L’objectif principal de ce travail de thèse est de développer une nouvelle formulation formant un dépôt in situ après administration parentérale pour la libération prolongée de principes actifs. Les systèmes à base de chitosane (CS) formant des hydrogels sous l’action de la chaleur corporelle ont été choisis parmi les différentes catégories de formulations injectables se solidifiant in situ pour la biocompatibilité et la biodégradabilité reconnue de ce polymère. Après une revue des différents systèmes thermo-gélifiants à base de CS et de leurs utilisations, nous nous sommes intéressés en détail aux mécanismes sur lesquels reposaient la formation des hydrogels de CS / agent gélifiant. Une étude rhéologique approfondie combinée à de la 31P-RMN a permis de mettre en évidence le rôle clé de la partie polyol de l’agent gélifiant dans cemécanisme. La troisième partie a été consacrée au développement d’un nouveau système associant le CS au glucose-1-phosphate (G1-P). Une étude des propriétés physico-chimiques et de la stabilité de ce système a mis en évidence sa gélification dans les conditions physiologiques et l’amélioration significative de sa stabilité à long terme par rapport au système standard CS / glycérophosphate. Des essais de tolérance locale souscutanée réalisés sur un modèle murin ont montré que le système est raisonnablement bien toléré. Enfin, la dernière partie, consacrée à l’étude de la libération in vitro de différents composés modèles, a démontré l’aptitude du réseau polymère de CS / G1-P à prolonger la libération des substances incorporées. / The aim of this work was to develop a new parenteral in situ forming depot (ISFD) system for the controlled delivery of drugs. Chitosan (CS)-based systems that undergo sol / gel transition upon heating at physiological temperature were selected among the different categories of ISFDs due to their well-known biocompatibility and biodegradability. After an overall review of the recent progresses on standard CS-based ISFD systems, the synergistic mechanisms underlying the temperature-induced gelation of the CS / gelling agent systems were investigated through comprehensive rheological studies completed by 31P-NMR measurements. These investigations emphasized the key role of the polyol part of the gelling agent. The next step consisted in developing a new system combining CS and glucose-1-phosphate (G1-P). The physico-chemical characteristics and storage stability of this system were investigated. The results highlighted a sol / gel transition under physiological conditions and improved storage stability compared to the standard CS / glycerophosphate system. Local tolerability studies of the hydrogels in rats showed that the system was reasonably well tolerated. Finally, the last chapter, dedicated to the study of the in vitro release behavior of several model compounds, emphasized the ability of the polymeric CS / G1-P network to sustain the release of the incorporated substances.

Le travail de recherche consiste à développer des hydrogels pour la prolifération et la migration cellulaires in vitro et in vivo en trois dimensions (3D). Des hydrogels à base de polyamidoamines avec d'intéressantes propriétés physicochimiques et une remarquable biocompatibilité ont été développés pour différentes applications biomédicales. Un hydrogel avec des sondes luminescentes d’iridium(III) incorporés de manière covalente, a été conçue comme plate-forme 3D de culture cellulaire, pour la visualisation directe des cellules vivantes en temps réel, et a démontré être un puissant outil de bioimagerie in vitro. En outre, un hydrogel nanocomposite, capable d'induire la chimiotaxie des cellules souches, a été développé et testé in vivo, en confirmant son potentiel en tant qu’implant pour l’ingénierie tissulaire. Finalement, un hydrogel injectable et biodégradable a été réalisé comme un nouvel agent pour la dissection sous-muqueuse endoscopique des lésions néoplasiques digestives. / The research work focuses on the development of hydrogels to investigate three-dimensional (3D) cell proliferation and migration in vitro and in vivo. Polyamidoamines-based hydrogels with interesting physicochemical properties and high biocompatibility have been developed for different biomedical applications. An hydrogel with covalently incorporated iridium(III) fluorescent probes, has been conceived as a 3D cell culture platform for the direct visualization of living cells in real-time, demonstrating to be a powerful tool for in vitro bio-imaging. Moreover, a nanocomposite hydrogel, able to induce chemotaxis of stem cells, was developed andtested in vivo, confirming its potential as a tissue engineering implant. Finally, an injectable biodegradable nanocomposite hydrogel was realized as a novel agent for endoscopic submucosal dissection of large neoplastic lesions of the gastro-intestinal tract.

