Une grande partie des matériaux plastiques produits chaque année dans le monde est encore enfouie après leur utilisation, constituant une source sérieuse de pollution pour la planète. Depuis plusieurs décennies, la synthèse de polyesters biodégradables par polymérisation par ouverture de cycle d'esters cycliques issus de la biomasse comme le lactide connait un intérêt croissant tant de la part du milieu industriel que de la communauté scientifique. Malgré de très nombreux systèmes catalytiques décrits, certains métaux restent relativement peu étudiés à ce jour. Le but de cette thèse a été de synthétiser et d'étudier les propriétés de polymérisation d'amorceurs basés sur du cobalt et fer (II) présentant potentiellement une géométrie bipyramidale trigonale, peu étudiée pour des métaux divalents. Les différents systèmes obtenus se sont révélés actifs à température ambiante et ont permis d'obtenir des polymères présentant des tacticités très diverses en fonction de l'encombrement du pro-ligand ainsi que du métal utilisé avec de très bonnes activités et de manière contrôlée. Les complexes de fer ont ainsi permis d'obtenir de manière inédite des PLA fortement isoenrichis (Pm = 0,86-0,91). En outre, les complexes de cobalt (II) ont permis d'obtenir également de manière inédite des polymères iso- ou hétéroenrichis (constituant donc deux nouveaux cas modestes d'inversion de sélectivité, en fonction du centre métallique ou du ligand utilisé). Ces amorceurs constituent un bon point de départ pour le développement de systèmes productifs pour la polymérisation stéréosélective du rac-lactide basés sur un métal non toxique et abondant ainsi que des ligands facilement accessibles. / A large part of the plastic materials produced every year in the world are disposed in landfill, representing a serious menace for the environment. Since several decades, industrial and academic scientists are interested in the synthesis of biodegradable polyesters via the ring opening polymerization of biobased cyclic esters like lactide. Despite a large number of initiators described in the literature, several metals remains not well studied. The goals of this thesis were to synthetize and study the polymerization properties of new iron and cobalt (II) initiators with a trigonal bipyramidal geometry. The different initiators were active at room temperature and polymers with a large variety of tacticity were obtained depending on the steric hindrance of the pro-ligand and the metallic center used, with very good activity and in a controlled manner. Highly isotactic-rich PLA (Pm = 0,86-0,91) were obtained with iron (II) based initiators for the first time. Moreover, cobalt (II) initiators gave isotactic and heterotactic-rich PLA with moderate selectivity, constituting two new cases of stereoselectivity switch. These initiators constitute a good starting point for the development of new productive initiators for the stereoselective polymerization of rac-lactide based on non-toxic and abundant metals and easily accessible pro-ligands.

Les stents sont aujourd’hui le traitement le plus courant des stades avancés de l’athérosclérose. Le concept de stents bioresorbables (BRS) est basé sur l’idée qu’un stent n’est nécessaire que jusqu’à la guérison de l’artère – suite à quoi il serait préférable que le stent disparaisse, afin de retrouver un état plus physiologique. Le déploiement d’un stent altère significativement les contraintes mécaniques exercées sur la paroi artérielle, or celles-ci jouent un rôle important dans l’incidence de complications telle que la resténose et l’hyperplasie néointimale. Dans le cas d’un BRS, les contraintes mécaniques dans le stent comme dans la paroi artérielle évoluent au fur et à mesure que le stent se dégrade. De plus, la dégradation du stent par hydrolyse peut être accélérée par ces contraintes : un couplage supplémentaire qui doit être pris en compte. Nous nous intéressons à la détermination de l’évolution des contraintes dans le stent et dans l’artère pendant le déploiement puis la dégradation du stent, ainsi qu’à l’influence de ces contraintes sur la dégradation du stent et sur le remodelage de la paroi, qui est également influencé par la dénudation de l’endothélium et par l’inflammation induite par l’implantation d’un BRS. Pour atteindre ces objectifs, nous avons développé un modèle 3D par éléments finis du déploiement et de la dégradation d’un BRS en acide polylactique tenant compte du couplage entre l’artère et le stent. Il