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National audience; IntroductionLa presbyacousie comme les maladies neurodégénératives apparaissent insidieusement avec l’âge. Enjeu majeur de santé publique, elles sont néanmoins sous diagnostiquées car la présence de l’une entrave l’objectivation de l’autre.ObjectifsIntégrer lors du bilan cognitif en hôpital de jour en centre mémoire un dépistage des troubles de la compréhension de la parole dans le bruit.MéthodesCent vingt-deux participants, dont 70 femmes, d’âge moyen 72,9 (60–87 ans) ont réalisé trois épreuves : questionnaire Hearing Handicap Inventory for Elderly-Screening (HHIES) mesure la gêne auditive ; test de compréhension de la parole dans le bruit (dispositif ambulatoire – Vocal Rapide dans le Bruit, VRB Leclercq et al., 2018) et échelle cognitive de Mattis. Des analyses corrélationnelles entre l’âge, le résultat du VRB, le score HHIE-S et à la Mattis ont été menées.RésultatsLes corrélations objectivent une association entre les capacités de compréhension de la parole dans le bruit et l’âge (r = 0,324, p < 0,001), la gêne auditive (r = 0,249, p = 0,006) et les troubles cognitifs globaux (r = −0,502, p < 0,001).DiscussionCes résultats confortent le lien établi entre l’âge et les capacités de compréhension de la parole dans le bruit. Ils objectivent un lien entre la plainte auditive et les capacités de compréhension de la parole dans le bruit et révèlent que ces capacités sont amoindries chez les personnes ayant des troubles cognitifs objectivés à l’échelle de la Mattis.ConclusionLe dépistage précoce d’un déficit auditif lors d’évaluations cognitives est indispensable puisque la surdité est le principal facteur modifiable de la démence.

Objective: This study aimed to evaluate the use of a double injured atherosclerotic iliac rabbit model for myointimal hyperplasia evaluation. Secondarily, this animal model was use for pre clincial evaluation of a new anti-in stent restenosis simvastatin electrospun covered stent. Methods: Twenty four New Zealand White (NZW) rabbits were included in this study. In order to enhance and accelerate atherogenesis, atherogenic diet (0.3% cholesterol and 4.9% coconut oil) and mechanical endothelial injury of iliac artery were used. Twelve rabbits (24 iliac arteries) were used to evaluate the benefit of intimal balloon injury compared to the diet alone on myointimal hyperplasia. On day 7, rabbits beneficiated balloon iliac injury on the left side only. Eight weeks they were scarified and iliac arteries were harvested to histologic examination and comparaison. Twelve rabbits were included in the second evaluation to compare anti instent restenosis effect of a new drug eluting chrome-cobalt stent (DES) coated with polycyclodextrin-chitosan-simvastatin polymer after electrospinning technique. Balloon injury were performed on both iliacs on day 7, then stenting of BMS on right iliac and DES on left iliac and animals were sacrified 4 weeks later after angiography for histologic examination. Results: Balloon iliac injuries (BI) revealed a significant higher Schwartz injury score (0.599±0.368 control vs 1.150±0.306 BI, p=0.013), percentage of stenosis (25.7±19.1 control vs 49.9±21.9 BI, p=0.012) and ratio collagen (0.252 ± 0.017 control vs 0.365 ± 0.011 BI, p=0.0001) than atherosclerotic diet only. Five rabbits died before the end of the protocol. After appaired comparison of BMS and DES, results were significantly better for BMS and pre-euthanasia angiography revealed that 3/7 DES were thrombosed versus 0/7 for BMS. Conclusions : Association of atherogenic diet and balloon injuries allow to obtain important neointimal hyperplasia and wall remodeling in rabbit iliac arteries that confirm its interest as in stent restenosis model for new DES.; Introduction La resténose intra-stent (RIS) reste le talon d'Achille des techniques de revascularisation endovasculaire. La supériorité des stents actifs pour l’artériopathie oblitérante des membres inférieurs n'a pas été clairement démontrée et les modèles animaux restent peu fiables pour évaluer l'efficacité des nouveaux dispositifs. L’objectif est de définir sur un modèle lagomorphe, un protocole expérimental adapté à l’étude de la RIS et l’appliquer à l’évaluation in vivo de stents recouverts d’une membrane électrofilée contenant de la simvastatine. Matériel et méthode Des stents en chrome cobalt ont été recouverts d’une membrane électrofilée composée de chitosan (106000 g/mol, 2.97 % w/v), polymère de cyclodextrine (64650 g/mol, 3.3% w/v), polyethylène oxide (PEO, 900000 g/mol, 0.33% w/v) et simvastatine (33 wt-%). Les études de libération in vivo ont été conduites dans un milieu de PBS/SDS 0,7 wt-% (pH 7,4, 37°C). Des lapins mâles adultes blancs néo zélandais ont été soumis à un régime enrichi en cholestérol (0,3 %) et huile de noix de coco (4,9 %) pendant 7 semaines suivi d’une alimentation normale. Une lésion au ballon était réalisée au niveau des axes iliaques et le stenting iliaque était réalisé par voie fémorale. Trois protocole ont été conduits : 1) évaluation les lésions histomorphologiques induites par le régime hypercholestérolémique et la lésion artérielle au ballon, 2) comparaison stents nu versus stents enduits d’éverolimus et 3) stents nus versus stents recouverts d’une membrane électrofilée contenant de la simvastatine dits stents fonctionnalisés. Résultats La quantité totale de SV chargée sur la membrane après 30 min d’électrofilage était de 4,01 μg/mm² de membrane (± 0,44 μg/mm²). Trente lapins ont été inclus dans ce travail. Le pourcentage de sténose et le pourcentage de remodelage étaient significativement plus important dans le groupe lésion au ballon par rapport au groupe « contrôle » , respectivement 49,9% ± 21,9% vs 25,7% ± 19,1% (p=0,012), 33,9% ± 18,7% vs 17,8% ± 13,4 (p< 0,001). Il n’a pas été mis en évidence de différence significative entre stents nus et stents enduits d’éverolimus. L’aire de la lumière artérielle était significativement plus faible dans le groupe stent fonctionnalisé (p=0,002). L’aire de la néointima, le pourcentage de sténose et de remodelage et le score de lésion artérielle étaient significativement plus importants dans le groupe stents fonctionnalisés (p=0,05). Conclusion Le modèle animal à 2 lésions artérielles tel que nous le proposons a été optimisé pour être reproductible et pertinent dans le cadre de la maladie athérosclérotique et de la RIS. Les résultats in vivo des stents fonctionnalisés nous indiquent de modifier la nature du polymère et de pousser les investigations sur l’action « locale » de la SV, son seuil toxique et intervalles thérapeutiques qui ne sont, à ce jour, pas déterminées.

International audience; Aim of the studyFacial paralysis can cause aesthetic and functional sequelae such as spasms and synkinesis. Botulinum toxin injection is one of the key treatments for these sequelae. Its use is widely reported in the literature for many muscles of the face but little for the buccinator muscle. However, its hyperactivity can be disabling, generating chewing and smile disorders in particular. The aim of this prospective study is to report the effects of botulinum toxin using a questionnaire specifically for the buccinator muscle.Patients and methodsThe study was conducted on 13 patients. The facial paralysis was of various origins. The questionnaire consisted of 10 questions each assessing a facial mimic involving the buccinator muscle. The rating scale ranged from -10 (major deterioration) to 10 (major improvement) for each question. The evaluation was done at 1 and 4 months after the injection. We found an improvement for all the mimics and gestures evaluated (0 to 7.38 at 1 month and 0.15 to 6.62 at 4 months). This improvement was greater at 1 month than at 4 months. Few side effects were reported.ConclusionBotulinum toxin injections are an effective, safe therapeutic solution for the treatment of the facial paralysis sequelae of the buccinator muscle through a new specific questionnaire. Subsequently, it would be interesting to carry out an evaluation on a larger population and to compare it with other recognized scores in facial paralysis.; But de l’étudeLa paralysie faciale peut être source de séquelles esthétiques et fonctionnelles à types de spasmes et de syncinésies. L’injection de toxine botulique constitue un des traitements clefs de ces séquelles. Son utilisation est largement rapportée dans la littérature pour de nombreux muscles de la face mais peu pour le muscle buccinateur. Pourtant, son hyperactivité peut être invalidante, générant des troubles de la mastication et du sourire notamment. Le but de cette étude prospective est de rapporter les effets des injections de toxine botulique grâce à un questionnaire d’évaluation spécifique au muscle buccinateur.Patients et méthodeL’étude a été menée sur 13 patients. Les paralysies faciales étaient d’origines diverses. Le questionnaire comportait 10 questions évaluant chacune une mimique faciale impliquant le muscle buccinateur. L’échelle de notation allait de −10 (détérioration majeure) à 10 (amélioration majeure) pour chaque question. L’évaluation était effectuée à 1 et 4 mois de l’injection.RésultatsNous avons retrouvé une amélioration pour l’ensemble des mimiques et gestes évalués (0 à 7,38 à 1 mois et 0,15 à 6,62 à 4 mois). Cette amélioration est plus importante à 1 mois qu’à 4 mois. Peu d’effets secondaires ont été rapportés.ConclusionLes injections de toxine botulique constituent une solution thérapeutique efficace, sûre pour le traitement des séquelles de paralysie faciale du muscle buccinateur au travers d’un questionnaire spécifique nouveau. Par la suite, il serait intéressant de réaliser une évaluation sur une population plus importante et comparative avec d’autres scores reconnus dans la paralysie faciale.

International audience; IntroductionPure calcium alginate dressing (ALGINATE) and Negative Pressure Wound Therapy (NPWT) are frequently used for the preparation of skin excisions for a split thickness skin graft take. The trial compared the healing efficacy, safety and cost of patient care for these two treatments.Patients and methodsThis randomized, non-inferiority trial enrolled 113 patients who underwent skin excision (> 30 cm2) and received ALGINATE or NPWT. The primary outcome was the time to obtain optimal granulation tissue for a split thickness skin graft take. Secondary outcomes were the occurrence of adverse events (AEs) and the impact of the patient care cost on the Social Security budget.ResultsThe mean time to optimal granulation was similar between ALGINATE and NPWT: approximately 20 days. No AE was reported with ALGINATE while 24 % of patients treated with NPWT presented an AE. Following hospitalization, 94 % of ALGINATE patients were cared for at home by a private nurse, while 90 % of NPWT patients were followed up in aftercare and rehabilitation facilities or home hospitalization. Therefore, the cost of treatment per patient for the French Social Security was 498 € with ALGINATE and 2104 € with NPWT.ConclusionThis trial has demonstrated that ALGINATE has a similar healing efficacy to that of NPWT, and that it is markedly better with regard to patient safety and cost savings. ALGINATE should therefore be preferred to NPWT in this indication.

Diabetic foot infections are the most common complication requiring hospitalization ofpatients with diabetes. These infections are the result of many complications related to chronichyperglycemia. They often result in extremities amputation and are associated with a high morbimortality,especially when bone is infected. Their treatment is based on surgical procedures, nursingcare and systemic antibiotic therapy for several weeks, with a significant risk of relapse. Because of abasic low blood flow and diabetic foot infections damages, blood supply is decreased causing a lowantibiotic diffusion in the infected site and possible bacterial resistance selections. Therefore, they are particularly difficult to treat. In this context, the objective of this work is to develop a medical devicefor a local antibiotics release. We designed a sponge based on two polyelectrolytes (chitosan andcylodextrin polymer) and obtained by freeze-drying. Chitosan is a cationic polymer under acid condition and the cyclodextrin polymer is anionic and results from the crosslinking reaction between cyclodextrins and citric acid. Cyclodextrins are molecular cages able to form inclusion complexes with drugs, leading to an extended release. Sponges are impregnated in antibiotics solutions and are intended to be implanted in the infected lesion. Local release increases concentrations in the wound without risks of toxicity to the body and prevents the emergence of resistant bacteria., Les infections du pied diabétique sont la complication la plus fréquente nécessitant l’hospitalisation des patients atteints de diabète. Ces infections sont la conséquence de plusieurs complications liées à l’hyperglycémie chronique. C’est aussi l’évènement le plus commun amenant à une amputation des extrémités. Elles sont associées à une morbi-mortalité très élevée,particulièrement quand l’os est infecté. Leur prise en charge est lourde, longue avec un risque de rechute important. Leur traitement repose sur des actes chirurgicaux, des soins infirmiers et une antibiothérapie par voie systémique. Les artériopathies dont souffrent les patients diabétiques et les tissus nécrosés mal vascularisés entourant les plaies engendrent une mauvaise pénétrance des antibiotiques au site infecté, avec de possible sélections de résistances bactériennes. Ces infections sont donc particulièrement difficiles à soigner. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail est de développer un dispositif médical pour la libération locale d’antibiotiques. Ce dispositif consiste en une éponge conçue à base de deux polyélectrolytes, obtenue par lyophilisation. Le chitosan est un polymère cationique en condition acide et le polymère de cyclodextrines est anionique et résulte d’une réaction de réticulation entre les cyclodextrines et l’acide citrique. Les cyclodextrines sont des molécules cages capables de former des complexes d’inclusion avec des principes actifs. Ces complexes permettent de libérer les médicaments de façon prolongée. Les éponges sont imprégnées dans des solutions d’antibiotiques et sont destinées à être implantées dans la lésion infectée. La libération locale permet d’augmenter les concentrations au niveau de la plaie sans risque de toxicité pour l’organisme et évite l’émergence de bactéries résistantes.

Periodontal diseases are highly prevalent and widely spread in all human populations. Their consequences are multiples, strongly impacting general quality of life, general health and represent also a global economic burden. They are known to be triggered by a bacterial infection followed by an inadequate inflammatory body response. These mechanisms result in the destruction of the supporting tissues of the tooth (gingiva, ligament and alveolar bone), finally leading to tooth lost. Moreover, periodontal health status has been shown to be correlated with various other conditions and it is believed to worsen other systemic conditions like diabetes mellitus for example. Gold standard treatment of periodontitis is a procedure called scaling and root planning (SRP), consisting of a subgingival mechanical removal of dental plaque and/or calculus. In clinical practice, systemic treatments such as antibiotics are often added to SRP, causing various side effects, without being particularly optimal. Thus, the need to improve the management of periodontitis can be met by developing local drug delivery systems. The aim of this work was to develop and physico-chemically characterise an in-situ forming implant (ISFI). This particular drug delivery system (DDS) is a liquid formulation that will form a solid implant upon injection into the periodontal pocket, releasing two active pharmaceutical ingredients at a controlled release rate. In order to avoid the rise of bacterial resistances against antibiotics, this specific DDS is loaded with antiseptic drugs (e.g chlorhexidine). Secondly, to promote periodontal wound healing, an anti-inflammatory agent (e.g. ibuprofen) is added to the formulation. This work will firstly describe the state of the art regarding these DDSs, with an emphasis on ISFIs. Then, the experimental section will describe the formulations and methods used to characterize the resulting implants. The effects of the formulation parameters on the resulting physico-chemical properties of the systems and in particular the release kinetics will be discussed with respect to the clinical use requirements for this kind of DDS., Les maladies parodontales, de prévalence élevée, sont largement répandues à travers les populations humaines. Leurs conséquences sont multiples, altérant fortement la qualité de vie comme la santé globale et ont un impact économique important. Elles sont la conséquence d’une infection bactérienne à laquelle est associée une réponse inflammatoire inadéquate. Ces mécanismes entrainent la destruction des tissus de soutien de la dent (gencive, ligament, os alvéolaire) menant à la perte dentaire. De plus, il est prouvé que le statut parodontal est associé à de nombreuses autres pathologies et on estime que la parodontite aggrave certaines autres pathologies comme le diabète par exemple. Le traitement de référence consiste en l’élimination mécanique de la plaque dentaire sous-gingivale, opération appelée surfaçage radiculaire. En pratique, ce geste est souvent accompagné de la prise d’antibiotiques par voie systémique, engendrant de nombreux effets indésirables et dont l’efficacité reste à améliorer. Ainsi, la nécessité d’améliorer la prise en charge de la maladie peut être comblée par le développement de systèmes à libération locale de substances actives. L’objectif de ce travail consiste à développer et caractériser physico chimiquement un implant se formant in-situ (ISFI). Ce système très spécifique est une formulation liquide destinée à former un implant solide après injection dans la poche parodontale, libérant deux substances actives de manière contrôlée. Afin d’éviter l’augmentation des résistances bactériennes vis-à-vis des antibiotiques, ce dispositif est formulé avec des antiseptiques (ex. chlorhexidine). Ensuite, afin de favoriser la cicatrisation parodontale, un agent anti-inflammatoire est également utilisé (ex. ibuprofène). Ce travail décrit dans un premier temps l’état des lieux sur ce type de dispositif et en particulier les implants se formant in-situ. Ensuite, la section expérimentale décrit la formulation des implants et les méthodes utilisées pour les caractériser. Les effets des paramètres de formulation sur les propriétés physico-chimiques des systèmes et en particulier les cinétiques de libération sont discutées au regard des besoins de la pratique clinique pour ce type de dispositif.