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la cavitation de bulles de vapeur dans un liquide confiné sous tension (c’est-à-dire sous pression négative). Ce travail s’est développé en étudiant deux aspects différents mais complémentaires : la simulation numérique et l’expérience biomimétique. L’étude numérique utilise la simulation par dynamique moléculaire d’un liquide confiné dans une cellule solide. Cette méthode nous a permis d’étudier précisément l’effet de l’interaction entre le solide et le liquide (angle de contact), mais aussi de la géométrie sur la nucléation de bulles de vapeur. Nous avons également étudié l’interaction entre deux cellules voisines, et ainsi par comparaison avec un modèle, nous avons mis en évidence une corrélation entre deux évènements de cavitation ainsi que les paramètres importants dans ce phénomène. L’étude expérimentale, quant à elle, a été réalisée sur un dispositif en hydrogel de polymère inspiré de systèmes naturels. Cette méthode nous permet d’étudier un système ayant des caractéristiques mécaniques proches des observations naturelles sur les sporanges de fougères tout en pouvant contrôler sa géométrie. Nous avons alors mis en évidence l’effet de l’épaisseur des parois entre cellules permettant d’observer des cavitations isolées ou groupées de plusieurs centaines de bulles. La taille des cellules permet de mesurer des vitesses de propagation allant jusqu’à plus de 800 m/s. A l’aide d’un modèle acoustique nous avons mis en évidence les paramètres importants dans cette propagation. / In this work, we have been interested in the cavitation process of vapor bubbles in a confined and stretched liquid. We have followed two complimentary points of view: numerical simulation and biomimetical experiments. For the numerical study we have used molecular dynamics simulations of a liquid confined in a solid cell. This method allows us to study precisely the effect of the interaction between the solid and the liquid (contact angle), and also the geometrical properties on the nucleation of vapor bubbles. We have also studied the interaction between two neighboring cells, and by comparing with a model, we have shown a correlation between two cavitation events and the important parameters taking place in this phenomenon. For the experimental study, we have used polymer hydrogel devices inspired from natural systems (ferns sporangia). This method allows us to study a system having almost the same mechanical properties as the natural one, and showing the possibility to control its geometry. We have shown that the wall thickness between the cells can control the propagation properties from isolated cavitation to grouped propagation (up to several hundreds of bubbles). The cell size controls the propagation velocity, up to values of 800 m/s. We have shown by comparing with an acoustical model the important parameters that control this phenomenon.

Des hydrogels composites de chitosane et de charbon actif ont été préparés par séparation de phase induite par (i) contact de la solution de polymère avec une solution aqueuse de non-solvant (procédé par immersion) et (ii) pénétration de vapeurs de non-solvant dans la solution de polymère (procédé VIPS). La caractérisation multi-échelle (SAXS, WAXS, MEBE, module élastique, tests de diffusion) des gels a montré que le mode de contact n'avait pas d'influence sur les propriétés fonctionnelles des gels. Les structures obtenues sont homogènes, poreuses et amorphes. Elles conviennent pour constituer la couche de pansements cicatrisants en contact avec les plaies de type escarre. Un modèle original de gélification du chitosane, couplant transferts de matière, transferts de chaleur et réactions chimiques, a été élaboré. Il a permis de déterminer les temps caractéristiques de gélification, d'approcher les profils de concentration des espèces, et de corroborer la non-influence du procédé sur la structuration des matrices finales, par l'analyse des transferts mis en oeuvre. / Chitosan/Activated carbon composite hydrogels were prepared by phase separation induced by (i) immersing the polymeric solution in a non-solvent solution (wet process) and (ii) exposing the polymeric solution to non-solvent vapors (VIPS process). The multi-scale characterization approach (SAXS, WAXS, MEBE, storage modulus, diffusion tests) did not evidence any influence of the contact mode on the functional properties of the gels. Final structures are homogeneous, porous and amorphous. They are suitable to constitute the wound dressings layer in contact with eschar-like sores. An innovative chitosan gelation model was developed coupling mass transfers, heat transfers and chemical reactions. It permitted to forecast gelation times and concentration profiles. Simulation also corroborated the non-influence of the process on the final structuring of the matrices, analyzing transfers throughout the elaboration.

This work aims towards the development of a modular system for fabrication of monodisperse microgels made of poly(2-oxazoline)s for use in the field of regenerative therapy.

