Pénétration et décontamination cutanée des actinides

219 Pages·2017·10.74 MB·French

by  Anissa Tazrart

Pénétration et décontamination cutanée des actinides
Anissa Tazrart
To cite this version:
Anissa Tazrart. Pénétration et décontamination cutanée des actinides. Radiochimie. Université de
Lyon, 2017. Français. ￿NNT: 2017LYSE1046￿. ￿tel-01537749￿
HAL Id: tel-01537749
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Submitted on 12 Jun 2017
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N°d’ordre NNT : 2017LYSE1046

THESE de DOCTORAT DE L’UNIVERSITE DE LYON
opérée au sein de
l’Université Claude Bernard Lyon 1

Ecole Doctorale N° EDISS 205
(Ecole Doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé)

Spécialité de doctorat : Biologie-Radiochimie-Biopharmacie

Soutenue publiquement le 14/03/2017, par :
Anissa TAZRART

Pénétration et décontamination cutanée des
actinides

Devant le jury composé de :

Dr. Ansoborlo Eric (CEA) Rapporteur
Dr. Dublineau Isabelle (IRSN) Rapporteur
Pr. Piot Olivier (Université de Reims) Président du Jury
Dr. Bérard Philippe (CEA) Examinateur
Dr. Guillot-Combe Emmanuelle (DGA) Examinatrice

Pr. Briançon Stéphanie (Université Lyon 1) Directrice de thèse
Pr. Bolzinger Marie-Alexandrine (Université Lyon 1) Co-directrice de thèse
Dr. Griffiths Nina (CEA) Co-encadrante

UNIVERSITE CLAUDE BERNARD - LYON 1
Président de l’Université M. le Professeur Frédéric FLEURY
Président du Conseil Académique M. le Professeur Hamda BEN HADID
Vice-président du Conseil d’Administration M. le Professeur Didier REVEL
Vice-président du Conseil Formation et Vie Universitaire M. le Professeur Philippe CHEVALIER
Vice-président de la Commission Recherche M. Fabrice VALLÉE
Directrice Générale des Services Mme Dominique MARCHAND

COMPOSANTES SANTE
Faculté de Médecine Lyon Est – Claude Bernard Directeur : M. le Professeur G.RODE
Faculté de Médecine et de Maïeutique Lyon Sud – Charles Directeur : Mme la Professeure C. BURILLON
Mérieux
Directeur : M. le Professeur D. BOURGEOIS
Faculté d’Odontologie
Directeur : Mme la Professeure C. VINCIGUERRA
Institut des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques
Directeur : M. X. PERROT
Institut des Sciences et Techniques de la Réadaptation
Directeur : Mme la Professeure A-M. SCHOTT
Département de formation et Centre de Recherche en Biologie
Humaine
COMPOSANTES ET DEPARTEMENTS DE SCIENCES ET TECHNOLOGIE
Faculté des Sciences et Technologies Directeur : M. F. DE MARCHI
Département Biologie Directeur : M. le Professeur F. THEVENARD
Département Chimie Biochimie Directeur : Mme C. FELIX
Département GEP Directeur : M. Hassan HAMMOURI
Département Informatique Directeur : M. le Professeur S. AKKOUCHE
Département Mathématiques Directeur : M. le Professeur G. TOMANOV
Département Mécanique Directeur : M. le Professeur H. BEN HADID
Département Physique Directeur : M. le Professeur J-C PLENET
UFR Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives Directeur : M. Y.VANPOULLE
Observatoire des Sciences de l’Univers de Lyon Directeur : M. B. GUIDERDONI
Polytech Lyon Directeur : M. le Professeur E.PERRIN
Ecole Supérieure de Chimie Physique Electronique Directeur : M. G. PIGNAULT
Institut Universitaire de Technologie de Lyon 1 Directeur : M. le Professeur C. VITON
Ecole Supérieure du Professorat et de l’Education Directeur : M. le Professeur A. MOUGNIOTTE
Institut de Science Financière et d'Assurances Directeur : M. N. LEBOISNE

