Le coeur et les vaisseaux sanguins sont directement issus de l'endothélium et dépendent de sa fonction. Le coeur ne représente pas la seule force motrice de notre système circulatoire, la plupart des stratégies thérapeutiques actuelles des maladies cardiovasculaires sont encore focalisées sur le coeur, négligeant l'ensemble du système circulatoire et le système endothélial. Par exemple, le développement de Dispositifs d'Assistance Cardiaque (DAC) est influencé par le coeur, conçu pour suivre,obéir et doit être synchronisé avec un organe malade.De nombreux « signaux » de nature différente sont capables d’activer les cellules endothéliales : les forces de cisaillement créées par le flux sanguin parallèle à la surface de la paroi des vaisseaux, mais également les forces perpendiculaires provoquées par l’étirement de la paroi artérielle par les variations de la pression et la qualité cyclique de ces forces. L’activation de cellules endothéliales est due à la pulsatilité du flux mais aussi à l’action de substances vasoactives et des médiateurs de l’inflammation.Dans notre travail de thèse, nous proposons une nouvelle approche thérapeutique,basée sur une révision fondamentale de l'ensemble du système circulatoire: exposer les défauts de la gestion courante des maladies cardiovasculaires (MCV). Notre nouveau concept se concentre sur la dynamique des flux sanguins pour stimuler,restaurer et maintenir la fonction endothéliale, et compris le coeur lui-même. Nous avons développé et évalué une nouvelle génération de DAC pulsatiles, testée in vitro et in vivo.Pendant le déroulement de cette thèse nous avons effectué les études suivantes:1. Etude d’un prototype de cathéter pulsatile. Il est testé de manière isolée dans un modèle expérimental d’ischémie aiguë du myocarde et dans un modèle d’hypertension pulmonaire aiguë.2. Etude d’un prototype de tube pulsatile à double lumière. Il est testé in-vitro dans un circuit de circulation extracorporelle, et in vivo comme assistance ventriculaire gauche.73. Etude d’un prototype de combinaison pulsatile. Il est testé sur un modèle animal présentant une défaillance aiguë du ventricule droit. Des prototypes de masques et de pantalons pulsatiles sont en développement.En conclusion, notre approche est basée sur l’activation de la fonction endothéliale plutôt qu’en une assistance cardiaque directe. Ce concept permet une meilleure gestion thérapeutique des maladies circulatoires et cardio-pulmonaires. / The “Heart” is still considered as the main organ to be dealt with, in case ofcardiovascular disease. Nevertheless, the heart is not the only driving force in ourcirculatory system. In fact, the heart and blood vessels are the direct issues of theendothelium and depend on its function. Moreover, almost all current therapeuticstrategies are still focusing on the heart and neglecting the entire circulatoryendothelialsystem. For example, development of cardiac assist devices (CAD) is stillrestrained by the heart, designed to follow, obey and must be synchronized with adiseased organ.Many "signals" of different nature are capable of activating endothelial cells: the shearforces created by the blood flow parallel to the surface of the vessel wall, but alsoforces caused by stretching perpendicular to the artery wall by the cyclic pressuregradient and the quality of these forces. The activation of endothelial cells is due tothat pressurized flow dynamic forces, but also to the action of vasoactive substancesand inflammatory mediators.In this thesis we are proposing a new therapeutic approach, based on a fundamentalrevision of the entire systems: exposing those defects of current management ofcardiovascular diseases (CVD). A concept that focuses on flow dynamics to stimulate,restore and maintain endothelial function including the heart itself. This includespreliminary results of new generations of pulsatile CAD that promote endothelial shearstress (ESS) enhancement. Devices prototypes were tested.During this thesis, pulsatile devices prototypes were tested in vivo, in vitro as well aswith pre-clinical volunteers as follow:1. A pulsatile catheter prototype was tested in 2 pediatric animal models (piglets) of:acute myocardial ischemia; and acute pulmonary arterial hypertension.2. A pulstile tube prototype was tested in vitro (mock circuit) and in vivo (piglets) as aleft ventricular assist device (ongoing).3. Pulsatile suit prototypes were tested: in vivo (piglets) for acute right ventricularfailure treatment. Prototypes of pulsatile mask and trousers are currently in plannedfor pre-clinical studies.9Conclusion, Think endothelial instead of cardiac is our policy for better management ofCVD.

