La friction entre les surfaces mobiles de l’organisme peut être un problème difficile à résoudre, notamment dans les pathologies dégénératives comme l’arthrose ou la sécheresse oculaire. Malgré le développement de nombreux produits pharmaceutiques, les matériaux actuellement utilisés pour protéger les tissus blessés et les dispositifs biomédicaux contre l'usure par frottement sont encore limités dans leurs performances. Il existe un besoin urgent de matériaux injectables capables de protéger ces tissus et dispositifs afin de prolonger leur durée de vie et de traiter efficacement des maladies dégénératives.
Parmi les innovations de la dernière décennie, les polymères à structure dite « en brosse » (BBs) se sont révélés prometteurs pour amoindrir les problèmes de friction et d'usure. Inspirés de l’architecture spécifique du protéoglycane 4, l'un des principaux composants lubrifiants du cartilage, les macromolécules BBs sont constituées d’un squelette linéaire et de chaînes latérales formant une brosse dense pouvant maintenir de l’eau sous une pression élevée. Les différentes structures des BBs, selon le squelette et leurs chaînes latérales, conduisent à plusieurs caractéristiques morphologiques et propriétés tribologiques intéressantes dans l’ingénierie tissulaire. Bien que leurs propriétés lubrifiantes aient été prouvées dans plusieurs études, les BBs n’ont à ce jour que peu d’applications. D’une part, la corrélation entre leur structure et leurs propriétés physicochimiques n’est pas encore clairement établie. D’autre part, il manque encore des études relatives à l’efficacité des BBs sur de vrais tissus.
Pour pallier ce problème, notre projet vise à caractériser les propriétés physicochimiques et tribologiques des BBs sur différents types de surfaces en fonction de leur structure. La longueur du squelette, la densité de greffage et l’addition du groupe d’ancrage sont les 3 variables principales étudiées dans ce projet. La lubrification ainsi que d’autres propriétés importantes des BBs ont été évaluées sur les surfaces molles des cartilages, des yeux et des lentilles en contact. Les tests tribologiques ont été menés en utilisant un appareil à force de surface (SFA) via l’association du protocole classique et avancé qui l’adapte aux surfaces testées. A côté de la tribologie, l’affinité cinétique, la toxicité, les propriétés antisalissure et anti-inflammatoire des BBs sur les interfaces ont aussi été étudiées dans ce projet via les techniques de LigandTracer et de microscope fluorescent. / Friction between the body's moving surfaces can be a difficult problem to solve, particularly in degenerative pathologies such as osteoarthritis or dry eye. Despite the development of numerous pharmaceutical products, the materials currently used to protect injured tissues and biomedical devices against frictional wear are still limited in their performance. There is an urgent need for injectable materials capable of protecting these tissues and devices in order to extend their life and effectively treat degenerative diseases.
Among the innovations of the last decade, polymers with a so-called "brush structure" (BBs) have shown promise in reducing friction and wear problems. Inspired by the specific architecture of proteoglycan 4, one of the main lubricating components of cartilage, BBs macromolecules consist of a linear backbone and side chains forming a dense brush capable of holding water under high pressure. The different structures of BBs, depending on the backbone and their side chains, lead to several morphological features and tribological properties of interest in tissue engineering. Although their lubricating properties have been proven in several studies, BBs have few applications to date. On the one hand, the correlation between their structure and physicochemical properties has not yet been clearly established. On the other hand, studies on the effectiveness of BBs on real tissues are still lacking.
To overcome this problem, our project aims to characterize the physicochemical and tribological properties of BBs on different types of surfaces, depending on their structure. Backbone length, graft density and anchoring group are the 3 main variables studied in this project. Lubrication and other important properties of BBs were evaluated on the soft surfaces of cartilages, eyes and contact lenses. Tribological testing was carried out using a Surface Force Apparatus (SFA) via a combination of the classic and advanced protocol, adapting it to the surfaces tested. Alongside tribology, the kinetic affinity, toxicity, anti-fouling and anti-inflammatory properties of BBs on interfaces were also studied in this project via LigandTracer and fluorescent microscopy techniques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/32533 |
| Date | 08 1900 |
| Creators | Pham, Duy Anh |
| Contributors | Banquy, Xavier |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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