Le remplacement des artères de faible diamètre par des prothèses synthétiques est souvent marqué par un échec, notamment à cause de leur thrombogénicité. Pour améliorer leur longévité, leur endothélialisation a été proposée. Notre projet vise à concevoir une prothèse vasculaire originale, issue de l’ingénierie tissulaire, composée d’une matrice synthétique (polytétrafluoroéthylène expansé (PTFEe) modifié par un film multicouche de polyélectrolytes (FMP)), de cellules autologues (cellules endothéliales (CE) ou cellules souches mésenchymateuses (CSM) humaines), soumises à l’action de facteurs biochimiques (VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) ou mécaniques (contraintes de cisaillement)). Dans un premier temps, nous avons montré que le FMP permettait de rendre biocompatible un matériau initialement peu favorable à l’adhésion cellulaire. Etant donné que la récupération des CE autologues est empreinte de difficultés majeures, nous avons élaboré un protocole d’endothélialisation de substituts fonctionnalisés à partir de CSM. Nous avons mis en évidence que le FMP favorisait l’adhérence des CSM au substitut et l’apparition de cellules ayant des caractéristiques phénotypiques et fonctionnelles de CE en présence de VEGF, et une organisation du cytosquelette propice à leur rétention sous contraintes mécaniques. Toutefois, les contraintes mécaniques seules, bien qu’elles favorisent la prolifération cellulaire, n’ont pas permis d’observer l’expression phénotypique spécifique des CE. Ces résultats encourageants soulignent la faisabilité d’une construction, grâce au FMP, d’un substitut synthétique cellularisé avec des CSM humaines autologues différenciées en CE matures. / The replacement of arteries with small-diameter synthetic grafts often leads to the failure of such grafts mainly due to the thrombogenicity of their luminal surface. In order to improve long-term patency of these grafts, the concept of endothelial cell seeding has been suggested. Our project aims at designing an original tissue-engineered construct containing a synthetic scaffold (expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) modified by a polyelectrolyte multilayer film (PMF)), autologous cells (endothelial (EC) or human mesenchymal stem cells (MSC)), under mechanical (shear stress) or biochemical (VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor)) stimulation. Initially, we studied the effect of the PMF on the scaffold biocompatibility. Our results showed that the PMF allows cell attachment (ePTFE is a non-adhesive substrate otherwise). The EC availability being the greatest obstacle to their use in clinical practice, we worked out a protocol of endothelialization with MSC. We highlighted that PMF promoted MSC graft biocompatibility and the development of cells having on the one hand, in the presence of VEGF, EC phenotype and function and on the other hand, in the presence of mechanical stress, a cytoskeleton organization which supports their shear stability. Unfortunately, this mechanical stress did not permit to obtain expression of EC specific markers but increased cell proliferation. These encouraging results confirm the interest to endothelialize synthetic vascular grafts with EC derived from MSC.

De nombreuses études sur la genèse de l’athérosclérose suggèrent l’existence de nombreuses étapes, telles que l’accumulation de lipides le long de la paroi artérielle, qui entraîne l’entrée des LDL-Cholestérol dans les cellules, suivi par une oxydation de ces lipoprotéines. Dans notre étude, nous avons développé une approche méthodologique couplant la microscopie confocale et des méthodes spectroscopiques (techniques de transfert d’énergie (FRET) et de corrélation de fluorescence (FCS)) pour étudier l’effet des contraintes de cisaillement sur la cinétique d’internalisation de LDL natives dans des cellules endothéliales vasculaires humaines. Les LDL natives ont été marquées avec deux sondes fluorescentes : le perchlorate de 1,1'-dioctadécyl-3,3,3’,3’-tétraméthylindocarbocyanine (DiO) comme donneur et le perchlorate de 3,3’-dioctadécyloxa-carbocyanine (DiI) comme récepteur. La FCS nous a permis d’évaluer le rendement du marquage des LDL par les deux fluorophores ainsi que de la dégradation des LDL, la durée de vie moyenne des molécules a été déterminée par la technique de FLIM, alors que les mesures de FRET nous ont permis de mesurer les cinétiques de dégradation des LDL internalisées dans les cellules. Nos études ont montré : 1) – que le rendement du double marquage des LDL est de l’ordre de 30% après 24 h d’incubation des LDL avec DiI et DiO, et 82,84 % des molécules de DiI portées par les LDL sont sujets au processus de FRET avec le DiO .; 2) – la durée de vie moyenne mesurée expérimentalement par la technique de FLIM, pour le DiO couplé aux LDL dans les HUVECs suite à une excitation en mode multiphoton (??ex = 800 nm) des molécules est de l’ordre de 2 100 ps ??800 par ajustement d’ordre 1, tandis celle du DiO couplé aux DiI-LDL mesurée dans les mêmes conditions est de l’ordre de 320 ps ??400. Cette diminution de la durée de vie du donneur DiO (de 2 100 ps à 320 ps) en présence de DiI reflète un transfert d’énergie dépendante de la proximité moléculaire des deux partenaires sur la molécule de LDL. 3) – la possibilité d’évaluer la cinétique d’internalisation et de dégradation des LDL dans les cellules vasculaires endothéliales, ainsi que la dépendance de la dégradation des lipoprotéines aux contraintes de cisaillement. Au regard des données de la littérature et de nos résultats, nous pouvons conclure que le couplage des études de microscopie confocale, de FRET, FCS et de FLIM permettent l’étude in situ de l’internalisation et de la dégradation des LDL et d’appliquer ces résultats aux études cliniques sur l’athérosclérose. Cependant, d’autres études seront nécessaires pour élucider les mécanismes moléculaires de la modulation de l’expression des récepteurs aux LDL par les contraintes de cisaillement. / Numerous studies on the pathogenesis of atherosclerosis suggest that several steps are involved, such as lipid accumulation in the artery wall resulting from transendothelial uptake of LDL-Cholesterol, followed by LDL oxidation. In this work, we developed spectroscopic and microscopic methods to study the effect of shear stress on the kinetics of internalization and degradation of native LDL in human vascular endothelial cells. FRET and FCS techniques were performed by using confocal microscopy. Native LDL were labeled with two carbocyanine dyes, 1,1'-dioctadecyl-3,3,3’,3’-tetramethylindocarbocyanine perchlorate (DiO) as donor and 3,3’- dioctadecyloxa-carbocyanine perchlorate (DiI) as receptor. FCS techniques allowed us to evaluate the yield of the double labeling of the LDL with DiI and DiO, where as the average lifetime of the both fluorophore was determined by FLIM techniques, and the FRET measurements enable us to follow the degradation of the LDL in the living single cells. Our studies show: 1) – that the yield of the LDL double-labeling with DiI and DiO was about 30%, and 82,84% of DiI carried by LDL are subject in FRET process with DiO. 2) – the average lifetime of DiO coupled with LDL in HUVEC was about 2 100 ps ??800 by adjustment of order 1 following the excitation of molecules in multiphoton mode (??ex = 800 nm), whereas the average lifetime of DiO coupled with DiI-LDL measured under the same conditions was about 320 ps ??400, this decreasing of the lifetime of the donor DiO (from 2 100 ps to 320 ps) in the presence of DiI reflects the energy transfer dependent on the molecular proximity of the two partners (DiO, DiI) on LDL molecules ; 3) – the possibility to evaluate the kinetics of LDL endocytosis in living single cells and the degradation of LDL was depending on the shear conditions (shear stress induced changes in the kinetics of uptake and degradation). In accordance with increasing knowledge and understanding, and regarding all available data, we conclude that confocal microscopic study, FRET, FCS and FLIM could be useful methods to establish the basic and clinical studies of LDL uptake in atherosclerosis. However, further studies need to be performed to elucidate the molecular mechanism by which shear stress modulates the expression of LDL receptors.

