Le génie tissulaire permet de reconstruire des tissus conjonctifs et adipeux à partir de cellules stromales/souches du tissu adipeux qui représentent une alternative prometteuse en chirurgie de reconstruction. L’ajout de cellules endothéliales au modèle permet la formation de capillaires in vitro. Comme le tissu adipeux humain sécrète plusieurs facteurs angiogéniques, les réseaux de capillaires formés dans ces tissus conjonctifs et adipeux reconstruits ont été comparés. Le diamètre moyen ainsi que le volume occupé par les capillaires sont similaires entre les deux conditions, bien que les tissus adipeux reconstruits sécrètent davantage d’adipokines lors de l’ajout des cellules endothéliales. Le milieu utilisé pour la coculture influence les profils de sécrétion des tissus, qui se ressemblent au fil du temps passé en culture. Les tissus adipeux et conjonctifs reconstruits supportent la formation d’un réseau de capillaires in vitro et représentent de bons modèles pour l’étude de processus adipogéniques et angiogéniques. / Reconstructed connective and adipose tissues produced by tissue engineering with adipose-derived stromal/stem cells represent a promising alternative for reconstructive surgery application. The addition of endothelial cells to the model allows the formation of capillary networks in vitro. Since human adipose tissue secretes numerous angiogenic factors, the capillary networks found in reconstructed adipose tissues were compared to those of the connective tissues. The mean diameter and total volume occupied by capillaries were similar in both conditions. Angiogenic factor secretion was more important in reconstructed adipose tissue-conditioned supernatants at the time of endothelial cells seeding, but using coculture media then affected the adipose and connective tissues secretion profiles as they became similar with time in culture. Both adipose and connective tissues allow the formation of capillaries in vitro and represent innovative models of human adipose tissue for studying adipogenesis and angiogenesis processes.

