Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'application des biomatériaux est de plus en plus élargie. Le progrès médical suggère l'utilisation des biomatériaux (verres bioactifs, apatites,..) en tant qu'implants selon le besoin de l'organisme. L'objectif de notre travail est de mettre en évidence l'influence biologique des molécules organiques (bisphosphonates, biopolymères et antibiotiques) incorporés dans des matrices de verres bioactifs. De même, notre étude vise à optimiser les meilleures techniques de synthèse et d'association des verres bioactifs à ces molécules. La détoxification des rats mâles de souche « Wistar » exposés au chlorure de nickel par une apatite synthétique a aussi fait l'objet de ce travail. Suite à une perte osseuse provoquée, nous avons démontré que l'utilisation des antibiotiques associés à des verres bioactifs en tant qu'implants osseux, chez des rattes ovariectomisées, permet d'éliminer certains effets indésirables par voie systémique. Ceci a été mis en évidence par l'évaluation des paramètres biochimiques et histologiques du foie et du rein. Aucune variation significative en comparaison avec ceux du témoin négatif n'a été révélée. L'étude in vitro a montré d'une part que l'introduction du Chitosan et surtout de l'antibiotique dans la matrice vitreuse font augmenter l'activité antibactérienne in vitro. Cette étude in vitro a montré d'autre part que la Ciprofloxacine induit un effet néfaste sur les cellules ostéoblastiques et endothéliales. Cet effet est local lorsqu'il s'agit des expérimentations in vivo. Ceci est mis en évidence lors des évaluations du statut oxydant. Les marqueurs du remodelage osseux, l'histologie de l'os et les paramètres physico-chimiques montrent l'effet retardateur de cet antibiotique sur la dissolution de l'implant et par conséquent sur son ossification. La synthèse par le procédé de sol-gel provoque une bioactivité plus importante que celle obtenue par fusion. La bioactivité des verres bioactifs étudiés diffère selon la molécule introduite. Celle-ci est réduite dans le cas de l'association du Clodronate et de Ciprofloxacine in vitro et in vivo. Alors que, le Polyvinyl Alcohol et surtout le Chitosan font modifier la cinétique de cette bioactivité in vivo. Concernant l'hydroxyapatite, nous avons essayé d'explorer son effet détoxifiant chez des rats reçevant le chlorure de nickel. Nos résultats ont montré que le nickel induit un stress oxydant au niveau du foie, du rein, de la rate et du culot érythrocytaire. Des troubles physiologiques ont été observés chez les rats exposés au nickel. Cependant, l'implantation de l'hydroxyapatite protège les rats intoxiqués par le nickel contre ses effets toxiques en diminuant l'état du stress. Le biomatériau utilisé s'avère efficace pour corriger l'équilibre ferrique et phosphocalcique, protéger les fonctions rénale et hépatique, abaisser le taux du nickel osseux et corriger l'anémie. / The application of biomaterials is increasingly widened. Medical progress suggest the use of biomaterials (bioactive glasses, apatites,..) as implants according to the need of the body. The aim of our work is to highlight the biological influence of organic molecules (bisphosphonates, biopolymers and antibiotics) incorporated into matrix of bioactive glasses. Similarly, our study aims to optimize the best synthesis and combination technique of bioactive glasses to these molecules. The detoxification of male rats strain "Wistar" exposed to nickel chloride by a synthetic apatite also has been the object of this work. Following the bone loss induced, we have demonstrated that the use of antibiotics associated with bioactive glass as bone implants, in ovariectomised rats, eliminates some adverse effects systemic. This has been highlighted by the evaluation of biochemical and histological parameters of liver and kidney. Any significant changes in comparison with those of the negative control was revealed. The in vitro study showed in the one hand that the introduction of Chitosan and especially of the antibiotic in the glass matrix can increase antibacterial activity. This in vitro study showed in the other hand that the Ciprofloxacin induces a negative effect on osteoblastic and endothelial cells. This effect is local when it has been an in vivo experiments. This is highlighted by the oxidative status evaluation. Markers of bone turnover, bone histology and physicochemical parameters show the retarding effect of this antibiotic on the dissolution of the implant and consequently on its bone formation. Synthesis by sol-gel method causes a more important bioactivity than melting. The bioactivity of elaborated bioactives glasses will differ depending on the molecule introduced. It is reduced in the case of combination of Clodronate and Ciprofloxacin in vitro and in vivo. While, Polyvinyl Alcohol and especially Chitosan modify the kinetic of the bioactivity in vivo. Concerning the hydroxyapatite, we tried to explore its detoxifying effect in rats receiving nickel chloride. Our results showed that nickel induces an oxidative stress in the liver, kidney, spleen and red cell pellet. Physiological disorders were observed in rats exposed to nickel. However, implantation of hydroxyapatite protects rats intoxicated by nickel against its toxic effects by decreasing the stress status. The used biomaterial is effective to correct ferric phosphate balance, protect kidney and liver function, reduce level of bone nickel and correct anemia.