Introduction: In-stent restenosis (ISR) is induced by an uncontrolled smooth muscular cells (SMC) proliferation after bare metal stent (BMS) implantation. It is associated with recurrence of symptoms and additional health costs. Drug-eluting stents have demonstrated efficiency on ISR but induce a high risk of late acute thrombosis due to a delayed struts reendothelialization. Polydopamine (PDA), a biocompatible polymer inspired from mussels byssus, has been reported to promote endothelial cells (EC) and inhibit SMC proliferation in-vitro, thus suggesting a potential pro-healing effect on the vascular wall. Furthermore, polydopamine expresses amine, catechol and quinone functions on its surface and can be used as an anchor for another therapeutic agent. This study aimed at 1) evaluating the impact of a PDA-coated stent on in-stent restenosis (ISR), 2) designing a vascular stent with a potential additional pro-healing drug, hemin, immobilized via the PDA layer.Methods: In the first part of this study, PDA coatings were obtained by dip coating of cobalt-chromium disks or stents in a dopamine solution. Disk samples were used to evaluate biocompatibility and hemocompatibility. The pro-healing potential was investigated in-vitro by seeding human EC and SMC on the different samples. In-vivo experimentations were conducted to assess the pro-healing effect in a rat model. ISR was evaluated in optic microscopy with quantification of the neointima/media (n/m) ratio after eosin/hematoxillin coloration. Quality of the struts reendothelialization was assessed with transmission electron microscopy (TEM). Molecular pathways involved in a potential pro-healing effect were investigated with western blot analyses.In the second part of this work, PDA-coated surfaces were modified with polyethylenimine (PEI) to enhance the expression of amine functions. This modified coating was characterized and cytocompatibility was assessed in-vitro. This modified surface was used to immobilized hemin, a therapeutic agent, on the sample surfaces. Functionalized surfaces were characterized, and presence of the therapeutic agent was assessed and quantified. The potential healing effect of the hemin-stent was evaluated in-vitro and in-vivo.Results: PDA surfaces demonstrated a pro-healing effect in-vitro compared to bare chromium-cobalt. PDA stents demonstrated a significant reduction in ISR compared to bare metal stents (ratio n/m = 0.48 (+/- 0.26) versus 0.83 (+/- 0.42), p, Introduction : La resténose intra-stent (RIS) est induite par une prolifération incontrôlée des cellules musculaires lisses (CML) après l'implantation d'une stent métallique nu (BMS). Elle est associée à la récurrence des symptômes et à des coûts de santé supplémentaires. Les stents à élution médicamenteuse, dits « actifs », ont démontré leur efficacité sur la RIS, mais induisent un risque élevé de thrombose aiguë tardive due à une réendothélialisation tardive des mailles. La polydopamine (PDA), un polymère biocompatible inspiré du mucus secrété par les moules, promouvrait la prolifération de cellules endothéliales (CE) et inhiberait la prolifération des CMV in-vitro, ce qui suggère un effet pro-cicatrisant potentiel sur la paroi vasculaire. De plus, la polydopamine exprime des fonctions amines, catéchols et quinones à sa surface et peut être utilisée comme ancrage pour un autre agent thérapeutique. Le but de ce travail était 1) d'évaluer l'impact d'un stent enduit de PDA sur la RIS, 2) de concevoir un stent vasculaire à base de PDA délivrant une autre substance pro-cicatrisante, l'hémine.Méthodes : Dans la première partie de cette étude, les revêtements PDA étaient obtenus par immersion de disques de cobalt-chrome ou de stents dans une solution de dopamine. La biocompatibilité et l'hémocompatibilité étaient vérifiées in vitro. Le potentiel pro-cicatrisant était étudié in vitro par culture d'EC et de CML d'origine humaine sur les différents échantillons. L'effet pro-cicatrisant était étudié in-vivo après implantation de stents en position aortique chez le rat. La RIS était évaluée en microscopie optique par quantification du rapport néointima/media (n/m) après coloration éosine/hématoxilline. La qualité de la réendothélialisation des mailles était évaluée par microscopie électronique à transmission (MET). Les voies moléculaires potentiellement impliquées dans un effet pro-cicatrisant étaient étudiées par analyses Western Blot.Dans la deuxième partie de ce travail, les surfaces revêtues de PDA étaient modifiées avec de la polyéthylèneimine (PEI) pour améliorer l'expression des fonctions amines. Ce revêtement modifié était caractérisé et sa cytocompatibilité évaluée in vitro. Cette surface modifiée était ensuite utilisée pour immobiliser l'hémine. Les surfaces fonctionnalisées étaient caractérisées et la quantité d'hémine greffée déterminée. L'effet pro-cicatrisant potentiel du stent à l'hémine était évalué in vitro et in vivo.Résultats : Les surfaces de PDA démontraient un effet pro-cicatrisant in-vitro par rapport au chrome-cobalt nu. Les stents PDA montraient une réduction significative de la RIS par rapport aux stents nu (rapport n/m = 0,48 (+/- 0,26) contre 0,83 (+/- 0,42), p

Introduction: In-stent restenosis (ISR) is induced by an uncontrolled smooth muscular cells (SMC) proliferation after bare metal stent (BMS) implantation. It is associated with recurrence of symptoms and additional health costs. Drug-eluting stents have demonstrated efficiency on ISR but induce a high risk of late acute thrombosis due to a delayed struts reendothelialization. Polydopamine (PDA), a biocompatible polymer inspired from mussels byssus, has been reported to promote endothelial cells (EC) and inhibit SMC proliferation in-vitro, thus suggesting a potential pro-healing effect on the vascular wall. Furthermore, polydopamine expresses amine, catechol and quinone functions on its surface and can be used as an anchor for another therapeutic agent. This study aimed at 1) evaluating the impact of a PDA-coated stent on in-stent restenosis (ISR), 2) designing a vascular stent with a potential additional pro-healing drug, hemin, immobilized via the PDA layer.Methods: In the first part of this study, PDA coatings were obtained by dip coating of cobalt-chromium disks or stents in a dopamine solution. Disk samples were used to evaluate biocompatibility and hemocompatibility. The pro-healing potential was investigated in-vitro by seeding human EC and SMC on the different samples. In-vivo experimentations were conducted to assess the pro-healing effect in a rat model. ISR was evaluated in optic microscopy with quantification of the neointima/media (n/m) ratio after eosin/hematoxillin coloration. Quality of the struts reendothelialization was assessed with transmission electron microscopy (TEM). Molecular pathways involved in a potential pro-healing effect were investigated with western blot analyses.In the second part of this work, PDA-coated surfaces were modified with polyethylenimine (PEI) to enhance the expression of amine functions. This modified coating was characterized and cytocompatibility was assessed in-vitro. This modified surface was used to immobilized hemin, a therapeutic agent, on the sample surfaces. Functionalized surfaces were characterized, and presence of the therapeutic agent was assessed and quantified. The potential healing effect of the hemin-stent was evaluated in-vitro and in-vivo.Results: PDA surfaces demonstrated a pro-healing effect in-vitro compared to bare chromium-cobalt. PDA stents demonstrated a significant reduction in ISR compared to bare metal stents (ratio n/m = 0.48 (+/- 0.26) versus 0.83 (+/- 0.42), p

Repair of bone defects by bone tissue engineering (BTE) methods is considered as an alternative to conventional grafts. The aim of this PhD project was to develop two types of BTE scaffolds for bone regeneration: one is in the form of injectable hydrogel, and the other is in the form of sponge. Both scaffolds based on the formation of polyelectrolyte complexes by mixing chitosan (CHT, cationic) and polymer of cyclodextrin (PCD, anionic). Besides developing the sponge scaffold, the vascularization of 3D scaffold (a challenge of BTE) was specially investigated in the first part of the work, for which vascular endothelial growth factor (VEFG) was loaded on the CHT/PCDs sponge to promote the vascularization. The second part of the thesis was dedicated to the elaboration of an injectable CHT/PCD hydrogel, which was intended for minimally invasive surgery. The formulation optimization of hydrogel was performed by tuning the composition ratios of two PCD components: soluble-form PCD (PCDs) and insoluble-form PCD (PCDi), in order to better reach the specific requirement (e.g. rheological properties) of injectable hydrogel for regenerative medicine. Finally, a prospective study on developing the composite hydrogel/sponge by adding a mineral phase - hydroxyapatite (HAp) in the formulation was realized to improve the mechanical and osteoconductive properties.CHT/PCDs sponges were obtained by freeze-drying the hydrogels CHT/PCDs 3:3. The thermal treatment (TT) at different temperatures was further applied on the sponge to improve the mechanical stability. The CHT/PCDs sponge treated at 160°C was opted for further study thanks to high swelling capacity (~ 600%) and moderate lysozyme-induced biodegradation rate in vitro (~ 12% mass loss 21 days). This sponge of choice was further evaluated for the microstructure, the mechanical property (compressive strength) and the cytocompatibility with pre-osteoblasts (MC3T3-E1) and endothelial cells (HUVEC). Results of X-ray microtomography showed a high porosity (~87%) in the sponge with interconnected pores. Good cell adhesion and in-growth (colonization) in the sponge were observed by scanning electron microscopy (SEM). After loading VEGF on the sponge, the release profile of VEGF and the bioactivity of released VEGF were thoroughly studied. It showed that the release of VEGF was rapid (burst) during the first two days, then slowed down up to non-detectable by ELISA method after 7 days. The released VEGF during the first two days showed a significant pro-proliferation and pro-migration effect on HUVECs.For the injectable CHT/PCDi/PCDs hydrogels, optimization of composition ratio was based on evaluating their rheological properties, injectability, and cytotoxicity. The beneficial effect of combining both PCDi and PCDs in the formula of the hydrogel was clearly observed on the properties of hydrogel. Namely, the CHT/PCD hydrogel, composed of equal quantity of PCDi and PCDs, demonstrated the best compromise between structural stability, shearthinning and self-healing properties, and injectability. An excellent cytocompatibility with preosteoblast cells (MC3T3-E1) was also confirmed for the hydrogel with this composition.Based on the optimized formulation, HAp was incorporated at different concentrations, which didn’t disturb the formation or the structural stability of the hydrogels, but improved the viscoelastic properties. The composite sponges, elaborated by lyophilization of these hydrogels, showed that the HAp particles homogeneously dispersed within the macroporous structure of the sponge. These encouraging results showed the feasibility of providing an injectable hydrogel or a composite sponge for BTE scaffold [...], La reparation de defauts osseux par les techniques de l’ingenierie tissulaire osseuse (ITO) est consideree comme une alternative aux greffes conventionnelles. L’objectif de ce projet de these fut de developper des materiaux destines a servir de scaffolds pour le comblement et la regeneration osseuse, ces derniers etant sous la forme d’hydrogels injectables d’une part, et d’eponges, d’autre part. Ces deux types de materiaux ont ete obtenus par melange de chitosane (CHT, cationique), et de polymere de cyclodextrine reticule par l’acide citrique (PCD, anionique), interagissant via des liaisons ioniques et formant des complexes polyélectrolytes. La premiere partie de la these a ete consacree au developpement et caracterisation d’une eponge CHT/PCDs qui a ete chargee avec le facteur de croissance de l’endothelium vasculaire (VEFG) dans le but de favoriser sa vascularisation. Le second volet de la these a eu pour objectif d’optimiser la formulation d’un hydrogel injectable destine a la chirurgie mini-invasive, compose de CHT et de PCD sous sa forme soluble (PCDs) et insoluble (PCDi) [CHT/PCDi/PCDs]. L'etude a ete concentree sur l’optimisation et la caracterisation des proprietes rheologiques de l’hydrogel. Enfin, une etude prospective sur le developpement de l'hydrogel/eponge composite en ajoutant une phase minerale - l'hydroxyapatite (HAp) dans la formulation a ete realisee afin d'ameliorer les proprietes mecaniques et osteoconductrices.L’eponges CHT/PCDs a ratio 3 :3 a ete obtenue par lyophilisation des hydrogels et a subi un traitement thermique (TT) afin d’ameliorer leur stabilite par la formation des liaisons covalentes. L’eponge CHT/PCDs avec un TT a 160°C a montre des proprietes de gonflement eleve (~600%) et une biodegradation ralenti induite par le lysozyme (~12% perte masse dans un mois). Sa microstructure, ses proprietes mecaniques de compression et sa cytocompatibilite avec deux types de cellules (pre-osteoblastes (MC3T3-E1) et endotheliales primaires (HUVECs) ont ete etudiees. Une porosite elevee (~87%) avec des pores interconnectes a ete observee par microtomographie de rayons X, ainsi qu’une bonne adhesion et colonisation cellulaire au sein de l’eponge par microscopie electronique a balayage (MEB). Le VEGF a ete incorpore dans l’eponge, et son profil de liberation a ete suivi, ainsi que la bio-activite du VEGF libere. La liberation du VEGF a ete rapide pendant les trois premiers jours, puis ralenti jusqu'a devenir non-detectable par la methode ELISA jusqu’a 7 jours. Le VEGF libere pendant les deux premiers jours a montre un effet pro-proliferation et pro-migration significatif sur les HUVECs.Les hydrogels injectables de CHT/PCDi/PCDs a differents ratios ont ete optimises et caracterises en fonction de leurs proprietes rheologiques, leur injectabilite, et leur cytotoxicite. L’impact de l’ajoute du PCDi dans l’hydrogel a ete clairement observe par analyses rheologiques Ainsi, l'hydrogel CHT/PCD, compose a parts egales de PCDi et de PCDs, a demontre le meilleur compromis entre stabilite structurelle, proprietes rheofluidifiantes et autoreparantes, et injectabilite. En plus, l’hydrogel a montre une excellente cytocompatibilite vis-avis les cellules pre-osteoblastes MC3T3-E1.Bases sur la formulation optimisee, l’HAp a ete incorporee a differentes concentrations dans l’hydrogel. L’ajout de la phase minerale n’a pas perturbe la formation ni la stabilite structurelle des hydrogels, mais a ameliore les proprietes viscoelastiques. Les eponges composites, elaborees par lyophilisation de ces hydrogels, ont montre que les particules de HAp etaient dispersees de maniere homogene dans la structure macroporeuse de l'eponge. Ces resultats encourageants ont montre qu'il etait possible de fournir un hydrogel injectable ou une eponge composite comme scaffold pour l’ITO [...]

Repair of bone defects by bone tissue engineering (BTE) methods is considered as an alternative to conventional grafts. The aim of this PhD project was to develop two types of BTE scaffolds for bone regeneration: one is in the form of injectable hydrogel, and the other is in the form of sponge. Both scaffolds based on the formation of polyelectrolyte complexes by mixing chitosan (CHT, cationic) and polymer of cyclodextrin (PCD, anionic). Besides developing the sponge scaffold, the vascularization of 3D scaffold (a challenge of BTE) was specially investigated in the first part of the work, for which vascular endothelial growth factor (VEFG) was loaded on the CHT/PCDs sponge to promote the vascularization. The second part of the thesis was dedicated to the elaboration of an injectable CHT/PCD hydrogel, which was intended for minimally invasive surgery. The formulation optimization of hydrogel was performed by tuning the composition ratios of two PCD components: soluble-form PCD (PCDs) and insoluble-form PCD (PCDi), in order to better reach the specific requirement (e.g. rheological properties) of injectable hydrogel for regenerative medicine. Finally, a prospective study on developing the composite hydrogel/sponge by adding a mineral phase - hydroxyapatite (HAp) in the formulation was realized to improve the mechanical and osteoconductive properties.CHT/PCDs sponges were obtained by freeze-drying the hydrogels CHT/PCDs 3:3. The thermal treatment (TT) at different temperatures was further applied on the sponge to improve the mechanical stability. The CHT/PCDs sponge treated at 160°C was opted for further study thanks to high swelling capacity (~ 600%) and moderate lysozyme-induced biodegradation rate in vitro (~ 12% mass loss 21 days). This sponge of choice was further evaluated for the microstructure, the mechanical property (compressive strength) and the cytocompatibility with pre-osteoblasts (MC3T3-E1) and endothelial cells (HUVEC). Results of X-ray microtomography showed a high porosity (~87%) in the sponge with interconnected pores. Good cell adhesion and in-growth (colonization) in the sponge were observed by scanning electron microscopy (SEM). After loading VEGF on the sponge, the release profile of VEGF and the bioactivity of released VEGF were thoroughly studied. It showed that the release of VEGF was rapid (burst) during the first two days, then slowed down up to non-detectable by ELISA method after 7 days. The released VEGF during the first two days showed a significant pro-proliferation and pro-migration effect on HUVECs.For the injectable CHT/PCDi/PCDs hydrogels, optimization of composition ratio was based on evaluating their rheological properties, injectability, and cytotoxicity. The beneficial effect of combining both PCDi and PCDs in the formula of the hydrogel was clearly observed on the properties of hydrogel. Namely, the CHT/PCD hydrogel, composed of equal quantity of PCDi and PCDs, demonstrated the best compromise between structural stability, shearthinning and self-healing properties, and injectability. An excellent cytocompatibility with preosteoblast cells (MC3T3-E1) was also confirmed for the hydrogel with this composition.Based on the optimized formulation, HAp was incorporated at different concentrations, which didn’t disturb the formation or the structural stability of the hydrogels, but improved the viscoelastic properties. The composite sponges, elaborated by lyophilization of these hydrogels, showed that the HAp particles homogeneously dispersed within the macroporous structure of the sponge. These encouraging results showed the feasibility of providing an injectable hydrogel or a composite sponge for BTE scaffold [...]; La reparation de defauts osseux par les techniques de l’ingenierie tissulaire osseuse (ITO) est consideree comme une alternative aux greffes conventionnelles. L’objectif de ce projet de these fut de developper des materiaux destines a servir de scaffolds pour le comblement et la regeneration osseuse, ces derniers etant sous la forme d’hydrogels injectables d’une part, et d’eponges, d’autre part. Ces deux types de materiaux ont ete obtenus par melange de chitosane (CHT, cationique), et de polymere de cyclodextrine reticule par l’acide citrique (PCD, anionique), interagissant via des liaisons ioniques et formant des complexes polyélectrolytes. La premiere partie de la these a ete consacree au developpement et caracterisation d’une eponge CHT/PCDs qui a ete chargee avec le facteur de croissance de l’endothelium vasculaire (VEFG) dans le but de favoriser sa vascularisation. Le second volet de la these a eu pour objectif d’optimiser la formulation d’un hydrogel injectable destine a la chirurgie mini-invasive, compose de CHT et de PCD sous sa forme soluble (PCDs) et insoluble (PCDi) [CHT/PCDi/PCDs]. L'etude a ete concentree sur l’optimisation et la caracterisation des proprietes rheologiques de l’hydrogel. Enfin, une etude prospective sur le developpement de l'hydrogel/eponge composite en ajoutant une phase minerale - l'hydroxyapatite (HAp) dans la formulation a ete realisee afin d'ameliorer les proprietes mecaniques et osteoconductrices.L’eponges CHT/PCDs a ratio 3 :3 a ete obtenue par lyophilisation des hydrogels et a subi un traitement thermique (TT) afin d’ameliorer leur stabilite par la formation des liaisons covalentes. L’eponge CHT/PCDs avec un TT a 160°C a montre des proprietes de gonflement eleve (~600%) et une biodegradation ralenti induite par le lysozyme (~12% perte masse dans un mois). Sa microstructure, ses proprietes mecaniques de compression et sa cytocompatibilite avec deux types de cellules (pre-osteoblastes (MC3T3-E1) et endotheliales primaires (HUVECs) ont ete etudiees. Une porosite elevee (~87%) avec des pores interconnectes a ete observee par microtomographie de rayons X, ainsi qu’une bonne adhesion et colonisation cellulaire au sein de l’eponge par microscopie electronique a balayage (MEB). Le VEGF a ete incorpore dans l’eponge, et son profil de liberation a ete suivi, ainsi que la bio-activite du VEGF libere. La liberation du VEGF a ete rapide pendant les trois premiers jours, puis ralenti jusqu'a devenir non-detectable par la methode ELISA jusqu’a 7 jours. Le VEGF libere pendant les deux premiers jours a montre un effet pro-proliferation et pro-migration significatif sur les HUVECs.Les hydrogels injectables de CHT/PCDi/PCDs a differents ratios ont ete optimises et caracterises en fonction de leurs proprietes rheologiques, leur injectabilite, et leur cytotoxicite. L’impact de l’ajoute du PCDi dans l’hydrogel a ete clairement observe par analyses rheologiques Ainsi, l'hydrogel CHT/PCD, compose a parts egales de PCDi et de PCDs, a demontre le meilleur compromis entre stabilite structurelle, proprietes rheofluidifiantes et autoreparantes, et injectabilite. En plus, l’hydrogel a montre une excellente cytocompatibilite vis-avis les cellules pre-osteoblastes MC3T3-E1.Bases sur la formulation optimisee, l’HAp a ete incorporee a differentes concentrations dans l’hydrogel. L’ajout de la phase minerale n’a pas perturbe la formation ni la stabilite structurelle des hydrogels, mais a ameliore les proprietes viscoelastiques. Les eponges composites, elaborees par lyophilisation de ces hydrogels, ont montre que les particules de HAp etaient dispersees de maniere homogene dans la structure macroporeuse de l'eponge. Ces resultats encourageants ont montre qu'il etait possible de fournir un hydrogel injectable ou une eponge composite comme scaffold pour l’ITO [...]

