Titre de l'écran-titre (visionné le 23 janvier 2024) / L'électrofilage est une méthode facile et économique qui utilise des forces électriques pour créer des fibres dont les diamètres varient de quelques nanomètres à quelques micromètres. Le procédé est polyvalent, fonctionne avec divers matériaux et produit des fibres aux propriétés uniques telles qu'une grande surface spécifique et une porosité élevée. Il peut également incorporer des charges pour des matériaux composites. En ajustant les paramètres et en modifiant le collecteur et le dispositif de filage, il est possible de créer diverses structures de fibres. Cette technique permet la production de matériaux auxétiques caractérisés par un coefficient de Poisson négatif. L'objectif de cette étude est d'explorer la création de membranes auxétiques à base de produits biosourcés et biodégradables par le biais du procédé d'électrofilage en solution, en mettant l'accent sur l'amélioration de leurs propriétés par l'incorporation de charges. Pour atteindre cet objectif, des membranes lisses et sans perles fabriquées à partir de poly(butylène succinate) (PBS) biosourcé ont été initialement produites par électrofilage en solution. La qualité et la structure de ces membranes ont été améliorées en introduisant du bromure de cétyltriméthylammonium (CTAB) en tant que tensioactif. Par la suite, des membranes PBS auxétiques avec des coefficients de Poisson négatifs aussi bas que -5,73 ont été fabriquées par électrofilage en solution. Les effets de la morphologie des fibres, de leur orientation, de leur alignement et de la direction des fibres par rapport à la rotation du collecteur sur les propriétés mécaniques des membranes résultantes, en mettant particulièrement l'accent sur le coefficient de Poisson, ont été étudiés. Les résultats ont révélé que le degré d'orientation des fibres et l'agencement des fibres dans les directions transversale et parallèle ont été identifiés comme les facteurs les plus importants contrôlant les propriétés mécaniques des membranes électrofilées. Enfin, des nanoplaquettes de graphène (GNP) ont été incorporées dans les matrices PBS par électrofilage en solution pour créer des membranes composites conductrices et auxétiques. En particulier, une membrane contenant 0,2% en poids de GNP et fabriquée à la vitesse de collecteur la plus élevée (9,96 m/s) a montré une conductivité électrique exceptionnelle (1,56x10⁻⁴ S/m) tout en ayant un coefficient de Poisson négatif (CPN) de -1,5 en tension. / Electrospinning is a facile and cost-effective method using electrical forces to create fibers with diameters ranging from nanometers to micrometers. It is versatile, working with various materials and produces fibers with unique properties such as high surface area and porosity. It can also incorporate fillers for composite materials. By adjusting the parameters and modifying the collector speed, it is possible to create diverse fiber structures. This technique enables the production of auxetic materials characterized by a negative Poisson's ratio. The aim of this study is to explore the creation of auxetic membranes that are biobased and biodegradable through the process of solution electrospinning, with an emphasis on improving their properties via filler addition. To achieve this objective, smooth and beadless membranes made from biobased poly(butylene succinate) (PBS) were initially produced through solution electrospinning. The quality and structure of these membranes were improved by adding cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a surfactant. Subsequently, auxetic PBS membranes with negative Poisson's ratios as low as -5.73 were manufactured through solution electrospinning. The effect of fiber morphology, orientation, alignment, and the direction of fiber with respect to the collector's rotation on the mechanical properties of the resulting membranes was studied, with a particular focus on the Poisson's ratio. The results revealed that the level of fiber orientation and the arrangement of fibers in both transverse and parallel directions were identified as the most important factors controlling the mechanical properties of electrospun membranes. Finally, graphene nanoplatelets (GNP) were incorporated into the PBS matrix via solution electrospinning to create conductive and auxetic composite membranes. In particular, a membrane containing 0.2% w/v GNP and produced at the highest collector speed (9.96 m/s) showed exceptional electrical conductivity (1.56x10⁻⁴ S/m) while having a negative Poisson's ratio (NPR) of -1.5 in tension.