permet notamment de prédire les zones de démantèlement dustent et l’évolution de l’épaisseur de la paroi artérielle en réponse à l’implantation d’un BRS. Etant donné que le modèle repose fortement sur des paramètres qui doivent être déterminés expérimentalement, nous nous sommes intéressés au développement d’une méthode expérimentale pour suivre la dégradation d’un BRS. Nous avons utilisé la tomographie par cohérence optique (OCT) pour suivre régulièrement la dégradation de stents déployés dans des tubes et immergés dans du sérum physiologique à 37°C pendant deux ans. Nous avons ensuite développé une méthode qui détecte automatiquement les struts des stents sur les images OCT et quantifie leur intensité de niveau de gris. Les résultats suggèrent que cette méthode automatisée d’analyse d’images OCT est un outil prometteur pour évaluer quantitativement l’état de dégradation d’un BRS. Enfin, nous nous sommes intéressés à la capacité d’une artère stentée à s’adapter à une modification du cisaillement ressenti. Nous avons étudié l’évolution de la lumière artérielle de porc stentés suivis in vivo par OCT ainsi que le cisaillement associé. Alors qu’un stent métallique bloque le remodelage artériel, nous avons observé qu’un BRS – probablement grâce au démantèlement du stade final de la dégradation – libère le vaisseau et permet ainsi l’adaptation de son diamètre de manière à diminuer le cisaillement et l’inadéquation avec l’artère non stentée. L’adaptation de la lumière artérielle permise par le démantèlement du stent pourrait être prise en compte dans de futurs modèles numériques. / Today, sent deployment is the most common treatment for symptomatic atherosclerosis. Bioresorbable stents (BRS) are based on the premise that a stent is needed only until arterial wound healing occurs after which it would be desirable for the stent to degrade so that the arterial wall recovers its natural compliance. Deployment of a stent profoundly alters the mechanical environment in the arterial wall, and these alterations play an important role in regulating the incidence of complications such as restenosis and neointimal hyperplasia. In the case of a BRS, the mechanical stresses in both the stent and the arterial wall evolve as the stent degrades. Furthermore, the hydrolysis-driven degradation of the stent can be accelerated by mechanical stresses in the stent, an additional coupling that needs to be taken into account. We are interested in determining the evolution of stresses in both the stent and the arterial wall during the stent deployment and degradation process and in elucidating the effect of these stresses on the stent degradation and on the remodeling process in the wall, which would also be influenced by the loss of endothelial cells and the amount of inflammation induced by the stent deployment and degradation. To this end, we have developed a 3D finite element model of the deployment and degradation of a polylactic acid (PLA) BRS that integrates the coupling between the stent and the artery.This allows one to predict the zones of dismantling of the stent and the evolution of the arterial thickness in response to a BRS stenting procedure. Since the model relies strongly on parameters that need to be determined experimentally, we became interested in developing methods to follow stent degradation. With this aim, we used optical coherence tomography (OCT) to image several BRS that were deployed into tubes and allowed to degrade in a saline solution at 37°C over a period of two years. We subsequently developed a versatile method for automatically detecting stent struts on the OCT images and quantifying the strut gray scale intensity. The results suggest that this automated method of OCT image analysis represents a promising tool to quantitatively assessing BRS degradation states. Lastly, we were interested in establishing the ability of a stented artery to adapt to a modification in its wall shear stress. Studying the in vivo evolution of the lumen of stented mini-swine arteries followed by OCT imaging allowed us to demonstrate that whereas a bare metal stent cages the artery, a BRS, presumably due to its degradation-induced dismantling, frees the vessel and enables it to adapt its lumen diameter in order to decrease its absolute level of shear stress and the compliance mismatch with the unstented portion of the artery. This lumen adaptation allowed by the stent dismantling could be taken into account in future computational models.

