent a suitable alternative for PA sealing with the advantage of being smaller and finer. This thesis aims at evaluating the safety and efficacy of an ultrasonic energy device to seal PA branches of 7 mm or less during minimally invasive anatomical lung resections. Methods : A stepwise approach was adopted. Initially, an animal survival study was conducted. The ultrasonic energy device was used to divide all the PA branches during video-assisted thoracoscopic surgery (VATS) lobectomy in the animals. Two phase 1 trials were conducted; the first was in open lobectomy and the second in VATS lobectomy. In both trials, the ultrasonic energy device was used to seal PA branches of 7 mm or less. A multicenter phase 2 clinical trial enrolled patients undergoing VATS lobectomy. Similarly to the phase 1 trials, the ultrasonic energy device was used to seal PA branches of 7 mm or less. Finally, an animal study evaluating heat production during PA sealing with energy devices was completed. Results : In the animal survival study, a total of 21 PA branches were sealed with the ultrasonic energy device. One 10 mm PA branch had a partial seal failure immediately at the time of sealing and was successfully sealed by reapplying the device. There were no other complications. In the phase 1 and 2 trials, a total of 180 patients were recruited and 239 PA branches were sealed with the ultrasonic energy device. Three intraoperative seal failures occurred, and one patient required conversion to thoracotomy. There was no postoperative mortality. The animal study evaluating heat production established that the device tip should have a safety margin of 3 mm from vital structures. Conclusions : In this bench-to-bedside approach, the ultrasonic energy device for sealing PA branches of 7 mm or less was safe and efficient. The device is a suitable alternative to endostaplers for sealing small PA branches during minimally invasive anatomical lung resections. This has the potential to make minimally invasive lung resections easier and safer.

La dysfonction de l’endothélium vasculaire, associée à une diminution de ses propriétés vasorelaxantes et anti-thrombogéniques, survient avec le vieillissement mais également chez de plus jeunes patients athérosclérotiques présentant plusieurs facteurs de risque cardiovasculaire. Au niveau cellulaire, le vieillissement des cellules endothéliales (CE) mène à un état irréversible de non division cellulaire appelé sénescence. Ces cellules sénescentes présentent des changements spécifiques au niveau de leur morphologie et de l’expression génique, menant à leur dysfonction. La sénescence dite réplicative est déclenchée par le raccourcissement des télomères survenant à chaque division cellulaire, mais peut également être induite prématurément par le stress oxydant (SIPS). L’objectif principal de cette étude est de caractériser la sénescence de CE vasculaires isolées à partir de patients athérosclérotiques, et d’observer l’impact des facteurs de risque sur cette sénescence. Afin de confirmer la contribution des deux principales voies de la sénescence, nous avons par la suite étudié conjointement ou séparément, l’impact d’un traitement chronique avec un antioxydant sur la sénescence de CE, et d’une surexpression de la sous-unité catalytique de la télomérase (hTERT), une enzyme responsable de l’allongement des télomères. Nous avons isolé et cultivé des CE provenant d’artères mammaires internes prélevées lors de pontages coronariens. Selon les études, les cellules ont été infectées ou non avec un lentivirus surexprimant la hTERT, et cultivées in vitro jusqu’à sénescence, en présence ou en absence de l’antioxydant N-acétyl-L-cystéine (NAC). Différents marqueurs des deux principales voies de la sénescence (réplicative ou SIPS) ont été quantifiés. La sénescence cellulaire se développe exponentiellement avec le temps et est associée à une réduction de la viabilité et de la prolifération cellulaires. Chez les patients athérosclérotiques, le vieillissement des CE passe par les deux principales voies de la sénescence : des télomères courts initialement en culture et la durée d’exposition in vivo aux facteurs de risque cardiovasculaire prédisent une apparition prématurée de la sénescence. Toutefois, chez les fumeurs, la sénescence est exclusivement du type SIPS. Ces facteurs de risque cardiovasculaire et principalement l’hypertension, semblent accélèrer le vieillissement biologique et favoriser la dysfonction des CE. Lorsque traitées chroniquement avec le NAC, les CE présentant initialement de moindres dommages cellulaires et moléculaires ainsi qu’une meilleure défense antioxydante développent une sénescence retardée. Lorsque le NAC est combiné à une surexpression de la hTERT, les deux voies de la sénescence sont bloquées et une immortalisation cellulaire est observée. À l’inverse, dans les CE les plus endommagées par les ROS in vivo, le NAC n’a aucun effet sur le développement de la sénescence, la hTERT, seule ou en combinaison avec le NAC, retarde légèrement la sénescence mais aucune immortalisation n’est observée lorsque ces traitements sont combinés. En conclusion, nos études démontrent que l’exposition chronique au stress oxydant