Diabetic foot infections are the most common complication requiring hospitalization ofpatients with diabetes. These infections are the result of many complications related to chronichyperglycemia. They often result in extremities amputation and are associated with a high morbimortality,especially when bone is infected. Their treatment is based on surgical procedures, nursingcare and systemic antibiotic therapy for several weeks, with a significant risk of relapse. Because of abasic low blood flow and diabetic foot infections damages, blood supply is decreased causing a lowantibiotic diffusion in the infected site and possible bacterial resistance selections. Therefore, they are particularly difficult to treat. In this context, the objective of this work is to develop a medical devicefor a local antibiotics release. We designed a sponge based on two polyelectrolytes (chitosan andcylodextrin polymer) and obtained by freeze-drying. Chitosan is a cationic polymer under acid condition and the cyclodextrin polymer is anionic and results from the crosslinking reaction between cyclodextrins and citric acid. Cyclodextrins are molecular cages able to form inclusion complexes with drugs, leading to an extended release. Sponges are impregnated in antibiotics solutions and are intended to be implanted in the infected lesion. Local release increases concentrations in the wound without risks of toxicity to the body and prevents the emergence of resistant bacteria., Les infections du pied diabétique sont la complication la plus fréquente nécessitant l’hospitalisation des patients atteints de diabète. Ces infections sont la conséquence de plusieurs complications liées à l’hyperglycémie chronique. C’est aussi l’évènement le plus commun amenant à une amputation des extrémités. Elles sont associées à une morbi-mortalité très élevée,particulièrement quand l’os est infecté. Leur prise en charge est lourde, longue avec un risque de rechute important. Leur traitement repose sur des actes chirurgicaux, des soins infirmiers et une antibiothérapie par voie systémique. Les artériopathies dont souffrent les patients diabétiques et les tissus nécrosés mal vascularisés entourant les plaies engendrent une mauvaise pénétrance des antibiotiques au site infecté, avec de possible sélections de résistances bactériennes. Ces infections sont donc particulièrement difficiles à soigner. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail est de développer un dispositif médical pour la libération locale d’antibiotiques. Ce dispositif consiste en une éponge conçue à base de deux polyélectrolytes, obtenue par lyophilisation. Le chitosan est un polymère cationique en condition acide et le polymère de cyclodextrines est anionique et résulte d’une réaction de réticulation entre les cyclodextrines et l’acide citrique. Les cyclodextrines sont des molécules cages capables de former des complexes d’inclusion avec des principes actifs. Ces complexes permettent de libérer les médicaments de façon prolongée. Les éponges sont imprégnées dans des solutions d’antibiotiques et sont destinées à être implantées dans la lésion infectée. La libération locale permet d’augmenter les concentrations au niveau de la plaie sans risque de toxicité pour l’organisme et évite l’émergence de bactéries résistantes.

Periodontal diseases are highly prevalent and widely spread in all human populations. Their consequences are multiples, strongly impacting general quality of life, general health and represent also a global economic burden. They are known to be triggered by a bacterial infection followed by an inadequate inflammatory body response. These mechanisms result in the destruction of the supporting tissues of the tooth (gingiva, ligament and alveolar bone), finally leading to tooth lost. Moreover, periodontal health status has been shown to be correlated with various other conditions and it is believed to worsen other systemic conditions like diabetes mellitus for example. Gold standard treatment of periodontitis is a procedure called scaling and root planning (SRP), consisting of a subgingival mechanical removal of dental plaque and/or calculus. In clinical practice, systemic treatments such as antibiotics are often added to SRP, causing various side effects, without being particularly optimal. Thus, the need to improve the management of periodontitis can be met by developing local drug delivery systems. The aim of this work was to develop and physico-chemically characterise an in-situ forming implant (ISFI). This particular drug delivery system (DDS) is a liquid formulation that will form a solid implant upon injection into the periodontal pocket, releasing two active pharmaceutical ingredients at a controlled release rate. In order to avoid the rise of bacterial resistances against antibiotics, this specific DDS is loaded with antiseptic drugs (e.g chlorhexidine). Secondly, to promote periodontal wound healing, an anti-inflammatory agent (e.g. ibuprofen) is added to the formulation. This work will firstly describe the state of the art regarding these DDSs, with an emphasis on ISFIs. Then, the experimental section will describe the formulations and methods used to characterize the resulting implants. The effects of the formulation parameters on the resulting physico-chemical properties of the systems and in particular the release kinetics will be discussed with respect to the clinical use requirements for this kind of DDS., Les maladies parodontales, de prévalence élevée, sont largement répandues à travers les populations humaines. Leurs conséquences sont multiples, altérant fortement la qualité de vie comme la santé globale et ont un impact économique important. Elles sont la conséquence d’une infection bactérienne à laquelle est associée une réponse inflammatoire inadéquate. Ces mécanismes entrainent la destruction des tissus de soutien de la dent (gencive, ligament, os alvéolaire) menant à la perte dentaire. De plus, il est prouvé que le statut parodontal est associé à de nombreuses autres pathologies et on estime que la parodontite aggrave certaines autres pathologies comme le diabète par exemple. Le traitement de référence consiste en l’élimination mécanique de la plaque dentaire sous-gingivale, opération appelée surfaçage radiculaire. En pratique, ce geste est souvent accompagné de la prise d’antibiotiques par voie systémique, engendrant de nombreux effets indésirables et dont l’efficacité reste à améliorer. Ainsi, la nécessité d’améliorer la prise en charge de la maladie peut être comblée par le développement de systèmes à libération locale de substances actives. L’objectif de ce travail consiste à développer et caractériser physico chimiquement un implant se formant in-situ (ISFI). Ce système très spécifique est une formulation liquide destinée à former un implant solide après injection dans la poche parodontale, libérant deux substances actives de manière contrôlée. Afin d’éviter l’augmentation des résistances bactériennes vis-à-vis des antibiotiques, ce dispositif est formulé avec des antiseptiques (ex. chlorhexidine). Ensuite, afin de favoriser la cicatrisation parodontale, un agent anti-inflammatoire est également utilisé (ex. ibuprofène). Ce travail décrit dans un premier temps l’état des lieux sur ce type de dispositif et en particulier les implants se formant in-situ. Ensuite, la section expérimentale décrit la formulation des implants et les méthodes utilisées pour les caractériser. Les effets des paramètres de formulation sur les propriétés physico-chimiques des systèmes et en particulier les cinétiques de libération sont discutées au regard des besoins de la pratique clinique pour ce type de dispositif.

Chronic wounds present a risk of infection, delaying the healing process and leading to severe pain. Chronic wounds represent a public health problem that generates high costs. Silver dressings are widely used to treat wounds already infected or with a risk of infection. Nevertheless, the toxic effect of silver toward fibroblasts and keratinocytes generates a perception lack of efficacy and cost effectiveness, and question their effectiveness as well as its safety. The goal of this work was to design a wound dressing releasing two active ingredients: a silver salt to treat the infection and ibuprofen to relieve the pain. The dressing was coated by a layer-by-layer (L-b-L) system to slow down silver diffusion into the wound and at the same time provide a moist environment to the wound. First, a nonwoven polyester textile was functionalized by chitosan or by β-cyclodextrin polymer, both crosslinked with citric acid under curing conditions to form a thermofixed negatively charged layer at the surface textile to then loaded silver onto the textile. Next, a L-b-L system was built on the support by alternating self-deposition of CHT as cationic polyelectrolyte and cyclodextrin polymer as anionic polyelectrolyte. A curing process was applied to stabilize the L-b-L system. L-b-L system showed a linear evolution of the weight gain in relation to number of layers formed. Loaded silver and ibuprofen reached up to 240 μg/cm2 and 200 μg/cm2 respectively. Silver was released up to 3 μg/cm2 after 3 days in PBS under static conditions, and ibuprofen was released up to 6 hours under the same parameters. Biological studies proved the dressing cytocompatibility using human lung normal cell lines (L132). In vitro microbiological evaluation showed greater antibacterial activity of the dressing against S. aureus and E. coli. Finally, a preliminary in vivo study was performed in C3H/HE mice with a wound infected by E. coli. The dressings tested were applied to the wounds and were maintained for 3 days. Only the free silver-dressing (negative control) showed a colonization by E. coli.; Les plaies chroniques présentent un risque d’infection entrainant un retard de la cicatrisation et des douleurs intenses. Ils restent un problème de santé publique car leur prise en charge génère un coût élevé. Les pansements à base d’argent sont largement utilisés pour traiter les plaies déjà infectées ou présentant un risque infectieux. Néanmoins, les effets toxiques de l’argent envers les fibroblastes et les kératinocytes entraînent une perception limitée de l’efficacité remettant en cause leur bénéfice. Dans ce contexte, le projet de thèse a consisté en la conception d’un pansement à libération de deux principes actifs : un sel d’argent pour traiter l’infection et de l’ibuprofène pour soulager la douleur. Le pansement est enrobé par un système multicouches (PEM) afin de ralentir la diffusion de l’argent vers la plaie et au même temps fournir un environnement humide. Dans un premier temps, un textile en polyester a d’abord été fonctionnalisé soit par le chitosan, soit par la β-cyclodextrine tous les deux réticulés par l’acide citrique afin de former des charges négatives en surface du polyester, pour ensuite charger l’argent dans le textile. Puis le système PEM a été construit par la technique de « dip-coating » en utilisant le chitosan comme polyelectrolyte positif et la poly-cyclodextrine comme polyelectrolyte négatif. Après, un traitement thermique a été réalisé pour stabiliser les assemblages. Le système PEM a présenté une évolution linéaire en terme de gain de masse en fonction du nombre de couches déposées. La quantité d’argent et d’ibuprofène chargé sur les supports a été de 240 μg/cm2 et de 200 μg/cm2, respectivement. D’autre part, le profil de libération de l’argent atteint 3 μg/cm2 à 72 heures tandis que la libération de l’ibuprofène est prolongée jusqu’à 6 heures dans le PBS, sous conditions statiques. Les études biologiques ont montré la cytocompatibilité du pansement vers les cellules épithéliales embryonnaires de poumon humain (lignée L132) et une excellente activité antibactérienne contre les souches S. aureus et E. coli. Finalement, une étude préliminaire a été réalisée in vivo chez la souris C3H/HE présentant une plaie infectée par E. coli. Les pansements testés ont été appliqués sur les plaies et maintenus pendant 3 jours. Seul le pansement ne contenant pas d’argent (contrôle négatif) présentait encore une colonisation par E. coli.

Periodontal diseases are highly prevalent oral conditions which strongly impact the oral quality of life and general health. Progress in the management of periodontal diseases depends, at least partly, on the development of novative and effective periodontal treatments. This work is concerned with the use of non-antibiotic antimicrobials and antiinflammatory drugs as adjunctive periodontal therapy. The aim was to develop a novel polymer-based, biocompatible and resorbable local drug delivery system (in-situ forming implants -ISFI-), which could be injected into periodontal pockets and control the delivery of both an antiseptic (chlorhexidine) and an anti-inflammatory agent (Ibuprofen). The physical key properties and antimicrobial activity of the proposed implants were very promising in vitro suggesting an improvement as compared to currently marketed drug delivery systems for periodontitis treatment. In vivo results are consistent with the latters, showing a positive effect of ISFI on periodontal wound healing in an experimental mice model of periodontitis. Data from this study support Poly(D,L-lactic-co-glycolic) acid (PLGA) as an attractive formulation for local drug-delivery into periodontal pockets. Our results further suggest that the local delivery of both an antiseptic and an anti-inflammatory drug is a promising adjunctive treatment of periodontitis. This should additionnaly reduce the use of systemic antibiotics in periodontal treatment and contribute to the combat against the development of bacterial resistances.; La frequence elevee et les consequences considerables des maladies parodontales sur la qualite de vie orale et la sante generale font de ces pathologies une preoccupation de sante publique. Le developpement de traitements innovants est un moteur essentiel du progres dans la prise en charge de ces maladies. Ce travail s’interesse a l’utilisation d’agents antimicrobiens (non-antibiotiques) et anti-inflammatoires comme adjuvants au debridement mecanique des poches parodontales. Il est consacre a la mise au point et a l’optimisation d’une forme galenique appelee implant forme in-situ (IFIS), a base de polymeres biocompatibles et resorbables, concue pour le traitement des poches parodontales. Ce dispositif est injecte dans la lesion ou il libere de facon prolongee une combinaison d’antiseptique (chlorhexidine) et d’anti-inflammatoire (ibuprofene). Nos resultats montrent (i) in-vitro la superiorite de l’IFIS en termes de proprietes mecaniques et antimicrobiennes sur des systemes actuellement commercialises pour le meme usage et (ii) in-vivo, chez l’animal, un effet positif de l’IFIS sur la cicatrisation parodontale. Cette etude valide l’usage d’IFIS a base d’acide Poly(D,L-lactique-co-glycolique) (PLGA) comme support de liberation controlee de principes actifs dans la poche parodontale. Elle montre egalement que la combinaison d’un antiseptique et d’un anti-inflammatoire au sein du meme systeme de liberation locale pourrait ameliorer le traitement des parodontites tout en limitant le recours aux antibiotiques.

Chronic wounds present a risk of infection, delaying the healing process and leading to severe pain. Chronic wounds represent a public health problem that generates high costs. Silver dressings are widely used to treat wounds already infected or with a risk of infection. Nevertheless, the toxic effect of silver toward fibroblasts and keratinocytes generates a perception lack of efficacy and cost effectiveness, and question their effectiveness as well as its safety. The goal of this work was to design a wound dressing releasing two active ingredients: a silver salt to treat the infection and ibuprofen to relieve the pain. The dressing was coated by a layer-by-layer (L-b-L) system to slow down silver diffusion into the wound and at the same time provide a moist environment to the wound. First, a nonwoven polyester textile was functionalized by chitosan or by β-cyclodextrin polymer, both crosslinked with citric acid under curing conditions to form a thermofixed negatively charged layer at the surface textile to then loaded silver onto the textile. Next, a L-b-L system was built on the support by alternating self-deposition of CHT as cationic polyelectrolyte and cyclodextrin polymer as anionic polyelectrolyte. A curing process was applied to stabilize the L-b-L system. L-b-L system showed a linear evolution of the weight gain in relation to number of layers formed. Loaded silver and ibuprofen reached up to 240 μg/cm2 and 200 μg/cm2 respectively. Silver was released up to 3 μg/cm2 after 3 days in PBS under static conditions, and ibuprofen was released up to 6 hours under the same parameters. Biological studies proved the dressing cytocompatibility using human lung normal cell lines (L132). In vitro microbiological evaluation showed greater antibacterial activity of the dressing against S. aureus and E. coli. Finally, a preliminary in vivo study was performed in C3H/HE mice with a wound infected by E. coli. The dressings tested were applied to the wounds and were maintained for 3 days. Only the free silver-dressing (negative control) showed a colonization by E. coli., Les plaies chroniques présentent un risque d’infection entrainant un retard de la cicatrisation et des douleurs intenses. Ils restent un problème de santé publique car leur prise en charge génère un coût élevé. Les pansements à base d’argent sont largement utilisés pour traiter les plaies déjà infectées ou présentant un risque infectieux. Néanmoins, les effets toxiques de l’argent envers les fibroblastes et les kératinocytes entraînent une perception limitée de l’efficacité remettant en cause leur bénéfice. Dans ce contexte, le projet de thèse a consisté en la conception d’un pansement à libération de deux principes actifs : un sel d’argent pour traiter l’infection et de l’ibuprofène pour soulager la douleur. Le pansement est enrobé par un système multicouches (PEM) afin de ralentir la diffusion de l’argent vers la plaie et au même temps fournir un environnement humide. Dans un premier temps, un textile en polyester a d’abord été fonctionnalisé soit par le chitosan, soit par la β-cyclodextrine tous les deux réticulés par l’acide citrique afin de former des charges négatives en surface du polyester, pour ensuite charger l’argent dans le textile. Puis le système PEM a été construit par la technique de « dip-coating » en utilisant le chitosan comme polyelectrolyte positif et la poly-cyclodextrine comme polyelectrolyte négatif. Après, un traitement thermique a été réalisé pour stabiliser les assemblages. Le système PEM a présenté une évolution linéaire en terme de gain de masse en fonction du nombre de couches déposées. La quantité d’argent et d’ibuprofène chargé sur les supports a été de 240 μg/cm2 et de 200 μg/cm2, respectivement. D’autre part, le profil de libération de l’argent atteint 3 μg/cm2 à 72 heures tandis que la libération de l’ibuprofène est prolongée jusqu’à 6 heures dans le PBS, sous conditions statiques. Les études biologiques ont montré la cytocompatibilité du pansement vers les cellules épithéliales embryonnaires de poumon humain (lignée L132) et une excellente activité antibactérienne contre les souches S. aureus et E. coli. Finalement, une étude préliminaire a été réalisée in vivo chez la souris C3H/HE présentant une plaie infectée par E. coli. Les pansements testés ont été appliqués sur les plaies et maintenus pendant 3 jours. Seul le pansement ne contenant pas d’argent (contrôle négatif) présentait encore une colonisation par E. coli.

