Dans cette thèse, nous nous intéressons au problème de chargement des laveurs dans un service de stérilisation de dispositifs médicaux réutilisables (DMR). Ce problème de chargement des laveurs a été considéré comme un problème d'ordonnancement par batch. Nous présentons, dans un premier temps, des études offline pour lesquelles nous avons développé des algorithmes, exacts et approchés, ainsi que des modèles PLNE pour certains cas particuliers et pour des cas généraux. Nous présentons ensuite des études semi-online et online pour lesquelles nous avons développé des heuristiques. Nous avons également conçu des modèles de simulation afin de tester l'impact de nos heuristiques sur l'ensemble du service de stérilisation. Nous proposons, en dernier lieu, l'implémentation d'une approche de type bin packing pour le cas d'un service de stérilisation externe afin de minimiser le nombre de cycles de lavage lancés.

Charge les instruments utilisés lors d’une intervention chirurgicale et réalise les opérations depréparation des Dispositifs Médicaux Stériles (DMS). Ces opérations sont tracées par un logiciel detraçabilité du processus. Actuellement, l’unité d’oeuvre tracée correspond au contenant disposantd’un code à barres, mais pas au contenu, c’est-à-dire à l’instrument individuel. Différentestechnologies permettraient d’effectuer cette traçabilité : codes data matrix gravés ou collés outranspondeurs RFID. L’analyse que nous avons conduite a procédé en deux temps : une recherchede l’état de l’art dans le domaine des systèmes de traçabilité et de la gestion des risques, puis uneanalyse fonctionnelle du système de préparation des DMS en déterminant les situations dangereusesà chaque phase. La méthode de gestion des risques choisie est l’Analyse Préliminaire des Risques(APR) qui comporte la définition du système puis l’élaboration de la cartographie des situationsdangereuses puis l’analyse, l’évaluation et le traitement des risques initiaux et résiduels. Pour lamettre en oeuvre nous avons procédé à la définition des échelles de gravité, de vraisemblance, decriticité, d’effort et la définition de la matrice de criticité. Nous avons ensuite réalisé l’analyse desrisques relatifs aux scénarios d’accident associés à chaque situation dangereuse identifiée dans lapremière étape, la construction des cartographies et l’élaboration du catalogue des paramètres desécurité. Cette analyse a permis d’évaluer l’apport de la traçabilité à l’instrument chirurgical dans laréduction des risques d’une UFSC et de déterminer quelle technologie actuelle répond le mieux ànos besoins. / The Central Sterile Supply Department (CSSD) of a hospital takes care of the surgical instrumentsused during a surgical operation and realizes their sterilization. A software is used to track and traceall the steps of this process. Actually, the tracking unity is the packaging, but not the contents(medical devices). Various technologies could be used to do this traceability: data matrix codes orRFID transponders. We led this analysis in two steps: a research of the state of the art in the field oftraceability system and of the risk management. A functional analysis was done to identify allpotential hazards and accidental events that may lead to an accident related to the sterilizationprocess. The method of risk management used is the Preliminary Hazard Analysis which led todefine and describe the system to be analyzed, to design of the hazard checklist, to define severityclasses, frequency, effort and risk matrix, then build the hazardous situation mapping and the riskmapping for each event and the elaboration of the follow up actions with the catalogue of safetyparameters. This analysis allowed us to estimate the contribution of the traceability of surgicalinstruments in the reduction of the risks of a CSSD and to determine the current technology thatanswers best our needs.

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Dans cette thèse, nous nous intéressons au problème de chargement des laveurs dans un service de stérilisation de dispositifs médicaux réutilisables (DMR). Ce problème de chargement des laveurs a été considéré comme un problème d'ordonnancement par batch. Nous présentons, dans un premier temps, des études offline pour lesquelles nous avons développé des algorithmes, exacts et approchés, ainsi que des modèles PLNE pour certains cas particuliers et pour des cas généraux. Nous présentons ensuite des études semi-online et online pour lesquelles nous avons développé des heuristiques. Nous avons également conçu des modèles de simulation afin de tester l'impact de nos heuristiques sur l'ensemble du service de stérilisation. Nous proposons, en dernier lieu, l'implémentation d'une approche de type bin packing pour le cas d'un service de stérilisation externe afin de minimiser le nombre de cycles de lavage lancés. / In this dissertation, we are interested in the problem of loading of washing resources in hospital sterilization services of reusable medical devices (RMD). Through our studies, we modeled the problem of loading of washing resources as a batch scheduling problem. We began our research with offline studies for whom exact algorithms are proposed for some special cases and then heuristics, approximation algorithms and linear models are proposed for general cases. Afterwards, we continued our research with semi-online and online studies for whom heuristics are developed. We inserted these heuristics also in simulation models in order to test their efficiency on the whole sterilization service. We finished our studies with a final work aiming at minimizing the number of washing cycles for an external sterilization service where we adopted a bin packing approach.