L’ingénierie tissulaire est une méthode de reconstruction d’organes et de tissus vivants. Elle consiste à ensemencer et faire coloniser un implant spécifique appelé scaffold par des cellules. Ce scaffold est un matériau architecturé doté d’une géométrie adaptée à l’organe à reconstruire. Sa fonction est de servir de guide et de support de régénération au tissu. Afin d’éviter les conséquences à long terme de la présence d’un implant synthétique dans l’organisme (risque de rejet, inflammation ...) l’idéal est d’utiliser un matériau biorésorbable qui, se dégradant au fur et à mesure de la reconstruction, laisse place aux néo-tissus formés. Les polymères biorésorbables sont, grâce à la vaste gamme de propriétés qu’ils proposent, les meilleurs candidats pour ce genre d’applications. Un polymère biorésorbable particulièrement intéressant est le PLA-b-PEG-b-PLA. En effet, celui-ci est biocompatible et possède, par sa structure tribloc, une potentielle vaste gamme de propriétés physiques et mécaniques. La réussite de la reconstruction tissulaire nécessite une parfaite connaissance du comportement mécanique du matériau constituant le scaffold ainsi que son évolution au cours de la dégradation.L’objectif de cette thèse est la caractérisation expérimentale et la modélisation du comportement mécanique des polymères PLA-b-PEG-b-PLA au cours de leur dégradation. L’intérêt est de fournir des outils de dimensionnement de scaffolds biorésorbables pour l’ingénierie tissulaire. Dans un premier temps, des essais de traction-relaxation ont été conduits sur un PLA-b-PEG-b-PLA à différents temps de dégradation. Afin de réaliser ces essais dans des conditions proches de celles rencontrées in vivo, un dispositif expérimental permettant d’accomplir des essais mécaniques en milieu immergé à une température de 37°C a été mis au point. A partir de ces essais, un modèle viscoélastique linéaire capable de prendre en compte la variation des propriétés mécaniques au cours de la dégradation pour de faibles déformations a été réalisé. Dans un second temps, afin de modéliser le comportement mécanique dans une gamme plus large de déformations, un modèle viscoélastique non-linéaire a été développé. Il s’agit d’un modèle quasi-linéaire viscoélastique adaptatif capable de prédire les courbes de traction-relaxation à différents niveaux de déformation ainsi que la perte de propriétés mécaniques au cours de la dégradation. Lors de la troisième partie, des PLA-b-PEG-b-PLA de compositions et masses molaires différentes ont été caractérisés afin d’étudier l’influence de la structure originelle du polymère sur leurs propriétés mécaniques et leur évolution au cours de la dégradation. La capacité du modèle viscoélastique linéaire précédemment développé à prédire le comportement des différents polymères a alors été discutée. Dans une dernière partie, le modèle viscoélastique linéaire dégradable a été utilisé pour simuler numériquement le comportement mécanique d’un tricot potentiellement utilisable en ingénierie tissulaire. / Tissue engineering is an interdisciplinary field that applies the principles of engineering and biological science toward the development of biological substitutes that restore, maintain or improve the development of a whole organ by tissue reconstruction. It consists in seeding an implant called scaffold with cells taken from the patient and cultivated in vitro. The cells will then colonize and recreate tissue that takes the shape of the scaffold. The scaffold is an architecture biomaterial specifically designed for a considered organ. The knowledge of mechanical properties of the scaffold is particularly important. Indeed, it often must be used as a mechanical substitute to the injured organ. Moreover, its mechanical properties must be compatible with those of the host tissue to allow a good tissue regeneration. The main advantage of using biodegradable materials is their degradation along the regeneration process. It means that the material no longer remains in the body at long term avoiding toxicity and inflammation risks. Among biodegradable materials, polymers are particularly interesting due to their large range of properties. A very good candidate for tissue engineering applications is the PLA-b-PEG-b-PLA biodegradable triblock copolymer. This polymer is biocompatible and possesses a good properties modulation. To allow a good tissue reconstruction, the knowledge of the mechanical properties of the scaffold as well as their evolution during degradation is essential.The aim of this work is to characterize experimentally and model the mechanical behavior of the PLA-b-PEG-b-PLA and its evolution during degradation. The interest is to provide tools to size and simulate biodegradable scaffolds for tissue engineering applications. At first, tensile-relaxation tests has been realized on the polymer during different degradation times. In order to realize the mechanical tests in conditions closed to in vivo ones, a specific experimental device has been designed that allows From this tests, a linear viscoelastic model able to take into account the variations of mechanical properties during degradation for small strain has been developed. Then, in order to model the mechanical behavior in a larger range of strain, a non-linear viscoelastic model was realized. In a third part, different polymers PLA-b-PEG-b-PLA with different initial composition has been mechanically characterized in order to study the influence of the original structure on mechanical properties and their evolution during degradation. To finish, the degradable linear viscoelastic model will be used to simulate numerically the mechanical behavior of a knitted textile for potential applications in tissue engineering.