Context: Vestibular schwannomas (VS) are benign neoplasm arising from the Schwann cells of the vestibular nerve. Most of sporadic VS carry a bi-allelic inactivation of the tumor suppressor gene NF2. Congenital inactivation of the NF2 gene is linked to the onset of Neurofibromatosis type 2 (NF2), a genetic condition predisposing to the development of multiple benign tumor of the central nervous system with bilateral VS as a hallmark. Treatment of VS is either surgical or by use of radiation therapy delivered in stereotactic condition. A significant dose reduction has led to improving the hearing outcomes while maintaining good tumor control. Meanwhile a significant number of treated patients will develop a progressive sensorineural hearing loss (SNHL). Laboratory models that faithfully recapitulate NF2 gene inactivation and SNHL are needed to pursue the reduction of the dose delivered.Aim: We aimed at developing new models in-vitro and in-vivo for the study of vestibular schwannoma radio sensitivity in combination with selected compounds that selectively target the pathways activated secondary to NF2 loss of function.Methodes: Human vestibular schwannoma cell lines (HEI_193, HEI_182) and control human Schwann cell line (HEI_286) were used in clonogenic assay to determine the number of colony forming unit (CFU) spontaneously and at increasing dosing of mTOR inhibitor (Rapamycin), PI3 kinase inhibitor (GDC_0941), PI3K-mTOR dual inhibitor (BEZ_235) to determine the 50% growth inhibitory threshold (GI50%) then in combination with increasing radiation regimen of gamma radiation emitted by a source of Co60. The mouse cell line inactivated for nf2 (SC4#9) was used to generate orthotropic syngrafts. The growth of the tumor was monitored using MRI and bioluminescence imaging and hearing was tested by recording auditory brainstem responses. Pathology of the cochlea were obtained from paraffin embedded sections and then using fluorescence confocal microscopy of whole mounted transparent cochleae.Results: Soft agar clonogenic assays were used and identified a resistance to radiation therapy in human cell lines of VS inactivated for NF2 when compared to the non-mutated control. This radiation resistance could be overcome by pre-exposure to the mTOR inhibitor Rapamycin allowing a return to the radiosensibility of non-mutated control. There was a tendency toward a beneficial effect when using a dual inhibition of the mTOR and PI3 kinase at a maximum dose of exposure to radiation. A mouse model of VS has been developed by stereotactic seeding of nf2 deficient cell line SC4#9 targeting the cochleo-vestibular nerve complex. It recapitulates the growth in the suitable micro-environment and secondary SNHL. The growth has been characterized using MRI and in-vivo bioluminescence imaging. Hearing loss was confirmed using sequential ABR. Last a protocol for the clarification of whole mounted cochleae has been adapted to species of rodents suitable for the pathological study of ototoxic change secondary to VS and/or its treatment.Conclusion: The models presented in this thesis may be used for the preclinical evaluation of combined therapeutic approaches with single dose gamma radiation. A better understanding of the mechanisms involved in ototoxicity secondary to VS and of its treatment would improve the molecular targeting in order to warrant better auditory outcomes., Contexte : Le schwannome vestibulaire (SV) est une tumeur bénigne de la gaine du nerf vestibulaire. La plupart des SV présentent une inactivation somatique bi-allèlique du gène suppresseur de tumeur NF2. L’inactivation congénitale du gène NF2 est impliquée dans le développement de la Neurofibromatose de type 2, une maladie génétique autosomique dominante prédisposant au développement de tumeurs multiples du système nerveux central et en particulier de schwannomes vestibulaires bilatéraux. Le traitement des schwannomes vestibulaires repose sur la chirurgie ou la radiothérapie délivrée en conditions stéréotaxiques. La réduction de la dose d’irradiation des schwannomes vestibulaires a permis d’améliorer le pronostic fonctionnel auditif tout en garantissant un taux de réponse satisfaisant. Pourtant de nombreux patients présenteront une surdité neurosensorielle progressive. Afin de poursuivre cette réduction de dose d’irradiation, des modèles biologiques fidèles récapitulant le statut d’inactivation du gène NF2 et la surdité neurosensorielle sont nécessaires à l’élaboration d’une approche préclinique.Problématique : Nous avons proposé de développer des systèmes modèles in-vitro et in-vivo compatibles avec l’étude de la radiosensibilité des schwannomes vestibulaires en combinaison avec des thérapies ciblant les voies de signalisation spécifiquement activées par la perte de fonction NF2.Méthodes : Les lignées cellulaires humaines de schwannomes vestibulaires NF2 (HEI_193, HEI_182), et de cellules de Schwann vestibulaire contrôle (HEI_286) ont été cultivées en essai clonogénique afin de déterminer le nombre d’unité formatrices de colonies à doses croissantes d’inhibiteur mTOR (Rapamycine), PI3K (GDC_0941), mTOR et PI3K (BEZ_235) pour déterminer le 50% d’inhibition de croissance (GI50%) puis en combinaison à doses croissantes de radiation gamma (Co60). La lignée cellulaire murine inactivée pour nf2 (SC4#9) a été utilisée pour réaliser des greffes syngéniques orthotopiques. La croissance des tumeurs a été suivie par IRM et bioluminescence et l’audition déterminée par potentiels évoqués auditifs. L’analyse histologique des cochlées a été réalisée par coloration en hématoxyline et éosine puis par fluorescence après clarification cochléaire. Des volumes complets ont été obtenus par microscopie confocale à balayage laser.Résultats : Les essais clonogéniques réalisés en Agarose ont identifié une radiorésistance relative des lignées humaines de schwannomes mutées pour NF2 par comparaison au contrôle humain non muté. Cette résistance identifiée en réponse à l’exposition à une dose unique d’irradiation gamma peut être contournée par l’inhibition de la voie mTOR au moment de l’irradiation restituant une sensibilité comparable au contrôle humain non muté. Une tendance à un bénéfice de l’association d’une inhibition mTOR à un inhibiteur PI3 kinase a été retrouvée à une dose maximum d’irradiation. Un modèle murin de schwannome vestibulaire qui récapitule la croissance dans l’angle ponto-cérébelleux et la perte d’audition a été développé par injection stéréotaxique dans le paquet acoustico faciale. Le suivi de croissance de ce schwannome a été caractérisé par IRM et bio-luminescence in-vivo. Enfin un protocole de clarification cochléaire a été adapté aux mammifères murins pour permettre l’étude histologique de cochlées intactes compatible avec l’étude de l’otoxicité des schwannomes et/ou de leur traitement .Conclusion : Les modèles décrits dans cette thèse permettent l’évaluation pré-clinique de stratégies thérapeutiques combinant thérapie ciblée et irradiation gamma en dose unique. L’amélioration des connaissances des mécanismes participant à l’ototoxicité des schwannomes et de leur traitement permettra d’améliorer le ciblage moléculaire afin de réduire les effets auditifs secondaires de la radiochirurgie.

Endodontic therapy is often complicated and technically demanding. The “in vitro model” to simulate natural human teeth is highly needed for teaching and training dental students in pre-clinics or dental surgeons in continuing dental education courses. Moreover, remarkable development and research of endodontic technology also requires good model for in vitro performance evaluation prior to use on patients. Different practice models, including extracted human teeth, animal teeth or simulated root canals in epoxy resin blocks, etc., cannot satisfy the specific requirements. The objective of this thesis is to develop a process of fabricating a biomimetic dental root canal model (RCM) with a composition, microstructure and anatomy close to a natural tooth root. In order to overcome the limitations of existing RCMs, a ceramic root canal model (C-RCM) was developed, based on microporous hydroxyapatite (HAp), shaped by the casting method, with internal pulp cavity moulded by stereolithographic technique and finished by resin impregnation (to improve the tactile sensation during endodontic instrumentation). Many properties of this SC were shown comparable to the natural dental root: the same mineral component (HAp), porosity of 0-30%, the pore size of 0.8-5 µm, the good hardness (65-500 HV), the potential of customization of variable canal morphology, the suitable radio-opacity, etc. The pilot study on the evaluation of the application of this C-RCM by dental students was carried out and confirmed that better radiological behaviour for C-RCM than commercial resin RCM. This canal simulator poses no risk of infection, available in large numbers, allowing the objective assessment through its uniformity, therefore, well suits the endodontic practices and presents promising potential for training student or research on new endodontic technology.; L’enseignement pratique préclinique en endodontie (la plus grande part de l’activité d’un omnipraticien) est fondamental pour la formation initiale et continue des chirurgiens-dentistes. Avec les évolutions technologiques, l’apparition de nouveaux matériaux, d’instruments et de nouvelles techniques opératoires nécessite une évaluation in vitro de leurs performances et un entrainement intensif préalable à leur utilisation sur des patients. Des modèles endodontiques humains, animaux et artificiels (résine) ont été proposés pour y parvenir, mais ils présentent des limites importantes. L’objectif principal de cette thèse est de développer le procédé de fabrication d’un simulateur de système canalaire (SC) biomimétique, présentant une composition, une microstructure et une anatomie plus proche d’une racine dentaire naturelle que les alternatives existantes à ce jour. Pour tenter de palier les limites des SC existants, un SC céramique a été élaboré, basé sur l’hydroxyapatite (HAp) microporeuse et mis en forme par la méthode de coulage. Le volume pulpaire a été formé à l'intérieur du SC par la combustion d’une matrice calcinable mise en forme par une technique additive de stéréolithographie. Le SC a été finalisé par l’imprégnation de la céramique avec une résine époxy (pour améliorer la sensation tactile lors de l'instrumentation endodontique). Ce SC développé possède de nombreuses propriétés comparables à la dentine naturelle: le même composant minéral (HAp), la porosité de 0-30%, la taille des pores de 0,8 à 5 µm, une bonne dureté (65-500 HV), la morphologie du canal variable en fonction du besoin, la radio-opacité, etc. L'étude pilote sur l'évaluation de l'application de ce SC par les étudiants en chirurgie dentaire a confirmé que comportement radiologique de SC en céramique était meilleur que celui des SC résineux du marché. Ce SC était adapté aux travaux pratiques d’endodontie et présente des perspectives pour l’entraînement pratique d’étudiant ou la recherche sur matériaux endodontiques.

In the last decade, regenerative nanomedicine emerged from tissue engineeringby combining stem cells and growth factors. The aim of this work was to use thebone and dental pulp tissue engineering technics to improve or create new living andactive implants. Tissue engineering aims to replace or repair damaged tissues withbioactive implants mimicking natural tissue. Thus, it is necessary to develop in a firstplace, new biocompatible materials. These materials should be well accepted by theorganism and capable to interact with the cells present in the implantation site to helpthe implant integration. In this study, Electrospinning was used to create nanofibrousmembrane which size and organization are comparable to the extracellular matrix.These membranes were functionalized and associated with first molar embryologicalgerms to promote their development. After a literature review about tissue engineeringin dental surgery, two research thematics will be developed. The first thematic isto regenerate the bone/tooth unit and the second is to innervate the tooth., L’ingénierie tissulaire a vu émerger, dans la dernière décennie, la nanomédecinerégénérative combinant non seulement les cellules souches mais aussi les facteursde croissance. Le but de ce travail a été d’utiliser les techniques de l’ingénierieosseuse et pulpaire pour améliorer ou créer des implants actifs et vivants.L’ingénierie tissulaire vise à remplacer ou à réparer des tissus endommagés del’organisme par des implants bioactifs imitant les tissus naturels. Ainsi, il est nécessairede développer en premier lieu des matériaux biocompatibles, c’est-à-direacceptés par l’organisme, et capables d’interagir avec les cellules au site del’implantation du dit matériau afin d’aider à la fonction de l’implant. Pour cette raison,de nombreuses méthodes visent le développement de biomatériaux implantablesimitant le mieux possible la matrice extracellulaire. Dans cette étude,l’"électrospinning" a été utilisé afin de concevoir des membranes nanofibreuses. Ellesont ensuite été fonctionnalisées et associées à des germes de 1re molaire mandibulairede souris afin d'en favoriser le développement. Après une revue de littératures'intéressant à l'ingénierie tissulaire en chirurgie dentaire, deux axes de rechercheseront développés. Le premier concerne la régénération de l’unité os/dent et le deuxièmel'innervation de la dent.

In the last decade, regenerative nanomedicine emerged from tissue engineeringby combining stem cells and growth factors. The aim of this work was to use thebone and dental pulp tissue engineering technics to improve or create new living andactive implants. Tissue engineering aims to replace or repair damaged tissues withbioactive implants mimicking natural tissue. Thus, it is necessary to develop in a firstplace, new biocompatible materials. These materials should be well accepted by theorganism and capable to interact with the cells present in the implantation site to helpthe implant integration. In this study, Electrospinning was used to create nanofibrousmembrane which size and organization are comparable to the extracellular matrix.These membranes were functionalized and associated with first molar embryologicalgerms to promote their development. After a literature review about tissue engineeringin dental surgery, two research thematics will be developed. The first thematic isto regenerate the bone/tooth unit and the second is to innervate the tooth., L’ingénierie tissulaire a vu émerger, dans la dernière décennie, la nanomédecinerégénérative combinant non seulement les cellules souches mais aussi les facteursde croissance. Le but de ce travail a été d’utiliser les techniques de l’ingénierieosseuse et pulpaire pour améliorer ou créer des implants actifs et vivants.L’ingénierie tissulaire vise à remplacer ou à réparer des tissus endommagés del’organisme par des implants bioactifs imitant les tissus naturels. Ainsi, il est nécessairede développer en premier lieu des matériaux biocompatibles, c’est-à-direacceptés par l’organisme, et capables d’interagir avec les cellules au site del’implantation du dit matériau afin d’aider à la fonction de l’implant. Pour cette raison,de nombreuses méthodes visent le développement de biomatériaux implantablesimitant le mieux possible la matrice extracellulaire. Dans cette étude,l’"électrospinning" a été utilisé afin de concevoir des membranes nanofibreuses. Ellesont ensuite été fonctionnalisées et associées à des germes de 1re molaire mandibulairede souris afin d'en favoriser le développement. Après une revue de littératures'intéressant à l'ingénierie tissulaire en chirurgie dentaire, deux axes de rechercheseront développés. Le premier concerne la régénération de l’unité os/dent et le deuxièmel'innervation de la dent.

The chronic wounds represent a public health problem health which the prevalence increases with age, patient health and sedentary lifestyle. Indeed, in the occidental countries, 1.69% of the elderly person aged over 65 years is suffering from leg ulcers . Moreover, the chronic wounds appearance increases for the diabetic patients who suffering neuropathy (diabetic type I and II together) with 2.2%/years of probability to developp a leg ulcer. The infection of the chronic wounds increases with wound healing delay, thus, cares need to be repeated to prevent or fight wound infection until their complete healing. In the case of infected wound, the critical colonization or localized infection can result without adapted treatment to surgery operation in order to prevent systemic infection or death. Nevertheless, the chronic wound represents a favourable site for the rapid developpment of the pathogen agents. The bacterial proliferation can lead to the biofilm formation which increases the bacterial protection against the body\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\'s natural defences and antimicrobial agents. So, the aim of this work is elaborate a medical device as wound dressing for extended broad spectrum antibacterial drug release. The textile device used in this project is a non-woven textile based on polyethylene terephtalate (PET) functionalized with Pad-Dry-Cure method with chitosan (CHT). In the present work, two crosslinking agents are evaluated, genipin (Gpn) and citric acid (CTR), which allows obtaining a CHT network coated at the surface of the textile fibers. Thus, there are ionic functions at the surface of the PET; positive charges when the crosslink agent is Gpn, positive or negative charges in function of the amount of the CTR used in the solution.The ionic charges from the PET functionalized by CHT crosslinked by Gpn (PET-Gpn/CHT), are used to build a multilayer system layer-by layer self-assembly. The polyelectrolytes (PE) used to build this multilayer system by dip-coating are: the CHT, as cationic PE, and cyclodextrin (CD) polymer, as anionic PE (it was developed and studied by the team in previously work). The ability of the CD to form inclusion complex, from the CD polymer included in the multilayer coating, is used in the case of PET-Gpn/CHT to load one antiseptic with broad spectrum, the chlorhexidine (Chx). This Chx loaded multilayer system is optimized and evaluated physic-chemically, biologically and microbiologically. The study is also realized on the functionalized PET-CTR/CHT. This system, anionic or cationic, in function of the quantity of the crosslinking agent used, is loaded respectively by silver (Ag+) or iodide (I3-). A physico-chemical and microbiological evaluation are realized to evaluate their antibacterial efficiency. Finally, the multilayer system is built-up on the anionic PET-CTR/CHT loaded by silver to reduce its release out of the multilayer system. Chemical completed by microbiology tests are realized to verify the influence on the antibacterial activity and the kinetic of the release of the multilayer system, Les plaies chroniques représentent un problème de santé publique dont la prévalence augmente avec l'âge, l'état de santé du patient et la sédentarité. En effet, 1,69% des personnes âgées de plus de 65 ans est atteint d'ulcères de la jambe dans les pays occidentaux. De plus, l'apparition de plaies chroniques augmente chez les patients atteints de diabète avec une probabilité de développer un ulcère du pied de 2,2%/an pour les patients diabétiques atteints de neuropathie (diabète de type I et II confondus). Le risque d'infection des plaies chroniques augmentant avec le temps de guérison de la plaie, il est donc nécessaire d'apporter des soins réguliers afin de prévenir ou lutter contre l'infection de ces plaies jusqu'à leur complète guérison. En cas d'infection, la colonisation critique ou infection localisée peut conduire, en cas d'absence de traitement adapté, à la nécessité d'une intervention chirurgicale afin de prévenir l'infection systémique voire la mort du patient. Cependant, la plaie chronique représente un site de colonisation favorable pour les agents pathogènes qui s'y développent rapidement. La prolifération des bactéries peut alors aboutir à la formation d'un biofilm protecteur diminuant l'efficacité des défenses de l'organisme et des agents antimicrobiens. L'objectif de ce travail de thèse est donc de concevoir un dispositif médical sous forme de pansement capable de libérer de façon prolongée un principe actif antibactérien à large spectre d'action. Le dispositif textile utilisé dans ce projet est un textile non-tissé à base de polyéthylène téréphtalate (PET) fonctionnalisé par le chitosane (CHT) par la méthode "Pad-Dry-Cure". La fonctionnalisation du CHT est réalisée par l'utilisation de deux agents réticulants, la génipine (Gpn) ou l'acide citrique (CTR), qui permet de créer un réseau de chitosane réticulé à la surface des fibres textiles. Le coating apporte ainsi des fonctions ioniques à la surface du PET; positives lorsque l’agent réticulant est la Gpn, positives ou négatives en fonction du ratio de CTR introduit dans la solution quand l’agent réticulant est le CTR.Les charges ioniques du support PET fonctionnalisé par le CHT réticulé par la Gpn (PET-Gpn/CHT) ont été utilisées pour la construction d'un système multicouche (MC) "Layer-by-Layer" auto-assemblé. Les polyélectrolytes (PE) utilisés pour la construction de ce MC par "Dip-Coating" sont le chitosan en tant que PE cationique et un polymère de cyclodextrine (CD) en tant que PE anionique, élaboré et étudié par le laboratoire lors de travaux précédents. La capacité de formation de complexe d'inclusion des CD, apportée par le polymère de CD incorporé au revêtement multicouche, a ensuite été utilisée afin de charger un antiseptique à large spectre d'action, la chlorhexidine (Chx). La construction du système MC a d'abord été optimisée puis une évaluation physico-chimique, biologique et microbiologique a été réalisée sur les textiles PET-Gpn/CHT recouvert d'un système MC chargé par la Chx. Une étude a aussi été menée sur le PET fonctionnalisé uniquement par le CHT réticulé par le CTR (PET-CTR/CHT). Ce système anionique ou cationique en fonction de la quantité d’agent réticulant introduite, a été chargé respectivement par l'argent (Ag+) ou l’'iode (I3-). Une évaluation physico-chimique et microbiologique a été réalisée sur ces supports textiles pour évaluer leur efficacité antibactérienne. Finalement un système multicouche a été construit sur le système PET-CTR anionique chargé d’argent afin de limiter sa libération hors du système MC. Ceci a été ensuite vérifié à travers une évaluation chimique complétée par des tests microbiologiques.