L'accès aux soins dentaires est devenu, au cours de ces dernières années, un service de plus en plus demandé par la population. En particulier, la pose d'un implant, destiné à remplacer une dent manquante, en recréant une racine artificielle, devient un acte de plus en plus courant. Une des principales sources de complications entrainant l'échec de la pose d'un implant est une maladie inflammatoire : la péri-implantite. Cette maladie induit la perte des os de soutien dans les tissus entourant l'implant fonctionnel. Actuellement, il n'existe pas d'implant prévenant ces infections bactériennes, seuls des traitements curatifs sont proposés. Le développement d'un traitement antibactérien implantaire apparaît alors comme une solution préventive pertinente pour limiter les complications post-opératoires et représente un défi de santé publique. Pour parvenir à cet objectif, dans ce travail de thèse, plusieurs solutions pour préparer un revêtement implantaire bioactif ont été étudiées et évaluées. Elles sont toutes basées sur le recouvrement d'une surface modèle de titane par un polymère naturel bioactif, le chitosane. Le greffage du biopolymère au substrat a été réalisé via une liaison covalente en utilisant un agent de couplage. Les différentes étapes de la synthèse du revêtement ainsi que ses propriétés biologiques ont été caractérisées à l'aide de techniques d'analyses de chimie de surface, par des études de tenue et de restitution du biopolymère en milieu acide ainsi que par des études in vitro de l'activité antibactérienne et des propriétés biologiques des revêtements. Les résultats de ce travail ont permis de sélectionner le revêtement bioactif possédant les meilleurs propriétés pour l'application visée, notamment en raison de sa tenue en milieu acide et de son activité antibactérienne en présence des bactéries communes / In the past years, population requirement for dental care service increased. More precisely, replacement of missing tooth using dental implant is now a common intervention. As implant provides an artificial root, this procedure is permanent. The failure of the placement procedure is mainly due to an inflammatory disease: peri-implantitis. This disease leads to the death of bone tissues surrounding the dental implant. Today only curative solutions are available, and no implants can prevent bacterial development. It appears that preventing post-surgical complications by designing antibacterial implants is now a public health issue. To achieve this goal, we evaluate in this thesis different solutions to design bioactive implant coatings. We focused our work on coating of a model titanium surface by a bioactive polymer: chitosan. Polymer binding on the substrate is achieved by covalent link using a coupling agent. We described each step of the coating synthesis and characterized its biological properties using both surface chemistry analysis and cell biology techniques. We studied its behavior in an acid environment and analyzed its biological and antibacterial properties in vitro. Results of this work were used to select the bioactive coating with the best properties for the intended application, particularly due to its resistance in acidic condition and its antibacterial activity against common bacteria

L’α-casozépine (α-CZP) est un décapeptide porteur des propriétés anxiolytiques de l’hydrolysat trypsique de caséine αs1 bovine. Différentes propriétés ont pu rapprocher ce peptide de la famille des benzodiazépines, les anxiolytiques les plus prescrits. Cependant, certaines différences, dont notamment une absence d’effets secondaires, permettent aussi de distinguer l’α-CZP des benzodiazépines. Bien que de nombreux éléments laissent penser qu’une action centrale reste l’hypothèse principale du mécanisme d’action de l’α-CZP, aucune régulation de l’activité de zones cérébrales n’avait été montrée jusqu’à présent. Ce travail de thèse aura donc pu montrer que les propriétés anxiolytiques de l’α-CZP sont associées à une modification de l’activité cérébrale chez la souris, après une unique injection intrapéritonéale, dans différentes régions impliquées dans la régulation de l’anxiété, notamment l’amygdale, la formation hippocampale, le noyau accumbens et certains noyaux de l’hypothalamus et du raphé. De plus, ces modifications de l’activité cérébrale ne sont pas exactement les mêmes que celles observées avec le diazépam, une benzodiazépine de référence, ni de celles obtenues avec YLGYL, un peptide dérivé de l’α-CZP, bien qu’il existe des similitudes dans le comportement de l’animal suite aux