Différentes architectures macromoléculaires sensibles à la température, des copolymères linéaires greffés et des hydrogels, ont été développées et leur structure, leurs propriétés rhéologiques ainsi que leurs propriétés mécaniques ont été étudiées. Dans le cas des hydrogels, le phénomène de séparation de phase des segments thermosensibles conduit, en conditions isochores, à une augmentation de la rigidité et de l'élongation à la rupture ainsi qu'à de remarquables propriétés de fatigue. Ce renforcement est de plus totalement réversible en pilotant le processus d'association/dissociation des interactions avec la température. Nous montrons que la topologie des réseaux joue un rôle important sur les performances mécaniques des hydrogels et plus spécialement sur le mode de propagation de fissure au sein de la structure. A partir d'études structurales par diffusion de neutrons complétées par des expériences sous traction, différentes nanostructures sont proposées en fonction de la topologie. Enfin, ce concept de renforcement stimulable des propriétés mécaniques des hydrogels, induit par un mécanisme de micro-séparation de phase, a été élargi à d'autres réseaux polymères combinant des propriétés thermodynamiques de LCST et UCST. / Thermo-responsive linear graft copolymers and hydrogels with different topologies have been designed and their nanostructure, their rheological properties as well as their tunable mechanical properties have been investigated. In the case of hydrogels, the self-assembly of the thermo-responsive sequences, which serve as secondary interactions, induces in isochoric conditions a strong enhancement of both stiffness and elongation at break, including also remarkable fatigue properties. Specifically, this reinforcement is totally reversible by switching on/off the associations. It is clearly shown that the topology of the network displays a crucial influence on the mechanical performance of hydrogels, especially the resistance to fracture. After a careful investigation of the structure by 2-D neutron scattering and tensile experiments, different nanostructures are proposed according to the topology. Finally, this concept of thermo-toughening of hydrogels through a controlled microphase separation has been extended to other polymeric networks combining LCST and UCST type polymers.

Ce travail avait pour objectif la synthèse d’hydrogels d’alginates stables dans le temps et leur évaluation comme support de régénération des voies nerveuses lésées du Système Nerveux Central. Différents dérivés amphiphiles de l’alginate de sodium ont été préparés en fixant chimiquement des chaînes alkyles en C12 à différents taux sur le squelette polymère par l’intermédiaire, soit de liaisons ester (alginates esters), soit de liaisons amide (alginamides) moins sensibles à l’hydrolyse. Le comportement en solution des alginamides a été étudié en termes de stabilité dans le temps, de solubilité, de comportement rhéologique, et de taux de gonflement, puis comparé à celui des alginates esters. Les alginamides ont montré des propriétés en solution différentes de celles des alginates esters, en particulier des contraintes critiques faibles, qui sont les conséquences de la formation d’agrégats liée à l’existence d’une réaction secondaire de réticulation chimique lors de la synthèse. Néanmoins, à des concentrations et taux de greffage appropriés, il est possible d’obtenir un réseau polymère tridimensionnel stabilisé par des associations hydrophobes et pouvant servir de pont de régénération pour l’application visée. L’étude in vivo conclut à l’absence de signe de régénération des voies nerveuses chez les animaux lésées sur une durée d’un an. Toutefois, cette étude a permis de valider la stratégie d’implantation d’un gel physique rhéofluidifiant et thixotrope, de définir des méthodes d’analyse des tissus post mortem en présence d’hydrogel, d’examiner la possibilité d’encapsuler un traitement pharmacologique et de définir un cahier des charges élargi de ce biomatériau (pH, stabilité, gonflement …) / The aim of this work was to synthesise alginate hydrogels, stable in time, and to evaluate their potential use as scaffolds for the damaged nerve regeneration in central nervous system. Various amphiphilic derivatives of sodium alginate were prepared by covalent attachment of alkyl chains (12 carbons) onto the polysaccharide at different substitution ratio, either via ester (alginate ester) or amide (alginamide) linkages, these last ones being more stable toward hydrolysis. The properties in solution of the alginamide derivatives were studied in terms of solubility, stability as function of time, rheological behaviour and swelling ratio. Results were compared to those obtained with the alginate ester family and highlighted a different behaviour for the alginamide series in semi-dilute regime. In particular, alginamide hydrogels exhibited a low critical strain which has been attributed to the presence of aggregates in the solution. The formation of these aggregates was due to the occurrence of a secondary cross-linking reaction during the synthesis of polymers. Nevertheless, it was possible, by appropriate tuning of the substitution yield and of the solution concentration, to obtain a three-dimensional network stabilized by intermolecular hydrophobic interactions, which has been evaluated as regenerative support for the considered application. In vivo studies demonstrated the absence of nerve regeneration for the tested injured animals after one year. However, these studies allowed us to evaluate both the strategy for the implantation of a physical gel exhibiting a shear-thinning and thixotrope behavior and the possibility to encapsulate a pharmacological treatment. An enlarged project specification has also been defined for this biomaterial (pH, stability, swelling ratio…)

