Les travaux présentés dans ce mémoire s’inscrivent dans un projet visant à fabriquer des valves aortiques bioartificielles de remplacement pour des patients atteints de maladies cardiaques. La méthode globale étudiée consiste à produire un moule sacrificiel en sucre vitrifié produit par fabrication additive, prenant la forme d’une valve aortique et injecté avec un échafaudage cellulaire. En soumettant la valve moulée aux conditions physiologiques ressenties par une valve aortique réelle, il est espéré qu’une valve aortique fonctionnelle sera développée. Un des éléments importants dans ce procédé est l’échafaudage cellulaire. Puisque ce biomatériau contient des cellules vivantes, il doit être à l’abri de toutes sources de contamination. De plus, il doit permettre aux cellules de survivre et de sécréter de la matrice extracellulaire, dans le but d’éventuellement transformer l’échafaudage cellulaire en un tissu biologique fiable. Ce mémoire présente une technique de fabrication d’échafaudages cellulaires qui tient compte des enjeux liés à l’utilisation de cellules vivantes. Il s’agit d’une preuve de concept visant à s’intégrer au projet de valves aortiques bioartificielles. Afin de tester la méthode, une expérience in vitro de fabrication et de culture dynamique fut menée. Celle-ci démontra que cette méthode de fabrication fut adaptée au contexte de travail en environnement stérile, que les cellules ensemencées dans les spécimens furent distribuées de manière homogène, et que les moules en sucre vitrifié fabriqués par impression 3D ne causèrent pas de mortalité cellulaire dans ce contexte. Toutefois, des dommages mineurs furent observés après plusieurs semaines de culture, et les taux de viabilité cellulaire furent plus bas qu’attendu à cause d’un défaut au niveau de la perfusion des spécimens. Ainsi, la technique développée est prometteuse pour le projet de fabrication de valves aortiques, mais des améliorations doivent être apportées au niveau de la perfusion et du maintien de l’intégrité physique des tissus. / The work presented in this thesis is part of a project which aims at fabricating bioartificial aortic replacement valves for patients suffering from cardiac diseases. The global method studied to achieve this consists of fabricating sacrificial molds made of carbohydrate glass, produced by additive manufacturing, replicating the geometry of an aortic valve, and injected with a cellular scaffold. By exposing the molded valve to the physiological conditions a real aortic valve would experience, it is hoped that a functional aortic valve will be developed. One important aspect of this process is the cellular scaffold. Since this biomaterial contains live cells, it has to be isolated from all possible sources of contamination. Moreover, it has to favor cell survival, as well as extracellular matrix secretion, in order to eventually transform the scaffold into a reliable biological tissue. This thesis presents a fabrication technique for cellular scaffold that takes into account all the challenges linked to the use of live cells. It is a proof of concept with the aim of being included to the artificial aortic valve project. To validate this process and its aspects, an in vitro experiment of fabrication and dynamic culture was conducted. The results of this experiment showed that this method is adapted to the sterile work environment context, and that the cells seeded in the specimens were distributed homogeneously. This experience also demonstrated that the carbohydrate molds fabricated by additive manufacturing did not cause cell mortality in this context. However, minor damage was observed after several weeks of dynamic culture, and the cell viability rates were lower than expected because of suboptimal perfusion rates. This fabrication technique for cellular scaffolds is promising for the artificial aortic valves project, but improvements in terms of perfusion and preservation of physical integrity should be made.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/66706 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Collin, Simon |
| Contributors | Ruel, Jean, Bégin-Drolet, André |
| Publisher | Université Laval |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 1 ressource en ligne (xiii, 81 pages), application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, https://corpus.ulaval.ca/jspui/conditions.jsp |
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