différents traitements effectués. Enfin, il a été démontré qu’une situation anxiogène est indispensable pour révéler cet effet central. L’ensemble de ce travail aura permis d’avancer dans la compréhension du mode d’action d’un peptide alimentaire ayant des effets positifs sur le comportement et les émotions de son consommateur / Α-casozepine (α-CZP) is a decapeptide that mediates the anxiolytic-like properties of the tryptic hydrolysate of bovine αs1-casein. Different properties of α-CZP leads to consider this peptide close to the benzodiazepine family, the most commonly used anxiolytic molecules. In contrast, other results suggest a distinct mode of action between α-CZP and benzodiazepines, especially the fact that the peptide does not have side effects. Although a central action remains the main hypothesis of the mode of action of α-CZP, no regulation of the brain activity has been shown before. The work achieved in this thesis displayed the fact that the anxiolytic-like properties of α-CZP, after a single intraperitoneal injection of the peptide, are associated with a modulation of cerebral activity in several regions linked to anxiety regulation in mice brains, such as the amygdala, the hippocampal formation, the accumbens nucleus and some nuclei of the hypothalamus or raphe. Besides, these modulations of neural activity are not exactly the same as those obtained after an injection of diazepam, a reference benzodiazepine, or YLGYL, a derivative of α-CZP, even though observed behaviours are similar. Eventually, it has been demonstrated that an anxiety-inducing situation is needed to trigger the central effects of α-CZP. This work allowed a better understanding of the mode of action of a bioactive peptide from alimentary origin that has a positive action on its consumer’s mood and behaviour

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L’accroissement de l’espérance de vie s’accompagne d’une détérioration de l’état de santé général des seniors et d’une recrudescence des maladies chroniques. Parmi les manifestations de la sénescence, l’atteinte de l’appareil locomoteur est particulièrement invalidante et accélère considérablement l’entrée en dépendance. C’est également le cas chez les plus jeunes lors d’atteintes traumatiques ou pathologiques. Ainsi, au niveau mondial 2,2 millions de greffes osseuses sont pratiquées chaque année, mais le taux de complications post-opératoires demeure élevé et est estimé à 15 % des interventions. Ces faits dessinent les contours d’un enjeu sociétal majeur ; les matériaux d’origine animale posent des problèmes d’histocompatibilité, de pathogénicité et donc de rejet. C’est pourquoi les efforts de recherche ciblent prioritairement le développement de biomatériaux synthétiques aptes à promouvoir la régénération osseuse. Actuellement les principaux substituts osseux sur le marché sont les « céramiques » bioactives (phosphates de calcium, verres bioactifs) qui présentent comme caractéristiques d’être biocompatibles, de se lier spontanément aux tissus osseux, de promouvoir l’adhésion des cellules osseuses et enfin d’être biorésorbables. Cependant, malgré cet ensemble de caractéristiques très satisfaisantes, la fragilité de ces matériaux en limite les applications. Pour pallier ce défaut, une solution ingénieuse est de s’inspirer de la structure particulière du tissu osseux. Celle-ci mêle intimement une phase inorganique, le minéral osseux constitué de cristaux d’apatite (phosphate de calcium résorbable), à une phase organique qui est majoritairement du collagène. De manière remarquable, une telle structure associe la rigidité de la partie inorganique à la ténacité des fibres de collagène. Pour obtenir des implants aux propriétés mécaniques proches du tissu osseux, la stratégie consiste donc à combiner céramiques bioactives et matière organique. À cette fin, l’équipe Biomatériaux du Laboratoire de Physique de Clermont (LPC) a récemment mis au point un procédé innovant qui permet la synthèse de matrices tridimensionnelles d’hybrides organique-inorganique à base de verre bioactif et de polymère biocompatible aux caractéristiques variées. Dans la continuité des travaux, il était alors question d’exploiter ce procédé afin de développer un substitut osseux hybride aux propriétés optimisées. Il s’agissait tout d’abord de sélectionner le polymère le plus adéquat pour la régénération osseuse, qui s’est avéré être le polycaprolactone, puis d’optimiser la synthèse (notamment la source de calcium), la structure macroporeuse et la proportion organique-inorganique. Le matériau