associé aux facteurs de risque cardiovasculaire accélère le développement de la sénescence de CE vasculaires, contribuant potentiellement à l’athérogénèse. Dans les cellules de patients athérosclérotiques, il semble exister un seuil de dommages cellulaires et moléculaires subis in vivo au-delà duquel, aucun traitement (antioxydant ou hTERT) ne peut être bénéfique. / Vascular aging is associated with a decrease in endothelial dilatory and antithrombotic functions. This typical endothelial dysfunction, however, is also present in younger patients with cardiovascular diseases (CVD). At the cellular level, aging of healthy vascular endothelial cells (EC) leads to senescence, a state of permanent growth arrest. Senescence is characterized by specific changes in cell morphology and gene expression, which reduce EC function and thus are proposed to be pro-atherogenic. Age-associated telomere shortening leads to replicative senescence of human endothelial cells, but senescence can also be induced prematurely by oxidative stress (SIPS). Our aim was to characterize senescence of EC isolated from atherosclerotic patients and look at the influence of risk factors for CVD on the onset of senescence. To confirm the contribution of each of the two mains pathways triggering senescence, we then looked at the impact on senescence of a chronic treatment with an antioxidant combined or not with an overexpression of the catalytic subunit of telomerase (hTERT), a reverse transcriptase involved in telomere elongation. We used EC isolated from internal mammary arteries discarded during coronary bypass graft surgery. Depending on the study, EC were infected or not with a lentivirus overexpressing hTERT, and cells were cultured in vitro until senescence, in the presence or the absence of the antioxidant N-acetyl-L-cysteine (NAC). Different markers of the two main pathways of senescence (replicative ou SIS) were quantified. Senescence develops exponentially with time in culture and is associated with a decrease in cell viability and proliferation. In atherosclerotic patients, cellular aging displays an overlap between replicative and stress-induced senescence: short initial telomere length in vitro and a long exposure to risk factors for CVD in vivo predict the onset of a premature senescence. However, in smoking patients, premature senescence is exclusively induced by oxidative stress. Risk factors for CVD seem to accelerate the biological aging leading to EC dysfunction. When treated chronically with NAC, EC presenting initially lower levels of damage and a better endogenous antioxidant capacity develop a delayed senescence, probably due to a slight hTERT activation. When NAC is combined with an overexpression of hTERT, both pathways triggerring senescence are blocked and cellular immortalization is observed. In contrast, in EC presenting higher levels of damage undergone in vivo, NAC has no effect by itself on the onset of senescence, hTERT delays the onset of senescence in combination or not with NAC, but no cellular immortalization was observed in NAC-hTERT cells. In conclusion, our studies show that a chronic in vivo exposition to oxidative stress associated with risk factors for CVD accelerates the onset of vascular endothelial cells senescence that could potentially contribute to atherogenesis. EC having strong antioxidant defense capacity and DNA repair mechanisms may be rescued from replicative and stress-induced senescence unless EC have undergone an insurmountable cellular and molecular damage possibly due to uncontrolled free radical production associated with risk factors for CVD.

La dysfonction de l’endothélium vasculaire, associée à une diminution de ses propriétés vasorelaxantes et anti-thrombogéniques, survient avec le vieillissement mais également chez de plus jeunes patients athérosclérotiques présentant plusieurs facteurs de risque cardiovasculaire. Au niveau cellulaire, le vieillissement des cellules endothéliales (CE) mène à un état irréversible de non division cellulaire appelé sénescence. Ces cellules sénescentes présentent des changements spécifiques au niveau de leur morphologie et de l’expression génique, menant à leur dysfonction. La sénescence dite réplicative est déclenchée par le raccourcissement des télomères survenant à chaque division cellulaire, mais peut également être induite prématurément par le stress oxydant (SIPS). L’objectif principal de cette étude est de caractériser la sénescence de CE vasculaires isolées à partir de patients athérosclérotiques, et d’observer l’impact des facteurs de risque sur cette sénescence. Afin de confirmer la contribution des deux principales voies de la sénescence, nous avons par la suite étudié conjointement ou séparément, l’impact d’un traitement chronique avec un antioxydant sur la sénescence de CE, et d’une surexpression de la sous-unité catalytique de la télomérase (hTERT), une enzyme responsable de l’allongement des télomères. Nous avons isolé et cultivé des CE provenant d’artères mammaires internes prélevées lors de pontages coronariens. Selon les études, les cellules ont été infectées ou non avec un lentivirus surexprimant la hTERT, et cultivées in vitro jusqu’à sénescence, en