Les hydrogels sont des matériaux intrinsèquement mous, fragiles et élastiques, majoritairement composes d'eau. Leur capacité unique à interagir avec leur environnement se traduit par une grande variation de leur volume initial et en font l'objet d'applications variées dans de nombreux domaines tels que le secteur biomédical, l'industrie agro-alimentaire et cosmétique. Plus récemment, des hydrogels ont été développés pour des secteurs de pointe comme la robotique ou l'ingénierie tissulaire, permettant d'élargir le spectre d'utilisation de la matière molle en tant que matériau structurel. De ce fait, la conception d'hydrogels mécaniquement performants représente un enjeu majeur au développement futur de ces applications.L'élaboration de matériaux nanocomposites incorporant des nanocharges à un réseau organique réticule de façon covalente s'est avérée une stratégie de renfort efficace. Le renforcement dépend alors des interactions existantes entre le polymère et les charges ainsi que de l'état de dispersion des nanoparticules au sein du réseau. Des hydrogels hybrides, à base de poly(N-alkylacrylamides) et de nanoparticules de silice ont ainsi été mis au point, démontrant une amélioration significative des propriétés mécaniques (déformation à la rupture, capacités d'autoréparation). Ce phénomène est attribué à l'adsorption réversible du polymère à la surface des nanoparticules. Si les propriétés viscoélastiques de ces composés ont été largement étudiées, peu de travaux ont été effectués sur la caractérisation et la quantification des interactions à l'interface solide/liquide. De même, le comportement au delà du domaine linéaire ne reste que peu étudié à ce jour. La première partie de ces travaux a été dédiée à la synthèse de chaines linéaires de poly- (acrylamide) (PAAm) et poly(N,N-dimethylacrylamide) (PDMA) ainsi qu'à l'étude de leurs capacités d'adsorption sur la silice tout en contrôlant la chimie de surface des nanoparticules. Cela a permis de mettre en évidence le peu d'affinité du PAAm envers la surface de silice, justifiant ainsi son emploi en tant que monomère « inerte ». En second lieu, il s'est agi de moduler les interactions entre le polymère et la silice au sein des hydrogels hybrides en substituant le polymère interagissant avec l'adsorbat (PDMA) par un polymère peu apte à s'adsorber sur la silice (PAAm). La structure de ces composés ainsi que leur comportement mécanique ont été explorés avec un intérêt marqué pour le domaine non linéaire. Le rôle de l'adsorption dans le renfort mécanique a ainsi été confirmé et plus précisément l'importance des groupements silanols à la surface de la silice. La contribution de l'état d'agrégation des nanoparticules sur la structure et les propriétés mécaniques ont ensuite été étudiés. Le comportement non-linéaire aux grandes déformations des hydrogels synthétisés a notamment été investigué par des expériences de rhéologie aux grandes amplitude de cisaillement (LAOS), permettant une caractérisation plus poussée des mécanismes de renfort, par analogie avec les élastomères chargés / Hydrogels are soft and elastic solid materials mainly composed of water. Owing to their ability to interact with their environment through drastic volume change, hydrogels already find a wide range of applications, as superabsorbants, in pharmaceutics as drug delivery systems and more recently, as sensors and actuators, widening even more the possible use of soft materials as structural or load-bearing materials. Hence, providing gels with high mechanical performances is of major importance to meet these demanding applications. Efficient toughening can be achieved by combining inorganic and organic materials linked by physical and/or chemical interactions. In such nanocomposite materials, the reinforcement depends on the interactions between the polymer and the filler and of the dispersion state of the fillers, allowing to reach the full extent of reinforcement. Hybrid hydrogels based on poly(N-alkylacrylamide) and nanosilica demonstrating great mechanical reinforcement at large strain as well as self-healing capabilities were designed by Hourdet and Marcellan . The drastic improvement of the mechanical behavior is attributed to the reversible adsorption of the polymer onto silica surface. Viscoelastic properties of such hybrids gels have been extensively studied but few studies were carried out to understand and quantify the interactions at the solid/liquid interface. Likewise, the behavior beyond viscoelastic regime of such materials remains scarcely investigated. A first part of this study focused on the synthesis and the adsorption behavior of linear polymer chains of