The chronic wounds represent a public health problem health which the prevalence increases with age, patient health and sedentary lifestyle. Indeed, in the occidental countries, 1.69% of the elderly person aged over 65 years is suffering from leg ulcers . Moreover, the chronic wounds appearance increases for the diabetic patients who suffering neuropathy (diabetic type I and II together) with 2.2%/years of probability to developp a leg ulcer. The infection of the chronic wounds increases with wound healing delay, thus, cares need to be repeated to prevent or fight wound infection until their complete healing. In the case of infected wound, the critical colonization or localized infection can result without adapted treatment to surgery operation in order to prevent systemic infection or death. Nevertheless, the chronic wound represents a favourable site for the rapid developpment of the pathogen agents. The bacterial proliferation can lead to the biofilm formation which increases the bacterial protection against the body\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\'s natural defences and antimicrobial agents. So, the aim of this work is elaborate a medical device as wound dressing for extended broad spectrum antibacterial drug release. The textile device used in this project is a non-woven textile based on polyethylene terephtalate (PET) functionalized with Pad-Dry-Cure method with chitosan (CHT). In the present work, two crosslinking agents are evaluated, genipin (Gpn) and citric acid (CTR), which allows obtaining a CHT network coated at the surface of the textile fibers. Thus, there are ionic functions at the surface of the PET; positive charges when the crosslink agent is Gpn, positive or negative charges in function of the amount of the CTR used in the solution.The ionic charges from the PET functionalized by CHT crosslinked by Gpn (PET-Gpn/CHT), are used to build a multilayer system layer-by layer self-assembly. The polyelectrolytes (PE) used to build this multilayer system by dip-coating are: the CHT, as cationic PE, and cyclodextrin (CD) polymer, as anionic PE (it was developed and studied by the team in previously work). The ability of the CD to form inclusion complex, from the CD polymer included in the multilayer coating, is used in the case of PET-Gpn/CHT to load one antiseptic with broad spectrum, the chlorhexidine (Chx). This Chx loaded multilayer system is optimized and evaluated physic-chemically, biologically and microbiologically. The study is also realized on the functionalized PET-CTR/CHT. This system, anionic or cationic, in function of the quantity of the crosslinking agent used, is loaded respectively by silver (Ag+) or iodide (I3-). A physico-chemical and microbiological evaluation are realized to evaluate their antibacterial efficiency. Finally, the multilayer system is built-up on the anionic PET-CTR/CHT loaded by silver to reduce its release out of the multilayer system. Chemical completed by microbiology tests are realized to verify the influence on the antibacterial activity and the kinetic of the release of the multilayer system, Les plaies chroniques représentent un problème de santé publique dont la prévalence augmente avec l'âge, l'état de santé du patient et la sédentarité. En effet, 1,69% des personnes âgées de plus de 65 ans est atteint d'ulcères de la jambe dans les pays occidentaux. De plus, l'apparition de plaies chroniques augmente chez les patients atteints de diabète avec une probabilité de développer un ulcère du pied de 2,2%/an pour les patients diabétiques atteints de neuropathie (diabète de type I et II confondus). Le risque d'infection des plaies chroniques augmentant avec le temps de guérison de la plaie, il est donc nécessaire d'apporter des soins réguliers afin de prévenir ou lutter contre l'infection de ces plaies jusqu'à leur complète guérison. En cas d'infection, la colonisation critique ou infection localisée peut conduire, en cas d'absence de traitement adapté, à la nécessité d'une intervention chirurgicale afin de prévenir l'infection systémique voire la mort du patient. Cependant, la plaie chronique représente un site de colonisation favorable pour les agents pathogènes qui s'y développent rapidement. La prolifération des bactéries peut alors aboutir à la formation d'un biofilm protecteur diminuant l'efficacité des défenses de l'organisme et des agents antimicrobiens. L'objectif de ce travail de thèse est donc de concevoir un dispositif médical sous forme de pansement capable de libérer de façon prolongée un principe actif antibactérien à large spectre d'action. Le dispositif textile utilisé dans ce projet est un textile non-tissé à base de polyéthylène téréphtalate (PET) fonctionnalisé par le chitosane (CHT) par la méthode "Pad-Dry-Cure". La fonctionnalisation du CHT est réalisée par l'utilisation de deux agents réticulants, la génipine (Gpn) ou l'acide citrique (CTR), qui permet de créer un réseau de chitosane réticulé à la surface des fibres textiles. Le coating apporte ainsi des fonctions ioniques à la surface du PET; positives lorsque l’agent réticulant est la Gpn, positives ou négatives en fonction du ratio de CTR introduit dans la solution quand l’agent réticulant est le CTR.Les charges ioniques du support PET fonctionnalisé par le CHT réticulé par la Gpn (PET-Gpn/CHT) ont été utilisées pour la construction d'un système multicouche (MC) "Layer-by-Layer" auto-assemblé. Les polyélectrolytes (PE) utilisés pour la construction de ce MC par "Dip-Coating" sont le chitosan en tant que PE cationique et un polymère de cyclodextrine (CD) en tant que PE anionique, élaboré et étudié par le laboratoire lors de travaux précédents. La capacité de formation de complexe d'inclusion des CD, apportée par le polymère de CD incorporé au revêtement multicouche, a ensuite été utilisée afin de charger un antiseptique à large spectre d'action, la chlorhexidine (Chx). La construction du système MC a d'abord été optimisée puis une évaluation physico-chimique, biologique et microbiologique a été réalisée sur les textiles PET-Gpn/CHT recouvert d'un système MC chargé par la Chx. Une étude a aussi été menée sur le PET fonctionnalisé uniquement par le CHT réticulé par le CTR (PET-CTR/CHT). Ce système anionique ou cationique en fonction de la quantité d’agent réticulant introduite, a été chargé respectivement par l'argent (Ag+) ou l’'iode (I3-). Une évaluation physico-chimique et microbiologique a été réalisée sur ces supports textiles pour évaluer leur efficacité antibactérienne. Finalement un système multicouche a été construit sur le système PET-CTR anionique chargé d’argent afin de limiter sa libération hors du système MC. Ceci a été ensuite vérifié à travers une évaluation chimique complétée par des tests microbiologiques.

Poor aqueous solubility has become a property of numerous new drug candidates causing major concern. Despite a potentially ideal chemical structure allowing for interaction with the target, these substances fail to be effective in vivo: upon administration, they cannot dissolve sufficiently in the aqueous fluids of the body and, thus, cannot be transported to their site of action to reach therapeutically effective concentrations. Various interesting strategies have been proposed to overcome this crucial hurdle.Solid dispersions have been studied for more than 40 years and lead to numerous interesting research articles. However, today, only a few products have reached the market principally due to problems with the physico-chemical stability. The idea is to transform the crystalline raw material into a physical state having a greater energy in order to increase the driving force for drug dissolution. At the same time, the system should be stable during long term storage, thus, re-crystallization or other system changes, resulting in altered drug release rates, must be avoided. Different manufacturing techniques can be used to prepare such polymeric drug delivery systems, including hot-melt extrusion and spray-drying.The main objective of this work has been to improve drug solubility by forming solid dispersions using the two most employed techniques: hot-melt extrusion and spray-drying. In this study ketoprofen has been incorporated into hydrophilic polymeric matrices to increase its apparent aqueous solubility. Both techniques have been applied and Eudragit® E has been considered to be an interesting matrix former in this case, as it is thermoplastic, provides sufficient thermal stability for hot-melt extrusion, rapidly dissolves at acidic pH and can interact with acidic drugs due to its multiple tertiary ammonium groups. Binary “drug-Eudragit®E” as well as ternary “drug-Eudragit®E-PVP”, “drug-Eudragit®E-PVPVA”, “drug-Eudragit®E-HPMC” combinations were investigated and characterized using X-ray diffraction, mDSC, SEM, optical macro/microscopy, and drug release measurements in 0.1 M HCl before and after storage. Drug release has been intentionally monitored under non-sink conditions, in order to evaluate the potential of the formulations to provide super-saturated solutions and the life-time of the latter. In all cases ketoprofen release was much faster compared to a commercially available product and the dissolution of the drug powder (as received). More important, super-saturated solutions could have been obtained, which were stable for at least 2 h. [...]; L’amélioration de la solubilité des principes actifs peu solubles est devenue l’un des principaux challenges de l’industrie pharmaceutique. Bien que présentant une structure chimique potentiellement idéale pour interagir avec la cible, elles échouent dans l’efficacité in vivo : après administration, elles ne peuvent se dissoudre dans les milieux aqueux biologiques et par conséquent ne peuvent être transportées sur leur site d’action pour atteindre la concentration efficace, amenant à un échec thérapeutique. De nombreuses stratégies très intéressantes ont été proposées pour surmonter ce sérieux obstacle.Les dispersions solides sont étudiées depuis plus de 40 ans et ont conduit à de très nombreuses publications mais jusqu’à aujourd’hui peu de produits ont été commercialisés principalement pour des raisons de stabilité physico-chimique. Celles-ci ont pour but de présenter le principe actif sous sa forme amorphe : cette dernière présentant un état d’énergie plus élevé et par conséquent une solubilisation facilitée. Dans le même temps, le système doit rester stable durant le stockage, ainsi la recristallisation ou tout autre changement entraînant une modification du profil de libération doivent être évités. Différentes techniques de production peuvent être utilisées pour préparer ce genre de systèmes polymériques tels que l’extrusion en phase chauffante ou l’atomisation-séchage. Le principal objectif de ce travail a été d’améliorer la solubilité des principes actifs peu solubles par formation de dispersions solides utilisant les deux techniques les plus utilisées : l’extrusion en phase chauffante et l’atomisation-séchage. Dans cette étude, le kétoprofène a été incorporé dans des matrices polymériques hydrophiles pour augmenter sa solubilité apparente. Les deux techniques ont été employées et l’Eudragit® E a été considéré comme une matrice intéressante pour plusieurs raisons : c’est un polymère thermoplastique, offrant une stabilité thermique suffisante pour l’extrusion en phase chauffante, il se dissout rapidement en milieu acide et peut interagir avec les groupements acides de par ses nombreux azotes ternaires. Des mélanges binaires « principe actif – Eudragit®E » ainsi que des mélanges ternaires « principe actif – Eudragit®E - PVP », « principe actif – Eudragit®E - PVPVA », « principe actif – Eudragit®E - HPMC » ont été étudiés et caractérisés Les systèmes obtenus ont été caractérisés par macro/microscopie optique, microscopie électronique à balayage, diffraction laser, analyse calorimétrique différentielle modulée, diffraction des rayons X et l’étude du profil de libération in vitro en milieu acide (HCl 0.1M). Les libérations ont été intentionnellement réalisées en condition « non sink » afin d'évaluer le potentiel des formulations à produire des solutions sur-saturées et la durée de ces dernières. Tous les systèmes présentent un profil de libération du kétoprofène beaucoup plus rapide comparé au produit commercial et à la dissolution du principe actif pur. De plus, des solutions sur-saturées peuvent être obtenues et restent stables au moins 2 h. Cependant, en fonction des polymères utilisés, différents profils de libération ont été obtenus indiquant que l’utilisation de matrices polymériques pour l’accélération de la libération de principes actifs peu solubles peut être très complexe puisqu’elle n’est pas seulement influencée par la composition du système mais aussi potentiellement par leur structure interne et notamment par l’homogénéité/hétérogénéité de la distribution des excipients.[...].

Poor aqueous solubility has become a property of numerous new drug candidates causing major concern. Despite a potentially ideal chemical structure allowing for interaction with the target, these substances fail to be effective in vivo: upon administration, they cannot dissolve sufficiently in the aqueous fluids of the body and, thus, cannot be transported to their site of action to reach therapeutically effective concentrations. Various interesting strategies have been proposed to overcome this crucial hurdle.Solid dispersions have been studied for more than 40 years and lead to numerous interesting research articles. However, today, only a few products have reached the market principally due to problems with the physico-chemical stability. The idea is to transform the crystalline raw material into a physical state having a greater energy in order to increase the driving force for drug dissolution. At the same time, the system should be stable during long term storage, thus, re-crystallization or other system changes, resulting in altered drug release rates, must be avoided. Different manufacturing techniques can be used to prepare such polymeric drug delivery systems, including hot-melt extrusion and spray-drying.The main objective of this work has been to improve drug solubility by forming solid dispersions using the two most employed techniques: hot-melt extrusion and spray-drying. In this study ketoprofen has been incorporated into hydrophilic polymeric matrices to increase its apparent aqueous solubility. Both techniques have been applied and Eudragit® E has been considered to be an interesting matrix former in this case, as it is thermoplastic, provides sufficient thermal stability for hot-melt extrusion, rapidly dissolves at acidic pH and can interact with acidic drugs due to its multiple tertiary ammonium groups. Binary “drug-Eudragit®E” as well as ternary “drug-Eudragit®E-PVP”, “drug-Eudragit®E-PVPVA”, “drug-Eudragit®E-HPMC” combinations were investigated and characterized using X-ray diffraction, mDSC, SEM, optical macro/microscopy, and drug release measurements in 0.1 M HCl before and after storage. Drug release has been intentionally monitored under non-sink conditions, in order to evaluate the potential of the formulations to provide super-saturated solutions and the life-time of the latter. In all cases ketoprofen release was much faster compared to a commercially available product and the dissolution of the drug powder (as received). More important, super-saturated solutions could have been obtained, which were stable for at least 2 h. [...], L’amélioration de la solubilité des principes actifs peu solubles est devenue l’un des principaux challenges de l’industrie pharmaceutique. Bien que présentant une structure chimique potentiellement idéale pour interagir avec la cible, elles échouent dans l’efficacité in vivo : après administration, elles ne peuvent se dissoudre dans les milieux aqueux biologiques et par conséquent ne peuvent être transportées sur leur site d’action pour atteindre la concentration efficace, amenant à un échec thérapeutique. De nombreuses stratégies très intéressantes ont été proposées pour surmonter ce sérieux obstacle.Les dispersions solides sont étudiées depuis plus de 40 ans et ont conduit à de très nombreuses publications mais jusqu’à aujourd’hui peu de produits ont été commercialisés principalement pour des raisons de stabilité physico-chimique. Celles-ci ont pour but de présenter le principe actif sous sa forme amorphe : cette dernière présentant un état d’énergie plus élevé et par conséquent une solubilisation facilitée. Dans le même temps, le système doit rester stable durant le stockage, ainsi la recristallisation ou tout autre changement entraînant une modification du profil de libération doivent être évités. Différentes techniques de production peuvent être utilisées pour préparer ce genre de systèmes polymériques tels que l’extrusion en phase chauffante ou l’atomisation-séchage. Le principal objectif de ce travail a été d’améliorer la solubilité des principes actifs peu solubles par formation de dispersions solides utilisant les deux techniques les plus utilisées : l’extrusion en phase chauffante et l’atomisation-séchage. Dans cette étude, le kétoprofène a été incorporé dans des matrices polymériques hydrophiles pour augmenter sa solubilité apparente. Les deux techniques ont été employées et l’Eudragit® E a été considéré comme une matrice intéressante pour plusieurs raisons : c’est un polymère thermoplastique, offrant une stabilité thermique suffisante pour l’extrusion en phase chauffante, il se dissout rapidement en milieu acide et peut interagir avec les groupements acides de par ses nombreux azotes ternaires. Des mélanges binaires « principe actif – Eudragit®E » ainsi que des mélanges ternaires « principe actif – Eudragit®E - PVP », « principe actif – Eudragit®E - PVPVA », « principe actif – Eudragit®E - HPMC » ont été étudiés et caractérisés Les systèmes obtenus ont été caractérisés par macro/microscopie optique, microscopie électronique à balayage, diffraction laser, analyse calorimétrique différentielle modulée, diffraction des rayons X et l’étude du profil de libération in vitro en milieu acide (HCl 0.1M). Les libérations ont été intentionnellement réalisées en condition « non sink » afin d'évaluer le potentiel des formulations à produire des solutions sur-saturées et la durée de ces dernières. Tous les systèmes présentent un profil de libération du kétoprofène beaucoup plus rapide comparé au produit commercial et à la dissolution du principe actif pur. De plus, des solutions sur-saturées peuvent être obtenues et restent stables au moins 2 h. Cependant, en fonction des polymères utilisés, différents profils de libération ont été obtenus indiquant que l’utilisation de matrices polymériques pour l’accélération de la libération de principes actifs peu solubles peut être très complexe puisqu’elle n’est pas seulement influencée par la composition du système mais aussi potentiellement par leur structure interne et notamment par l’homogénéité/hétérogénéité de la distribution des excipients.[...].

