• Langue : Français
• Discipline : Chimie des matériaux
• Identifiant : 2025ULILS012
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 16/07/2025

Résumé en langue originale

Le cartilage articulaire est un tissu conjonctif spécialisé constitué en couches superposées de composition et d'élasticité variables qui réduit les forces de friction entre les os et transmet les charges au tissu osseux sous-jacent. Le cartilage n'est pas vascularisé, et ne présente qu'une faible capacité d'autoréparation à l'âge adulte, entraînant des pathologies comme l'arthrose. Diverses thérapies ont été développées pour ralentir la dégénérescence du cartilage et favoriser sa réparation, mais les traitements actuels, sont coûteux et techniquement complexes. Cette thèse vise à développer un support tridimensionnel poreux à base de polymères naturels, principalement le chitosan (CHT) et l'acide hyaluronique (HA), destiné à favoriser la régénération du tissu cartilagineux in situ. L'approche repose sur la réticulation chimique du CHT afin d'augmenter ses propriétés mécaniques, de ralentir sa biodégradation et d'évaluer sa capacité à libérer un principe actif tel que la ciprofloxacine (CFX). Pour ce faire, 2 agents réticulants ont été utilisés : la maltodextrine oxydée (MDo) et le formaldéhyde provenant de la décomposition thermique de l'hexaméthylènetétramine (HMTA). Les éponges obtenues ont été caractérisées par des analyses physico-chimiques (FTIR, gonflement), morphologiques (MEB) et mécaniques (rhéologie, DMA). Leur stabilité et leur profil de dégradation ont été évalués dans des conditions physiologiques, acides et enzymatiques. L'effet de la réticulation sur la libération de la CFX et son activité antibactérienne a également été étudié. L'ensemble des résultats souligne la capacité des 2 agents réticulants à moduler les propriétés des éponges à base de CHT, ouvrant ainsi la voie à la conception de supports stratifiés présentant un gradient de rigidité, capables de reproduire l'organisation structurelle et fonctionnelle du cartilage.

Résumé traduit

Articular cartilage is a specialized connective tissue composed of superimposed layers with varying composition and elasticity, which reduces friction forces between bones and transmits loads to the underlying bone tissue. Cartilage is avascular and exhibits only limited self-repair capacity in adulthood, leading to pathologies such as osteoarthritis. Various therapies have been developed to slow cartilage degeneration and promote its repair, but current treatments remain costly and technically complex.This thesis aims to develop a porous three-dimensional scaffold based on natural polymers, primarily chitosan (CHT) and hyaluronic acid (HA), designed to promote in situ regeneration of cartilage tissue. The approach relies on chemical crosslinking of CHT to enhance its mechanical properties, slow its biodegradation, and evaluate its ability to release an active agent such as ciprofloxacin (CFX). To this end, two crosslinking agents were employed: oxidized maltodextrin (MDo) and formaldehyde generated from the thermal decomposition of hexamethylenetetramine (HMTA). The resulting sponges were characterized through physicochemical analyses (FTIR, swelling), morphological observations (SEM), and mechanical tests (rheology, DMA). Their stability and degradation profiles were assessed under physiological, acidic, and enzymatic conditions. The effect of crosslinking on CFX release and its antibacterial activity was also investigated.Overall, the results highlight the capacity of the two crosslinking agents to modulate the properties of CHT-based sponges, thus paving the way for the design of stratified scaffolds exhibiting a stiffness gradient, capable of reproducing the structural and functional organization of cartilage.