Les maladies et malformations des valves cardiaques entraînent, chaque année, près de 300 000 opérations de remplacements, principalement réalisées sur les valves aortiques. Des valves de remplacement mécaniques ou biosynthétiques sont habituellement employées, mais leur utilisation implique plusieurs inconvénients, surtout chez les jeunes patients, puisque ces substituts inertes sont incapables de se remodeler en fonction des modifications apportées à l’environnement physiologique. Le génie tissulaire, c’est-à-dire la création de nouveaux tissus biologiques à partir de cellules vivantes, pourrait permettre d’enrayer les problèmes rencontrés avec les substituts traditionnels. Plusieurs techniques de construction de valves par génie tissulaire sont actuellement étudiées, notamment l’utilisation de matrices de polymère poreuses ou de valves décellularisées. Cette thèse présente le développement d’une toute nouvelle technique de construction de valves biologiques qui utilise la méthode d’auto-assemblage. Cette nouvelle technique permet de recréer la structure tridimensionnelle des valves en utilisant un matériau de base créé à partir de fibroblastes dermiques humains. Toutes les étapes ayant mené au développement de cette technique de construction jamais réalisée auparavant sont détaillées dans cette thèse. La méthode de fabrication du tissu de base est tout d’abord expliquée, puis le processus évolutif ayant mené à la construction de quatre prototypes est ensuite détaillé. Une méthode de construction utilisant différents gabarits a permis la mise en forme de valves possédant une structure similaire à celle des valves natives. Le comportement des nouveaux substituts a aussi été évalué à l’aide d’essais dynamiques en bioréacteur. Il a été démontré que les valves produites par auto-assemblage présentent un comportement normal sous une grande variété de conditions de débit et de pression et que les tissus ne sont pas endommagés par ces conditions de stimulation. Parallèlement, une étude de faisabilité sur la décellularisation de valves porcines réalisée avec la trypsine/EDTA a aussi été effectuée afin d’en évaluer le potentiel. Finalement, la caractérisation mécanique des tissus plans utilisés pour la fabrication des valves est aussi présentée. Cette étude permet de juger de la capacité des tissus à être utilisés pour remplacer les valves cardiaques et elle situe ce nouveau matériau par rapport à d’autres matériaux plans couramment employés. / Heart valves diseases lead annually to nearly 300 000 replacement surgeries, mostly performed on aortic valves. Mechanical or tissue valves are largely used to replace dysfunctional heart valves but they present serious drawbacks, mainly for young patients, since these non-living substitutes are unable to remodel according to physiological environment changes. Tissue engineering aims at the development of new biological organ substitutes created with living cells. Tissue engineered heart valves may be able to fully integrate their physiological environment and hence eliminate the problems encountered with mechanical and tissue valves. Porous polymer scaffolds or decellularized heart valves are current tissue engineering techniques that are being studied in order to develop new biological substitutes. This thesis, however, presents the development of an entirely new construction technique based on the self-assembly method that can recreate the aortic valve structure by using only human dermal fibroblasts cell sheets. The many steps achieved toward the development of this new construction technique are detailed in this thesis. The plane thick tissue fabrication method is first explained, along with the incremental evolutive process that led to the construction of four heart valve prototypes. The construction technique uses several templates to assist the three-dimensional shaping of the substitutes, which resemble the natural shape of the native aortic valve. Dynamic stimulations were also performed in a custom-made bioreactor and the valve exhibited a normal behavior under various flow and pressure waveforms. No damage was noted on the plane thick tissue after the mechanical stimulation. Besides, a feasibility study on the decellularization of porcine heart valves was conducted using Trypsin/EDTA in order to assess the potential of such a construction technique. Finally, the mechanical characterization of the plane tissue used for the construction of the valves is also presented. The results of this study confirm the ability of the tissues to act as a heart valve substitute. The new material is also compared to other commonly used materials in heart valve replacement or repair.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/26617 |
| Date | 23 April 2018 |
| Creators | Tremblay, Catherine |
| Contributors | Ruel, Jean, Auger, François A. |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xxviii, 321 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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