Des nanocapsules (NCs) biodégradables contenant une substance active et destinées à des applications environnementales ont été élaborées par un procédé d’émulsion-évaporation de solvant couplé à une réaction de chimie « click » interfaciale. Deux types de réactions « click » ont été testés: (i) cycloaddition azide-alcyne catalysée par le Cu(I) et (ii) thiol-ène. Ces NCs sont constituées d’une écorce en polymère hydrophobe (polylactide) entourant un cœur liquide (Miglyol®810) et recouverte d’une couronne hydrophile polysaccharide (dextrane). Des nanosphères (sans cœur liquide) ont aussi été produites. Ces nano-objets ont été caractérisés en termes de distribution de tailles, morphologie, taux et épaisseur de recouvrement en dextrane ainsi qu’efficacité de couplage « click ». La stabilité colloïdale en milieu salin et la stabilité du recouvrement en présence d’un tensioactif compétitif ont été étudiées. Enfin, une substance active a été encapsulée et libérée à partir des nano-objets / Biodegradable nanocapsules allowing encapsulation of active substances for environmental applications were produced by emulsion-evaporation method combined with a “click” reaction occurring at the liquid/liquid interface of emulsion droplets. Two types of “click” reaction were tested: (i) copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) and (ii) thiol-ene reaction. The NCs are composed of a hydrophobic polymer shell (polylactide), a liquid core (Miglyol®810) and a hydrophilic polysaccharide coating (dextran). For comparison, nanospheres (without oily core) were also prepared. These nano-objects were characterized in terms of size distribution, dextran coverage density and thickness, “click” coupling efficiency and morphology. Colloidal stability in NaCl solutions as well as dextran coverage stability against an anionic competitive surfactant were also studied. Finally, an active substance was encapsulated and released from these nano-objects

Les fibres naturelles ont récemment attiré l'attention des scientifiques en raison de leurs propriétés : faible coût, faible densité, renouvelables, biodégradables et non abrasives. Dans cette étude, trois types de fibres de bambou sont étudiées. La modification chimique des fibres par la soude est utilisée pour enlever l'hémicellulose et la lignine. Puis, la surface de la fibre est modifiée par acétylation ou silane avant élaboration de composites PP. Les propriétés mécaniques des composites augmentent avec le diamètre des fibres et avec l'utilisation d'un agent d'ensimage. Des mélanges amidon/PVA/plastifiant/agent de couplage sont également étudiés. Les composites préparés par réticulation avec l'acide citrique ont d'excellentes propriétés mécaniques. La résistance à la traction et la déformation à rupture de ces composite augmentent avec la teneur en PVA. La présence d'argile et de fibres ont toutes deux un effet considérable sur les propriétés mécaniques des composites. / Natural fibers have recently attracted the attention of scientists because of their properties of low-cost, low density, renewable, biodegradable and nonabrasive. In this study, three types of bamboo fibers are prepared. Chemical modification of fibers by alkali is used to remove hemicellulose and lignin. Then, fiber surface is modified by acetylation and silane before processing composite materials with polypropylene. As expected, the mechanical properties of the composites increase with the average fibre diameter. Tensile strength and Young's modulus increase when using a coupling agent. Starch/PVA blends are also prepared with glycerol and water as plasticizer. The composite prepared by citric acid crosslinking has excellent mechanical properties. Tensile strength and elongation at break of starch/ PVA composite increase with the content of PVA. The presence of clay and fiber are both found to have considerable effect on the mechanical properties of the composites.

