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

La formation du caillot de fibrine, processus clé de la coagulation sanguine, implique la polymérisation des monomères de fibrine en un réseau de fibres. Ce réseau contrôle les propriétés mécaniques du caillot et constitue le squelette sur lequel se base la cicatrisation. Si l’influence des conditions de réaction (pH, concentration, …) est bien connue, le rôle de la composition du fibrinogène sur la structure de la fibrine est inexploré. Cet aspect pourrait être important pour les pathologies cardiovasculaires qui présentent toutes une structure de fibrine anormale.Nous avons étudié la relation entre la composition de plusieurs fibrinogènes et les propriétés structurelles nano- et micro-métriques ainsi que la mécanique des caillots de fibrine. La composition en protéines co-purifiées de ces fibrinogènes a peu d’influence, alors que le profil de polydispersité contrôle la structure multi-échelle de la fibrine. Des mesures de diffusion des rayons x, de spectrophotométrie multi-longueur d’ondes et de microscopie confocale ont mis en évidence que les fibres provenant des fibrinogènes monodisperses sont quasi-cristallines, droites et rigides. Les fibres provenant de fibrinogènes polydisperses sont, elles, beaucoup moins organisées, courbées, avec un module de rigidité faible. Enfin, les propriétés mécaniques de la fibrine ont montré que la réponse des caillots aux déformations, aussi que les scenarios de rupture, sont directement liés à sa structure et donc significativement dépendants du profil de polydispersité des fibrinogènes. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans plusieurs domaines, que ce soit pour l’utilisation optimale des fibrinogènes pour les dysfibrinogénémies et hémorragies, mais également pour la reconstruction tissulaire, ainsi que la compréhension du lien entre la structure anormale des caillots et les maladies cardiovasculaires. / Fibrin clot formation is one of the major processes leading to blood clotting. It involves the polymerization of fibrin monomers into a network of fibrin fibres. This network controls the mechanical properties of the clot and serves as a skeleton for wound healing. Environmental factors (pH, concentration, …) have been proved to influence polymerization, however the role of fibrinogen composition on the structure of fibrin remains unexplored. This aspect might be important for the case of cardiovascular pathologies, which present abnormal fibrin structures.We have determined the relation between different sources of fibrinogen with the nano- and micro-metric structural and mechanical properties of fibrin clots. The composition in co-purified proteins of the fibrinogens has no significant importance, however the polydispersity profile controls the multiscale properties of fibrin. Indeed, x-ray scattering, multi-wavelength spectrophotometry and confocal microscopy measurements have proved that fibres from monodisperse fibrinogens are quasi-crystalline, straight and rigid. Fibres from polydisperse fibrinogens are less organised, curbed and less rigid. Finally, the mechanical properties of fibrin showed that the response of clots to deformation, as well as the scenarios of rupture are closely related to the structure, and consequently related to the profiles of polydispersity. This opens outstanding perspectives in many fields such the optimisation of fibrinogen’s use on dysfibrinogenemias or haemorrhages, tissue regeneration or the understanding between the abnormal structure of clots and cardiovascular diseases.

Les gels de fibrine présentent un fort intérêt en médecine régénérative, puisqu’ils miment la matrice temporaire créée lors de la cicatrisation. Cependant, quand préparés à concentration physiologique, ils ne sont pas manipulables, ni conservables à sec. Pour contrer ces désavantages, ils peuvent être associés à un autre réseau de polymères, dans une architecture de Réseaux Interpénétrés de Polymères (RIP). Cette approche a été utilisée pour associer à un réseau de fibrine, un coréseau semi-synthétique d’albumine de sérum bovin (BSA) et de poly(oxyde d’éthylène) (POE), obtenu par photopolymérisation de BSA et PEG modifiés avec des fonctions méthacrylate (BSAm, PEGDM).Il a été démontré par des tests ex vivo et in vitro que ces matériaux ont de multiples applications potentielles, puisqu’ils supportent à leur surface, la croissance de nombreux types cellulaires. De plus, il a été observé que ces matériaux peuvent servir comme vecteurs pour la délivrance de molécules d’intérêt thérapeutique.La technologie a d’ailleurs été optimisée, en utilisant non plus des précurseurs modifiés avec des fonctions méthacrylate, mais acrylate. Cette modification a permis de réduire la toxicité du procédé de synthèse, tout en conservant les performances des matériaux. Il a également été démontré que divers matériaux optimisés ont des mécanismes de dégradation différents, et contrôlables par leur formulation initiale.Enfin, deux nouvelles familles de RIPs à base