La thèse « Arrêt cardiaque réfractaire aux traitements pharmacologiques: quelle solution proposer pour améliorer la circulation systémique et cérébrale? » a montré que l'amélioration de la fonction circulatoire peut être obtenue à plusieurs étapes de la prise en charge de l'arrêt cardiaque. La première étude du travail, sous la forme d'une étude expérimentale à double randomisation, a montré que l'assistance circulatoire type extracorporeal life support ECLS apporte un bénéfice sur la mortalité dans la prise en charge de l'arrêt cardiaque réfractaire chez le cochon, et que l'adrénaline administrée en intraveineux lors de la résuscitation prolongée n'améliore pas la survie des animaux. La deuxième étude a montré que la canulation pour l'ECLS peut être réalisée rapidement par voie percutanée à l'aide d'un repérage échographique et en utilisant des guides rigides en salle de cathétérisme cardiaque chez les patients en arrêt cardiaque réfractaire, permettant l'initiation de l'ECLS dans des centres dotés de salle de cathétérisme sans chirurgie cardiovasculaire. La troisième étude a retrouvé que l'état de choc et le pH artériel<7,11 sont des critères pronostiques identifiant les patients qui, après un arrêt cardiaque, présentent une reprise d'une circulation spontanée mais sont à risque de décéder d'insuffisance circulatoire réfractaire au traitement par catécholamines. La quatrième étude à montré que la stabilisation de la fonction circulatoire par l'ECLS peut être suivie par une meilleure récupération de la fonction ventriculaire gauche en modulant la postcharge, par un dispositif pulsatile diminuant le débit de l'ECLS lors de la systole cardiaque. Enfin, l'optimisation de la circulation cérébrale nécessite en plus de l'optimisation de la circulation systémique, le contrôle de l'interaction entre la pression en gaz carbonique et le débit sanguin cérébral qui est amélioré par une normalisation de la pression en gaz carbonique en stratégie pH-stat. Cette stratégie mesure la pression en gaz carbonique à la température réelle du patient au lieu de la température de référence 37° comme dans la stratégie alpha-stat. L’ensemble de ces résultats, pouvant être appliqués à différentes étapes de la prise en charge d'un patient présentant un arrêt cardiaque, pourraient permettre l'amélioration du pronostic des patients. / The doctoral dissertation « Cardiac arrest refractory to pharmacological treatments : what solution to propose to improve systemic and cerebral circulation ? » showed that circulatory function improvement can be achieved at several stages of the management of cardiac arrest patients. The first study of the dissertation, a double randomization experimental study, showed that extracorporeal life support - ECLS type circulatory assistance improves mortality in refractory cardiac arrest in pigs, and intravenous administration of epinephrine during prolonged resuscitation does not improve survival.The second study showed that cannulation for ECLS can be performed rapidly by the percutaneous technique using echography guidance and stiff wires in the catheterization laboratory in refractory cardiac arrest patients allowing for ECLS initiation in centres with catheterization laboratories but without cardiovascular surgery.The third study found that circulatory shock and arterial pH<7.11 are prognostic criteria identifying patients who, after a cardiac arrest, have return of spontaneous circulation but are at risk of death from circulatory failure refractory to catecholamine treatment.The fourth study showed that hemodynamic stabilization by ECLS can be followed by a better recovery of the left ventricular function by modulating afterload using a pulsatile device lowering ECLS output during systole.Finally, optimization of the cerebral circulation requires besides optimization of the systemic circulation, the control of the interaction between carbon dioxyde partial pressure and cerebral circulatory output, which is improved by normalizing carbon dioxyde partial pressure in pH-stat strategy. This strategy measures partial pressure of carbon dioxyde at the real temperature of the patients instead of the theoretical 37° reference temperature as in alpha-stat strategy.All these results can be applied at different stages of the management of cardiac arrest patients and may improve their prognosis.

Le coeur et les vaisseaux sanguins sont directement issus de l'endothélium et dépendent de sa fonction. Le coeur ne représente pas la seule force motrice de notre système circulatoire, la plupart des stratégies thérapeutiques actuelles des maladies cardiovasculaires sont encore focalisées sur le coeur, négligeant l'ensemble du système circulatoire et le système endothélial. Par exemple, le développement de Dispositifs d'Assistance Cardiaque (DAC) est influencé par le coeur, conçu pour suivre,obéir et doit être synchronisé avec un organe malade.De nombreux " signaux " de nature différente sont capables d'activer les cellules endothéliales : les forces de cisaillement créées par le flux sanguin parallèle à la surface de la paroi des vaisseaux, mais également les forces perpendiculaires provoquées par l'étirement de la paroi artérielle par les variations de la pression et la qualité cyclique de ces forces. L'activation de cellules endothéliales est due à la pulsatilité du flux mais aussi à l'action de substances vasoactives et des médiateurs de l'inflammation.Dans notre travail de thèse, nous proposons une nouvelle approche thérapeutique,basée sur une révision fondamentale de l'ensemble du système circulatoire: exposer les défauts de la gestion courante des maladies cardiovasculaires (MCV). Notre nouveau concept se concentre sur la dynamique des flux sanguins pour stimuler,restaurer et maintenir la fonction endothéliale, et compris le coeur lui-même. Nous avons développé et évalué une nouvelle génération de DAC pulsatiles, testée in vitro et in vivo.Pendant le déroulement de cette thèse nous avons effectué les études suivantes:1. Etude d'un prototype de cathéter pulsatile. Il est testé de manière isolée dans un modèle expérimental d'ischémie aiguë du myocarde et dans un modèle d'hypertension pulmonaire aiguë.2. Etude d'un prototype de tube pulsatile à double lumière. Il est testé in-vitro dans un circuit de circulation extracorporelle, et in vivo comme assistance ventriculaire gauche.73. Etude d'un prototype de combinaison pulsatile. Il est testé sur un modèle animal présentant une défaillance aiguë du ventricule droit. Des prototypes de masques et de pantalons pulsatiles sont en développement.En conclusion, notre approche est basée sur l'activation de la fonction endothéliale plutôt qu'en une assistance cardiaque directe. Ce concept permet une meilleure gestion thérapeutique des maladies circulatoires et cardio-pulmonaires.