Nous avons récemment démontré un bénéfice de l’implantation d’un drain biliaire interne (IBS-Internal Biliary Stent) afin de réduire les complications biliaires en transplantation hépatique. Le drain IBS en silicone est utilisé en pratique clinique, son utilisation nécessite une procédure d’ablation endoscopique, intervention qui n’est pas dénuée de complications. Afin d’éviter cela, et pour réduire les complications biliaires après transplantation hépatique, nous avons cherché à développer une prothèse biliaire interne résorbable (RIBS-Resorbable Internal Biliary Stent), fabriquée à partir d'un polymère dégradable radio-opaque. Pour être implantable, le RIBS doit répondre à un cahier des charges.Le premier objectif de ce travail était de synthétiser le matériau et le mettre en forme à partir d'un copolymère tribloc initialement sélectionné de PLA50-PEG-PLA50 avec un additif radio-opaque composé d’un copolymère de triiodobenzoate-poly(-caprolactone) (PCL-TIB). Le RIBS doit non seulement être toléré par l’organisme mais doit permettre de sécuriser l’anastomose biliaire et favoriser la régénération tissulaire biliaire pour ensuite être éliminée de l’organisme. Ce dispositif doit également répondre aux objectifs très strictes liés à l’implantation et au suivi en TH. Le second objectif était de caractériser le RIBS de PCL-TIB/PLA50-PEG-PLA50, en évaluant si les propriétés au cours de la dégradation in vitro et in vivo étaient conformes au cahier des charges. Une étude in vitro dans un environnement biliaire simulé et une étude in vivo chez le rat ont été réalisées. Nous avons observé les propriétés physico-chimiques, la visualisation radiologique, l'histologie et le comportement mécanique au cours de la dégradation. Enfin, le dernier objectif était d'évaluer l'implantabilité ex vivo dans les voies biliaires humaines, avec une étude du comportement mécanique des voies biliaires et des tests d'implantation sur des pièces anatomiques.Dans cette thèse, le comportement radiologique et mécanique du dispositif RIBS innovant a été évalué avec succès au cours la dégradation in vitro et in vivo, avec des propriétés qui répondaient aux exigences. Un prototype de RIBS a été implanté avec succès dans une pièce anatomique humaine. Ces travaux ont permis le développement d’un dispositif innovant, à savoir un IBS traçable et biodégradable utilisable pour réduire les complications biliaires en transplantation hépatique. / Benefit of implantation of an internal biliary stent (IBS) during liver transplantation to reduce biliary complications was recently demonstrated. Silicone IBS was used in practice, which require an endoscopic ablation procedure, a potentially morbid intervention for the patient. In order to avoid this, and to reduce biliary complications after liver transplantation we develop a resorbable internal biliary stent (RIBS), made from a degradable polymer visualizable by X-ray. To be usable and useful, RIBS must comply specifications, which are developed in this thesis.The first aim of the present work, was to synthetize a material based on a selected PLA50-PEG-PLA50 triblock copolymer with a triiodobenzoate-poly(-caprolactone) radiopaque copolymer (PCL-TIB) as additive and design a RIBS. It must be biocompatible, should secure the biliary anastomosis and enable biliary regeneration. This device will also have to meet the very strict objectives related to implementation and monitoring in liver transplantation. The second objective was to characterize the PCL-TIB/PLA50-PEG-PLA50 RIBS, by evaluating whether properties during in vitro and in vivo degradation complied the specifications. An in vitro study in a simulated biliary environment and an in vivo rats implantation study was realized. We observed physico-chemical properties, radiological visualization, histology, and mechanical behavior during degradation. The last aim was to evaluate ex vivo implantability in human bile ducts, with the study of the bile duct mechanical behavior, and implantation tests on anatomic specimens.In this thesis, radiological and mechanical behaviour of novel radiopaque and resorbable IBS was successfully evaluated during in vitro and in vivo degradation with properties that meet requirements. A RIBS prototype device was successfully implanted in human anatomic specimen. The results obtained will allow the development of a novel class of trackable and degradable IBS to reduce biliary complications after liver transplantation.