polyacrylamides, more precisely poly(acrylamide) (PAAm), poly(N,N-dimethylacrylamide) (PDMA) onto silica nanoparticles with controlled surface chemistry. It evidenced the non-interacting behavior of PAAm towards silica surface, justifying its choice as a non-interacting polymer. A second part dealt with the modulation of particle/polymer interactions in hybrid gels either by substituting the interacting monomer (DMA) with a non-interacting one (AAm) or by tuning the surface chemistry of the nanoparticles. Then, the study of their structure and mechanical properties was conducted with a special focus on the non-linear behavior. The role of polymer adsorption for gel reinforcement was evidenced and more specifically the importance of the silanol groups at the silica surface for PDMA/silica interactions. The contribution of the dispersion state of silica on the structure and the mechanical response of hydrogels was then addressed and the non-linear domain of the resulting hydrogels was investigated using Large Amplitude Oscillatory Shear experiments. The impact of the chosen monomer and of the dispersion state of the fillers was investigated at large strain, allowing a more precise analysis of the reinforcement mechanisms, by analogy with filled elastomers

Les gliomes sont des tumeurs qui seforment par prolifération anormale de cellules dansle tissu cérébral. La dangerosité de ces tumeursréside dans le fait que la plupart des gliomes sontinvasifs : les cellules tumorales migrent dans le tissusain autour de la tumeur. Ces cellules tumoralesisolées provoquent des récidives quasi systématiquesaprès traitement (chirurgie, chimiothérapie,radiothérapie), rendant ces tumeurs incurablesactuellement et conduisant au décès du patient. Il estimportant d'associer des études fondamentales pourmieux comprendre leur évolution dès l'origine et desétudes plus appliquées en développant de nouveauxsubstrats pour reproduire in vitro leur évolution. Lescellules progénitrices des oligodendrocytes (OPC)représentent la plus grande population de cellules enprolifération et la plus largement distribuée dans lecerveau adulte, ce qui en fait un suspect idéal del’origine des gliomes. A partir de donnéesexpérimentales de la littérature sur la dynamique invivo de ces cellules, un modèle mathématiquereproduisant cette dynamique dans un tissu sain a étédéveloppé.Ce modèle montre également que les OPC pourraientêtre à l’origine de toutes les formes de gliomerencontrées aussi bien de bas grade que de hautgrade. Par ailleurs, l’approche expérimentale utiliséevisait à développer un substrat de culture cellulaireadapté à l’étude des gliomes in vitro. Ainsi, unhydrogel biocompatible, minimaliste et contrôlable aété élaboré. Celui-ci mime l’élasticité de la matriceextracellulaire (MEC) cérébrale avec une rigidité del’ordre de 200 Pa et l’effet adhésif des molécules dela MEC impliqué dans l’adhésion et la proliférationdes cellules tumorales. Grâce à ses propriétés,l’hydrogel favorise la survie de près de 90% desmodèles cellulaires de gliome utilisés dans notreétude et supporte la croissance en trois dimensionsd’agrégats multicellulaires semblables à lamorphologie de micro-tumeurs in vivo. Le modèled’hydrogel est donc validé pour favoriser la viabilitéet la prolifération cellulaires. Les perspectives detravail futures porteront sur l'optimisation de sacomposition pour mimer de manière encore plusréaliste la croissance tumorale in vivo. / Gliomas are brain tumors arising fromanomalous cell proliferation into the brain tissue.The hazard of these tumors resides in their invasiveability : tumor cells migrate into the healthy tissuesurrounding the tumor. These isolated cells causequasi systematic recurrences after treatment(surgery, chemotherapy, radiotherapy) making thesetumors currently incurable and leading to patientdeath. Hence, it is important to associatefundamental studies for better understanding of theirevolution from their origin with more appliedstudies developing new substrates for reproducingtheir evolution in vitro. Oligodendrocyte progenitorcells (OPC) are the most widely spread proliferatingpopulation in the adult brain, which makes them themain suspect of causing gliomas origin. Fromexperimental data in the literature about in vivodynamic of OPC, a mathematical model that depictsthis dynamic into a healthy tissue has beendeveloped.This model also shows that OPC could be at theorigin of all glioma forms from low to high grade.Furthermore, the experimental approach used aimedat designing a cell culture substrate adapted toglioma studies in vitro. Thus, a biocompatible,minimalistic and controllable hydrogel has beenperformed. It mimics brain extracellular matrix(ECM) elasticity around 200 Pa and the adhesiveeffect of ECM molecules involved in tumor celladhesion and proliferation. Due to these properties,the hydrogel contributes to around 90% of gliomacell models survival used in our study and promotesmulticellular aggregates growth in three dimensionsthat look like in vivo microtumors morphology. Thishydrogel model is thus validated for cell viabilityand proliferation. Future works will be devoted tothe optimization of its composition for bettermimicking of tumor growth in vivo in a morerealistic manner.