présence ou en absence de l’antioxydant N-acétyl-L-cystéine (NAC). Différents marqueurs des deux principales voies de la sénescence (réplicative ou SIPS) ont été quantifiés. La sénescence cellulaire se développe exponentiellement avec le temps et est associée à une réduction de la viabilité et de la prolifération cellulaires. Chez les patients athérosclérotiques, le vieillissement des CE passe par les deux principales voies de la sénescence : des télomères courts initialement en culture et la durée d’exposition in vivo aux facteurs de risque cardiovasculaire prédisent une apparition prématurée de la sénescence. Toutefois, chez les fumeurs, la sénescence est exclusivement du type SIPS. Ces facteurs de risque cardiovasculaire et principalement l’hypertension, semblent accélèrer le vieillissement biologique et favoriser la dysfonction des CE. Lorsque traitées chroniquement avec le NAC, les CE présentant initialement de moindres dommages cellulaires et moléculaires ainsi qu’une meilleure défense antioxydante développent une sénescence retardée. Lorsque le NAC est combiné à une surexpression de la hTERT, les deux voies de la sénescence sont bloquées et une immortalisation cellulaire est observée. À l’inverse, dans les CE les plus endommagées par les ROS in vivo, le NAC n’a aucun effet sur le développement de la sénescence, la hTERT, seule ou en combinaison avec le NAC, retarde légèrement la sénescence mais aucune immortalisation n’est observée lorsque ces traitements sont combinés. En conclusion, nos études démontrent que l’exposition chronique au stress oxydant associé aux facteurs de risque cardiovasculaire accélère le développement de la sénescence de CE vasculaires, contribuant potentiellement à l’athérogénèse. Dans les cellules de patients athérosclérotiques, il semble exister un seuil de dommages cellulaires et moléculaires subis in vivo au-delà duquel, aucun traitement (antioxydant ou hTERT) ne peut être bénéfique. / Vascular aging is associated with a decrease in endothelial dilatory and antithrombotic functions. This typical endothelial dysfunction, however, is also present in younger patients with cardiovascular diseases (CVD). At the cellular level, aging of healthy vascular endothelial cells (EC) leads to senescence, a state of permanent growth arrest. Senescence is characterized by specific changes in cell morphology and gene expression, which reduce EC function and thus are proposed to be pro-atherogenic. Age-associated telomere shortening leads to replicative senescence of human endothelial cells, but senescence can also be induced prematurely by oxidative stress (SIPS). Our aim was to characterize senescence of EC isolated from atherosclerotic patients and look at the influence of risk factors for CVD on the onset of senescence. To confirm the contribution of each of the two mains pathways triggering senescence, we then looked at the impact on senescence of a chronic treatment with an antioxidant combined or not with an overexpression of the catalytic subunit of telomerase (hTERT), a reverse transcriptase involved in telomere elongation. We used EC isolated from internal mammary arteries discarded during coronary bypass graft surgery. Depending on the study, EC were infected or not with a lentivirus overexpressing hTERT, and cells were cultured in vitro until senescence, in the presence or the absence of the antioxidant N-acetyl-L-cysteine (NAC). Different markers of the two main pathways of senescence (replicative ou SIS) were quantified. Senescence develops exponentially with time in culture and is associated with a decrease in cell viability and proliferation. In atherosclerotic patients, cellular aging displays an overlap between replicative and stress-induced senescence: short initial telomere length in vitro and a long exposure to risk factors for CVD in vivo predict the onset of a premature senescence. However, in smoking patients, premature senescence is exclusively induced by oxidative stress. Risk factors for CVD seem to accelerate the biological aging leading to EC dysfunction. When treated chronically with NAC, EC presenting initially lower levels of damage and a better endogenous antioxidant capacity develop a delayed senescence, probably due to a slight hTERT activation. When NAC is combined with an overexpression of hTERT, both pathways triggerring senescence are blocked and cellular immortalization is observed. In contrast, in EC presenting higher levels of damage undergone in vivo, NAC has no effect by itself on the onset of senescence, hTERT delays the onset of senescence in combination or not with NAC, but no cellular immortalization was observed in NAC-hTERT cells. In conclusion, our studies show that a chronic in vivo exposition to oxidative stress associated with risk factors for CVD accelerates the onset of vascular endothelial cells senescence that could potentially contribute to atherogenesis. EC having strong antioxidant defense capacity and DNA repair mechanisms may be rescued from replicative and stress-induced senescence unless EC have undergone an insurmountable cellular and molecular damage possibly due to uncontrolled free radical production associated with risk factors for CVD.