Résumé:
Les actinides sont des radioéléments émetteurs-α couramment manipulés par les travailleurs
de l’industrie nucléaire et font partie de la menace NRBC (nucléaire, radiologique,
biologique, chimique). La contamination cutanée représente une voie d’exposition majeure de
ces agents radiologiques. La décontamination de la peau est donc cruciale pour empêcher une
dispersion de la contamination et l’absorption systémique du contaminant par la peau. Ce
travail s’est attaché à évaluer les profils de pénétration cutanée de deux actinides :
l’américium et le plutonium, sous différentes formes, dans un modèle d’étude ex vivo, la peau
d’oreille de porc. L’efficacité de décontamination de différents produits usuels a également
été testée sur ce modèle, mais aussi sur un modèle in vitro de poudre de couche cornée
bovine. Pour compléter l’étude de la décontamination, l’efficacité d’une formulation
d’hydrogel de DTPA a également été testée. La détermination de la distribution de la
contamination dans la peau a été réalisée à l’aide de différentes techniques d’imagerie :
l’autoradiographie par émulsion, le TASTRAK ou encore l’iQID camera. Les résultats ont
montré une grande différence dans les profils de pénétration et de rétention des actinides
lorsqu’ils sont en solution aqueuse modérément soluble ou en solution organique dans un
mélange de solvant. De plus, cette dernière forme modifie fortement la structure cutanée,
menant à une forte augmentation de la pénétration cutanée. Les résultats des protocoles de
décontamination montrent une efficacité égale du savon (Trait rouge®) comparé au DTPA,
qui est le traitement décorporant utilisé également en décontamination. La formulation en
hydrogel présente une efficacité supérieure pour le traitement de solutions organiques et met
en évidence l’intérêt de développer d’autres formulations galéniques.

Abstract:
Actinides are alpha-emitting radioactive elements handled by nuclear industry workers and
are part of the NRBC threat (nuclear, radiological, biological, and chemical). Skin
contamination represents a major exposure route for these radioelements. Skin
decontamination is therefore essential to prevent any dispersion of contamination and
systemic absorption through the skin. This work focused the evaluation of skin penetration
behavior of two actinides: americium and plutonium, in different forms, in an ex vivo model,
pig ear skin. The decontamination efficacy of various products was tested on this model as
well as an in vitro model of bovine hide powder. The efficacy of a new DTPA hydrogel
formulation was also tested. The localization of actinides in different skin layers was carried
out using various imaging techniques: emulsion autoradiography, solid track autoradiography,
TASTRAK or iQID camera. Data showed differences in penetration, retention and
localization profiles of the different actinides used in moderately soluble aqueous solution or
in a solvent mixture. In addition, the latter modifies skin structure that is associated with an
increase in skin penetration. Radioactivity activity measurements in skin layers agreed well
with distribution as shown by the different autoradiography techniques. The results of
decontamination protocols showed an equal efficacy of the cleansing gel (Trait rouge®) as
compared to DTPA, that is used for decorporation therapy and also for decontamination. The
hydrogel formulation showed a superior efficacy for the treatment of organic solutions and
demonstrates the interest for development of other pharmaceutical formulations.

Remerciements

Ce travail n’aurait pas été possible sans le soutien financier du CEA et de la DGA permettant
de me consacrer sereinement à l’élaboration de ma thèse.

Je tiens à remercier toutes les personnes qui m’ont aidé durant ces travaux de thèse et
notamment ma directrice le Professeur Stéphanie Briançon, directrice du LAGEP UMR 5007,
et ma co-directrice le Professeur Marie Alexandrine Bolzinger pour leur intérêt et leurs
nombreux conseils durant la rédaction de ma thèse.

Je tiens à remercier chaleureusement le Docteur Nina Griffiths pour son aide, son
encadrement et la confiance dont elle a fait preuve à mon égard durant ces 3 années. Je tiens
également à remercier chaleureusement le Docteur Jaime Angulo-Mora, directeur du LRT du
CEA, pour m’avoir accueillie au sein de son équipe.

J’adresse également mes sincères remerciements aux Docteurs Isabelle Dublineau et Eric
Ansoborlo, le Professeur Olivier Piot d’avoir accepté d’être les rapporteurs de mon manuscrit
de thèse, ainsi que le Docteur Emmanuelle Guillot-Combe et Philippe Bérard de m’avoir fait
l’honneur de faire partie de mon jury de thèse, pour leur suivi et leurs encouragements.

Je souhaite remercier toute l’équipe du LRT pour m’avoir enseigné les diverses pratiques du
laboratoire et d’avoir répondu à mes nombreuses questions en particulier Agnès Moureau,
Sylvie Coudert, Maxime Potier, Daniel Renaud et les Docteurs Stéphanie Lamart, Laurent
Miccoli et Olivier Grémy. Un grand merci à Catherine Mahieu, sans qui je me serai noyée
dans les méandres administratifs du CEA, et pour le surnom qu’elle m’a attribuée.

Je tiens à remercie le LAGEP pour m’avoir accueilli durant les débuts de ma thèse, en
particulier Jocelyne Pelletier pour son soutien. Je tiens à remercier l’équipe PROSITON
composée des Docteurs Florence Ménétrier, Alexandra Leiterer et Phillipe Bérard d’avoir
participer à l’élaboration de ce sujet de thèse.