de fibrine ont été développées, en associant à un réseau de fibrine, un autre réseau de protéine, la fibroïne de soie. Des RIPs parfaitement manipulables ont été obtenus, supportant à leur surface la culture de fibroblastes. Ces matériaux sont donc prometteurs pour l’ingénierie tissulaire de la peau et d’autres applications. / Fibrin gels are of interest in regenerative medicine, as they mimic the provisory matrix synthesized during wound healing process. However, when prepared at physiologic concentration, these gels cannot be handled, nor stocked in dry state. To face these drawbacks, they can be associated with another polymer network, in an Interpenetrating Polymer Network (IPN). This strategy was used to associate to a fibrin network, a semi-synthetic conetwork composed of bovine serum albumin (BSA) and poly(ethylene oxide) (PEO), obtained by photopolymerization of methacrylate-modified BSA and PEG.It was demonstrated through ex vivo and in in vitro experiments that these materials have numerous potential applications, as they support on their surface, the culture of numerous cell types. Moreover, it was observed that they may be used as drug carrier for drug release applications.Moreover, the technology was optimized by modifying the methacrylate functions on the precursors for acrylate functions. This modification allowed to reduce the toxicity of the process, while preserving materials performances. It was also demonstrated that these optimized materials have different degradation mechanisms, which are controllable by their initial formulation.Finally, 2 new groups of fibrin-based IPNs were developed, by associating to a fibrin network, another protein network, the silk fibroin. Perfectly handable IPNs were obtained, which support on their surface the culture of fibroblasts. These materials are then very promising for skin tissue engineering, and most likely other applications.

La formation d'un caillot de fibrine, processus clé de la coagulation sanguine, implique la polymérisation des monomères de fibrinogène en un réseau de fibres de fibrine. Bien que ce réseau contrôle l'ensemble des propriétés mécaniques du caillot et constitue le squelette sur lequel se base la reconstruction des tissus, sa structure aux échelles inférieures au micron est très mal caractérisée. Nous avons démontré que l'analyse du spectre de lumière visible transmis à travers un caillot permet de déterminer simultanément, quantitativement et en conditions quasi-physiologiques, plusieurs paramètres essentiels de cette nanostructure, à savoir le rayon et la concentration interne en protéines des fibres. Cette méthode de spectrophotométrie a montré le caractère extraordinairement poreux de ces fibres et comment l'environnement de la réaction (concentrations en fibrinogène, en thrombine, température, force ionique) influe sur leur dimension et leur porosité. Cette méthode a ensuite permis de caractériser les effets respectifs sur cette structure de différentes molécules anti-coagulantes, montrant l'action spécifique de l'enoxaparine par rapport aux héparines non-fractionnées et au pentasaccharide. Enfin, nous avons construit un prototype à vocation hospitalière (spectrophotomètre) afin d'étudier la cinétique de polymérisation de la fibrine, non seulement en système purifié en combinaison avec nos spectres de diffusion de rayons X, mais également sur des plasmas de patients présentant des troubles de l'hémostase. Des discussions sont en cours avec un laboratoire pharmaceutique afin d'intégrer cette méthode sur des appareils de diagnostic. / The formation of a fibrin clot is one of the major processes leading to blood coagulation. It involves the polymerization of fibrinogen monomers into a network of fibrin fibers. This network controls the overall mechanical properties of the clot and serves as a scaffold to promote wound healing. However its structure at scales less than one micron is very poorly characterized. We demonstrated that an analysis of the visible light spectra transmitted through fibrin clots enables the simultaneous determination, in quantitative terms and in conditions near physiological, of several key parameters of this nanostructure, i.e. the radius and the protein content of the fibers. This spectrophotometry technique has shown the extraordinary porous nature of these fibers and how the reaction parameters (fibrinogen and thrombin concentrations, temperature, ionic strength) control their size and their porosity. This method was then used to characterize the respective effects on the structure of different anticoagulant molecules, showing the specific action of enoxaparin compared with unfractionated heparin and pentasaccharide. We built a prototype (spectrophotometer), used at hospital, to study the kinetics of fibrin polymerization, not only in purified system in combination with our X-ray spectra, but also in plasmas of patients with bleeding disorders. Discussions are underway with a pharmaceutical company to integrate this method on diagnostic equipment.