Les maladies cardiovasculaires sont une des principales causes de décès dans le monde. L'athérosclérose est une maladie évolutive cardiovasculaire par laquelle les artères s'obstruent partiellement ou totalement. L'angioplastie est une technique cliniquement validée pour traiter l’athérosclérose bien que, le taux de resténose élevé soit un facteur limitant. L’implantation d’endoprothèses coronariennes (stents) lors de l’angioplastie a permis une diminution de 15 à 30% du taux de resténose, mais le risque reste encore relativement élevé. De plus, la corrosion des stents métalliques et la libération d’éléments potentiellement toxiques sont d’autres problèmes liés à leur application dans l’organisme. L’utilisation d’une couche polymérique à la surface des stents métalliques présente une voie intéressante pour prévenir le stent de la corrosion et diminuer le taux de resténose. Dans le cadre de ce mémoire, deux différents types de revêtements polymériques seront présentés. Tout d’abord, cette étude a porté sur les couches minces fluorocarbonées (CFx) déposées par plasma froid sur la surface en acier inoxydable. Ce recouvrement pourrait être chimiquement inerte, hydrophobe et biocompatible. Grâce à la méthode de dépôt par plasma froid associée à la modulation de la composition chimique et de la morphologie de l’interface, cette couche mince fluorocarbonée présente une bonne adhérence interfaciale (polymère-métal). Cependant des études de vieillissement effectuées sur ces échantillons ont montré une dégradation chimique et morphologique du revêtement et une oxydation du substrat après seulement 2 semaines de vieillissement dans l’eau déionisée. Afin de pallier ce problème, l’effet du post-traitement a été étudié. Dans, le chapitre II l’influence de ces traitements sur la composition chimique, la structure morphologie et la résistance au vieillissement sera présentée. La deuxième partie de ces travaux porte sur l’étude des recouvrements en copolymère dextrane-graft-polybutylméthacrylate (dextane-graft-PBMA). Le dextrane est un polysaccharide avec des propriétés biologiques intéressantes. Les dérivés du dextrane stimulent la prolifération des cellules endothéliales et inhibent celle des cellules musculaires lisses ainsi que la coagulation sanguine. L’utilisation des dérivés du dextrane en tant que recouvrement des stents métalliques permettrait de diminuer le taux de resténose et d’améliorer leur hémocompatibilité à long terme. Le dextrane a une très grande solubilité en milieu aqueux et ne peut donc pas former directement des films stables. De plus, il présente de très faibles propriétés mécaniques. La copolymérisation du dextrane avec un polymère synthétique hydrophobe est une voie intéressante afin de former un recouvrement plus stable en milieu aqueux et conférer des propriétés mécaniques plus importantes. Dans cette optique, la synthèse du copolymère dextrane-graft-PBMA peut s’avérer intéressante. Cette approche permettrait de combiner les propriétés biologiques du dextrane et les propriétés mécaniques du poly (butylméthacrylate). Le projet est partagé entre le Laboratoire de Bio-ingénierie de Polymères Cardiovasculaires (LBPC) à l’université Paris 13 et le Laboratoire de Biomatériaux et de Bioingénierie (LBB) à Québec. Des échantillons modèles d’acier inoxydable 316L ont été préparés au LBB, recouverts au LBPC et caractérisés au LBB au niveau de la composition chimique, de la structure morphologique et des propriétés mécaniques des recouvrements de dextrane-graft-PBMA. / Cardiovascular diseases are a major cause of death in the world. Atherosclerosis is a progressive disease in which the arteries partially or completely clog. Angioplasty is a clinically validated technique for treatment of atherosclerosis; however, a high restenosis rate remains the limiting factor for angioplasty. The implantation of a stent during angioplasty reduces the rate of restenosis between 15-30%, but the risk of restenosis remains relatively high. Moreover, corrosion and the release of potentially toxic elements are further drawbacks associated with metallic stents. The use of a polymer coating on the metallic stent surfaces can prevent stent corrosion and reduce the restenosis rate. In this study two different types of polymeric stent coatings will be presented. The first part of this research deals with the thin fluorocarbon (CFx) polymeric film deposited by cold plasma on the surface of stainless steel. This coating is assumed to be chemically inert, hydrophobic, and bio-compatible. Use of cold plasma deposition method modulates chemical composition and changes the morphology of the interface in the way that the polymeric film shows a good interfacial adhesion (polymer-metal). However, the aging studies performed on the samples submerged in deionised water show evidence of morphological and chemical degradation of the coating besides demonstrating the substrate oxidation, after only two weeks. To overcome this problem, the influence of a post-treatment was studied. In chapter II, The influence of these treatments on the chemical composition, morphological structure and resistance to aging will be presented. The second part of this research involves the study of dextran-graf-polybutylmethacrylate (dextran-graft-PBMA); dextran is a polysaccharide with interesting biological properties. The dextran derivatives stimulate the proliferation of endothelial cells and inhibit the smooth muscle cells proliferation and blood clotting. It was assumed that the dextran derivative coatings may decrease the rate of restenosis and improve long-term hemocompatibility of the stents. Unfortunately, dextran is highly soluble in aqueous media, therefore cannot directly form a stable film. Furthermore, dextran has poor mechanical properties. A solution to form a more stable coating in aqueous media, while improving its mechanical properties, is the copolymerization of dextran with a synthetic hydrophobic polymer. In this context, the synthesis of copolymer dextran-graf-polybutylmethacrylate seemed to offer a promising alternative. The synthesis of copolymer dextran-graf-polybutylmethacrylate that combines the biological properties of dextran and mechanical properties of poly(butylmethacrylate), might be a potential solution. The project is shared between Laboratoire de Bio-ingénierie de Polymères Cardiovasculaires (LBPC) at Paris 13 University and Laboratoire de Biomatériaux et de Bioingénierie (LBB) in Quebec City. Model samples of 316L stainless steel are prepared at LBB and covered in LBPC and characterized at LBB for the analysis of chemical composition, morphological structure, and mechanical properties of dextan-graft-PBMA coatings.