This work has focused on 2 major issues encountered after angioplasty and stenting of arterial occlusive disease: intra-stent restenosis and thrombosis.To prevent these postoperative complications, drug eluting stents (DES) have been developed and are currently available for clinical use; they elute antiproliferative drugs overtime which limit smooth muscle cells migration and proliferation. Long-term results of DES are jeopardized by a high late in-stent thrombosis rate (RR 1.2 vs bare metal stent) which is correlated to a higher late death rate (RR 1.32 vs bare metal stent) [Lagerqvist Bo et al., N Eng J Med 2007]. We present an original process of immobilization of a specific anchor on a metallic substrate which has the ability to directly immobilize drugs onto the metallic surface. It can also indirectly using specific biocompatible polymers load drugs onto the metallic surface which would be eluted overtime. The target for both systems is the cellular response involved in the restenosis and thrombosis process.This specific anchor, which is dedicated to several substrates, is developed from marine mussels gel [Waite JH et al., Science 1981]. It is currently a common basis for covalent immobilization of drugs and/or polymer systems able to sustain drug release.The first part of the project involved the development of a specific chemical anchor through an immobilization surface strategy. This dopamine anchor includes an activated ester, which is the starting point of the creation of a polymer with defined and controlled chain length. The generated polymer of N-(Acryloyloxy)succinimide has the ability to absorb a controlled and defined amount of drug; it has been linked with glucosamine to illustrate the potential of the system - glucosamine is a proteoglycan from the extracellular matrix of the arterial wall. The system has then been characterized and optimized for every parameters; unfortunately, results were not as good as expected regarding SMC proliferation.The Dopamine anchor has thus been modified to allow interactions with more chemical functions, including amino- and carboxylic functions. Finally, we used it under alkaline conditions (pH=8.5) where dopamine generated a network of polydopamine [Lee et al., Science 2007].Afterwards, we report an original functionalization of metallic surfaces with a hydrophilic, biocompatible and biodegradable cyclodextrin based polymer. This polymer acts as a reservoir for hydrophobic drugs allowing the sustained release of anti-proliferative drugs and promotes natural arterial wall healing. The polymer of CD is well-known in our research department and has already been used as an active coating onto textile for vascular devices [Martel B et al., European Polymer Journal 1995]. In this setting polydopamine was applied as a first coating layer onto the metallic surface in order to promote a strong anchorage of a cyclodextrin based polymer that was “in situ” generated from the native cyclodextrins and citric acid as a crosslinking agent through a polycondensation reaction. After optimization of the grafting process, the ability of this system to act as a drug eluting system was evaluated with paclitaxel (PTX) and simvastatine. PTX is a reference drug for current vascular drug eluting stents [Creel CJ et al., Circ Res 2000]. PTX is currently coated on vascular stents with a “polymer-free” method [Dake et al., JVIR 2011]. It is a highly lipophilic antiproliferative drug, and that “polymer free” system was compared as a positive control to our functionalized scaffold. We compared the results of our functionalized surface loaded of PTX and Simvastatin. Simvastatin is a pleiotropic molecule with targeted actions on arterial disease, inflammatory process and dyslipidemia [Balk EM et al., Am J Med. 2004]. [...], Ce projet de thèse concerne les 2 principales complications rencontrées en pratique clinique dans les suites de l’angioplastie-stenting artériel : la resténose et la thrombose aigüe. Pour remédier à ce problème, des stents enrobés d’agents antiprolifératifs sont déjà sur le marché, mais leurs résultats restent décevants en raison de l’augmentation du taux de thrombose tardive intrastent (RR 1,2 vs stent nu) à l’origine d’une surmortalité (RR 1,32 vs stent nu) [Lagerqvist Bo et al., N Eng J Med 2007]. Dans ce travail, nous proposons d’immobiliser sur le stent une ancre spécifique au substrat métallique soit pour immobiliser i) la molécule thérapeutique, soit pour immobiliser ii) une matrice polymère sur laquelle sera adsorbée une molécule thérapeutique dans le cas d’un système à libération prolongée; cette dernière ciblant la resténose et la thrombose. Cette ancre, issue des protéines permettant l’accroche des moules marinières à tout type de substrat [Waite JH et al., Science 1981], est la base commune pour une immobilisation par liaisons covalentes de la molécule thérapeutique ou du système polymère. La première partie du projet concernait la mise au point de l’ancre chimique spécifique dans le cadre d’une immobilisation de surface. Avec cette technique d’immobilisation, l’ancre dopamine inclue un ester activé, permettant de générer un polymère de longueur de chaine contrôlé et capable d’adsorber une quantité contrôlée et définie de molécule thérapeutique [C Zobrist et al., Macromolecules 2011]. Ce polymère de N-(Acryloyloxy)succinimide a pu être caractérisé et couplé à une molécule de glucosamine, protéoglycane aux caractéristiques pertinentes dans la problématique développée. Ce modèle a été validé sur le plan chimique et biologique. Les résultats restaient décevants concernant la prolifération des cellules musculaires lisses qui sont les cellules cibles dans la resténose.L’ancre dopamine a par la suite était modifiée dans le but de permettre le greffage d’autres fonctions chimiques, notamment amines et acides. Elle a finalement été utilisée en conditions basiques (pH 8,5) permettant d’obtenir une polydopamine [Lee et al., Science 2007].Cette polydopamine a permis l’interaction sur notre surface d’un polymère bien connu au sein de notre unité et déjà employé pour la fonctionnalisation des tissus dans le domaine biomédical, le polymère de cyclodextrine (CD) [Martel B et al., European Polymer Journal 1995]. Les CD sont des oligosaccharides cycliques sous forme de cône tronqué possédant une cavité hydrophobe interne et des groupements hydroxyles à l’extérieur engendrant un caractère hydrophile. Cette structure cyclique leur confère la capacité de former des complexes d’inclusion réversibles avec un grand nombre de molécules hydrophobes. Elles peuvent donc stocker une molécule thérapeutique en grande quantité et ont la capacité de la libérer dans le temps.L’ensemble des paramètres du procédé de fonctionnalisation permettant l’adsorption de ces 2 couches successives : polydopamine et polymère de CD a pu être optimisé. La complexation de deux molécules thérapeutiques d’intérêt à notre plateforme fonctionnalisée a pu être réalisée: la simvastatine et le paclitaxel. La simvastatine, de la famille des statines, est une molécule pléïotrope, régulatrice de la dysfonction endothéliale ; elle limite la réaction inflammatoire locale impliquée à la fois dans les phénomènes de resténose et de thrombose [Balk EM et al., Am J Med. 2004]. Le paclitaxel est un agent immunosuppresseur et antiprolifératif limitant la prolifération de la néointima [Creel CJ et al., Circ Res 2000]. Nous avons comparé notre plateforme avec un système actuellement sur le marché, le système PTX « polymer-free » mise au point par Dake et al. [Dake et al., JVIR 2011]. [...]

In stent restenosis (ISR) is a major complication of endovascular treatment due to an excessive healing of the arterial wall. Drug eluting stents (DES) reduce the rate of ISR but expose to late stent thrombosis, related to a delayed or incomplete healing of the arterial wall, and also to hypersensitivity reactions induced by the polymer. Currently animal models are mandatory to investigate ISR as there is no reliable in vitro model. Nevertheless, these models are often far from human ISR, because of the underlying atherosclerosis process. They are also not suitable for testing DES because several experimentations and multiple samples are required. In this work, we assess the effects of two new therapeutic molecules to reduce ISR, hemin and EP224283, and we developed a new in vitro model of ISR, reproducing a hemodynamic and biological physiological environment. In vivo analysis. In stent restenosis models were stent implantation in rat abdominal aorta or in hypercholesterolemic rabbit iliac arteries. Seven or 28 days after stent implantation, the stented arteries were removed and either frozen for protein analysis or placed in fixative for morphological analysis with optical or electronical microscopy. Animals received hemin intraperitoneally or EP224283 subcutaneously every 48 hours. Control animals received saline. Histomorphological analysis at day 28 revealed that in the hemin treated group, the extent of neointima area was significantly reduced compared to the control group. A 30% decrease was observed in rats and 40% in rabbit. Endothelial coverage in electronic microscopy was similar in hemin-treated rats and rabbit when compared to their controls. The protein analysis in rats revealed that hemin limited the early inflammatory response and cellular mechanisms implicated in VSMC proliferation (ERK1/2 and p21 p27), in VSMC migration (RhoA) and reduce apoptosis. At day 28, EP224283 significantly reduced neointima growth around 20% in rats. Protein analysis revealed that EP224283 reduced vascular smooth muscle cells proliferation pathways: both ERK1/2 and Akt activated form were down-regulated in the treated rats, and p38 activated form were up-regulated. Expression of Ki67 was also reduced in both hemin and EP224283 treated group, indicating a reduced proliferation of vascular cells.Ex vivo experiments. In association with ParisTech, we developed a bioreactor for ex vivo study of ISR, providing physiologic pulsatile flow. This bioreactor will be a major tool in the research on future pro-healing DES. The bioreactor will allow: to perform numerous blood samples; study several stents at the same time; analyze flows and their effects on ISR; work directly with human arteries, collected during organ donation; and reduce the need for animal experimentation. This work demonstrated the significance of two new therapeutic molecules to prevent ISR, hemin and EP224283. Both reduced ISR without stopping the physiological healing of the arterial wall. We developed a bioreactor providing physiological and hemodynamical conditions. It will be a useful tool for the development of new DES. Our perspectives are now to create a new drug eluting stent releasing hemin or EP224283, as well as to validate our novel ex vivo hemodynamic model of ISR, in order to test our new DES in both animal models and ex vivo hemodynamic conditions., La resténose intra-stent (RIS) est une complication importante du traitement endovasculaire des sténoses et occlusions artérielles dont l’incidence est réduite par les stents actifs. Ces derniers entraînent un retard de cicatrisation de la paroi vasculaire et parfois une réaction d’hypersensibilité au polymère, pouvant être responsable d’une thrombose aigue tardive. En raison de l’absence de modèle ex vivo validé, le modèle animal est actuellement obligatoire pour l’étude de la RIS. Ces modèles posent des problèmes éthiques et ne permettent pas une étude satisfaisante des stents actifs en raison de l’impossibilité d’effectuer des prélèvements réguliers. Le but de ce travail est d’une part l’exploration de deux nouvelles cibles thérapeutiques dans la RIS, l’hémine et EP224283, et d’autre part la mise au point d’un bioréacteur pour l’étude ex vivo hémodynamique de la RIS. Analyse in vivo. Les modèles de RIS utilisés étaient le stenting d’aorte de rat et le stenting d’artères iliaques de lapins hypercholestérolémiques. Sept ou 28 jours après l’implantation du stent, les artères stentées étaient prélevées puis soit incluses en résine pour analyse morphologique, soit congelées pour analyse de l’expression protéique. L’hémine était administrée par voie intrapéritonéale et EP224283 par voie sous cutanée toutes les 48 heures. Les témoins recevaient du sérum physiologique. L’analyse histomorphométrique après traitement par hémine montrait une réduction significative de 30% de la formation de néointima chez le rat et de 48% chez le lapin. La ré-endothélialisation des mailles du stent, analysée en microscopie électronique, était comparable à celle des témoins. L’analyse protéique montrait chez les rats traités par hémine : une réduction de l’expression des cytokines inflammatoires et des protéines impliquées dans la prolifération et la migration des CMLV (ERK1/2 et RhoA), associée à une augmentation de l’expression des protéines régulatrices de la prolifération (p21 et p27), et une réduction de l’apoptose. L’analyse histomorphométrique montrait chez les rats traités par EP224283 une réduction significative de formation de néointima de 20%. L’analyse protéique montrait une réduction de l’expression des protéines impliquées dans la prolifération des CMLV (ERK1/2 et Akt) associée à une augmentation de la forme active de p38, régulatrice de la prolifération. L’expression de Ki67 était réduite chez l’ensemble des rats traités témoignant d’une réduction de prolifération cellulaire. Analyse ex vivo : En partenariat avec l’ENSAM (Paris), nous avons confectionné et breveté un bioréacteur pour l’étude ex vivo de la RIS en conditions hémodynamiques et biologiques semblables au vivant. Ce bioréacteur fait circuler un flux pulsé dans 6 artères branchées en dérivation et immergées dans du milieu de culture cellulaire. Ce circuit est logé dans un incubateur afin de maintenir les tissus vivants durant l’expérimentation. Son objectif est d’affiner l’étude des nouveaux stents actifs par la possibilité de prélèvements multiples, d’analyser les écoulements, de travailler avec des artères humaines (prélevées lors de dons d’organes) et de s’affranchir en partie du modèle animal. Ces travaux montrent l’intérêt de deux nouvelles molécules thérapeutiques dans la RIS. Celles-ci limitent la prolifération cellulaire sans empêcher la cicatrisation de la paroi vasculaire. Notre modèle d’étude ex vivo hémodynamique de la RIS n’a jamais été décrit dans la littérature et permettra une analyse précise des nouveaux stents. Ce modèle va réduire le recours à l’expérimentation animale. Nos travaux futurs comprendront la mise au point de nouveaux stents actifs à l’hémine et à EP224283, ainsi que la validation et l’exploitation du modèle de RIS hémodynamique ex vivo.

In stent restenosis (ISR) is a major complication of endovascular treatment due to an excessive healing of the arterial wall. Drug eluting stents (DES) reduce the rate of ISR but expose to late stent thrombosis, related to a delayed or incomplete healing of the arterial wall, and also to hypersensitivity reactions induced by the polymer. Currently animal models are mandatory to investigate ISR as there is no reliable in vitro model. Nevertheless, these models are often far from human ISR, because of the underlying atherosclerosis process. They are also not suitable for testing DES because several experimentations and multiple samples are required. In this work, we assess the effects of two new therapeutic molecules to reduce ISR, hemin and EP224283, and we developed a new in vitro model of ISR, reproducing a hemodynamic and biological physiological environment. In vivo analysis. In stent restenosis models were stent implantation in rat abdominal aorta or in hypercholesterolemic rabbit iliac arteries. Seven or 28 days after stent implantation, the stented arteries were removed and either frozen for protein analysis or placed in fixative for morphological analysis with optical or electronical microscopy. Animals received hemin intraperitoneally or EP224283 subcutaneously every 48 hours. Control animals received saline. Histomorphological analysis at day 28 revealed that in the hemin treated group, the extent of neointima area was significantly reduced compared to the control group. A 30% decrease was observed in rats and 40% in rabbit. Endothelial coverage in electronic microscopy was similar in hemin-treated rats and rabbit when compared to their controls. The protein analysis in rats revealed that hemin limited the early inflammatory response and cellular mechanisms implicated in VSMC proliferation (ERK1/2 and p21 p27), in VSMC migration (RhoA) and reduce apoptosis. At day 28, EP224283 significantly reduced neointima growth around 20% in rats. Protein analysis revealed that EP224283 reduced vascular smooth muscle cells proliferation pathways: both ERK1/2 and Akt activated form were down-regulated in the treated rats, and p38 activated form were up-regulated. Expression of Ki67 was also reduced in both hemin and EP224283 treated group, indicating a reduced proliferation of vascular cells.Ex vivo experiments. In association with ParisTech, we developed a bioreactor for ex vivo study of ISR, providing physiologic pulsatile flow. This bioreactor will be a major tool in the research on future pro-healing DES. The bioreactor will allow: to perform numerous blood samples; study several stents at the same time; analyze flows and their effects on ISR; work directly with human arteries, collected during organ donation; and reduce the need for animal experimentation. This work demonstrated the significance of two new therapeutic molecules to prevent ISR, hemin and EP224283. Both reduced ISR without stopping the physiological healing of the arterial wall. We developed a bioreactor providing physiological and hemodynamical conditions. It will be a useful tool for the development of new DES. Our perspectives are now to create a new drug eluting stent releasing hemin or EP224283, as well as to validate our novel ex vivo hemodynamic model of ISR, in order to test our new DES in both animal models and ex vivo hemodynamic conditions.; La resténose intra-stent (RIS) est une complication importante du traitement endovasculaire des sténoses et occlusions artérielles dont l’incidence est réduite par les stents actifs. Ces derniers entraînent un retard de cicatrisation de la paroi vasculaire et parfois une réaction d’hypersensibilité au polymère, pouvant être responsable d’une thrombose aigue tardive. En raison de l’absence de modèle ex vivo validé, le modèle animal est actuellement obligatoire pour l’étude de la RIS. Ces modèles posent des problèmes éthiques et ne permettent pas une étude satisfaisante des stents actifs en raison de l’impossibilité d’effectuer des prélèvements réguliers. Le but de ce travail est d’une part l’exploration de deux nouvelles cibles thérapeutiques dans la RIS, l’hémine et EP224283, et d’autre part la mise au point d’un bioréacteur pour l’étude ex vivo hémodynamique de la RIS. Analyse in vivo. Les modèles de RIS utilisés étaient le stenting d’aorte de rat et le stenting d’artères iliaques de lapins hypercholestérolémiques. Sept ou 28 jours après l’implantation du stent, les artères stentées étaient prélevées puis soit incluses en résine pour analyse morphologique, soit congelées pour analyse de l’expression protéique. L’hémine était administrée par voie intrapéritonéale et EP224283 par voie sous cutanée toutes les 48 heures. Les témoins recevaient du sérum physiologique. L’analyse histomorphométrique après traitement par hémine montrait une réduction significative de 30% de la formation de néointima chez le rat et de 48% chez le lapin. La ré-endothélialisation des mailles du stent, analysée en microscopie électronique, était comparable à celle des témoins. L’analyse protéique montrait chez les rats traités par hémine : une réduction de l’expression des cytokines inflammatoires et des protéines impliquées dans la prolifération et la migration des CMLV (ERK1/2 et RhoA), associée à une augmentation de l’expression des protéines régulatrices de la prolifération (p21 et p27), et une réduction de l’apoptose. L’analyse histomorphométrique montrait chez les rats traités par EP224283 une réduction significative de formation de néointima de 20%. L’analyse protéique montrait une réduction de l’expression des protéines impliquées dans la prolifération des CMLV (ERK1/2 et Akt) associée à une augmentation de la forme active de p38, régulatrice de la prolifération. L’expression de Ki67 était réduite chez l’ensemble des rats traités témoignant d’une réduction de prolifération cellulaire. Analyse ex vivo : En partenariat avec l’ENSAM (Paris), nous avons confectionné et breveté un bioréacteur pour l’étude ex vivo de la RIS en conditions hémodynamiques et biologiques semblables au vivant. Ce bioréacteur fait circuler un flux pulsé dans 6 artères branchées en dérivation et immergées dans du milieu de culture cellulaire. Ce circuit est logé dans un incubateur afin de maintenir les tissus vivants durant l’expérimentation. Son objectif est d’affiner l’étude des nouveaux stents actifs par la possibilité de prélèvements multiples, d’analyser les écoulements, de travailler avec des artères humaines (prélevées lors de dons d’organes) et de s’affranchir en partie du modèle animal. Ces travaux montrent l’intérêt de deux nouvelles molécules thérapeutiques dans la RIS. Celles-ci limitent la prolifération cellulaire sans empêcher la cicatrisation de la paroi vasculaire. Notre modèle d’étude ex vivo hémodynamique de la RIS n’a jamais été décrit dans la littérature et permettra une analyse précise des nouveaux stents. Ce modèle va réduire le recours à l’expérimentation animale. Nos travaux futurs comprendront la mise au point de nouveaux stents actifs à l’hémine et à EP224283, ainsi que la validation et l’exploitation du modèle de RIS hémodynamique ex vivo.