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Dans les établissements de santé, la stérilisation des dispositifs médicaux occupe une place primordiale dans la lutte contre l'infection. On appelle dispositif médical un instrument de chirurgie ou d'exploration utilisé lors d'une intervention ou d'un examen. Dans cette thèse nous étudions et proposons des améliorations de l'organisation de la production de dispositifs médicaux stériles en appliquant au milieu hospitalier des méthodes habituellement utilisées pour évaluer et améliorer les performances de systèmes de production industriels. Nous avons construit un modèle de simulation spécifique représentant le service de stérilisation du Centre Hospitalier Privé Saint Martin de Caen. Nous montrons les améliorations que nous avons pu obtenir en modifiant certains points de l'organisation. Par la suite nous avons cherché à dégager les spécificités des services de stérilisation de plusieurs établissements hospitaliers, dans le but d'effectuer une comparaison des différents types d'organisation et d'identifier les services les plus performants. Cette comparaison, réalisée à partir de données issues d'une enquête menée auprès d'établissements de la région Rhône-Alpes, repose sur des ratios de comparaison, sur la méthode DEA (Data Envelopment Analysis) et sur un modèle générique de simulation que nous avons élaboré. Dans cette thèse, nous proposons également des pistes pour analyser un service de stérilisation générique en utilisant des méthodes analytiques stochastiques. Nous commençons par dresser un état de l'art sur l'utilisation de modèles stochastiques analytiques pour l'analyse de systèmes de production de soins, puis nous étudions la possibilité d'utiliser une méthode analytique pour analyser notre modèle générique d'un service de stérilisation. Une modélisation par réseau de files d'attente du modèle générique est enfin présentée.

Dans les établissements de santé, la stérilisation des dispositifs médicaux occupe une place primordiale dans la lutte contre l'infection. On appelle dispositif médical un instrument de chirurgie ou d'exploration utilisé lors d'une intervention ou d'un examen. Dans cette thèse nous étudions et proposons des améliorations de l'organisation de la production de dispositifs médicaux stériles en appliquant au milieu hospitalier des méthodes habituellement utilisées pour évaluer et améliorer les performances de systèmes de production industriels. Nous avons construit un modèle de simulation spécifique représentant le service de stérilisation du Centre Hospitalier Privé Saint Martin de Caen. Nous montrons les améliorations que nous avons pu obtenir en modifiant certains points de l'organisation. Par la suite nous avons cherché à dégager les spécificités des services de stérilisation de plusieurs établissements hospitaliers, dans le but d'effectuer une comparaison des différents types d'organisation et d'identifier les services les plus performants. Cette comparaison, réalisée à partir de données issues d'une enquête menée auprès d'établissements de la région Rhône-Alpes, repose sur des ratios de comparaison, sur la méthode DEA (Data Envelopment Analysis) et sur un modèle générique de simulation que nous avons élaboré. Dans cette thèse, nous proposons également des pistes pour analyser un service de stérilisation générique en utilisant des méthodes analytiques stochastiques. Nous commençons par dresser un état de l'art sur l'utilisation de modèles stochastiques analytiques pour l'analyse de systèmes de production de soins, puis nous étudions la possibilité d'utiliser une méthode analytique pour analyser notre modèle générique d'un service de stérilisation. Une modélisation par réseau de files d'attente du modèle générique est enfin présentée.