Une triple attente socio-économique dans les domaines du développement durable (réduction des matières synthétiques non biodégradables), des solutions naturelles de conservation des aliments (tendance du « clean label » par la protection des denrées par des emballages actifs et intelligents évitant des additifs à outrance dans les aliments) et de la sécurité alimentaire (sécurité microbiologique et traçabilité) est à l’origine du développement de nouveaux matériaux à la fois biodégradables, comestibles et fonctionnalisés. Cette recherche commencée quelques décennies plus tôt est freinée par un mode de production difficilement industrialisable (voie solvant). Cependant, depuis quelques années des procédés applicables à l’échelle industrielle sont développées (voie fondue/extrusion). Dans le travail présenté ici, la technologie d’extrusion bivis a été appliquée avec succès sur différentes matières premières protéiques : la caséine acide, la caséine présure et le caséinate de sodium. Extraites toutes trois du lait de vache, ces caséines montrent des caractéristiques différentes qui affectent les propriétés du matériau (mécaniques, sensibilité aux molécules d’eau). La fonctionnalisation de la matrice par l’ajout d’acides organiques offre un potentiel antimicrobien intéressant contre Escherichia coli. Une complexation supplémentaire du matériau par incorporation de molécules hydrophobes telles que des cires (cires d’abeille, de candelilla et de carnauba) permet d’élargir une fois de plus l’éventail des propriétés disponibles pour ces matériaux composites, comme l’amélioration de la propriété barrière à la vapeur d’eau apportée par la cire d’abeille. La sensibilité aux molécules d’eau de ce type de matériau étant un critère à considérer à chaque étape de développement et de compréhension des interactions inter-ingrédients (protéine, plastifiant, cires, composés antimicrobiens). Ce manuscrit expose le potentiel de développement de matériaux à base de caséine, biodégradables, comestibles et antimicrobiens, qu’il s’agit d’appliquer en emballage agroalimentaire tout comme dans bien d’autres secteurs / Development of innovative biodegradable, edible and functionalized material comes from a triple socio-economic expectation in the field of sustainable development (decrease in synthetic non-biodegradable polymers), of natural solutions for food preservation (trend of “clean label” by food protection through active and smart packaging to avoid over-use of food additives) and of food safety (microbiological safety and traceability). Development in that field, started few decades ago is slowed down by production process (wet process), which is not an easy scale up process. However, a few years ago industrial process technique as extrusion started developing. In the present work, the twin-screw extrusion process was successfully applied to produce polymer based on protein raw material: acid casein, rennet casein and sodium caseinate. Extracted from caw milk, these three caseins own different characteristics, which affect material properties (mechanical, water sensitive properties). Matrix functionalization through organic acid addition bring an interesting antimicrobial response against Escherichia coli. Blending hydrophobic molecules as waxes (beeswax, candelilla wax and carnauba wax) creates a complex composite material which increases the range of available properties as improved water vapor barrier allowed by beeswax addition. Water sensitive properties are key points to consider at each step of material development and to understand relationships between the different ingredients (protein, plasticizer, waxes, antimicrobial agents). This manuscript shows the feasibility in the development of casein based material as biodegradable, edible and antimicrobial material, to apply and use in the food packaging industry or other industries

La transplantation cellulaire apparaît aujourd'hui comme une thérapie prometteuse pour certaines formes graves d'insuffisance cardiaque réfractaire aux traitements classiques. Nous avons tenté dans ce travail d'améliorer la thérapie cellulaire en agissant sur deux paramètres : la perte et la survie des cellules. Dans une première étape, nous avons comparé les effets de deux méthodes de couverture épicardique des cellules via des biomatériaux cellularisés (feuilles de cellules et une matrice de gélatine) par rapport à ceux des injections conventionnelles dans le myocarde. Nous avons choisi de transplanter des cellules souches musculaires pour une étude de preuve de concept. Une amélioration de la fonction contractile au bout de 1 mois associée à une amélioration de la rétention cellulaire, une augmentation du nombre de vaisseaux sanguins et une diminution du pourcentage de la fibrose ont été enregistrées dans les groupes de biomatériaux cellularisés par rapport au groupe des injections de cellules. Nous avons tenté de confirmer les bénéfices de la couverture épicardique avec un autre type cellulaire. Nous avons choisi d'utiliser des cellules souches stromales d'origine adipeuse (ADSC pour Adipose Derived Stroma/Stem Cells). Toutefois, et malgré les bénéfices fonctionnels apportés lors des greffes, les feuilles d'ADSC étaient difficilement maniables lors de la chirurgie. De plus, les ADSC ont été incapables de générer de nouveaux cardiomyocytes s'intégrant