The development of paediatric formulations involves an urgent need but also presents many difficulties, e.g. the safety data of existing and new excipients in children stay restrictive; the development of palatable formulations for better compliance is requisite and challenging; the appropriateness of dosage form faces to dysphagia issue and flexibility of dosing for a large range of age. The aim of this work was (i) to develop a taste-masking formulation of a model drug (acetaminophen) on the one hand, and (ii) to elaborate a process for manufacture of fast disintegrating minigranules on the other hand. Sodium caseinate and lecithin, potentially tolerable and safe excipients for paediatric use, were utilized in order to encapsulate the drug through spray-drying. Taste-masking effect was demonstrated by in vitro drug release study and electronic tongue analysis. The characterization of spray-dried particles showed a difference in the surface composition according to the sodium caseinate/lecithin ratio, which related to the taste-masking efficiency. A study was subsequently undertaken to evaluate the effect of process and formulation parameters on the taste-masking efficiency. A full factorial design allowed screening for the most important variables that affect the released amount of drug during the early minutes, i.e. quantity of sodium caseinate and lecithin. An optimized formulation was successfully achieved by simplex design that released the drug 7-fold less than the unmasked drug during the first two minutes. Another approach to improve the taste-masking effect included the use of calcium caseinate rather than sodium caseinate. Calcium caseinate was showed to be more effective in delaying the drug release to a higher extent in association with lecithin. Indeed, the lower the released amount, the better the taste-masking. A multiparticulate dosage form of fast disintegration was developed through extrusion-spheronization followed by freeze-drying. The pellets exhibited suitable quality, e.g. good sphericity, low friability, ability of high drug loading, and moreover, almost immediately disintegrated in contact with water during measurement of disintegration by texture analyzer. This type of pellets promises age-appropriate dosage form for pediatric population thank to facility of administration and flexibility of dosing., Face au manque de médicaments spécifiquement conçus et mis au point pour répondre aux besoins thérapeutiques de la population pédiatrique, les autorités nationales et européennes se sont vues dans l’obligation d’établir un cadre réglementaire visant à encourager le développement de médicaments à usage pédiatrique. Un médicament destiné à l’enfant nécessite une présentation galénique spécifique et adaptée à son âge, pour permettre une administration simple et sûre. L’Académie nationale de Pharmacie a également travaillé sur le sujet et élaboré un rapport en juin 2005 avec certaines propositions notamment favoriser les formes orales solides dispersibles ou orodispersibles. Cependant, les formes orales solides posent le problème de l’acceptabilité et de l’évaluation de la palatabilité, condition requise qui représente un véritable défi. L’objectif de ce travail était (i) de développer des techniques de masquage du goût d’un principe actif modèle, l'acétaminophène, (ii) de mettre au point des méthodes d’évaluation du masquage de goût et de caractérisation des particules obtenues et, (iii) d'élaborer un procédé de fabrication d’une forme dispersible : des minigranules à désintégration rapide. Le caséinate de sodium et la lécithine, excipients potentiellement tolérables et sans danger pour un usage pédiatrique, ont été utilisés pour encapsuler le principe actif par atomisation-séchage. Le masquage de goût est évalué in vitro de façon indirecte par des études de libération du principe actif. Nous avons développé une méthode simple avec une pompe à seringues qui utilise de faibles volumes et débits de tampon et simule le flux salivaire. La méthode d’évaluation de masquage de goût développée donne des résultats en accord avec ceux d’autres méthodes existantes comme la langue électronique. La caractérisation des particules obtenues, notamment grâce à la spectroscopie par Rayons X qui permet d’obtenir une cartographie de la composition à la surface des particules enrobées, a montré une différence de composition en fonction du ratio caséinate de sodium/lécithine utilisé lors de l’atomisation. Cette différence a pu être mise en relation avec l'efficacité de masquage de goût. Une étude a ensuite été menée pour évaluer l'effet des paramètres du procédé et de la formulation sur l'efficacité de masquage de goût. Un plan factoriel complet a permis de déterminer les variables les plus importantes influant sur la quantité de principe actif libéré durant les premières minutes, soit la quantité de caséinate de sodium et de lécithine. L’optimisation par la méthode du simplex a permis d’obtenir une formulation optimisée pour laquelle la quantité libérée était 7 fois inférieure à celle du principe actif initial durant les deux premières minutes de l’essai de libération. Une autre approche visant à améliorer l'effet de masquage de goût incluait l'utilisation de caséinate de calcium à la place de caséinate de sodium. Le caséinate de calcium a été montré capable de retarder la libération du principe actif de façon plus importante lors de son association avec de la lécithine, ce qui améliore le masquage de goût. En effet, le masquage de goût est obtenu quand sur une courte période de temps (1 à 2 minutes), soit le principe actif n’est pas détecté, soit la quantité détectée est sous le seuil de perception du patient. Une forme galénique multiparticulaire à base de minigranules à désintégration rapide a ensuite été élaborée par extrusion-sphéronisation suivie d’une lyophilisation. Les minigranules présentent des qualités appropriées à savoir, une bonne sphéricité, une faible friabilité, la capacité d’incorporer une quantité élevée de principe actif et de plus, ces minigranules sont presque immédiatement désintégrés en présence d'eau lors de la mesure du temps de désagrégation avec l'analyseur de texture. Ce type de minigranules promet une forme galénique adaptée à la population pédiatrique grâce à la facilité d’administration et la flexibilité de dosage.

Synthetic vascular prosthesis likewise vascular endoprosthesis are prone to several complications after implantation into the human body. Infections, thromboses and late occlusions are the most challenging and the most common, leading to serious clinical consequences that are sometimes lethal. Management of those complications is still fraught with tremendous difficulties justifying the economic burden and the continuous efforts in research development for improving vascular prosthetic materials. This research investment is, however, yet to yield any great clinical advance. Previous studies conducted in our research laboratory have led to the development of polyester vascular prostheses coated with a polymer of hydroxypropyl-β-cyclodextrin. This was achieved in order to increase the loading and eluting capacities of these vascular prostheses towards several antibiotics. In the current works, we sought to determine the optimal conditions for effective controlled release of three antibiotics from those prosthetic platforms. We have also evaluated their efficacy in both in vitro and in vivo models of vascular infections. This was carried-out against nine different bacteria strains that are among the most common in human vascular infections. Moreover, we have assessed in vivo their safety, their healing properties, their systemic toxicity and their biocompatibility in the prospect of clinical application.The above-mentioned drug delivery system has been proved to be effective in releasing in situ the selected antibacterial agents over a seven-day desorption period in human plasma. Optimal batch concentration and time for prosthetic immersion into the antibiotic solutions were well compatible with current surgical practice standards. A bactericidal activity evidenced by significant reduction of bacterial adhesion, growth and proliferation was revealed when compared to appropriate controls in the various tested vascular infection models. We have also studied antibacterial molecules alone or in combination. In this latter setting, no antagonistic effects were depicted. This provides a unique opportunity to customize local antibiotic treatment delivered in situ from vascular device fabrics and to adapt it to the evolving ecology of both monomicrobial and polymicrobial vascular prosthetic infection. The polyester vascular prostheses coated with a polymer of hydroxypropyl-β-cyclodextrin were proved in vivo safe and demonstrated excellent biocompatibility, healing properties and tissue integration without any signs of systemic toxicity. [...], Les prothèses et les endoprothèses vasculaires, une fois implantées dans le corps humain, sont sujettes à un certain nombre de complications. Les infections, les thromboses précoces et les occlusions tardives sont les plus fréquentes, générant des conséquences cliniques très souvent délétères et parfois létales. Les difficultés de prise en charge de ces complications sont à l’origine des efforts déployés dans la recherche de solutions visant à améliorer les matériaux prothétiques. Aucune avancée clinique majeure n’a jusque-là été notée. Des études réalisées antérieurement dans notre laboratoire ont permis de développer des prothèses vasculaires en polyester dotées d’un revêtement de polymère d’hydroxypropyl-β-cyclodextrine capable d’adsorber puis de libérer de manière prolongée divers antibiotiques. Au cours des présents travaux nous avons déterminé les conditions optimales pour une libération effective de trois antibiotiques à partir de ces prothèses revêtues d’hydroxypropyl-β-cyclodextrine. Nous en avons testé l’efficacité dans des modèles in vitro et in vivo d’infections vasculaires. Nous avons eu recours à neuf souches pathogènes parmi les plus fréquemment rencontrées dans ce contexte en pathologie humaine. Nous avons parallèlement évalué in vivo l’innocuité, la tolérance tissulaire et la biocompatibilité de ces prothèses dans la perspective d’une application clinique. Le système développé s’est avéré efficace en libérant in situ sur une huitaine de jours les molécules antibactériennes sélectionnées. Les concentrations requises des solutions ainsi que le temps nécessaire d’imprégnation des prothèses étaient compatibles avec la pratique chirurgicale. Une activité bactéricide par réduction significative de l’adhésion, de la croissance et de la prolifération bactérienne a été observée comparativement aux témoins dans les différents modèles d’infections testés. Nos résultats démontrent aussi la possibilité d’utiliser ces molécules seules ou en association sans qu’il y ait d’antagonisme. Il deviendra ainsi possible de moduler et d’adapter le traitement antibiotique local, délivré in situ, en ciblant les divers pathogènes rencontrés dans le cadre d’infections mono ou polymicrobiennes. Les prothèses revêtues d’hydroxypropyl-β-cyclodextrine ont démontré in vivo une bonne intégration tissulaire et une excellente tolérance locale sans signe de toxicité systémique. [...]

Dry Powder Inhalers (DPIs) are attractive alternatives of pressurized Metered Dose Inhalers (pMDI) in pulmonary delivery, thanks to its being free of CFC and ease of use. The typical size of respirable drug particles is generally less than 5 micrometers. Formulations with fine drug particles and coarse carrier particles, usually lactose have been commonly used to facilitate dispersion and flow. Nevertheless, DPI formulation and production require an adequate optimization in order to de-agglomerate the cohesive drug particles and to produce a uniform mixture with a coarser carrier. Furthermore, improvement of the aerodynamic performance of drug mixtures has recently drawn the great attention of pharmaceutical company. Indeed, the close control of drug and carrier physicochemical properties is crucial to obtain and to maintain the quality of formulation during development and manufacturing. In this study, lactose alpha monohydrate was used as carrier. Different grades and qualities of lactose were compared. Fluticasone propionate and terbutaline sulphate served as model drug. Different techniques were used to characterize the properties of drug and carrier: particle size distribution (by laser diffraction), thermal properties by differential scanning calorimetry (DSC), image analysis by Scanning Electronic Microscopy (SEM), and surface energy by inverse gas chromatography (iGC)... Drug and carrier were mixed by low-shear tumble blending mixer, the influence of operating conditions was studied. The aerodynamic performance of drug mixtures was determined by Twin Stage Impinger (European Pharmacopoeia). Several novel techniques were developed during this study in order to characterize drug mixtures. Drug – carrier adhesion was quantified by Alpine Air jet Siever. Powder permeability was measured by permeametry with the Blaine apparatus. Agglomerate size of drug in mixture was also determined by method developed based on laser diffraction in liquid. The rheological properties of powder were determined by Freeman FT4, a new powder rheometer. Carrier particle size plays an important role on the inhalation performance of interactive mixture. Decrease in carrier particle size leads to a decrease of particulate interaction between drug and carrier. The reduced adhesion between drug and carrier particles increased drug detachment, and thus increased the respirable fraction of drug. Different batches of lactose with similar particle size but different production method (milling or sieving) were investigated. Among the parameters tested, the differences are the preparation processes and the content of fine lactose particles. Lactose obtained by milling process shows a higher adsorption potential measured by iGC and it contains more fine particles which could form agglomerates with the drug. Because of their increased detachment mass, drug particles may be more easily detached from the coarse lactose in the air flow. With higher FPF values, which correspond to higher fines content, the peak maxima determined by IGC are shifted to higher adsorption potentials which support the agglomeration hypothesis. [...], Les inhalateurs à poudre sèche (DPI) sont une alternative attractive aux inhalateurs pressurisés à valve doseuse (pMDI) du fait de leur absence de gaz propulseur. Pour pénétrer dans les poumons profonds, la taille optimale du principe actif est généralement inférieure à 5 μm. Leur mélange avec un transporteur de taille plus importante, principalement le lactose alpha monohydrate, est classiquement utilisé pour améliorer leur écoulement, faciliter le remplissage dans les inhalateurs et améliorer leur dispersion. Cependant, la formulation et la production des mélanges de poudres pour inhalation demandent une optimisation adéquate pour des-agglomérer les particules cohésives de principe actif et assurer l’homogénéité de ces mélanges contenant un faible pourcentage de principe actif (1,5 à 2,5 %). De plus, l’amélioration de la performance aérodynamique de ces mélanges est nécessaire. Le contrôle des propriétés physico-chimiques du principe actif et du transporteur est critique pour atteindre et maintenir la qualité de la formulation des poudres pour inhalation. Dans cette étude, le lactose alpha monohydrate est utilisé comme transporteur. Des lactoses de grade et de qualité différents sont comparés. Le propionate de fluticasone et le sulfate de terbutaline sont utilisés comme principes actifs modèles. Différentes techniques sont utilisées pour caractériser les principes actifs et les transporteurs: la distribution granulométrique mesurée par la méthode de diffraction laser, les propriétés thermiques par la méthode de calorimétrie (DSC), l’analyse d’image par microscopie électronique à balayage (MEB), l’énergie de surface par la méthode de chromatographie gazeuse inverse (iGC)…Le mélange principe actif et transporteur est réalisé grâce au mélangeur type Turbula, l’influence des conditions opératoires a été étudiée. La performance aérodynamique est évaluée par l’impacteur à cascade en verre (Pharmacopée Européenne). Nous avons développé des techniques de caractérisation des mélanges : l’évaluation de l’adhésion par le tamiseur à dépression d’air, la perméabilité des poudres mesurée par le perméabilimètre de Blaine ; la taille des agglomérats de principe actifs déterminée par la méthode de diffraction laser en milieu liquide. Enfin, les propriétés rhéologiques de poudre et en particulier sa fluidisation sont évaluées par un nouveau rhéomètre, le Freeman FT4. La taille des particules de transporteur exerce une influence importante sur la performance des mélanges pour inhalation. La réduction de taille du transporteur diminue les interactions entre le principe actif et le transporteur. Le détachement du principe de son transporteur est ainsi facilité ce qui augmente le pourcentage de principe actif susceptible de pénétrer dans les poumons c’est-à-dire la fraction respirable de principe actif. Différents grades et qualités de lactose de répartition granulométrique similaire mais obtenus par différentes méthodes de production ont été étudiés et comparés. Ces lactoses différaient essentiellement par le procédé de préparation (broyage ou tamisage) et la teneur en fines particules de lactose. Le lactose broyé présente un potentiel d’adsorption mesuré par iGC supérieur à celui du lactose tamisé et sa teneur en fines particules de lactose est plus importante. Les fines particules de lactose peuvent former des agglomérats avec les particules de principe actif ce qui permet une libération plus facile du principe actif lors de la fluidisation car les forces d’adhésion entre ces particules sont moins importantes. Les mélanges ayant une teneur en fines particules de lactose plus importante permettent d’obtenir une fraction respirable de principe actif supérieure lors de l’évaluation aérodynamique du mélange. Dans ce cas, le pic maximal déterminé par iGC est décalé vers les valeurs supérieures de potentiel d’adsorption ce qui est en accord avec l’hypothèse d’agglomération. [...]

Dry Powder Inhalers (DPIs) are attractive alternatives of pressurized Metered Dose Inhalers (pMDI) in pulmonary delivery, thanks to its being free of CFC and ease of use. The typical size of respirable drug particles is generally less than 5 micrometers. Formulations with fine drug particles and coarse carrier particles, usually lactose have been commonly used to facilitate dispersion and flow. Nevertheless, DPI formulation and production require an adequate optimization in order to de-agglomerate the cohesive drug particles and to produce a uniform mixture with a coarser carrier. Furthermore, improvement of the aerodynamic performance of drug mixtures has recently drawn the great attention of pharmaceutical company. Indeed, the close control of drug and carrier physicochemical properties is crucial to obtain and to maintain the quality of formulation during development and manufacturing. In this study, lactose alpha monohydrate was used as carrier. Different grades and qualities of lactose were compared. Fluticasone propionate and terbutaline sulphate served as model drug. Different techniques were used to characterize the properties of drug and carrier: particle size distribution (by laser diffraction), thermal properties by differential scanning calorimetry (DSC), image analysis by Scanning Electronic Microscopy (SEM), and surface energy by inverse gas chromatography (iGC)... Drug and carrier were mixed by low-shear tumble blending mixer, the influence of operating conditions was studied. The aerodynamic performance of drug mixtures was determined by Twin Stage Impinger (European Pharmacopoeia). Several novel techniques were developed during this study in order to characterize drug mixtures. Drug – carrier adhesion was quantified by Alpine Air jet Siever. Powder permeability was measured by permeametry with the Blaine apparatus. Agglomerate size of drug in mixture was also determined by method developed based on laser diffraction in liquid. The rheological properties of powder were determined by Freeman FT4, a new powder rheometer. Carrier particle size plays an important role on the inhalation performance of interactive mixture. Decrease in carrier particle size leads to a decrease of particulate interaction between drug and carrier. The reduced adhesion between drug and carrier particles increased drug detachment, and thus increased the respirable fraction of drug. Different batches of lactose with similar particle size but different production method (milling or sieving) were investigated. Among the parameters tested, the differences are the preparation processes and the content of fine lactose particles. Lactose obtained by milling process shows a higher adsorption potential measured by iGC and it contains more fine particles which could form agglomerates with the drug. Because of their increased detachment mass, drug particles may be more easily detached from the coarse lactose in the air flow. With higher FPF values, which correspond to higher fines content, the peak maxima determined by IGC are shifted to higher adsorption potentials which support the agglomeration hypothesis. [...], Les inhalateurs à poudre sèche (DPI) sont une alternative attractive aux inhalateurs pressurisés à valve doseuse (pMDI) du fait de leur absence de gaz propulseur. Pour pénétrer dans les poumons profonds, la taille optimale du principe actif est généralement inférieure à 5 μm. Leur mélange avec un transporteur de taille plus importante, principalement le lactose alpha monohydrate, est classiquement utilisé pour améliorer leur écoulement, faciliter le remplissage dans les inhalateurs et améliorer leur dispersion. Cependant, la formulation et la production des mélanges de poudres pour inhalation demandent une optimisation adéquate pour des-agglomérer les particules cohésives de principe actif et assurer l’homogénéité de ces mélanges contenant un faible pourcentage de principe actif (1,5 à 2,5 %). De plus, l’amélioration de la performance aérodynamique de ces mélanges est nécessaire. Le contrôle des propriétés physico-chimiques du principe actif et du transporteur est critique pour atteindre et maintenir la qualité de la formulation des poudres pour inhalation. Dans cette étude, le lactose alpha monohydrate est utilisé comme transporteur. Des lactoses de grade et de qualité différents sont comparés. Le propionate de fluticasone et le sulfate de terbutaline sont utilisés comme principes actifs modèles. Différentes techniques sont utilisées pour caractériser les principes actifs et les transporteurs: la distribution granulométrique mesurée par la méthode de diffraction laser, les propriétés thermiques par la méthode de calorimétrie (DSC), l’analyse d’image par microscopie électronique à balayage (MEB), l’énergie de surface par la méthode de chromatographie gazeuse inverse (iGC)…Le mélange principe actif et transporteur est réalisé grâce au mélangeur type Turbula, l’influence des conditions opératoires a été étudiée. La performance aérodynamique est évaluée par l’impacteur à cascade en verre (Pharmacopée Européenne). Nous avons développé des techniques de caractérisation des mélanges : l’évaluation de l’adhésion par le tamiseur à dépression d’air, la perméabilité des poudres mesurée par le perméabilimètre de Blaine ; la taille des agglomérats de principe actifs déterminée par la méthode de diffraction laser en milieu liquide. Enfin, les propriétés rhéologiques de poudre et en particulier sa fluidisation sont évaluées par un nouveau rhéomètre, le Freeman FT4. La taille des particules de transporteur exerce une influence importante sur la performance des mélanges pour inhalation. La réduction de taille du transporteur diminue les interactions entre le principe actif et le transporteur. Le détachement du principe de son transporteur est ainsi facilité ce qui augmente le pourcentage de principe actif susceptible de pénétrer dans les poumons c’est-à-dire la fraction respirable de principe actif. Différents grades et qualités de lactose de répartition granulométrique similaire mais obtenus par différentes méthodes de production ont été étudiés et comparés. Ces lactoses différaient essentiellement par le procédé de préparation (broyage ou tamisage) et la teneur en fines particules de lactose. Le lactose broyé présente un potentiel d’adsorption mesuré par iGC supérieur à celui du lactose tamisé et sa teneur en fines particules de lactose est plus importante. Les fines particules de lactose peuvent former des agglomérats avec les particules de principe actif ce qui permet une libération plus facile du principe actif lors de la fluidisation car les forces d’adhésion entre ces particules sont moins importantes. Les mélanges ayant une teneur en fines particules de lactose plus importante permettent d’obtenir une fraction respirable de principe actif supérieure lors de l’évaluation aérodynamique du mélange. Dans ce cas, le pic maximal déterminé par iGC est décalé vers les valeurs supérieures de potentiel d’adsorption ce qui est en accord avec l’hypothèse d’agglomération. [...]

