École Doctorale

ECOLE DOCTORALE
« Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés »
ED 468
Vous êtes cordialement invités à la soutenance de la thèse de
Dmytro, Snisarenko
7 Novembre 2016, 9:30
salle Amphi II, Maison de la Recherche et de la Valorisation (MRV)
118 route de Narbonne, Université de Toulouse
TITRE : Clairance de molécules de taille moyenne à travers un rein artificiel
Résumé
Malgré une longue histoire de développement, l’hémodialyse (rein artificiel) possède encore
quelques limitations, telles que la perte des propriétés initiales de la membrane en cours de
traitement à cause du colmatage et la mauvaise élimination des toxines urémiques de taille
moyenne. La présente étude fait partie d’un projet européen nommé BioArt dont le but est
d’apporter des solutions à ces limites. Dans cet objectif, l’un des partenaires du projet a
proposé le développement d’un nouveau concept de membrane double couche au sein de
laquelle sont incorporées des particules adsorbantes. Une caractérisation complète de cette
nouvelle membrane était alors nécessaire, plus précisément l’impact de la matrice mixte sur
l’élimination des toxines urémiques de divers groupes devait être évalué, ainsi que la
propension du matériau membranaire à se colmater. Les études des phénomènes de
colmatage sont classiquement menées à l’échelle macroscopique (faisceau de fibres creuses)
sans analyse à l’échelle d’une fibre isolée. Le but premier de la présente thèse a alors été de
proposer un dispositif permettant une étude du colmatage membranaire induit par la protéine
à l’échelle microscopique. Un dispositif microfluidique transparent dans lequel la membrane
polymère est insérée a été élaboré et mis en œuvre pour la filtration des protéines modèles :
l’albumine de sérum bovin (BSA) et l’α-lactalbumine. Grâce au couplage avec la microscopie
de fluorescence, différents modes d’adsorption des protéines sur la surface de la membrane
ont été observés et liés aux variations des conditions hydrodynamiques à l’intérieur de la
puce. Il a été constaté, sous certaines conditions, une différence dans l’accumulation de
protéines entre l’entrée, le centre et la sortie du canal tandis que dans d’autres conditions cet
effet s’annule. En outre, un phénomène inattendu, l’agrégation de l’α-lactalbumine, a été
observé au cours de la filtration. La localisation dans le canal et la forme des agrégats
dépendent également des conditions hydrodynamiques et de la pression transmembranaire
appliquée. Dans le but d’optimiser la conception de la membrane vis à vis de son aptitude à
éliminer des molécules de taille moyenne de la circulation sanguine, un modèle mathématique
a été proposé. L’objectif du modèle était, en prenant en compte la présence de particules
adsorbantes à l’intérieur de la membrane double couche, de rendre compte de la combinaison
des trois mécanismes d’élimination du soluté : la convection, la diffusion et l’adsorption. Le
modèle permet de prédire l’influence de divers paramètres tels que la diffusivité de la
molécule, l’épaisseur de la membrane, la présence de la convection, la charge en particules
adsorbantes, sur l’intensification des flux à travers la membrane. Le modèle semble être un
outil utile pouvant être appliqué à l’optimisation de membranes pour l’élimination des toxines.
Mots-Clés: Hémodialyse, Dispositif Microfluidique, Colmatage de la Membrane, L'adsorption
de la protéine, Modèle de transfert de la masse
Etablissement d’inscription: Génie des Procédés et de l'Environnement

ECOLE DOCTORALE
« Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés »
ED 468
Composition du Jury:
Prof. Christel CAUSSERAND
Université de Toulouse 3 Paul Sabatier
Directeur de these
Dr. Efrem CURCIO
Institute on Membrane Technology,
National Research Council of Italy, ITM-
CNR
Rapporteur
Dr. Jean-Baptiste SALMON
Université de Bordeaux, CNRS, UMR
5258
Rapporteur
Prof. Dimitrios STAMATIALIS
University of Twente
Examinateur