La peau est un organe à l'architecture complexe qui assure plusieurs rôles essentiels dont celui de barrière contre les agressions extérieures. De plus, il est capable de se régénérer grâce un processus hautement régulé: la cicatrisation. Des biomatériaux, synthétisés à partir de macromolécules d'origine naturelle et/ou synthétique, ont été développés pour servir de pansements, de support de culture cutanée ou de substitut cutané.L'originalité de notre étude a été de mimer, non pas la matrice extracellulaire dermique, mais le réseau de fibrine, temporaire, qui apparait lors de la cicatrisation. Au cours de travaux précédents, il a été démontré qu'il était possible de renforcer mécaniquement un réseau de fibrine, à concentration physiologique, en l'associant, dans une architecture de réseaux interpénétrés de polymères (RIP), avec un réseau de polyoxyde d'éthylène (POE). Durant mes travaux, la non toxicité de ces matériaux envers des cellules modèles a été démontrée. Puis, la composition du matériau a été optimisée pour augmenter son module de stockage jusqu'à un facteur 100 par rapport à celui du gel de fibrine. Ensuite, grâce à la synthèse d'alcool polyvinylique méthacrylate (PVAm) pour le remplacement du POE, un matériau présentant mêmes qualités, mais plus facilement stockable à l'état déshydraté et complètement réhydratable, a pu être obtenu. Nous nous sommes ensuite attachés à rendre ce nouveau matériau biodégradable. L'introduction de sérum albumine bovine méthacrylate (BSAm) copolymérisée avec le PVAm (co-réseau) dans une architecture RIP avec un réseau de fibrine a permis de synthétiser un matériau hydride présentant l'ensemble des propriétés précédemment décrites et dégradable par des enzymes. Ce matériau a été testé en contact avec des populations cellulaires fibroblastiques. Il a pu être démontré, qu'en plus d'être non cytotoxique, ce matériau pouvait être totalement colonisé par ces cellules. Pour finir, l'encapsulation de cellules à l'intérieur de cette matrice et leur prolifération ont pu être observées. En conclusion, les matériaux synthétisés lors de ces travaux, c'est-à-dire des RIPs associant un réseau de fibrine à la concentration physiologique et un réseau de polymère synthétique, possèdent les propriétés nécessaires pour être utilisés en tant que pansements et supports de culture pour la régénération cutanée. De plus, la possibilité d'encapsuler des fibroblastes dans le RIP à base de coréseaux de PVAm et BSAm en fait un substitut cutané potentiel.Mots clefs : hydrogel, réseaux interpénétrés de polymères, fibrine, POE, PVA, BSA, encapsulation cellulaire, fibroblaste, médecine régénérative, peau. / The skin is an organ with a complex architecture that provides several key roles including barrier against external aggressions. In addition, it has the ability to regenerate itself by following a highly regulated process,: the wound healing. Biomaterials, synthesized by using macromolecules from natural and/or synthetic origin, have been developed to serve as wound dressing, cell culture support or skin substitute.The originality of our study was to not mimic the dermal extracellular matrix, but mimic the the fibrin scaffold, the temporary matrix who appears during the healing process. In previous work, it was shown that it was possible to mechanically reinforce a fibrin scaffold at physiological concentration by associating into interpenetrating polymer network (IPN) architecture with a polyethylene oxide (PEO) network. In my work, the non-toxicity of these materials was proved with model cells. Then, the material composition has been optimized to increase the storage modulus by 100 in comparison of the fibrin scaffold. Then, through the synthesis of polyvinyl alcohol methacrylate (PVAm) to replace the POE, a material with the same properties, but more easily stored in a dehydrated state (more ductile) and completely rehydratable could be obtained. We then attached to make this new biodegradable material. The use of bovin serum albumin methacrylate (BSAm) copolymerized with PVAm(conetwork) into IPN architecture with a fibrin scaffold performs to synthesize a hybrid material with all the properties described above and degradable by enzymes. This material has been tested in contact with human fibroblast. It has been demonstrated that in addition to be non-cytotoxic, this material could be completely colonized by these cells. Finally, the encapsulation of cells in the bulk of this matrix and their proliferation inside were observed.In conclusion, the materials synthesized in this work, IPN containing a fibrin scaffold at physiological concentration and a synthetic polymer network, have sufficient properties to be used as wound dressings or cells culture support for skin regeneration. In addition, the ability to encapsulate fibroblasts in material based on conetwork of PVAm and BSAM makes it suitable for a skin substitute application.Key words: hydrogel, Interpenetrating Polymer Network, fibrin, POE, PVA, BSA, entrapping, fibroblast, tissue engineering, skin.