In dieser Arbeit sollte im Tierversuch die lokale Gewebeverträglichkeit der neuen, mit PVVV 80/20 beschichteten, hoch hydrophilen Expander (osmed GmbH, Ilmenau, Deutschland) getestet werden und allgemeine Indikationen für die Anwendung von Hydrogelexpandern erstellt werden. Material und Methoden: Für den Versuch standen 24 Kaninchen als Versuchstiere zur Verfügung, welche in vier Gruppen unterteilt wurden, wobei die Gruppe 1 als Kontrollgruppe (Expander mit Silikonhülle) diente. Die Gruppen 2 - 4 wurden mit den neu entwickelten Hydrogelexpandern („Cylinder M4 x 12“) beschickt. Die Implantation der Expander erfolgte bei allen Versuchstieren in die linke Kniefalte. Nach einem zeitlich vorbestimmten Explantationsplan (nach 10, 21 und 90 Tagen) wurden die Expander entnommen, gewogen und das, den Expander direkt umgebene Gewebe entnommen, histologisch aufbereitet und untersucht. Zusätzlich wurden Proben aus der rechten, nicht implantierten Kniefalte, als Referenzprobe entnommen. Desweiteren wurde die Anwendbarkeit von Hydrogelexpandern anhand von zwei Fallbeispielen vorgestellt und untersucht. Ergebnisse: Histologisch konnte bei beiden Expandertypen eine lokale Fremdkörperreaktion (Entzündungszellinfiltration, Granulationsgewebe), im Sinne einer Kapselbildung, nachgewiesen werden. Die Alterationen des direkt angrenzenden Gewebes der beschichteten Expander sind insgesamt nur geringgradig stärker ausgeprägt als in den Proben mit Verwendung des Implantats mit Silikonhülle. Somit ist die Gewebeverträglichkeit der neu entwickelten Expander mit den silikonumhüllten Expandern vergleichbar. Diese Arbeit konnten weiterhin zeigen, dass die „Cylinder M4 x 12“-Expander mit der PVVV 80/20-Beschichtung ein deutlich höheres Quellverhalten aufweisen als die herkömmlichen, mit Silikonhülle umgebenen, Expander. Die in den Fallbeispielen verwendeten Hydrogelexpander, zeigten in beiden Fällen das gewünschte kosmetische Endergebnis. Schlussfolgerung: Für beide Expandertypen lässt sich eine gute lokale Verträglichkeit ableiten. Damit bieten die getesteten Expander „Cylinder M4 x 12“ mit der PVVV 80/20-Beschichtung die Möglichkeit, die Silikonhülle in ausgewählten Indikationen zu ersetzen und neue Einsatzmöglichkeiten zu erschließen. Zudem bieten die beschichteten Expander den Vorteil, dass es durch ihre minimale Größe nur einer kleinen Inzision für die Implantation bedarf und sie damit besonders für den Einsatz in der minimal invasiven Chirurgie geeignet erscheinen. Einsatzmöglichkeiten der Hydrogelexpander in der Veterinärmedizin sind unter medizinischen und ästhetischen Gesichtspunkten zu betrachten. Im Vordergrund der medizinischen Indikationen stehen vor allem Wunden mit erheblichem Gewebeverlust (z. Bsp. nach Traumata, Verbrennungen u.a.), bei denen eine plastische Operation keine spannungsarme Adaptation der Wundränder gewährleisten kann. Auch die kosmetische Indikation gewinnt immer mehr an Bedeutung. Möglich ist der Einsatz des Expanders zum Beispiel als Hodenimplantat oder als Dauerimplantat nach Enukleatio bulbi und zur Narbenkorrektur. Ihr klinischer Einsatz bedarf jedoch weiterer experimenteller – vor allem – in-vivo-Untersuchungen, um ihre Einsatzmöglichkeiten beim Tier - und in Zukunft auch beim Menschen – zu evaluieren.