Lors de maladies cardiovasculaires avancées, telle que l’athérosclérose, les patients doivent subir une chirurgie, plus précisément un pontage artériel, afin de rétablir le flux sanguin. Cette opération consiste à remplacer l’artère malade, obstruée par des dépôts, par un substitut. Cependant, des complications post-implantation telles que la thrombose et l’hyperplasie intimale, subsistent et entrainent l’échec de la greffe vasculaire Pour palier à ce problème, l’approche proposée serait d’avoir une endothélialisation rapide du substitut vasculaire. Pour ce faire, la méthode proposée dans cette thèse est d’enrichir les substituts vasculaires avec une molécule pro-endothélialisation et de valider par la suite leurs propriétés biologiques. La pléiotrophine (PTN), une cytokine de croissance / différenciation, a été spécifiquement choisie dans ce travail, car elle est décrite comme un puissant facteur pro-angiogénique. Cependant, ses effets réels sur l'endothélialisation ne sont pas encore complètement connus. Aussi, afin d’avoir un effet efficace et à long terme, il apparait crucial de rechercher le meilleur moyen d’obtenir un substitut chargé en PTN, tout en conservant et maximisant son activité biologique. Les systèmes d'administration de médicaments à base de polymères naturels représentent une option intéressante pour une telle application. De plus, les gels de collagène de type 1 sont couramment utilisés comme échafaudages pour l'ingénierie des tissus vasculaires et pour le développement de systèmes à libération contrôlée grâce à leurs propriétés biologiques favorables. Pour mieux contrôler la libération de PTN, des interactions spécifiques non covalentes peuvent être utilisées pour stabiliser et immobiliser des médicaments dans l’échafaudage de collagène, grâce à l’utilisation d’agents de liaison. L'héparine apparait comme molécule de liaison idéale, déjà largement utilisée dans la formulation de systèmes d'administration de médicaments, en raison de sa capacité à séquestrer, à stabiliser et à protéger les facteurs de croissance et les cytokines. En se basant sur les travaux précédents du Laboratoire des Biomatériaux et de la Bioingénierie de l'Université Laval, l'objectif de ce travail était donc de développer un système de libération contrôlée de PTN à base de gels de collagène de type I modifiés par l'héparine. Dans un premier temps, les effets de la PTN sur la viabilité et la capacité de migration des cellules endothéliales ont été étudiés, et seront comparés aux effets de ceux du facteur 1, dérivé du stroma (SDF-1), facteur d’endothélialisation couramment utilisé lors de greffes vasculaires. Ensuite, un gel de collagène de type I a été utilisé comme échafaudage pour le développement d’un système à libération contrôlée pour la PTN. Pour augmenter son interaction avec le gel et prolonger sa libération dans le temps, de l'héparine en solution a été ajoutée à la formulation de gel standard. Des évaluations mécaniques et structurelles ont été ensuite réalisées afin d’évaluer les effets de l'addition d'héparine sur les propriétés du gel de collagène. La PTN libérée à partir des gels de collagène modifiés par l'héparine a été d’abord quantifiée puis son effet sur la viabilité des cellules endothéliales et des cellules musculaires lisses a été évalué. Enfin, des tests d'hémocompatibilité ont été effectués pour analyser les effets combinés de l'héparine et PTN sur les propriétés thrombogènes des gels de collagène. / Arterial bypass graft is the primary therapy for patients with advanced vascular occlusion diseases such as atherosclerosis. Post-implantation vascular graft failure is mainly caused by in-graft thrombosis and intimal hyperplasia. A fast endothelialization has the benefit of reducing these adverse events. Grafts enrichment with pro-endothelialization molecule has been proposed as an effective solution. Pleiotrophin (PTN) is a growth/differentiation cytokine that has been described as a potent pro-angiogenic factor. However, its proendothelialization effects have not been fully explored, and efficient ways to deliver PTN for graft enrichments have to be studied. Natural polymer-based drug delivery systems represent an interesting option for such an application. Type 1 collagen gels are commonly used as scaffolds for vascular tissue engineering and for the development of controlled release systems thanks to their favorable biological properties. To better control the release of PTN, specific non-covalent interactions can be used to stabilize and immobilize drugs within the collagen scaffold, through the use of binding agents. Heparin has been widely used in the formulation of drug delivery systems due to its ability to sequester, stabilize and protect growth factors and cytokines. Based on previous work of the Laboratory for Biomaterials and Bioengineering at Laval University, the objective of this work was to develop a controlled release system for PTN based on a heparin-modified Type I collagen gels. At first, the effects of PTN on the viability and migration ability of endothelial cells have been studied by comparing them with the effects exerted by stromal derived factor 1 (SDF1), a known pro-endothelialization factor already used for vascular graft enrichment. Following, a type I collagen gel was used as scaffold for the development of a controlled release system for PTN. To increase its binding to the gel and to prolong its release over time, heparin have been freely added to the standard gel formulation. Mechanical and structural assessments were performed to evaluate the effects of the addition of heparin. Quantification of the released PTN from the heparin-modified collagen gels was studied along with the effects of the released PTN on the viability of endothelial and smooth muscle cells. Finally, hemocompatibility tests have been performed to analyze the effects of the addition of both heparin and PTN on the thrombogenic properties of the collagen gels.