L’ingénierie tissulaire vise à régénérer des organes ou des tissus lésés. Ainsi, les gels de fibrine sont largement utilisés pour la reconstruction de différents tissus. Cependant, à concentration physiologique, ils ne peuvent pas être manipulés. Pour améliorer leurs propriétés mécaniques, ils peuvent être combinés dans une architecture de Réseaux Interpénétrés de Polymères (RIP) à un réseau de polymère synthétique (PVA ou POE). Ces RIPs peuvent être rendus biodégradables en copolymérisant d’albumine bovine de sérum modifiée par des groupements méthacrylate (BSAm) avec le partenaire synthétique.Selon leurs compositions, ces matériaux peuvent être complètement dégradés ou fragmentés après quelques jours en présence de thermolysine, une enzyme protéolytique. Ces cinétiques de dégradation de ces RIPs ont été étudiées en suivant le relargage des fragments protéiques hors du matériau, d’une part, et la diminution de leurs propriétés viscoélastiques, d’autre part. Leur biocompatibilité a été vérifiée : des fibroblastes cultivés à leur surface présentent une viabilité supérieure à 90% après 5 semaines de culture et leur prolifération est suivie de la synthèse de macromolécules de la Matrice Extracellulaire.Afin de leur ajouter une action bactéricide et d’augmenter encore leur résistance mécanique, des sels d’ammonium ont également été incorporés à certains de ces RIPs. Enfin, la synthèse de tels RIP a été mise au point à partir de plasma sanguin. Les éventuels phénomènes de rejet lors de leur intégration au sein du corps devraient ainsi être limités. De plus, le plasma sanguin contenant un grand nombre de facteurs de croissance et de molécules bioactives, la réparation tissulaire devrait ainsi être améliorée. / Tissue engineering aims to regenerate deficient tissues and organs. Fibrin gels are widely used for the reconstruction of various tissues. However, at physiological concentration, they can’t be handled. To improve their mechanical properties, they can be combined with a synthetic polymeric network (PVA or PEO) in an Interpenetrating Polymer Network (IPN) architecture. These IPN can be made biodegradable by crosslinking the Bovine Serum Albumin modified by methacrylate groups (BSAm) with the synthetic partner.Depending on the composition, these materials can be fully degraded or fragmented after several days of incubation with thermolysin, a proteolytic enzyme. The degradation kinetics of these hydrogels were studied by following the release of proteic fragments from the material and by the loss of viscoelastic properties. The biocompatibility was also verified: fibroblasts cultivated on the surface show a viability of over 90% after 5 weeks of culture and the proliferation is followed by the synthesis of Extracellular Matrix macromolecules.To add a bactericide property, and to increase their mechanical resistance, ammonium salts were incorporated in those IPN. Lastly, the synthesis of these IPN were adapted, starting from whole blood plasma. Rejection phenomena upon implantation should thus be hindered. Moreover, blood plasma contains a wide variety of growth factors and bioactive molecules, which should improve tissue regeneration.