électriquement et mécaniquement dans le tissu receveur. L'objectif de " régénération " myocardique requiert l'apport de cellules ayant un potentiel de différenciation cardiaque et devrait donc pouvoir être atteint avec des cellules souches embryonnaires (CSE). Nous avons choisi de travailler avec ce type cellulaire en raison de la possibilité de dériver, à partir de ces cellules, de véritables progéniteurs des cardiomyocytes. Pour limiter les conditions hypoxiques de l'environnement ischémique, nous avons co-transplanté les progéniteurs cardiaques dérivés des CSE humaines avec des ADSC afin d'en exploiter les propriétés trophiques, et d'optimiser ainsi la survie du greffon. Les deux populations cellulaires ont été transférées sur le myocarde infarci via, une matrice de gélatine (GELFILM™) qui représente de meilleures propriétés mécaniques. Lors de cette étude, nous avons remarqué une préservation contre le remodelage ventriculaire à court (1mois) et long (6mois) terme chez les animaux greffés avec les patchs co-ensemencés par rapport aux animaux recevant le patch seul et l'étude des patchs composites a montré la présence de cellules humaines in vitro mais pas in vivo, probablement à cause d'une maîtrise insuffisante du rejet. Notre travail a donc consisté en une analyse systématique de plusieurs paramètres fondamentaux de thérapie cellulaire (méthode de transfert des cellules, limitation des conditions de mort cellulaire après greffes, choix du type cellulaire). Les résultats obtenus valident l'emploi des matrices cellularisées déposées sur l'épicarde. Il convient maintenant d'optimiser la nature du biomatériau, les conditions de culture des progéniteurs cardiaques avec des cellules trophiques dans le but d'améliorer la survie du greffon.

Le poly(butylène succinate) (PBS) est un polyester aliphatique biodégradable dont les propriétés en font un bon candidat pour le remplacement des polyoléfines. De plus, ses deux monomères, l'acide succinique et le butane-1,4-diol, peuvent être issus de la biomasse via un procédé de fermentation de sucres. L'étude réalisée ici a été séparée en deux grandes parties : le PBS linéaire d'une part et le PBS branché d'autre part. La première partie montre que la cinétique de synthèse du PBS suit bien le modèle d'estérification établi par Flory. Par la suite, l'étude des propriétés physico-chimiques du PBS a permis de remonter à des paramètres comme la masse molaire critique d'enchevêtrement, le module du plateau caoutchoutique, l'énergie d'activation du PBS fondu ou encore les paramètres de l'équation Mark-Houwink-Sakurada. Une étude sur ses propriétés thermiques a permis de décrire l'évolution de son comportement en fonction de sa masse molaire. Enfin, le profil d'énergie potentielle de l'estérification entre l'acide succinique et le butane-1,4-diol a été tracé en utilisant un outil de chimie quantique. La seconde partie traite de l'étude de PBS branchés obtenus en employant des agents de branchement (polyols) pouvant être issus de la biomasse comme l'huile de ricin, le glycérol et le polyglycérol. La stratégie adoptée a été le couplage entre un oligomère PBS fonctionnalisé acide carboxylique et les agents de branchement. L'étude en présence d'huile de ricin a mis en avant les relations entre la structure, déterminée en SEC-Triple Détection, et les propriétés physico-chimiques du PBS branché. L'optimisation de la synthèse en présence de glycérol ou de polyglycérol a été abordée à partir de la méthode des plans d'expériences. Comparé à la méthode « un facteur à la fois », des résultats prometteurs et semblables à ce qui est rapporté dans la littérature ont été obtenus pour l'étude du PBS branché en présence de glycérol. / Poly(butylene succinate) (PBS) is a biodegradable aliphatic polyester whose properties make it a promising polymer for the replacement of polyolefins. Moreover, its two monomers, succinic acid and 1,4-butanediol, can be produced via a fermentation process of sugars. This study has been separated into two great parts: linear PBS on the one hand and branched PBS on the other hand. In the first part, kinetics of the PBS synthesis showed a good agreement with the esterification model of Flory. We determined some fundamental parameters of PBS like critical molecular weight of entanglement, the rubbery plateau modulus, the energy of activation of melt PBS and parameters of the Mark-Houwink-Sakurada relationship. We have also realized a study on the influence of the molecular weight on the thermal properties of PBS. Finally, we constructed the potential energy profile of the esterification between succinic acid and 1,4-butanediol through a quantum chemistry study. The second part dealt with the study of branched PBS in the presence of biosourced polyols like castor oil, glycerol and polyglycerol. These syntheses were realized between an acid-functionalized PBS oligomer and the branching agents. We put forward the relationships between the structure, determined by SEC-Triple Detection, and the physicochemical properties of branched PBS in presence of castor oil. Syntheses of branched PBS in presence of glycerol or polyglycerol were optimized with design of experiments technique. Promising and similar results from the literature were obtained in the case of branched PBS in presence of glycerol compared to the method of “one parameter at a time”.

Des systèmes injectables de formation in situ ont été utilisés dans les dernières années pour l'obtention de formulations de préparation facile et permettant la libération prolongée de principes actifs. Ces systèmes utilisant des solvants biocompatibles et des polymères biodégradables sont des liquides (solutions ou émulsions) qui une fois injectés dans l'organisme donnent lieu à des implants (ISI) ou à des microparticules (ISM) solides. La formation de ces systèmes est induite par la précipitation du polymère à partir des solutions polymériques qu'ils contiennent lors du contact avec les fluides corporaux aqueux. Dans ce travail, des ISI et des ISM, réalisés à partir des polymères de l'acide lactique et/ou glycolique (PLA et PLGA) et des différents solvants biocompatibles, pour la libération prolongée d?ivermectine (IVM), un principe actif antiparasitaire faiblement biodisponible par la voie orale, ont été développés. Les profils de libération du principe actif in vitro et in vivo à partir de ces systèmes, ont été comparés avec ceux obtenus à partir de microparticules réalisées par la méthode classique dite d'émulsion simple - évaporation de solvant ; il s'agit d'une technique aux multiples étapes, à coût élevé et dont l'utilisation de solvants toxiques la font difficilement industrialisable. La libération du principe actif à partir des microparticules obtenues par émulsion simple/évaporation du solvant a été influencée par la forte interaction du principe actif avec les polymères mais aussi par la porosité. Dans le cas des systèmes in situ, la vitesse de libération d'IVM a été conditionnée par la solubilité dans l'eau du solvant biocompatible sélectionné et par les interactions solvant/polymère. Pour les ISM, des paramètres tels que la nature de la phase externe, aqueuse (ISM-O/W) ou huileuse (ISM-O/O), la solubilité dans l'eau du solvant de la phase interne, l'affinité entre les phases et l'affinité de l'IVM pour chacune des phases, ont déterminé la vitesse de libération du principe actif. La bonne stabilité ainsi que les profils de libération plus prolongés et présentant une faible libération initiale du principe actif in vivo et in vitro, ont montré que les ISI et les ISM réalisés à partir de solvants biocompatibles de faible solubilité dans l'eau tels que la triacetine sont les plus indiqués pour l'encapsulation d'IVM par rapport à ceux plus solubles dans l'eau comme la N-methyl-2-pyrrolidone et la 2-pyrrolidone. Ces systèmes représentent donc une alternative intéressante par rapport aux formulations conventionnelles d'IVM / In situ forming injectable systems have been used in the past years to obtain sustained drug release formulations which are easy to prepare. These systems using biocompatible solvents and biodegradable polymers are liquids (solutions or emulsions) that upon injection on the body lead to solid implants (ISI) or microparticles (ISM). These systems are formed in contact with water body fluids by polymer precipitation from the polymeric solution. In this work, ISI and ISM made from lactide and/or glycolide polymers (PLA and PLGA) and different biocompatible solvents were performed to obtain sustained release of ivermectin (IVM), an antiparasitic drug with a low oral bioavailability. In vitro and in vivo drug release profiles from these systems were compared with those from microparticles obtained by the classical simple emulsion/solvent evaporation method, which is difficult to propose in industry because of its multiple steps, high cost and the solvent toxicity. Drug release from simple emulsion/solvent evaporation microparticles was affected by the strong polymer/drug interactions and porosity. Concerning to in situ forming systems, the rate of IVM release was dependent on solvent water solubility and solvent/polymer interactions. The nature of the external phase, water (ISM-O/W) or oil (ISM-O/O), the water solubility of the solvent in the internal phase, phase affinity and IVM/phase affinity determined drug release from ISM. The good stability, the in vitro and in vivo sustained release and the low burst effect of IVM, indicated that ISI and ISM formulated from low hydrosoluble biocompatible solvents such as triacetin are more appropriated to IVM formulation instead of those based on more hydrophilic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone and 2-pyrrolidone). These systems are an interesting alternative to conventional IVM formulations