Depuis la préhistoire, plusieurs matériaux ont été utilisés pour fabriquer des instruments et des appareils de santé. Au cours des dernières décennies, avec l’apparition du terme « biomatériau », les matériaux ont été conçus pour contrôler des réactions biologiques spécifiques, pour augmenter la durée de vie des biodispositifs et la qualité de vie des patients dans le monde. Cependant, indépendamment de la nature du matériau, ou au sens strict du biomatériau, et de la fonction remplie, ils sont susceptibles aux phénomènes de surface causés par son environnement. Certains phénomènes intéressants incluent l’action des protéines, des électrolytes et des cellules sur les surfaces métalliques. Ces interactions peuvent entraîner le développement de complications telles que la formation de thrombus, la corrosion et la calcification, qui affecteront le fonctionnement des dispositifs, et la contamination bactérienne qui peut transformer la surface en vecteur de propagation de maladies. Des recherches ont exploité des stratégies de modification de surface pour minimiser ou éviter ces complications. Ces approches demandent du temps et des efforts pour développer une surface efficace pour chaque cas. Sur cette base, l’objectif principal de ce travail était de concevoir et de développer des revêtements à base de chitosane à utiliser dans le revêtement de surfaces métalliques et de dispositifs utilisés dans le système de santé et de modifier ces surfaces pour moduler la réponse biologique. Pour atteindre cet objectif, le projet de recherche a été divisé en trois parties. La première était le greffage du chitosane utilisant de la dopamine comme ancre. La deuxième était le développement d’un greffage original en une étape remplaçant la dopamine par l’acide caféique. La dernière était la modification du revêtement de chitosane pour moduler la réponse biologique de la surface. À chaque étape, les surfaces revêtues ont été caractérisées par analyses biologiques et physico-chimiques. Les résultats ont démontré que la méthodologie développée produisait des revêtements de chitosane qui possédait des réponses biologiques et des performances physico-chimiques favorables et qui pouvait être modifiés pour améliorer ou conférer la propriété souhaitée. De plus, cette méthodologie permet de produire une plateforme capable d’être appliquée sur une large gamme de complications en raison de sa modulabilité. Cela représente une diminution de la consommation de temps pour créer une nouvelle surface à partir du zéro pour chaque situation. / Since prehistoric times, several materials have been used to make health instruments and devices. In recent decades, with the appearance of the term "biomaterial", materials have been designed to control specific biological reactions, to increase the lifespan of biodevices and the quality of life of patients around the world. However, regardless of the nature of the material, or in the strict sense of the biomaterial, and the function fulfilled, they are susceptible to the surface phenomena caused by its environment. These phenomena include the action of proteins, electrolytes, and cells on metal surfaces. These interactions can lead to the development of complications such as thrombus formation,corrosion, and calcification, which will affect the functioning of the devices, and bacterial contamination, which can transform the surface into a vector for the spread of disease. Researches were made on the use of surface modification strategies to minimize or avoid these complications. These approaches require time and effort to develop an effective surface for each case. On this basis, the main objective of this work was to design and develop chitosan-based coatings to coat metallic surfaces and devices used in the health care system and to modify these surfaces to modulate the biological response. To accomplish this objective, the research project was divided into three parts. The first was the grafting of chitosan using dopamine as an anchor. The second was the development of an original one step graft replacing dopamine with caffeic acid. The last was the modification of the chitosan coating to modulate the biological response of the surface. At each stage, the coated surfaces were characterized by biological and physicochemical analyzes. The results obtained showed that the developed methodology produced chitosan coatings that had favorable biological responses and physicochemical performances, and that it could be modified to improve or confer the desired property. Besides, this methodology makes it possible to produce a platform able to be applied to many complications due to its modularity. It represents a reduction in the consumption of time to create a new surface from scratch for each situation.