Le suivi continu des substituts tissulaires en développement est crucial afin de comprendre leur évolution au fil du temps. Par contre, la tâche représente tout un défi quand vient le temps d'évaluer des échantillons de grande taille avec les techniques de microscopie. De plus, les méthodes de caractérisation les plus courantes sont fastidieuses et entraînent le sacrifice des cultures. Le développement d'approches de suivi in situ en temps réel, non invasives et non destructives, adaptées aux échantillons non transparents et de grandes tailles, est essentiel dans le domaine du génie tissulaire. Les techniques d'imagerie médicale peuvent répondre à ces besoins sans perturber ni interrompre les cultures en cours. L'hypoThèse de travail de cette Thèse était de démontrer la possibilité d'établir des méthodes d'imagerie in situ, non invasives, non destructives et en temps réel pour le suivi de la viabilité et du métabolisme de cultures tridimensionnelles (3D) de cellules endothéliales dans un gel de fibrine perfusé. Afin d'y arriver, une chambre de culture à perfusion munie de fibres creuses pour la croissance de cellules endothéliales à l'intérieur d'un gel de fibrine a d'abord été conçue. Ensuite, un bioréacteur pulsatif à perfusion apte à assurer la survie et la croissance de cultures 3D in vitro pour le génie tissulaire a été développé et validé. Dans un second temps, les protocoles d'imagerie par tomographie d'émission par positrons (TEP) n'étant pas adaptés aux systèmes de bioréacteurs, il a fallu en développer et valider un en utilisant un radiotraceur bien connu : le [indice supérieur 18]F-fluorodésoxyglucose ([indice supérieur 18]FDG) qui est un marqueur capable de détecter le métabolisme cellulaire. L'imagerie au [indice supérieur 18]FDG d'un bioréacteur permet d'évaluer la perfusion de la culture, de contrôler sa viabilité ainsi que d'estimer la densité cellulaire et le positionnement des structures tissulaires émergentes. Ainsi, les conditions optimales favorisant sa capture par les cellules ont été déterminées au préalable sur des monocouches afin d'optimiser le signal TEP correspondant. Enfin, les paramètres actifs identifiés précédemment ont été mis en application pour le suivi de cultures 3D où les densités cellulaires ont pu être estimées après seulement 12 heures de culture et des structures émergentes décelées dans les gels de fibrine au bout d'une à deux semaines. L'imagerie TEP au FDG est une approche très prometteuse pour effectuer le suivi non destructif de cultures tridimensionnelles en génie tissulaire et pour comprendre l'évolution des tissus en croissance in vitro.

Les brûlures cutanées graves dont les lésions profondes et étendues des tissus ne permettent pas d’envisager un traitement classique par autogreffes, bénéficient aujourd’hui de substituts épidermiques autologues pour leur recouvrement. En effet l’ingénierie tissulaire permet l’obtention d’épiderme de culture autologue (CEA) par l’amplification in vitro de kératinocytes à partir d’une petite biopsie de peau saine. Si ces CEAs ont permis la survie de nombreux patients depuis les années 1980, ils n’en restent pas moins largement perfectibles du point de vue de l’esthétique et de la fonctionnalité de l’épiderme et de la jonction dermo-épidermique régénérés mais aussi en termes de coûts et de prévention des zoonoses.Ainsi, ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’une recherche translationnelle et porte sur l’élaboration d’un épiderme de culture par ingénierie tissulaire en vue d’une application clinique chez les grands brûlés, afin de favoriser la cicatrisation et la régénération épidermique. Ce travail porte également sur l’évaluation non clinique de notre substitut épidermique sur un modèle animal de brûlure cutanée.Après avoir développé un nouveau substitut épidermique sur fibrine de plasma humain (hPBES : human Plasma-Based Epidermal Substitute), nous avons procédé à l’évaluation détaillée de ses caractéristiques phénotypiques et fonctionnelles en comparaison au substitut épidermique de référence Epicel® (Genzyme, US). Nous avons montré des propriétés plus intéressantes en termes de clonogénicité et de caractère souche, de prévention de la différenciation, de prolifération, de potentiel de migration, et de conservation des protéines de la membrane basale avec notre produit par rapport à Epicel®.L’apport de la matrice de fibrine de plasma sur la culture des kératinocytes en comparaison à une matrice de fibrine issue de fibrinogène purifié et à une culture sans matrice a été étudié notamment sous l’angle des facteurs libérés par les matrices. Nous avons observé une amélioration des propriétés des substituts épidermiques par la fibrine : diminution de la différenciation terminale, augmentation du potentiel migratoire et sécrétion de facteurs pro-cicatrisants (GM-CSF et PDGF-BB). En outre, la fibrine de plasma améliore spécifiquement la morphogénèse épidermique, la prolifération kératinocytaire et la clonogénicité.Le procédé de culture de ce nouveau substitut a été adapté aux exigences réglementaires sans altération du potentiel régénératif: remplacement des cellules nourricières murines par des