hybride résultant a ensuite été dopé en éléments thérapeutiques à faible dose (< 5 % de la masse totale) avec des ions strontium ou des nutriments tels que la fisétine et l’hydroxytyrosol qui possèdent un effet ostéogénique. Les mousses hybrides ainsi développées ont finalement été caractérisées in vitro afin de déterminer leurs propriétés physico-chimiques et biologiques, et in vivo afin d’évaluer leur performance. Après 3 mois d’implantation dans un défaut critique de la calvaria de souris, les résultats démontrent le potentiel de ce substitut osseux: comparé au matériau commercial de référence (os bovin traité) qui conduit à une reconstruction osseuse de 16% (± 5%), l’hybride permet une reconstruction allant de 32% (± 3%) lorsqu’il n’est pas dopé, jusqu’à 55% (± 7%) voire 58% (± 7%) lorsqu’il est dopé respectivement en fisétine ou en strontium. Ces travaux de thèse laissent entrevoir des perspectives prometteuses telles que l’association des dopants et l’impression 3D des mousses hybrides polycaprolactone-verre bioactif. / The increase in life expectancy results in the decline of seniors’ health conditions and the resurgence of chronic diseases. Among the expressions of senescence, disorders of the musculoskeletal system are particularly disabling and considerably accelerate the state of dependency. This is also the case for young people who suffer from traumatic injuries or pathologic conditions. Thus, about 2.2 million bone grafts are performed worldwide every year. Yet, the level of postoperative complications remains high and is estimated at 15% of surgical operations. These facts outline a major societal concern: animal-based materials present a risk of histocompatibility issues and pathogenicity that may lead to implant failure. This is the reason why research efforts focus on the development of synthetic biomaterials capable of promoting bone regeneration. Currently, commercialised bone substitutes are mainly made of bioactive “ceramics” (calcium phosphates, bioactive glass) that are known to be biocompatible, to spontaneously bond to bone tissues, to promote bone cell adhesion and finally to be bioresorbable. However, despite these remarkable properties, the brittleness of these materials limits their applications. An ingenious solution to this brittleness can be learned from the particular structure of bone tissue. Bone tissue intimately blends an inorganic phase, the bone mineral, which is made of apatite crystals (resorbable calcium phosphates), with an organic phase that is mainly collagen. Such a structure associates the stiffness of the inorganic part with the toughness of collagen fibres. Therefore, in order to obtain implants with mechanical properties similar to that of bone, the strategy consists in combining bioactive ceramics with organic matter. To this end, the Biomatériaux team from the Laboratoire de Physique de Clermont (LPC) recently developed an innovative process that allows the synthesis of tridimensional organic-inorganic hybrids comprised of bioactive glass and biocompatible polymer. The objective of the thesis was to exploit this process in order to develop a hybrid bone substitute with optimal properties. First of all, polycaprolactone was selected as the polymer, especially because of its adequate degradation rate for long-term applications such as bone regeneration. Then, the synthesis process was improved (in particular, the calcium source was changed), the macroporous structure was optimised and the organic-inorganic ratio was chosen. Afterwards, elements that are known to induce an osteogenic effect were incorporated in the hybrid at low doses (< 5% of total weight): an inorganic doping was performed using strontium ions and an organic doping was performed using nutrients such as fisetin or hydroxytyrosol. The resultant hybrid scaffolds were eventually characterised in vitro in order to determine their physicochemical and biological properties and in vivo in order to evaluate their performance. After 3 months of implantation in a mouse calvarial critical defect, results demonstrate the potential of this bone substitute: compared to the reference commercial material (treated bovine bone) that leads to a bone reconstruction of 16% (± 5%), the hybrid allows a reconstruction going from 32% (± 3%) when it is not doped, to 55% (± 7%) and even 58% (± 7%) when it is doped respectively with fisetin or strontium. This thesis paves the way to promising perspectives like the association of doping agents and the 3D printing of polycaprolactone-bioactive glass hybrid scaffolds.

