La régénération tissulaire guidée et la régénération osseuse guidée sont des interventions chirurgicales visant la régénération des tissus perdus du parodonte et de l’os alveolaire. Dans ces techniques, une membrane biocompatible est implantée autour de la lésion intra osseuse parodontale, remplie ou non d'une greffe osseuse, afin de prévenir sa colonisation par les tissus mous. L'hydroxypropyl méthylcellulose silanisée (Si-HPMC) est un hydrogel auto-réticulant qui peut être injecté sous forme de solution visqueuse puis, grâce à la réaction de condensation, construire un réseau 3D. Il a été démontré que le Si-HPMC réticulé agissait comme barrière physique contre l'invasion des tissus mous dans les défauts parodontaux chez le chien. Le principal inconvénient de cet hydrogel auto-réticulant est une cinétique de réticulation trop lente pour des applications cliniques optimales. L'objectif principal de cette thèse était donc le développement et la caracterisation de deux resaux interpenetres d’hydrogels (IPNs) composé de Si-HPMC et d’un polysaccharide : soit le carboxyméthyl chitosane (CMCS), soit le dextrane Nous avons greffé sur le CMCS et le dextrane des groupes méthacrylate capables de réagir sous irradiation d'une lampe à photopolymériser standard utilisée en dentisterie en présence d’un photo-initiateur composé de vitamine B2. Les polymères ont été synthétisés et caractérisés avec succès. Deux IPNs innovants ont été réalisés et les propriétés chimiques et physico-chimiques ont été étudiées. De plus, des études in vitro et in vivo ont été réalisées pour évaluer la cytocompatibilité et pour étudier l'aptitude de ces deux membranes innovantes hydrogel IPN à promouvoir la régénération tissulaire ou osseuse guidée. Les résultats sont encourageants et nécessitent d'autres investigations in vivo pour caractériser les biomatériaux et confirmer leur potentiel en tant que biomatériaux dentaires et implantaire. / Guided tissue regeneration and guided bone regeneration are surgical procedures aiming the regeneration of lost components of periodontium. In these techniques a periodontal intraosseous defect is filled or not with a bone graft material and covered with a biocompatible membrane in order to prevent its colonization by soft tissues. In fact, during a physiological healing, it appears that the soft tissue migrates rapidly into the wound, avoiding the regeneration. The barrier membrane plays a key role to prevent undesirable tissue migration into the defective area, and consequently, it allows sufficient time for bone, cementum, and periodontal ligament regeneration. Silanized hydroxypropylmethyl cellulose (Si-HPMC) is a self-setting hydrogel that can be injected in vivo as a viscous solution and then, due to the condensation reaction, build a 3D network. It has been demonstrated demonstrated that cross-linked Si- HPMC acted as a physical barrier against soft tissue invasion in periodontal defects in dogs. The main drawback of this self-setting hydrogel is the too slow crosslinking process, which is not suitable for clinical needs. Nevertheless, the results were quite promising due to the easy preparation and handling of polymer solution, which could lead to simplified periodontal treatment. Therefore, the main objective of this thesis was the development and the characterization of two injectable interpenetrating polymer network hydrogels (IPNs) composed of Si-HPMC and two polysaccharides: carboxymethyl chitosan (CMCS) or dextran. We grafted on CMCS and dextran methacrylate groups able to react under irradiation of standard photopolymerization dentistry lamp. We selected vitamin B2 as a photoinitiator. The polymers were successfully synthetized and characterized. Two innovative IPNs were realized and the chemical and physico-chemical properties were studied. In addition, in vitro, in vivo study were performed to assess the cytompatibility and to study the suitability of these two innovative IPNs hydrogel membrane for guided tissue or bone regeneration. The encouraging results need in vivo further investigations to characterize the biomaterials and confirm the potentiality as dental biomaterials.

Les micelles apparaissent comme prometteuses dans le domaine de la vectorisation de médicaments. Afin d'améliorer leur biocompatibilité nous nous intéressons ici à des synthèses originales de copolymères amphiphiles comportant un bloc hydrophobe lipidique biosourcé. Un polymère intelligent constitue le bloc hydrophile. L'huile de lin subit une modification chimique afin d'introduire un site amorceur de polymérisation. Le bloc hydrophile est alors ajouté par polymérisation contrôlée. Deux copolymères sont obtenus, le lipide-b-poly(acide acrylique), pH-sensible et le lipide-b-poly(2-isopropyl-oxazoline), thermo-sensible. Une caractérisation physico-chimique complète révèle des concentrations micellaires critiques basses et des micelles de 10 nm. Un système mixte est préparé par mélange des deux copolymères. L'étude de ce système prouve une sensibilité aux deux stimuli. Afin d'améliorer la stabilité des micelles, nous proposons la photo-réticulation des insaturations de la chaîne lipidique.