fibroblastes dermiques humains, adaptation du milieu de culture et sécurisation du plasma par traitement à l’amotosalen.Toutes les étapes d’un modèle de brûlure chez le rat nude reproduisant la technique chirurgicale employée pour la greffe de CEA ont été mises au point, mais un rejet du greffon épidermique n’a pas permis l’évaluation d’hPBES sur ce modèle. Nous avons donc évalué le substitut épidermique développé hPBES chez la souris NOD-SCID après greffe au fascia et mis en évidence une bonne prise de greffe épidermique permettant la régénération d’un épiderme humain aux caractéristiques proches d’une peau saine avec une réorganisation de la jonction dermo-épidermique des 2 semaines après greffe. / The deep and large injuries caused by massive burns prevent the use of split-thickness skin autografts. Today, autologous epidermal substitutes constitute an alternative treatment for skin regeneration. In fact tissue engineering allows the production of Cultured Epithelial Autografts (CEA) by in vitro keratinocyte amplification from a small healthy skin biopsy. The clinical use of CEA since the 1980’s has allowed an increase in the survival rate of burnt patients. However, CEAs present numerous drawbacks, among them the high fragility of keratinocyte sheets, and the immaturity of the dermal-epidermal junction leading to heavy cosmetic and functional sequelae.This thesis focuses on the bioengineering of epidermal substitute for clinical burn treatment to enhance wound healing and skin regeneration, from a translational research point of view. This work also includes the development of an animal model of third degree burn for the evaluation of epidermal substitute.We first developed a new epidermal substitute cultured on a fibrin matrix from human plasma (hPBES: human Plasma-Based Epidermal Substitute). Then we characterized this new substitute with phenotypical and functional analyses, using as a reference the epidermal substitute Epicel® (Genzyme, US). We observed properties more favorable with hPBES than with Epicel® in terms of clonogenicity, stemness, differentiation level, proliferation, migration potential and basement membrane protein conservation.The influence of the plasma-based fibrin matrix on keratinocytes was studied in comparison with a culture on a fibrin from purified fibrinogen, and with a culture with no matrix. For this study we focused our analysis on the role of the released factors from fibrin matrices during epidermal substitute culture. Both fibrin matrices improved epidermal substitute properties: reduction of terminal differentiation, enhancement of migration potential, secretion of wound healing enhancing factors. Besides, plasma-based fibrin specifically promote epidermal morphogenesis, keratinocyte proliferation and clonogenicity.The culture process was adapted to European regulation requirements without diminishing its regenerative potential: substitution of murine feeder cells by human dermal fibroblasts, adaptation of culture medium and plasma viral inactivation using amotosalen treatment.A burn model including all the surgical steps used in clinics for CEA grating was developed on nude rats. However the evaluation of hPBES on this model could not be achieved due to graft rejection. Therefore we evaluated epidermal regeneration after hPBES graft on acute wounds on NOD-SCID mice. We showed a good graft rate, with the regeneration of a human epidermis close to healthy epidermis with a well-organized dermal-epidermal junction two weeks after hPBES grafting.

Le rôle physiologique du caillot est d’éviter un épanchement excessif de sang en présence d’une brèche vasculaire. Une fois cette fonction remplie, il doit pouvoir être facilement détruit, afin qu’il ne passe pas dans le système veineux et ne gêne la circulation sanguine. La formation d’un caillot de fibrine et sa lyse, processus clés de l’hémostase, impliquent à la fois la polymérisation des monomères de fibrinogène en un réseau de fibres de fibrine, et la résorption du réseau de fibres de fibrine constitué. Bien que ce réseau contrôle l’ensemble des propriétés physiques et mécaniques du caillot, sa structure aux échelles inférieures au micron est très mal caractérisée. Le principal verrou à la caractérisation physique du caillot en environnement clinique est l’absence de méthode de mesure quantitative, fiable, sensible et reproductible. Il est donc nécessaire de produire une méthode de mesure adéquate, couplée à un système de mesure sensible. Nous avons démontré dans ce travail, grâce à notre méthode utilisant plusieurs longueurs d’onde, que l’analyse du spectre de lumière visible transmis à travers un caillot permet de déterminer simultanément, quantitativement et en conditions quasi-physiologiques, plusieurs paramètres essentiels de structure du caillot de fibrine, à savoir le nombre de protofibrilles par fibre de fibrine, le rayon et la densité de ces fibres, ainsi que les temps de formation et de lyse du caillot. Cette technique a été validée via les résultats avec des CV inférieurs dans l’ensemble à 6% sous plusieurs conditions de tests et différents profils plasmatiques : normaux, hypo/hyper coagulants et hypo/hyper