Cette étude a pour objectif la recherche d’huiles et de composés bioactifs dans des graines provenant de la région semi-aride à aride « Regueb » située au centre de la Tunisie. Plusieurs graines sont riches en huiles principalement composées d'acides gras classiques. Des teneurs élevées en acide pétrosélinique, un acide gras inhabituel, ont été détectées chez les espèces appartenant à la famille des Apiaceae, en particulier P. major et P. saxifraga. Les graines de d’Ap. graveolens, An. graveolens, P. saxifraga et L. sativum sont à la fois riches en huiles et en composés phénoliques fonctionnels. L’accumulation de ces composés dans les graines en développement a été étudiée pour P. major, P. saxifraga et L. sativum. Certaines graines contiennent également des huiles essentielles ayant un pouvoir antibactérien comme celles de P. saxifraga, Ap. graveolens et C. sativum qui sont riches en anéthol, dillapiole et linalol. L’huile essentielle des graines de P. saxifraga (PSEO) a été, pour la première fois, testée dans un enrobage comestible à base d’alginate de sodium pour la conservation du fromage frais. Une évaluation de sa toxicité chez les souris a permis la détermination de la plage de doses sans effet nocif. L’enrobage comestible d'alginate de sodium enrichi en PSEO a amélioré la conservation du fromage frais "Sicilien de Bèja" en permettant de préserver le pH et la couleur, de diminuer la péroxydation lipidique et d’améliorer la stabilité bactérienne. L'analyse sensorielle a montré une forte appréciation du fromage enrobé en présence de PSEO. / The aim of this study is to identify bioactive oils and compounds in seeds from the semi-arid to arid region of "Regueb" in central Tunisia. Several species contained high amounts of oil mainly composed of classic fatty acids. High amounts of petroselinic acid, an unusual fatty acid, have been detected in species of the family Apiaceae, in particular P. major and P. saxifraga. The seeds ofAP. graveolens, An. graveolens, P. saxifraga and L. sativum were rich in oil and functional phenolic compounds. The accumulation of these compounds in growing seeds has been studied for P. major, P. saxifraga and L. sativum. Several seed contained essential oils with antibacterial properties such as those of P. saxifraga, AP. graveolens and C. sativum, which contained anethole, dillapiole and linalool. The essential oil of P. saxifraga seeds (PSEO) was, for the first time, tested in an edible coating based on sodium alginate for the preservation of fresh cheese. An evaluation of its toxicity in the mice allowed the determination of the dose range without any harmful effect. The edible coating of sodium alginate enriched with PSEO has improved the preservation of the fresh Sicilian cheese by preserving pH and color, reducing lipid peroxidation and improving bacterial stability. Sensory analysis showed a strong appreciation of coated cheese in presence of PSEO

Les biomatériaux à usage orthopédique posent le problème de leur devenir dans l'organisme. Lorsqu'ils sont métalliques, ils posent le problème du relargage de métaux dans les tissus voisins. L'alliage de titane Ti6A14V est utilisé pour ses bonnes propriété mécaniques et pour sa résistance à la corrosion. L'usage d'un revêtement permet d'améliorer encore ses performances. J'ai étudié deux revêtements en verre référencés BVA et BVH. La caractérisation in vivo et in vitro a été menée grâce à plusieurs techniques complémentaires d'analyse : microscopies électroniques et méthodes nucléaires (PIRE, ...).<br> Le verre BVA s'est révélé être bioactif. Il se transforme en un gel de silicium avec incorporation de protéines et d'oligo-éléments (Zn et Sr), et ce, dés 3 mois après implantation. Ce gel disparaît peu à peu et est remplacé par un os néoformé. Cet os a été analysé comme mature après un an d'implantation; il assure une meilleure ostéointégration de l'implant. Quant au verre BVH, il est bioinerte. Sa composition est constante au cours du tempe. Cependant, la formation d'une interface de 2 µm d'épaisseur, induite par le processus de dépôt du revêtement, fragilise les liaisons intergranulaires. Cela se traduit par la fragmentation du revêtement et la migration de grains de verre à travers le réseau lacunaire de l'as environnant. Les deux verres sont une barrière efficace contre la corrasion de l'alliage, tant qu'ils restent en place.<br> J'ai proposé les bases d'une nouvelle méthodologie d'analyse : la combinaison de la cartographie PIXE et de l'histopathologie. Le principal intérêt est de corréler une éventuelle réponse tissulaire à la présence de certains éléments atomiques.<br> J'ai introduit pour la première fais la théorie de la percolation pour essayer de modéliser la résorption de biomatériaux poreux tel que le corail et les hydroxyapatites. Les premières simulations sont très prometteuses et rendent bien compte de plusieurs résultats expérimentaux observés.