La reconstruction vaginale a pour but d’améliorer la qualité de vie des femmes atteintes d’anomalies congénitales ou de cancers urogénitaux. Le manque de tissus disponibles pour ces chirurgies peut être pallié par la reconstruction de substituts autologues de muqueuse vaginale humaine (MVH) par génie tissulaire. La vascularisation représente un élément critique pour le succès des greffons, ainsi des cellules endothéliales dérivées de la veine ombilicale (HUVEC) ont été incorporées au modèle de de MVH reconstruite par auto-assemblage. Différentes techniques de culture cellulaire soit l’auto-assemblage classique SA, le réensemencement RS et une technique hybride SA/RS ont été testées afin de déterminer celle qui est la plus adaptée pour l’endothélialisation du modèle et pour l’implantation animale. Les cellules endothéliales forment un réseau pseudo-capillaire in vitro et expriment des marqueurs spécifiques comme le CD31/PECAM et le facteur Von Willebrand. De plus, la présence du marqueur d’antigène neuroglial 2 (NG2) dans les substituts produits par les conditions SA/RS et RS suggère la présence de péricytes. L’approche SA/RS permet de générer des MVH endothélialisées démontrant une maturité capillaire supérieure, tout en conservant des propriétés mécaniques qui répondent aux critères requis pour l’implantation. Des HUVEC transduites avec des particules lentivirales qui permettent l’expression de GFP et de la luciférase ont été utilisées afin d’observer la cinétique de la formation du réseau pseudo-capillaire in vitro et de confirmer la présence des cellules endothéliales in vivo. Ces tissus reconstruits ont été implantés chez des souris immunodéprimées afin de confirmer la fonctionnalité et la stabilité du réseau pseudo-capillaire reconstruit in vivo. La présence de globules rouges murins à l’intérieur des vaisseaux humains exprimant la GFP démontre le potentiel de fonctionnalité du réseau capillaire reconstruit. En conclusion, les MVH reconstruites représentent un premier modèle 3D endothélialisé qui offre des applications innovatrices pour la recherche et la chirurgie. / Tissue engineering of autologous human vaginal mucosa (HVM) introduces novel surgical applications to the field of vaginal reconstruction for paediatric patients with congenital urogenital abnormalities such as the Mayer-Rokitansky-Küster-Hauser syndrome (MRKH) or neoplastic diseases. Vascularization of tissue-engineered constructs represents a major challenge seeing that graft survival and success rate highly depend on it. This study aims at reconstructing a pseudo-capillary network within a tissue-engineered HVM using the self-assembly technique free of exogenous materials. Vaginal stromal cells were co-seeded with endothelial cells derived from a human umbilical cord vein (HUVEC). Different cell culture techniques were tested, the classical self-assembly (SA) by sheet stacking, re-seeding (RS) and a new hybrid SA/RS method in order to determine the approach that is the most adapted for pre-vascularization of the HVM, while maintaining biomechanical properties that are suitable for surgery. The presence of a pseudo-capillary network in vitro was assessed with specific markers such as PECAM-1/CD31 and Von Willebrand factor. Additionally, neuroglial antigen 2 was detected at the periphery of capillaries and reveals the presence of pericytes within constructs produced with the RS and SA/RS methods. Our results show that the use of a combined SA/RS technique seems to be most adapted for the pre-vascularization of the HVM as it generates constructs with higher microvascular maturity and mechanical properties compatible with surgical handling. Transduced HUVEC with a vector that allows the expression of GFP and luciferase were used to observe the formation of a capillary network in vitro and to monitor endothelial cells in vivo. To assess the functionality of the reconstructed capillary-like network, endothelialized HVM constructs were implanted in immunocompromized mice. The finding of mouse red blood cells within GFP positive capillaries confirms the functionality of the reconstructed capillary-like network in vivo. Finally, this first tissue-engineered endothelialized HVM model can be used for numerous clinical and research applications.

Thèse (M.Sc.) -- Université Laval, 1996. / Bibliogr.: f. 72-96. Publié aussi en version électronique.

Thèse (M.Sc.) -- Université Laval, 2001. / Bibliogr.: f. 172-198. Publié aussi en version électronique.

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

La maîtrise et le contrôle de la cristallisation afin d'obtenir des cristaux de taille, de forme et du polymorphisme désirés reste une exigence de l'industrie pharmaceutique. La présence d'anti-solvant dans le milieu de cristallisation modifie les grandeurs fondamentales et les mécanismes de cette opération unitaire et peut être un outil permettant son contrôle. L'éthanol est l'un des anti-solvants qu'on peut utiliser dans la cristallisation de la glycine.Ce travail porte sur la cristallisation discontinue de la glycine dans des mélanges (eau/éthanol) par un procédé de cristallisation par refroidissement direct, ou par un procédé de cristallisation semi-continue isotherme de cette molécule en réalisant la sursaturation par ajout d'éthanol. On a étudié l'effet de la quantité et du débit d'éthanol sur différentes grandeurs fondamentales et son influence sur les différents mécanismes de cristallisation de la glycine, ainsi que sur les formes polymorphiques obtenues.

Thèse (Ph. D.) -- Université Laval, 1996. / Bibliogr.: f. 89-110. Publié aussi en version électronique.