La stérilisation des espèces aquacoles est recherchée en aquaculture pour remédier aux problèmes de reproduction intempestive et risques de pollution génétique de la reproduction des poissons d'élevage échappés avec des espèces endémiques. Nous avons cherché à caractériser certains des mécanismes mis en jeu lors d'une stérilisation induite par de fortes températures chez une espèce de poissons thermosensible d'intérêt majeur en aquaculture, le tilapia du Nil, Oreochromis niloticus. L'effet d'une température élevée de 37°C sur le développement gonadique a été étudié pendant la différenciation sexuelle chez des alevins et pendant la maturation sexuelle chez des juvéniles, provenant de descendances mixtes (XXXY) et monosexes femelles (XX) /mâles (XY). L'analyse immunohistochimique de la protéine vasa montre que des traitements à 37°C provoquent une diminution du nombre de cellules germinales (CG) qui résulte d'une augmentation du taux d'apoptose et/ou d'une réduction du taux de prolifération de ces cellules, aboutissant à une stérilité partielle et transitoire ou complète et permanente. L'expression du gène vasa, marqueur des CG, est inhibée dans les gonades des poissons traités à 37°C pendant un minimum de 60 jours ; ceci est corrélé avec la réduction du nombre de CG dans ces gonades. La baisse du niveau d'expression des gènes cyp19a1a et amh, respectivement marqueurs de cellules somatiques femelles et mâles, suggère que la température de 37°C affecte également le nombre ou la fonctionnalité des cellules de la granulosa chez les femelles et de Sertoli chez les mâles. Un traitement de 60 jours est nécessaire pour induire de tels effets et semble impacter préférentiellement les gonades femelles. Ce travail confirme que les fortes températures induisent une réduction du nombre de CGs, en modifiant la balance entre les taux d'apoptose et de prolifération cellulaire, conduisant à des stérilités partielles ou totales. / The sterilization of farmed fishes is searched in aquaculture to remedy in the problems of inconvenient reproduction and risk of genetic pollution of reproduction of escaped farmed fishes into the natural environment with endemic species. We characterized some of the mechanisms involved during induced-sterilization by high temperatures in the Nile tilapia, Oreochromis niloticus, a thermosensitive species of major interest in fish farming. The effect of 37°C-elevated temperature on gonadal development was studied during sexual differentiation in fry and during sexual maturation in juvenile, from mix-sexed (XX/XY), all-genetic female (XX) and male (XY) progenies. The immunochemistry analysis of vasa protein shows that 37°C-treatment causes germ cell (CGs) decrease, resulting from an increase of apoptosis rate and/or reduction of cell proliferation, leading to partial and transitory or complete and permanent sterilization.This work confirms that high temperatures induce a decrease of germ cell number, modifying the balance between rates of cell apoptosis and cell proliferation, leading to partial or complete sterilization.The expression profile of vasa gene, marker of germ cells, is inhibited in gonads of fish treated at least during 60 days at 37°C ; that is correlated with the reduction of germ cell number. The reduction of expression levels of cyp19a1a and amh genes, respectively markers of female and male somatic cells, suggests that the 37°C-temperature also affects the number or function of granulosa cells in females and Sertoli cells in males. A treatment of 60 days is necessary to induce such effects and seems to impact preferentially female gonads.

La vaccination, particulièrement chez les espèces animales, demeure toujours un outil efficace de préventions des maladies infectieuses. Les adjuvants sont des composants généralement indispensables dans la formulation des vaccins de par leurs rôles de vecteurs de l'antigène ainsi que de stimulateurs du système immunitaire. En effet, les antigènes seuls, pour la plupart, ne permette pas d'induire une protection satisfaisantes. Les propriétés uniques du chitosane, polymère naturel biocompatible et biodégradable, offrent un matériau de choix pour l'élaboration de nouvelles générations d'adjuvant tel que des nanoparticules ou des hydrogels.Les travaux de cette thèse ont portés sur l'élaboration d'adjuvants à base de chitosane chez l'animal. La préparation de solutions visqueuses de chitosane (0, 2 = Cp = 0,75 % (w/v)) en association avec différents types d'antigènes à savoir une souche atténuée de bactéries vivantes atténuées, de virus vivants atténués ou inactivités ainsi qu'une protéine recombinante purifié ont permis d'obtenir une réponse immunitaire chez les différentes espèces animales étudiées. Par ailleurs, le chitosane, par l'inspection des animaux durant les essais ainsi que post-mortem, a démontré une bonne innocuité ainsi qu'une résorbabilité satisfaisante. Dans le cadre du développement d'un système de relargage retardé d'antigènes, nous avons débuté l'élaboration d'un système permettant de prélever et d'injecter, via un système classique seringue/aiguille, une solution visqueuse gélifiante en conditions physiologiques (150 mM, 37°C). La diffusion plus lente d'un antigène associé à ce matériau a pour objectif d'améliorer la protection des animaux en stimulant de manière prolongée les différents acteurs du système immunitaire / Vaccination, especially in animal species, remains already an efficient tool in the prevention of infectious diseases. The carrier and immunostimulant properties of adjuvant allow increasing the action of antigen which, alone, is not enough capable to induce a long and strong immune response in host. The unique properties of chitosan, a biocompatible and biodegradable natural polymer, offer a choice material to elaborate new generations of adjuvant such as nanoparticles or hydrogels.This PhD works was focus on the development of chitosan-based adjuvant for animal species. The preparation of chitosan-based viscous solutions, with a polymer concentration from 0.2 to 0.75 % (w/v) mixed with different kind of antigens such as live attenuated bacteria, live attenuated or inactivated virus and a recombinant protein allowed obtaining an immune response in the studied animals. Moreover, the observation of animals during the protocol or in post-mortem inspections indicated a satisfying safety and resorbability. In vitro experiments were also conducted developing a syringeable and injectable in situ gelling chitosan-based hydrogel containing a model protein, destined to standard injection system. The slow release of antigen in the host should interact with the immune system longer increasing the final protection against diseases

Objectif—Comparer les effets de la stérilisation au plasma de gaz de peroxyde d’hydrogène (HPGP) à l’oxyde d’éthylène (EO) et à la vapeur (ST) sur les propriétés physico-chimiques et d’adhésion bactérienne de fils de nylon et de polyéthylène. Design expérimental—Etude in vitro. Matériel—Des brins non stérilisés, stérilisés au HPGP, à l’EO et ST; de fil nylon leader (FNL), de fil de nylon pêche (FNP) et de fil de polyéthylène (PE) ont été utilisés. Méthodes—Une analyse de surface au spectroscope photo-électronique à rayons X (XPS), une mesure de l’angle de contact, une analyse par microscopie à force atomique (AFM) et l’adhésion bactérienne de Staphylococcus intermedius et d’Escherichia Coli ont été testés sur les brins. Résultats—Une oxydation de la surface de tous les échantillons stérilisés a été observée quelque soit la méthode de stérilisation. La stérilisation a augmenté significativement l’angle de contact pour tous les types de fil quelque soit la méthode. La rugosité n’a pas été affectée significativement par la méthode de stérilisation pour le FNL et FNP. L’adhésion bactérienne a été affectée significativement par la méthode de stérilisation. Le PE a un angle de contact, une rugosité et une adhésion bactérienne significativement plus élevée que le FNL et FNP, peu importe la méthode de stérilisation. Conclusion—La stérilisation au HPGP constitue une alternative intéressante à la vapeur et l’EO. Le PE n’est peut être pas un matériel idéal par sa capacité d’adhésion bactérienne. De futures études sont nécessaires pour déterminer la signification clinique de ces trouvailles. / Objective—To compare the effects of hydrogen peroxide gas plasma (HPGP), ethylene oxide (EO) and steam (ST) sterilizations on the physicochemical and bioadhesive properties of nylon and polyethylene lines used for stabilization of the canine stifle joint. Study Design—In vitro study. Samples—Non-sterilized, HPGP-, EO- and ST- sterilized samples of 36.3-kg test nylon leader line (NLL), 57.8-kg test nylon fishing line (NFL) and 2-mm Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMPE) were used. Methods—Surface analysis of NLL, NFL and UHMPE non-sterilized and HPGP-, EO- and ST-sterilized samples was carried out by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), contact angle (CA) measurement, and atomic force microscopy (AFM). Staphylococcus intermedius and Escherichia Coli bacterial adherence were also tested. Results—Surface oxidation was observed on all samples sterilized with HPGP, EO or ST process. All sterilization methods significantly increased the CA for the NLL, NFL and UHMPE. The roughness was not significantly affected by the method of sterilization for NLL, NFL and UHMPE. Bacterial adherence was significantly affected by the method of sterilization for NLL, NFL and UHMPE. UHMPE had significantly higher CA, roughness and bacterial adherence compared to NLL and NFL, no matter which sterilization method was used. Conclusion—The effects of HPGP on the chemico-physical and bioadhesive properties of nylon and polyethylene lines compared positively to EO or ST, making HPGP an attractive alternative. UHMPE may not be a suitable material for suture prostheses regarding bacterial adherence properties. Future studies are required to determine the clinical significance of these findings.