Ce travail de thèse porte sur la caractérisation d'un matériau composite polyacide lactique-bioverre pour application comme dispositif de réparation osseuse. Le bioverre étant trop fragile pour être utilisé seul comme dispositif de réparation osseuse, celui-ci est associé à une matrice polymère résorbable permettant d'apporter le caractère bioactif à des matériaux pouvant être mis en forme par des procédés de plasturgie. Le matériau composite polyacide lactique-bioverre est ainsi mis en forme par injection à partir de granules élaborés par voie solvant. La caractérisation des propriétés de ce matériau composite a révélé une augmentation du module élastique avec l'ajout de charges, mais une diminution des contraintes maximales admissibles et de la déformation à la rupture. Les modifications des propriétés mécaniques ont été associées à une modification des propriétés de la matrice et notamment de sa masse moléculaire. Un autre mode d'élaboration par pressage à chaud a permis de limiter la dégradation du polymère. Une meilleure maitrise de la masse moléculaire du composite serait ainsi un moyen de contrôler sa cinétique de dégradation in vivo et ainsi d'adapter ses propriétés en fonction du cahier des charges des applications visées. Dans une seconde partie, l'effet du taux de bioverre sur le caractère bioactif du composite a été évalué par immersion dans un fluide biologique de composites chargés à 20, 30 et 50% (en masse de bioverre). Un scénario de cristallisation à la surface des différents composites a ainsi été proposé. Tous les composites se sont révélés bioactifs et d'autant plus que le taux de bioverre est élevé. Le composite chargé à 50% apparait ainsi comme le matériau le plus bioactif, mais sa vitesse de dégradation est très rapide. Ce matériau étant destiné à être implanté, une étude de biocompatibilité in vitro a été menée par culture de cellules ostéoblastiques à la surface des matériaux. Enfin la biocompatibilité du composite in vivo, son caractère biorésorbable et ostéoconducteur ont été évalués par implantation du matériau composite dans les tissus musculaires et osseux de lapins. Le caractère biocompatible, bioactif et ostéoconducteur du composite chargé à 30% en masse de bioverre en fait un candidat de choix pour les applications proposées.

L’objectif principal de cette recherche est de contribuer au développement de biocapteurs commerciaux utilisant des surfaces de papier comme matrices d’immobilisation, capables de produire un signal colorimétrique perceptible dans les limites sensorielles humaines. Ce type de biocapteur, appelé papier bioactif, pourrait servir par exemple à la détection de substances toxiques ou d’organismes pathogènes. Pour atteindre l’objectif énoncé, ce travail propose l’utilisation de systèmes enzymatiques microencapsulés couchés sur papier. Les enzymes sont des catalyseurs biologiques dotés d’une haute sélectivité, et capables d'accélérer la vitesse de certaines réactions chimiques spécifiques jusqu’à des millions des fois. Les enzymes sont toutefois des substances très sensibles qui perdent facilement leur fonctionnalité, raison pour laquelle il faut les protéger des conditions qui peuvent les endommager. La microencapsulation est une technique qui permet de protéger les enzymes sans les isoler totalement de leur environnement. Elle consiste à emprisonner les enzymes dans une sphère poreuse de taille micrométrique, faite de polymère, qui empêche l’enzyme de s’echapper, mais qui permet la diffusion de substrats à l'intérieur. La microencapsulation utilisée est réalisée à partir d’une émulsion contenant un polymère dissous dans une phase aqueuse avec l’enzyme désirée. Un agent réticulant est ensuite ajouté pour provoquer la formation d'un réseau polymérique à la paroi des gouttelettes d'eau dans l'émulsion. Le polymère ainsi réticulé se solidifie en enfermant l’enzyme à l'intérieur de la capsule. Par la suite, les capsules enzymatiques sont utilisées pour donner au papier les propriétés de biocapteur. Afin d'immobiliser les capsules et l'enzyme sur le papier, une méthode courante dans l’industrie du papier connu sous le nom de couchage à lame est utilisée. Pour ce faire, les microcapsules sont mélangées avec une sauce de couchage qui sera appliquée sur des feuilles de papier. Les paramètres de viscosité i de la sauce et ceux du couchage ont été