La chirurgie au voisinage de l’artère vertébrale nécessite une connaissance approfondie de l’anatomie et l’application d’une technique chirurgicale rigoureuse. Le fil conducteur des travaux de cette thèse sera non seulement l’amélioration des conditions de sécurité opératoire mais également le développement de nouvelles techniques permettant l’élargissement des indications chirurgicales.<p>Le premier travail a été axé sur l’étude de l’anatomie et des variations anatomiques de l’artère vertébrale. Les hypothèses suivantes ont été soulevées, relatives à l’incidence des variations anatomiques du 2ème segment de l’artère vertébrale, telles les anomalies de niveau de pénétration dans le foramen transverse et les boucles vasculaires. Une vaste étude anatomique de 500 trajectoires d’artère a été entreprise, basée sur des imageries par tomodensitométrie et résonance magnétique. Elle a permis de déceler 7% d’anomalies de niveau de pénétration et la présence de boucles vasculaires médiales dans 2% des cas, sous forme de boucles soit corporéales, soit foraminales. <p>Ensuite, toujours dans le but de sécuriser cette chirurgie complexe, s’est posée la question de l’intérêt de l’imagerie peropératoire jusqu’alors peu développée. Cette question est devenue d’autant plus pertinente qu’est apparue une nouvelle technique d’imagerie peropératoire jusqu’alors jamais testée dans les procédures liées à l’artère vertébrale extracrânienne. Cette technique, la vidéoangiographie peropératoire à la fluorescéine, a fait l’objet d’un travail multicentrique basé sur 9 interventions chirurgicales, avec pour objectifs de juger de son applicabilité, de ses limitations et intérêts, tant pour localiser l’artère durant l’abord chirurgical, que pour la visualiser après son exposition et vérifier sa perméabilité. Il a été observé que le premier segment de l’artère vertébrale possédait un aspect vidéoangiographique différent de celui des 2ème et 3ème segments, ainsi que de celui de l’artère carotide commune. De plus, des phases artérielle et veineuse ont été distinguées. Cet aspect vidéoangiographique peut être corrélé à l’anatomie de l’artère. L’intérêt de la technique réside dans l’aide qu’elle apporte pour déterminer la perméabilité du vaisseau ainsi que pour le localiser plus précisément au sein de la gaine périostée. Tant que celle-ci n’est pas exposée, la vidéoangiographie n’apporte par contre pas d’informations pertinentes pour sa localisation qui doit être strictement recherchée par les repères anatomiques usuels adaptés selon l’iconographie préopératoire.<p>Sur base de ces connaissances théoriques et chirurgicales, 2 nouvelles techniques opératoires ont été décrites et appliquées dans des indications très particulières. La première consiste en une technique de mobilisation du premier segment de l’artère en raison d’importantes tortuosités qu’il convenait de libérer pour restaurer l’accessibilité endovasculaire à une lésion intracrânienne. La seconde est une technique de fixation de l’atlas permettant de stabiliser une fracture tout en préservant la mobilité de l’articulation atlanto-axoïdienne.<p>Enfin, de nouvelles voies de recherche et de développements futurs ont été ouvertes sur base de travaux embryologiques, histologiques et anatomo-radiologiques qui ont été initiés pour juger de leur faisabilité future. <p>En conclusion, bien que complexe, la chirurgie au voisinage de l’artère vertébrale ouvre des voies d’abord spécifiques à certaines pathologies, raison pour laquelle elle mérite une attention toute particulière. De nouvelles procédures chirurgicales peuvent être développées, ainsi que des nouveaux concepts et matériel visant à améliorer la qualité de vie des patients. La singularité anatomique de l’artère vertébrale nécessite une connaissance détaillée et l’application d’une technique chirurgicale stricte. Avec le but poursuivi d’améliorer la sécurité de l’intervention chirurgicale, les travaux effectués ont clairement mis en évidence la nécessité d’une analyse approfondie de l’anatomie de l’artère vertébrale à un niveau individuel avant toute procédure. Les techniques d’imagerie intraopératoire peuvent apporter des informations utiles mais leurs avantages et limitations respectifs doivent être bien connus.<p>/ <p>Surgery around the vertebral artery requires a detailed knowledge of the anatomy and the application of a strict surgical technique. The main theme of these thesis works will be not only the improvement of the surgical security but also the development of new techniques allowing surgical indications widening.<p>The first work has been devoted to the study of the vertebral artery anatomy and variations. The following hypotheses have been raised, related to the incidence of anatomical variations of the second vertebral artery segment, such as the abnormal level of entrance into the transverse foramen and vessel loops. A large anatomical study consisting in 500 arterial trajectories has been performed, based on computed tomographic and resonance magnetic imagings. This study detected 7% of abnormal levels of entrance and the presence of vessel loops in 2% of the cases, either corporeal or foraminal loops. <p>Subsequently, the interest of intraoperative imaging techniques uncommonly applied until now has been questioned again with the goal to secure this complex surgery. This question was especially more relevant since the development of a new intraoperative imaging modality never tested in surgeries related to the extracranial vertebral artery. This technique, the intraoperative videoangiography using fluorescein, has been analyzed through a multicentric work based on 9 surgical procedures, with the goals to define its applicability, its limitations and interests for localizing the artery during the approach and for visualizing it after its exposure and checking its patency. It has been noted that the first vertebral artery segment appeared differently on videoangiography than the second and third ones, and than the common carotid artery. Moreover, arterial and venous phases should be distinguished. This videoangiographic aspect can be correlated with the vertebral artery anatomy. The interest of this technique lies in its help for confirming vessel patency and localizing it precisely inside the periosteal sheath. As far as the artery is not exposed, videoangiography brings no relevant information for its localization which must remain absolutely defined based on usual anatomical landmarks fitted to preoperative imaging. <p>Based on theoretical and surgical backgrounds, 2 new surgical techniques have been described and applied in specific surgical indications. The first one consists in a technique of rerouting of the first vertebral artery segment due to severe kinks that must be released for restoring the endovascular accessibility to an intracranial lesion. <p>Finally, new research approaches and future developments have been planed based on embryological, histological and anatomo-radiological works that have been started for evaluating their future feasability.<p>In conclusion, although complex, surgery around the vertebral artery opens specific surgical approaches to some pathologies, deserving for this reason some consideration. New surgical procedures can be developed, as well as new concepts and material with the goal to improve patient’s quality of life. The specific anatomy of the vertebral artery requires a detailed knowledge and application of a rigorous surgical technique. With the goal to improve surgical safety, works performed have clearly highlighted the necessity of an in-depth knowledge of the vertebral artery anatomy on an individual basis before any surgery. Intraoperative imaging techniques can contribute to bring relevant information but their respective advantages and limitations must be well-known.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished