Des interventions cliniques sont souvent nécessaires pour initier ou accélérer la réparation et régénération tissulaire, visant à restaurer l'étendue complète de la structure et des fonctionnalités du tissu affecté. À cette fin, les efforts en génie biomédical sont axés sur le développement de matrices fonctionnelles pouvant servir d'espace physique pour l'attachement, la croissance et la prolifération cellulaire. Notamment, les matériaux obtenus par des techniques de décellularisation suscitent un grand intérêt, car ils préservent largement les constituants de l'environnement cellulaire naturel, ayant ainsi une excellente bio-activité. Leur utilisation dans le domaine médical a gagné en popularité au cours des 25 dernières années, mais ils comportent toujours des problèmes liés à une faible résistance et stabilité et à une repopulation cellulaire entravée. Ces limitations peuvent souvent être surmontées ou atténuées en modifiant les propriétés de surface et de la matière. Notamment, la modification assistée par plasma a été largement utilisée sur différents biomatériaux pour améliorer leurs performances biologiques. Cependant, les études sur la faisabilité d'utiliser cette technique sur des matériaux dérivés de tissus décellularisés ne sont pas nombreux et ne sont pas assez complets. Dans le présent travail, des matrices extracellulaires décellularisées (dECM) obtenues par deux procédés différents ont été traités par plasma réactif de N$_2$/H$_2$, sous différentes conditions de pression. Afin d'interpréter l'impact du plasma sur le matériau, la stabilité, la résistance mécanique et les propriétés physicochimiques de chaque dECM ont été caractérisées en détail. Tout d'abord, la composition des échantillons non traités a été évaluée par analyse thermogravimétrique (TGA) et spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). Une analyse plus précise des propriétés de surface a été réalisée par spectroscopie photo-électronique à rayons-X (XPS) et angle de contact (WCA) avant et après le traitement au plasma, révélant des changements induits par le plasma sur le caractère hydrophile et la fonctionnalisation de l'un des deux matériaux dECM avec de l'oxygène. Le taux de dégradation et la résistance à la traction de ces matériaux ont également été évalués, ne montrant aucun signe de détérioration du dECM causée par l'exposition au plasma. L'effet du plasma sur les propriétés biologiques a été évalué *in vitro* par des tests de cytocompatibilité et d'hémocompatibilité. Des résultats encourageants ont été obtenus pour les échantillons dECM fonctionnalisées par plasma, montrant une légère amélioration de l'hémocompatibilité et une augmentation significative de l'attachement et viabilité cellulaire. / Clinical interventions are often needed to initiate or accelerate the process of tissue repair and regeneration, aiming to recover the full extent of the original structure and functionalities of affected tissue. To this end, biomedical engineering efforts are focused on the development of functional constructs that may serve as a physical space for cell attachment, growth and proliferation. Of special interest are materials obtained throught issue decellularization techniques, as they greatly preserve multiple constituents of the natural cellular environment and thus show excellent bioactive properties. Their use in medical applications has gained popularity through the last 25 years, yet issues related to feeble strength and stability and impaired cell repopulation prevail. Such limitations can often be overcome or mitigated by modifying surface and bulk properties. Notably, plasma-assisted modification has been extensively used on different biomaterials to enhance its biological performance. However, there are only few and incomplete studies on the feasibility to use this technique on materials derived from decellularized tissues. In the present work, decellularized extracellular matrix (dECM) construct obtained through two different processing methods were exposed to plasma in a reactive atmosphere of N$_2$/H$_2$ gases, under two different pressure conditions. In order to understand the changes that plasma might impart to the material, the stability, mechanical resistance and physicochemical properties of each dECM material were thoroughly characterized. First, the composition of untreated samples were analyzed via thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy. A more precise analysis of surface properties was performed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and water contact angle (WCA) before and after plasma treatment, revealing plasma-induced changes in wettability and the successful functionalization of one of the two dECM constructs with oxygen-containing moieties. The degradation rate and tensile strength of dECM constructs were also evaluated on treated and control samples, showing no signs of deterioration caused by plasma exposure. The effect of plasma on the biological properties of dECM was evaluated *in vitro* through cytocompatibility of human dermal fibroblasts and hemocompatibility tests. Exciting results were obtained for the functionalized dECM constructs, which showed slightly better hemocompatibility and a significant improvement on cell attachment and viability.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/147424 |
| Date | 05 August 2024 |
| Creators | Mariscotti, Valentina |
| Contributors | Mantovani, D. |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (x, 57 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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