optimisés afin d'obtenir un couchage uniforme répondant aux normes de l'industrie. Les papiers bioactifs obtenus seront d'abord étudiés pour évaluer si les enzymes sont toujours actives après les traitements appliqués; en effet, tel que mentionné ci-dessus, les enzymes sont des substances très sensibles. Une enzyme très étudiée et qui permet une évaluation facile de son activité, connue sous le nom de laccase, a été utilisée. L'activité enzymatique de la laccase a été évaluée à l’aide des techniques analytiques existantes ou en proposant de nouvelles techniques d’analyse développées dans le laboratoire du groupe Rochefort. Les résultats obtenus démontrent la possibilité d’inclure des systèmes enzymatiques microencapsulés sur papier par couchage à lame, et ce, en utilisant des paramètres à grande échelle, c’est à dire des surfaces de papier de 0.75 x 3 m2 modifiées à des vitesses qui vont jusqu’à 800 m/min. Les biocapteurs ont retenu leur activité malgré un séchage par évaporation de l’eau à l’aide d’une lampe IR de 36 kW. La microencapsulation s’avère une technique efficace pour accroître la stabilité d’entreposage du biocapteur et sa résistance à l’exposition au NaN3, qui est un inhibiteur connu de ce biocapteur. Ce projet de recherche fait partie d'un effort national visant à développer et à mettre sur le marché des papiers bioactifs; il est soutenu par Sentinel, un réseau de recherche du CRSNG. / The main objective of this research is the development of a commercial biosensor immobilized on paper surfaces, able to produce a colorimetric signal detected by human sensorial limits. This kind of biosensor could be used, for example, in the detection of toxic substances or pathogens. To achieve this objective, microencapsulated enzymes fixed on paper are proposed. Enzymes are biological catalysts with a high selectivity that can accelerate the speed of some chemical reactions up to a million times. However, the enzymes are very sensitive substances that lose their functionality easily; it is therefore necessary to protect them from conditions that could damage them. Microencapsulation is a technique that protects the enzymes without totally isolating them from their environment. In fact, microencapsulation entraps the enzymes into a micron size sphere, made of a porous polymer which prevents the enzyme to be released but allows the diffusion of its substrate inside. The microencapsulation process consists in making an emulsion containing a polymer dissolved in an aqueous phase with the desired enzyme, and the wall of the microcapsule is formed by adding a crosslinking agent that forms a polymer network at the interface of the emulsion. The crosslinked polymer solidifies and it encloses the enzyme in the interior of the capsule. Thereafter, this kind of microcapsules are used to give biosensor properties to the paper. Blade coating technique is used in order to immobilize the enzyme capsules on paper because it is the most widely used method in the paper industry. The microcapsules are mixed with a coating suspension and applied on sheets of paper. The viscosity parameters of the suspension and those of the coating are optimized to obtain a uniform coating in order to meet the industry standards. Bioactive paper obtained is first studied to assess whether the enzymes are still active or not after all the treatments because, as described above, enzymes are iii very sensitive substances. An enzyme known as laccase is used, which allows an easy evaluation of its activity. Enzymatic activity was evaluated through existing analytical techniques or new analysis techniques developed in the Rochefort lab. The results demonstrate the possibility to transfer microencapsulated enzyme systems onto paper by blade coating, by using large scale settings, with paper surfaces of 0.75 x 3 m2 modified at speeds ranging up to 800 m/min. Biosensors retained their activity, despite a drying process by evaporation of water using an IR lamp of 36 kW. The microencapsulation technique proposed here is an effective technique to increase the storage stability of the biosensor and its resistance to exposure to NaN3, which is a known inhibitor of this biosensor. This research is part of a national effort in order to develop a commercial device called bioactive paper; it is supported by the NSERC research network Sentinel.