Les micelles apparaissent comme prometteuses dans le domaine de la vectorisation de médicaments. Afin d’améliorer leur biocompatibilité nous nous intéressons ici à des synthèses originales de copolymères amphiphiles comportant un bloc hydrophobe lipidique biosourcé. Un polymère intelligent constitue le bloc hydrophile. L’huile de lin subit une modification chimique afin d’introduire un site amorceur de polymérisation. Le bloc hydrophile est alors ajouté par polymérisation contrôlée. Deux copolymères sont obtenus, le lipide-b-poly(acide acrylique), pH-sensible et le lipide-b-poly(2-isopropyl-oxazoline), thermo-sensible. Une caractérisation physico-chimique complète révèle des concentrations micellaires critiques basses et des micelles de 10 nm. Un système mixte est préparé par mélange des deux copolymères. L’étude de ce système prouve une sensibilité aux deux stimuli. Afin d’améliorer la stabilité des micelles, nous proposons la photo-réticulation des insaturations de la chaîne lipidique. / Small micellar systems seem to be really promising candidates for drug delivery applications. In order to improve the bio-assimilation of our system, the original synthesis of amphiphilic copolymers from linseed oil is carried out. First, linseed oil is chemically modified in order to introduce a polymerization initiating site. Then, the lipoinitiator is engaged in the controlled polymerization of the hydrophilic block. Two amphiphilic copolymers are obtained through this strategy: a pH-sensitive lipid-b-poly(acrylic acid), and a thermo-sensitive lipid-b-poly(2-isopropyl-oxazoline). Both present a low critical micellar concentration and form small micelles (~10 nm). By mixing both copolymers, mixed micelles responding to both stimuli were obtained. In order to improve the system’s stability, the photo-cross-linking of the lipidic double bonds in the micelle’s core is finally realized.

L’objectif de ce travail est dans un premier temps d’élaborer des fleurs macromoléculaires et des polymères hyperbranchés par auto-assemblage et réticulation de copolymères triblocs associatifs en solvants sélectifs. Dans un second temps, il s’agit d’étudier les propriétés structurales et dynamiques de ces architectures par diffusion de la lumière et rhéologie en solution sur une gamme étendue de concentration. La première partie de ce travail a consisté à synthétiser les copolymères triblocs associatifs à base de polybutadiène (PB), et de poly(oxyde d’éthylène) (POE) en les modifiant aux extrémités avec des blocs solvophobes réticulables respectivement poly(acrylate de diméthylmaléimidoéthyle)(PMDIEA), et poly(acrylate de méthacryloyloxyéthyle)(PAME). La deuxième partie de ce travail a consisté en l’élaboration de micelles "fleurs" et de polymères hyperbranchés (HyperMac) par auto-assemblage dans l’eau du copolymère PAME7-b-POE270-b-PAME7, suivi d’une réticulation des cœurs afin de figer les structures. Il a été observé par diffusion de la lumière que la taille dépend de la concentration à laquelle le polymère a été réticulé. Les dynamiques locales ainsi que la compressibilité osmotique sont indépendantes de l'architecture (étoile, fleur ou HyperMac) à forte concentration. Il a également été observé une autosimilarité des structures obtenues quels que soient leurs types. Les mesures de rhéologie montrent une augmentation de la viscosité avec la taille et le degré de ramification des architectures. La dépendance en concentration de la viscosité des solutions de "fleurs" est identique à celle des solutions d'étoiles. / The objective of this work is a first step to develop flower-like and hyperbranched polymers by selfassembling and crosslinking of associative triblock copolymers in selective solvents. The second aim is to study structural and dynamic properties of these architectures in solution by light scattering and rheology on a broad range of concentrations. The first part of this work consisted in synthesizing triblock copolymers based on polybutadiene (PB), and poly(ethylene oxide) (PEO) by end-capping them with crosslinkable solvophobic blocks; poly(dimethyl maleimido ethyl acrylate) (PDMIEA) and poly(methacryloyloxyethyl acrylate) (PMEA), respectively. The second part of this work consisted in elaborating flowers-like and hyperbranched polymers (HyperMac) by self-assembling the PAME7-b-PEO270-b-PAME7 copolymer in water, followed by crosslinking the micelles cores in order to freeze the structures. Light scattering revealed that the size of the objects depended on the concentration at which the polymers were crosslinked. Local dynamics and osmotic compressibility were independent of the architecture (star, flower or HyperMac) at high concentrations. In addition, a self-similarity of the structures was observed regardless their types. Rheology measurements showed an increase of viscosity with the size and the branching degree of the architectures. The concentration dependence of the viscosity was the same for star- and flower-like polymer in water.