La maîtrise de l’augmentation des doses de rayonnements ionisants en imagerie médicale constitue un objectif prioritaire des exigences réglementaires européennes et nationales. Cette radioprotection passe notamment par le besoin constant de développement de dispositifs de dosimétrie appropriés, permettant l’évaluation de la dose délivrée. Aujourd’hui, les dispositifs de dosimétrie utilisés en radiologie, en radiothérapie ou en imagerie nucléaire ne sont pas adaptés aux contraintes de la radiologie interventionnelle. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons d’étudier si l’usage de nouveaux matériaux et des nanotechnologies, non conventionnels au domaine médical, peut contribuer au développement de solutions de mesure de dose radiotransparentes, avec pour cas d’étude la radiologie interventionnelle. Notre approche a consisté en le développement d’un nouveau modèle permettant de prédire le comportement électromagnétique et le caractère radiotransparent d’un matériau. La radiotransparence et la visibilité sur les images radiographiques qui sont d’habitude traitées au cas par cas, sont abordées d’un point de vue plus général en reproduisant toute la chaîne de production de l’image. Ce modèle a mis en perspective l’intérêt du PEDOT:PSS dans la dosimétrie des rayons X. Parallèlement, nous avons considéré les MOSFET comme indicateurs de mesure de dose en radiologie interventionnelle, utilisés généralement en radiothérapie où les énergies mises en jeu sont bien plus élevées. L’originalité de cet axe est d’étudier des MOSFET issus de l’électronique, non dédiés à la dosimétrie. / Controlling the radiation dose in medical imaging is seen by the authorities as a national and European priority. This is more specifically achieved through the development of appropriate dosimetry devices, ensuring accurate patient dose monitoring. Today dosimetry devices used in radiology, radiotherapy or nuclear imaging are not adapted to the constraints of interventional radiology. In this thesis, we propose to study if new materials and nanotechnology can contribute to the development of radiotransparent dose measurement solution, especially in interventional radiology. Our approach included developing a model that can help predict the electromagnetic behavior and radiolucent features of materials. Radiolucency and visibility on radiographic images which are usually addressed on a case-by-case basis, are approached from a more general perspective by reproducing the all image production. The model emphasizes the interest of PEDOT:PSS in the x-ray dosimetry. At the same time, we considered MOSFET as indicators of dose measurement in interventional radiology. These transistors are usually employed in radiotherapy, in which involved energies are much higher. The originality of this part is to study MOSFET used in electronics and not dedicated to dosimetry.

Les ostéoclastes, les seules cellules capables de résorber l’os, sont soupçonnés d’être associés au développement et à la progression des radiotransparences sous-chondrales (SR). Ils n’ont par contre jamais été étudiés in situ. Les objectifs de cette étude cadavérique ex vivo étaient de mesurer et de comparer la densité ostéoclastique et le pourcentage de chondroclastes se trouvant à différentes profondeurs de l’os sous-chondral à partir de la surface articulaire dans le condyle fémoral médial (CFM) de chevaux Pur-sang juvéniles sains et atteints de SR hâtives spontanées. Les spécimens provenaient d’une banque de tissus et faisaient partie d’une étude précédente sur les caractéristiques structurelles des SR. La tomodensitométrie identifiait les CFM atteints de SR (n=6) et guidait les coupes ostéochondrales. Les contrôles de l’étude étaient composés d’un site histologiquement normal et caudal à la lésion (n=6) et du site controlatéral à la lésion dans le CFM sain (n=5). Après la décalcification et la fixation dans la paraffine, les spécimens étaient colorés à l’immunohistochimie afin de mettre en évidence les ostéoclastes présents dans l’os en périphérie des SR. Les spécimens étaient ensuite séparés en régions d’intérêt (ROI) à différentes profondeurs de l’os sous-chondral: ROI1 (0-1mm), ROI2 (1-3mm) et ROI3 (3-6mm). Les ostéoclastes ont été comptés dans chaque ROI pour calculer leur densité ostéoclastique respective. Les lames ont été contre-colorées avec la Safranine afin d’identifier le cartilage et mesurer le pourcentage de chondroclastes. La densité ostéoclastique était statistiquement plus élevée dans la ROI1 comparativement à la ROI3 dans tous les groupes. Cependant, aucune différence significative n’a été détectée en comparant les ROI entre les groupes, même si la densité ostéoclastique était supérieure dans la ROI1 des SR. Malgré une proportion de chondroclastes dans la ROI1 des SR inférieure à celle des contrôles, aucune différence significative n’a été détectée. La limite principale de cette étude se révéla être la taille de l’échantillon. Nos résultats démontrent cependant que la pathophysiologie des SR n’est pas uniquement expliquée par l’augmentation du nombre d’ostéoclastes dans l’os sous-chondral en périphérie des lésions. / There is a knowledge gap concerning how and when equine medial femoral condyle (MFC) subchondral radiolucencies (SR) arise and evolve. Osteoclasts, the only cells capable of bone resorption, are believed to have a role, but have not been studied in situ. The objectives of this ex vivo cadaveric study were to measure and compare the osteoclast density and the percentage of chondroclasts in juvenile (<1 year) Thoroughbred MFCs at varying depths from the weightbearing articular surface in both healthy and early spontaneous MFC SR specimens. The MFCs were available in a tissue bank and were part of a prior study of the structural characteristics of SRs. Computed tomography permitted identification of MFC SR (n=6) and guided osteochondral slab sections. Controls included a histologically normal site caudal to the lesions (n=6) and the healthy contralateral MFC lesion site (n=5). Following decalcification, paraffin embedding sections were cut and stained immunohistochemically with Cathepsin K to permit osteoclast identification and counting. The sections were divided into regions of interest (ROI) at different depths in the subchondral bone from the osteochondral junction: ROI1 (0-1mm), ROI2 (1-3mm) and ROI3 (3-6mm). Osteoclasts were counted in each ROI in order to calculate an osteoclast density. A Safranin-O counterstain was performed to identify the cartilage and measure the chondroclasts percentage. Osteoclast density was significantly higher in ROI1 when compared with ROI3 in all groups. When ROIs were compared between the three groups, no statistically significant differences were detected, even if a visible pattern difference and higher osteoclast density values were recorded in ROI1 in SRs. However, although the proportion of chondroclasts in ROI1 was lower in the SR sections when compared with controls, no significant difference was detected. The main limitation was the limited sample size. Osteoclasts are important actors in MFC subchondral bone development, digesting both growth cartilage (chondroclasts) and bone, but the pathophysiology of early MFC SRs cannot be explained solely by an increased osteoclast presence in the peripheral subchondral bone.