Texte remanié de: Th.--Minéralogie, pétrologie, géochimie fondamentale et appliquée--Université de Montpelleir II, 1988. / Bibliogr. p. 256-264. Résumé en français et en anglais.

Thèse de doctorat : Sciences de l'ingénieur. Option mécanique des mátériaux : Metz : 2001. / Thèse : 2001METZ017S. Bibliogr. p.145-151.

Thèse de doctorat : Physique : Metz : 2007. Thèse de doctorat : Physique : Université Libre de Bruxelles, Belgique : 2007. / Thèse soutenue en co-tutelle. Bibliogr. p. 105-108; 23-24 Index.

Reproduction de : Thèse doctorat : Sciences de l'ingénieur. Mécanique : Metz : 2002. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliographiques.

Th. doct.-ing.--Nancy, I.N.P.L., 1983. / Rés. en fr. et en angl.

Th. doct.-ing.--Nancy, I.N.P.L., 1980.

Th. doct. -ing.--Nancy, I.N.P.L., 1980.

L’objectif principal de la thèse est d’analyser les mécanismes de plasticité et d’endommagement d’une nouvelle famille de composites à matrice acier Fe-TiB₂ afin de comprendre les liens microstructure/propriétés mécaniques et appliquer des modèles de comportement prenant en compte différents paramètres de la microstructure, et d’intérêt pour la mise en forme. L’étude porte sur des nuances de composites à teneur en particules fixée et différant par la taille de grain de la matrice. La caractérisation expérimentale des microstructures et textures initiales par MEB/EBSD et DRX a permis d’analyser qualitativement et quantitativement les différents paramètres morphologiques des renforts et de la matrice. L’effet de taille de grain de la matrice et des renforts sur l’écrouissage des ces composites a été étudié par essais de cisaillement simple monotone et inversés qui ont également permis de déterminer la part relative d’écrouissage cinématique des différents matériaux. L’application des résultats à une modélisation phénoménologique de l’écrouissage a permis de décrire le backstress des composites à partir de celui de la ferrite. L’analyse de l’évolution microstructurale avec la déformation de cisaillement, ainsi que des essais de flexion in situ, ont identifié la rupture des particules comme mode d’endommagement prépondérant des composites Fe-TiB₂. L’endommagement dépend de la taille de grain de la matrice, de d’endommagement des matériaux hétérogènes a permis d’estimer les contraintes de rupture des particules sur la base des résultats expérimentaux disponibles. / The aim of this work was the plasticity and damage mechanisms analysis of a new steel matrix composites Fe- TiB₂ family to establish the microstructure / mechanical properties relationships then interesting for metal forming simulations in respect with various microstructural parameters. The study was focused on composites with different matrix grain size and a given particle population. The experimental characterization of initial microstructures and textures with SEM/EBSD and XRD permitted the qualitative and quantitative analysis of different morphological parameters of reinforcements and the ferritic matrix. The effect of matrix grain size and reinforcements on the composites hardening is studied based on monotonous and reverse simple shear tests which leads to determine the relative contribution of kinematic hardening. The application of a phenomenological modeling based on these results, has successfully describe the composite backstress evolution. Analysis of the microstructural evolution with shear deformation and with four points bending situ tests has shown a sensitivity of Fe-TiB₂ damage to the matrix grain size, the particles size and to the strain-path change. A damage model of heterogeneous material has been then considered and provides the particles failure stress of on the basis of the available experimental results.