fibrinolytiques, attestant de la robustesse et de la fiabilité de la technique de mesure aussi bien pour le suivi de la coagulation que de la lyse. Cette méthode de spectrophotométrie a pu être implantée sur un automate modifié à des fins de diagnostic et à vocation hospitalière pour des plasmas de patients présentant des troubles de l’hémostase. Les informations cliniques et intérêts attendus de ce nouveau test, concernent à la fois la qualité du réseau de fibrine, sa lyse accélérée ou sa résistance à la fibrinolyse ainsi que la résultante de la balance coagulo-lytique. / The physiological role of the clot is to avoid excessive bleeding in the presence of a vascular breach. Once this function is filled, the clot must be able to be easily destroyed, so that it is not transported in the venous system and does not hamper blood circulation. The formation of a fibrin clot and its lysis are key processes of hemostasis, implying simultaneously the polymerization of the fibrinogen monomers in a fibrin fibers network, and the destruction of this constituted network.Although this network controls the physical and mechanical properties of the clot, its structure at scales smaller than the micron is poorly characterized. The main problem in the physical characterization of clot in clinical settings is the current absence of a quantitative, sensitive and reproducible measurement method.We demonstrated in this work, thanks to our method using several wavelengths, that the analysis of the visible spectra of light transmitted through a clot allows to determine simultaneously, quantitatively and in quasi-physiological conditions, several essential parameters of structure of the fibrin clot, namely the number of protofibrils per fibrin fibers, the radius and the density of fibers, and various times of clotting and lysis of the clot. This method was validated by the results with CV inferior to 6 % under all test conditions and various plasmatic profiles: normal, hypo / hyper coagulant and hypo / hyper fibrinolytic. This demonstrates the robustness and reliability of the measurement method when measuring both clotting and clot lysis.This spectrophotometric method was implemented on a modified automaton dedicated to diagnosis of patients presenting hemostatic disorders. The clinical information and the interests expected from this new test concern at the same time the quality of the fibrin network, its accelerated lysis or its resistance to fibrinolysis, and the resultant of the coagulo-lytic balance.

La peau est un organe à l'architecture complexe qui assure plusieurs rôles essentiels dont celui de barrière contre les agressions extérieures. De plus, il est capable de se régénérer grâce un processus hautement régulé: la cicatrisation. Des biomatériaux, synthétisés à partir de macromolécules d'origine naturelle et/ou synthétique, ont été développés pour servir de pansements, de support de culture cutanée ou de substitut cutané.L'originalité de notre étude a été de mimer, non pas la matrice extracellulaire dermique, mais le réseau de fibrine, temporaire, qui apparait lors de la cicatrisation. Au cours de travaux précédents, il a été démontré qu'il était possible de renforcer mécaniquement un réseau de fibrine, à concentration physiologique, en l'associant, dans une architecture de réseaux interpénétrés de polymères (RIP), avec un réseau de polyoxyde d'éthylène (POE). Durant mes travaux, la non toxicité de ces matériaux envers des cellules modèles a été démontrée. Puis, la composition du matériau a été optimisée pour augmenter son module de stockage jusqu'à un facteur 100 par rapport à celui du gel de fibrine. Ensuite, grâce à la synthèse d'alcool polyvinylique méthacrylate (PVAm) pour le remplacement du POE, un matériau présentant mêmes qualités, mais plus facilement stockable à l'état déshydraté et complètement réhydratable, a pu être obtenu. Nous nous sommes ensuite attachés à rendre ce nouveau matériau biodégradable. L'introduction de sérum albumine bovine méthacrylate (BSAm) copolymérisée avec le PVAm (co-réseau) dans une architecture RIP avec un réseau de fibrine a permis de synthétiser un matériau hydride présentant l'ensemble des propriétés précédemment décrites et dégradable par des enzymes. Ce matériau a été testé en contact avec des populations cellulaires fibroblastiques. Il a pu être démontré, qu'en plus d'être non cytotoxique, ce matériau pouvait être totalement colonisé par ces cellules. Pour finir, l'encapsulation de cellules à l'intérieur de cette matrice et leur prolifération ont pu être observées. En conclusion, les matériaux synthétisés lors de ces travaux, c'est-à-dire des RIPs associant un réseau de fibrine à la concentration physiologique et un réseau de polymère synthétique, possèdent les propriétés nécessaires pour être utilisés en tant que pansements et supports de culture pour la régénération cutanée. De plus, la possibilité d'encapsuler des fibroblastes dans le RIP à base de coréseaux de PVAm et BSAm en fait un substitut cutané potentiel.Mots clefs : hydrogel, réseaux interpénétrés de polymères, fibrine, POE, PVA, BSA, encapsulation cellulaire, fibroblaste, médecine régénérative, peau.