In this study, we are interested in coatings of multiparticulate oral dosage forms for controlled drug delivery. Aqueous polymer dispersions are of steadily increasing importance for the development of controlled release dosage forms due to safety and environmental concerns related to the use of organic solvents. However, the film formation mechanisms are more complex and storage stability may be difficult to achieve. A thermal post-treatment (curing) is generally required to enhance the degree of polymer particle coalescence. The mechanisms of film formation from aqueous polymeric dispersions have been discussed for a long time, but not fully elucidated. The first objective of this study is to better understand the effects of the curing conditions on the resulting drug release patterns from pellets coated with aqueous polymer dispersions. Diltiazem hydrochloride is used as model drug, ethylcellulose as polymer, triethyl citrate (TEC), dibutyl sebacate (DBS), and distilled acetylated monoglycerides as plasticizers. Interestingly, the effects of the curing conditions strongly depend on the coating level and type of plasticizer. The observed complex behavior may be attributable to two competing phenomena: improved film formation and drug migration into the polymeric membrane. Furthermore the type of plasticizer has a major effect on drug release in not fully coalesced and equilibrated film coatings, whereas the release profiles are similar for all plasticizers in the case of completely formed and equilibrated film coatings (when cured at 60°C and 75% relative humidity (RH) for 24 h). The latter systems are long term stable even during storage under stress conditions at 40°C and 75%RH. Observations from the study of coated pellets show that it is difficult in practice to predict the behavior of film coatings as a function of the system studied (association polymer/plasticizer, curing conditions, thickness of the coating film). The second objective is to assess the interest of free films as a model for the study of coated dosage forms. Two models of free films are studied: the cast free films and the sprayed free films. These films are characterized by their thermal and mechanical properties and by measuring their ability to swelling and dry mass loss. The results of the study of free films are related with those of the study of dissolution profiles of coated microgranules. Comparing the results obtained on cast and sprayed free films has shown that the most predictive model is the free film obtained by spraying. This model is preferred in studies of coatings from aqueous polymer dispersion. Interest is then focused on the characterization of free films of identical composition as coated pellets to explain effects of the curing conditions on the coating level and type of plasticizer. Irrespective of the type of plasticizer used (water-soluble or water-insoluble), the mechanical properties of the films show that the puncture strength of films increases with increasing harshness of the curing conditions (time, temperature and relative humidity). These results show that the polymer particle coalescence is not complete when films are cured at 60°C for 1 h. These results are confirmed by pictures obtained by atomic force microscopy (AFM): roughness is more pronounced upon curing 60°C - 1 h. Furthermore, the images obtained by Raman microspectroscopy also show that the films cured at 60°C - 1 h exhibit a heterogeneous distribution of the film components, especially cetyl alcohol, a stabilizer of the ethylcellulose aqueous dispersion. These results support the hypothesis of improvement of the film by coalescence of polymer particles upon curing. Moreover, irrespective of the type of plasticizer, when films are cured at 60°C - 24 h - 75%RH, the water content and dry weight loss kinetics are similar, as it was the case for the drug release profiles of coated pellets cured at similar conditions. The last part of the manuscript is focused on a better understanding of the importance of the effects of food and enzymes on the performance of coated systems and drug release mechanisms, in order to avoid adverse reactions (for instance, dose dumping effect that can happen when the drug is taken with alcohol). The aim is to measure the in vitro drug release profiles of coated pellets in aqueous media containing ethanol and to better understand this problem through the study of free films. The drug release kinetics performed in aqueous acid media are compared to those obtained in aqueous acid and ethanol media on coated pellets cured at 60°C - 24 h - 75%RH. Systematically the drug release kinetics increases in aqueous acid and ethanol media. The study on free films shows a same trend. The study on free films obtained by spraying seems to be an effective tool to save time when developing new formulations for coatings.; Les dispersions aqueuses de polymères insolubles sont très largement utilisées pour pelliculer des formes galéniques destinées à la voie orale telles que des microgranules et permettre une libération contrôlée du principe actif. Ces dispersions aqueuses présentent l'avantage d'éviter l'emploi de solvants organiques mais impliquent un mécanisme de formation du film différent et plus complexe que lors de l'utilisation de solutions aqueuses de polymères, qui nécessite une étape de maturation complémentaire appelée curing (traitement thermique contrôlé avec ou sans humidité relative forcée). A ce jour, le processus de formation du film n'est pas encore complètement élucidé et mérite une investigation. Le premier objectif de ce travail a consisté à mieux comprendre les effets des conditions de curing sur la libération de microgranules enrobés avec une dispersion aqueuse de polymère. Le chlorhydrate de diltiazem est utilisé comme principe actif (PA) modèle. L'enrobage étudié est à base d'ethylcellulose plastifié par le triéthylcitrate (TEC), le dibutyl sebacate (DBS) ou des monoglycérides acétylés. Des variations de l'effet des conditions de curing sont observées en fonction du taux d'enrobage appliqué et du type de plastifiant utilisé. Les comportements complexes observés peuvent être attribués à deux phénomènes qui entrent en compétition : l'amélioration de la formation du film par coalescence des particules de polymères et la migration du PA à travers la membrane polymérique. Tous les systèmes étudiés présentent des profils qui n'évoluent pas après 6 mois de stockage en condition de stabilité accélérée à 40°C et 75% d'humidité relative (HR), lorsque des conditions de curing adéquates sont appliquées (24 h - 60°C - 75%HR). D'autre part, lorsque ce curing adéquat est appliqué, les profils de libération de principe actif sont similaires quel que soit le type de plastifiant utilisé. Les observations issues de l'étude sur microgranules enrobés montrent qu'il est parfois difficile d'anticiper le comportement des films d'enrobage en fonction du système étudié (association polymère/plastifiant, conditions de curing appliquées, épaisseur du film d'enrobage). Le deuxième objectif est d'évaluer l'intérêt de films libres comme modèle prédictif des performances de formes pharmaceutiques enrobées. Deux modèles de films libres sont étudiés : les films coulés et les films pulvérisés. Ces films sont caractérisés notamment par leurs propriétés thermiques, mécaniques et par la mesure de leur capacité d'hydratation et de leur perte en masse. Les résultats de l'étude des films libres sont mis en relation avec ceux de l'étude des profils de dissolution des microgranules enrobés. La confrontation des résultats obtenus sur films libres coulés et pulvérisés indique que le modèle le plus prédictif est le film libre obtenu par pulvérisation. Ce modèle est donc privilégié lors des études des enrobages à base de dispersion aqueuse de polymère. L'intérêt est ensuite porté sur la caractérisation des films libres de même composition que ceux des microgranules enrobés pour expliquer l'influence des conditions de curing en fonction du taux d'enrobage appliqué et du type de plastifiant utilisé. Quel que soit le type de plastifiant utilisé (soluble ou insoluble), les propriétés mécaniques des films révèlent qu'il y a amélioration de la résistance du film lorsqu'un curing de 60°C - 24 h - 75%RH est appliqué par rapport à celle d'un film ayant subi un curing de 60°C-1h. Ces résultats indiquent que la coalescence des particules de polymère n'est pas complète lorsqu'un curing de 60°C-1 h est appliqué. Ces résultats sont confirmés par les imageries obtenues par microscopie à force atomique (MFA) : la rugosité est plus prononcée après un curing d'1 h. D'autre part, les imageries obtenues par microspectroscopie Raman montrent également que les films ayant subi un curing insuffisant présentent une hétérogénéité de la distribution des constituants du film, et plus particulièrement de l'alcool cétylique, un stabilisant présent dans la dispersion aqueuse d'éthylcellulose. Ces résultats viennent conforter l'hypothèse de l'amélioration du film par coalescence des particules de polymères grâce au curing. Par ailleurs, lorsqu'un curing adéquat est appliqué, les cinétiques de prise en eau et de perte en masse sont similaires quel que soit le type de plastifiant utilisé, comme c'était déjà le cas pour les profils de libération du PA de microgranules enrobés.

In this study, we are interested in coatings of multiparticulate oral dosage forms for controlled drug delivery. Aqueous polymer dispersions are of steadily increasing importance for the development of controlled release dosage forms due to safety and environmental concerns related to the use of organic solvents. However, the film formation mechanisms are more complex and storage stability may be difficult to achieve. A thermal post-treatment (curing) is generally required to enhance the degree of polymer particle coalescence. The mechanisms of film formation from aqueous polymeric dispersions have been discussed for a long time, but not fully elucidated. The first objective of this study is to better understand the effects of the curing conditions on the resulting drug release patterns from pellets coated with aqueous polymer dispersions. Diltiazem hydrochloride is used as model drug, ethylcellulose as polymer, triethyl citrate (TEC), dibutyl sebacate (DBS), and distilled acetylated monoglycerides as plasticizers. Interestingly, the effects of the curing conditions strongly depend on the coating level and type of plasticizer. The observed complex behavior may be attributable to two competing phenomena: improved film formation and drug migration into the polymeric membrane. Furthermore the type of plasticizer has a major effect on drug release in not fully coalesced and equilibrated film coatings, whereas the release profiles are similar for all plasticizers in the case of completely formed and equilibrated film coatings (when cured at 60°C and 75% relative humidity (RH) for 24 h). The latter systems are long term stable even during storage under stress conditions at 40°C and 75%RH. Observations from the study of coated pellets show that it is difficult in practice to predict the behavior of film coatings as a function of the system studied (association polymer/plasticizer, curing conditions, thickness of the coating film). The second objective is to assess the interest of free films as a model for the study of coated dosage forms. Two models of free films are studied: the cast free films and the sprayed free films. These films are characterized by their thermal and mechanical properties and by measuring their ability to swelling and dry mass loss. The results of the study of free films are related with those of the study of dissolution profiles of coated microgranules. Comparing the results obtained on cast and sprayed free films has shown that the most predictive model is the free film obtained by spraying. This model is preferred in studies of coatings from aqueous polymer dispersion. Interest is then focused on the characterization of free films of identical composition as coated pellets to explain effects of the curing conditions on the coating level and type of plasticizer. Irrespective of the type of plasticizer used (water-soluble or water-insoluble), the mechanical properties of the films show that the puncture strength of films increases with increasing harshness of the curing conditions (time, temperature and relative humidity). These results show that the polymer particle coalescence is not complete when films are cured at 60°C for 1 h. These results are confirmed by pictures obtained by atomic force microscopy (AFM): roughness is more pronounced upon curing 60°C - 1 h. Furthermore, the images obtained by Raman microspectroscopy also show that the films cured at 60°C - 1 h exhibit a heterogeneous distribution of the film components, especially cetyl alcohol, a stabilizer of the ethylcellulose aqueous dispersion. These results support the hypothesis of improvement of the film by coalescence of polymer particles upon curing. Moreover, irrespective of the type of plasticizer, when films are cured at 60°C - 24 h - 75%RH, the water content and dry weight loss kinetics are similar, as it was the case for the drug release profiles of coated pellets cured at similar conditions. The last part of the manuscript is focused on a better understanding of the importance of the effects of food and enzymes on the performance of coated systems and drug release mechanisms, in order to avoid adverse reactions (for instance, dose dumping effect that can happen when the drug is taken with alcohol). The aim is to measure the in vitro drug release profiles of coated pellets in aqueous media containing ethanol and to better understand this problem through the study of free films. The drug release kinetics performed in aqueous acid media are compared to those obtained in aqueous acid and ethanol media on coated pellets cured at 60°C - 24 h - 75%RH. Systematically the drug release kinetics increases in aqueous acid and ethanol media. The study on free films shows a same trend. The study on free films obtained by spraying seems to be an effective tool to save time when developing new formulations for coatings., Les dispersions aqueuses de polymères insolubles sont très largement utilisées pour pelliculer des formes galéniques destinées à la voie orale telles que des microgranules et permettre une libération contrôlée du principe actif. Ces dispersions aqueuses présentent l'avantage d'éviter l'emploi de solvants organiques mais impliquent un mécanisme de formation du film différent et plus complexe que lors de l'utilisation de solutions aqueuses de polymères, qui nécessite une étape de maturation complémentaire appelée curing (traitement thermique contrôlé avec ou sans humidité relative forcée). A ce jour, le processus de formation du film n'est pas encore complètement élucidé et mérite une investigation. Le premier objectif de ce travail a consisté à mieux comprendre les effets des conditions de curing sur la libération de microgranules enrobés avec une dispersion aqueuse de polymère. Le chlorhydrate de diltiazem est utilisé comme principe actif (PA) modèle. L'enrobage étudié est à base d'ethylcellulose plastifié par le triéthylcitrate (TEC), le dibutyl sebacate (DBS) ou des monoglycérides acétylés. Des variations de l'effet des conditions de curing sont observées en fonction du taux d'enrobage appliqué et du type de plastifiant utilisé. Les comportements complexes observés peuvent être attribués à deux phénomènes qui entrent en compétition : l'amélioration de la formation du film par coalescence des particules de polymères et la migration du PA à travers la membrane polymérique. Tous les systèmes étudiés présentent des profils qui n'évoluent pas après 6 mois de stockage en condition de stabilité accélérée à 40°C et 75% d'humidité relative (HR), lorsque des conditions de curing adéquates sont appliquées (24 h - 60°C - 75%HR). D'autre part, lorsque ce curing adéquat est appliqué, les profils de libération de principe actif sont similaires quel que soit le type de plastifiant utilisé. Les observations issues de l'étude sur microgranules enrobés montrent qu'il est parfois difficile d'anticiper le comportement des films d'enrobage en fonction du système étudié (association polymère/plastifiant, conditions de curing appliquées, épaisseur du film d'enrobage). Le deuxième objectif est d'évaluer l'intérêt de films libres comme modèle prédictif des performances de formes pharmaceutiques enrobées. Deux modèles de films libres sont étudiés : les films coulés et les films pulvérisés. Ces films sont caractérisés notamment par leurs propriétés thermiques, mécaniques et par la mesure de leur capacité d'hydratation et de leur perte en masse. Les résultats de l'étude des films libres sont mis en relation avec ceux de l'étude des profils de dissolution des microgranules enrobés. La confrontation des résultats obtenus sur films libres coulés et pulvérisés indique que le modèle le plus prédictif est le film libre obtenu par pulvérisation. Ce modèle est donc privilégié lors des études des enrobages à base de dispersion aqueuse de polymère. L'intérêt est ensuite porté sur la caractérisation des films libres de même composition que ceux des microgranules enrobés pour expliquer l'influence des conditions de curing en fonction du taux d'enrobage appliqué et du type de plastifiant utilisé. Quel que soit le type de plastifiant utilisé (soluble ou insoluble), les propriétés mécaniques des films révèlent qu'il y a amélioration de la résistance du film lorsqu'un curing de 60°C - 24 h - 75%RH est appliqué par rapport à celle d'un film ayant subi un curing de 60°C-1h. Ces résultats indiquent que la coalescence des particules de polymère n'est pas complète lorsqu'un curing de 60°C-1 h est appliqué. Ces résultats sont confirmés par les imageries obtenues par microscopie à force atomique (MFA) : la rugosité est plus prononcée après un curing d'1 h. D'autre part, les imageries obtenues par microspectroscopie Raman montrent également que les films ayant subi un curing insuffisant présentent une hétérogénéité de la distribution des constituants du film, et plus particulièrement de l'alcool cétylique, un stabilisant présent dans la dispersion aqueuse d'éthylcellulose. Ces résultats viennent conforter l'hypothèse de l'amélioration du film par coalescence des particules de polymères grâce au curing. Par ailleurs, lorsqu'un curing adéquat est appliqué, les cinétiques de prise en eau et de perte en masse sont similaires quel que soit le type de plastifiant utilisé, comme c'était déjà le cas pour les profils de libération du PA de microgranules enrobés.

International audience; Dysregulation of free radical metabolism has been supposed to be involved in schizophrenia etiopathogeny. Recently, Wang et al. showed a red blood cell super oxide dismutase increase in positive schizophrenia (Crow's type I), but neither in negative schizophrenia (Crow's type II) nor in controls. The study included 28 in-patients suffering from acute positive psychosis who were compared with 15 controls. We confirmed the results of Wang. We found a significantly red blood cell Super oxide dismutase increase in positive psychosis, in comparison to negative psychosis and controls (p = 0.0001). This SOD increase was in relationship with the degree of clinical psychomotor excitement. After 21 days of neuroleptic treatment, SOD activity decreased and reached standard values. These results support the hypothesis of striking relationships between catecholaminergic hyper-metabolism and SOD increase, in positive psychosis. These could account for psychotic positive symptoms improvement with neuroleptic treatment, which blocks dopamine pathways.

International audience; Serum levels of haloperidol and reduced haloperidol as well as the reduced haloperidol/haloperidol ratios were determined in nine acute schizophrenics on oral haloperidol medication and correlated over 21 days with psycho pathology and extra-pyramidal symptom scores. We have investigated red blood cells haloperidol reductase activity in the group of patients. Significant correlations were found between haloperidol plasma levels and positive sub scale for each patient (r = 0.86 and p < 0.01; r = 0.70 and p < 0.05). We found a correlation between red blood cells reductase activity and the improvement of the psychotic anxiety scale (r = 0.64/and p < 0.05; r = 0.67 and p < 0.05), but not with reduced haloperidol/haloperidol ratios in plasma. The knowledge of reductase activity could predict the treatment response in acute schizophrenic patients. We suggest that the reported inter individual and inter ethnic differences in haloperidol and reduced haloperidol and in clinical response and adverse effects may be a reflection of genetic control of the two oxidative pathways mediated by cytochrome P450 isozyme and/or the reductase pathway mediated by haloperidol reductase in individual subject.