La maîtrise et le contrôle de la cristallisation afin d’obtenir des cristaux de taille, de forme et du polymorphisme désirés reste une exigence de l’industrie pharmaceutique. La présence d’anti-solvant dans le milieu de cristallisation modifie les grandeurs fondamentales et les mécanismes de cette opération unitaire et peut être un outil permettant son contrôle. L’éthanol est l’un des anti-solvants qu’on peut utiliser dans la cristallisation de la glycine.Ce travail porte sur la cristallisation discontinue de la glycine dans des mélanges (eau/éthanol) par un procédé de cristallisation par refroidissement direct, ou par un procédé de cristallisation semi-continue isotherme de cette molécule en réalisant la sursaturation par ajout d’éthanol. On a étudié l’effet de la quantité et du débit d’éthanol sur différentes grandeurs fondamentales et son influence sur les différents mécanismes de cristallisation de la glycine, ainsi que sur les formes polymorphiques obtenues. / Crystallization is widely used in pharmaceutical industry; however it is necessary to control size, shape and crystal polymorphism. Anti-solvent presence in crystallization media is known to influence these separation process mechanisms, magnitudes and polymorphism. Consequently, anti-solvent use can be a way for crystallization control. For example ethanol can be used on glycine crystallization. In this thesis, we study the glycine crystallisation process in aqueous solutions with anti-solvent. The process takes place in a batch cooling crystallizer and in an isotherm semi batch crystallizer. We check ethanol amount and ethanol addition rate effects on different crystallization magnitudes and mechanisms; we check also the effect on polymorphism.

Thèse en cotutelle présentée au département des mines, de la métallurgie et des matériaux, Université Laval, Québec et École doctorale Jean-Henry Lambert, Université de Haute-Alsace, Mulhouse. / Les prothèses vasculaires textiles en polyethylene téréphtalate (PET) sont utilisées depuis plus de cinquante ans en chirurgie cardiovasculaire. Elles sont fiables pour les grands diamètres (>8mm), cependant des occlusions se présentent souvent après implantation pour les petits diamètres (6-8mm). L'occlusion survient, car la surface des prothèses est peu hémocompatible. Or, l'hémocompatibilité des prothèses serait largement améliorée si ces dernières se recouvraient d'une couche de cellules endothéliales qui tapissent naturellement les vaisseaux sanguins. Cependant, ce recouvrement n'est pas ou peu observé sur les prothèses implantées. Les matrices protéiniques qui servent avant tout à perméabiliser la prothèse et qui recouvrent les prothèses n'ont pas d'effet positif sur l'endothélialisation. Ce projet vise à mettre en évidence que les textiles bruts ne sont pas un support viable pour le développement de ces cellules endothéliales, puis propose de remplacer les matrices protéiniques par un recouvrement synthétique. Pour ce faire, de l'acide poly-L-lactique solubilisé a été filé sous forme de nanofibres non tissées et déposées sur la surface luminale de la prothèse textile de PET. L'étirage par jet d'air utilisé pour former ces fibres a été d'abord caractérisé selon un modèle plan, puis adapté à la forme tubulaire des prothèses. Les nanofibres ont été évaluées sur le plan de la cytocompatibilité, de l'adhérence et de la prolifération avec un modèle de cellules endothéliales animales. Enfin, ce travail vise à optimiser l'adhérence de ces fibres sur le PET par l'emploi d'une technique de modification de surface par plasma à pression atmosphérique. Les résultats montrent qu'il est possible de produire des nanofibres d'acide polylactique et de contrôler leur diamètre en ajustant la concentration de la solution. Ces nanofibres permettent de sceller la paroi de la prothèse textile et présentent des taux de cristallinité variables en fonction des paramètres de filage. Enfin, les cellules endothéliales prolifèrent en monocouche sur des prothèses recouvertes de nanofibres. Par ailleurs, il est possible d'optimiser l'adhérence des nanofibres sur le PET avec un traitement par plasma à pression atmosphérique. En conclusion nous avons proposé une alternative prometteuse à l'enduction traditionnelle des prothèses pour favoriser la prolifération en monocouche des cellules endothéliales.